Impulscode-Verfahren zur Fernsteuerung von Schaltern Es sind schon zahlreiche Empfangsein- richtungen zur wahlweisen Fernsteuerung von Schaltern über einen einzigen übertragungs- kanal bekanntgeworden.
Derartige Einrich tungen sind vor allem von grosser Bedeutung für Zentralsteueranlagen in elektrischen Ver- teilnetzen (Netzkommandoanlagen). Dabei wird meist dem Netz eine bestimmte Tonfre quenz überlagert und am Empfangsort mittels Resonanzgliedern ausgesiebt, wobei die Be- felIsauswahl durch verschiedenartige Impulse erfolgt. Hiezu sind _ verschiedene Auswahl verfahren entwickelt worden.
Das bekann teste ist das sog. Impuls-Intervall-Verfahren. Dabei erfolgt die Befehlsauswahl in der Weise, dass zu bestimmten Zeiten nach einem Start impuls Schaltimpulse gesendet werden, wel- ehe bei den entsprechenden Schaltern oder Relais die Ein- bzw. Aus-Stellung bedingen. i s ist evident, dass dieses Verfahren bei einer grossen Befehlzahl lange Sendezeiten erfor dert; insbesondere ist es nicht möglich, ein zelne Befehle in kurzer Zeit direkt anzu steuern.
Auf Grund der starken Verbreitung, wel- ehe derartige Fernsteuereinrichtungen in neuester Zeit- gefunden haben, ergab sich die Wünschbarkeit der Erfüllung folgender Anforderungen: 1. Es soll eine grosse Zahl von Befehlen, z. B. mehrere- hundert, ausgeführt werden können. 2. Jeder Befehl soll, vom Startmoment ausgehend, in möglichst kurzer Zeit ange steuert werden können.
3. Beliebig verschiedene Befehle sollen rasch hintereinander angesteuert werden können. .
4. Die Empfänger sollen mit mehreren Befehlen ausgerüstet werden können, wobei diese beliebig aus dem ganzen Programm aus wählbar sein sollen.
5. Alle Empfänger sollen bis auf die Zahl der eingebauten Befehle identisch sein, und die Einstellung auf die gewünschten Befehle soll am fertigen Empfänger vorgenommen werden können (z. B. durch Nockenverschie- bung).
6. Die Empfänger sollen gegen kurzzeitige Störimpulse unempfindlich sein.
Da diese Bedingungen durch ein Zeitinter- z-allverfahren nicht mehr erfüllt werden konnten, ist man dazu übergegangen, die ge wünschten Befehlszahlen in Gruppen zu un terteilen und eine Gruppenvorwahl vorzu sehen. Die Vorwahl kann z. B. darin beste hen, dass gewissen Empfängergruppen Start impulse bestimmter Längen entsprechen. Bei einer andern bekanntgewordenen Lösung werden die ersten Schalter des Programmes dazu verwendet, die gewünschte Empfänger gruppe für die nachfolgende Steuerung freizugeben bzw. die restlichen Empfänger gruppen für die nachfolgende Steuerung zu sperren.
Ferner ist bereits vorgeschlagen wor den, die einzelnen, für diese Gruppenwahl reservierten Schalter zu kombinieren, das heisst die Gruppenauswahl bzw. -sperrimg durch die ;Stellungen dieser Gruppenwahlschalter fest zulegen (Kombinationswahl). Dieses Verfah ren ist recht umständlich und teuer und ist überdies mit den Nachteilen behaftet, dass pro Empfänger nur noch Befehle aus einer be stimmten Gruppe und nicht aus dem ganzen Programm -untergebracht werden können.
Die vorliegende Erfindung beruht nun im Verfahren, den einzelnen Schaltoperationen Impulsbilder, bestehend aus den Einheiten Impuls und Impulslücke; sowie mechanische Impulscodeauswerter zuzuordnen. Der Erfin dung lag die Idee zugrunde, dass die Infor mationsmenge, die, pro Zeiteinheit übertragen werden kann, wesentlich gesteigert wird, wenn man das Zeitintervallverfahren durch ein Im pulsbildverfahren ersetzt.
Besteht ein Impuls bild aus n, Einheiten der Dauer T, wobei wäh rend einer Zeiteinheit T entweder der Zu stand Signal oder Signallücke herrscht, so ergibt sich, dass durch ein derartiges Impuls bild 2n Zustände festgelegt werden können, z. B. mit 7 Zeit- bzw. Imp-Idseinheiten 27 =128 verschiedene Zustände. Nimmt man als Zeit einheit z. B. 1 Sekunde an, so bedeutet dies, dass man in 7 SekLmden irgendeinen von 128 Befehlen ansteuern kann.
Eine Steuerung durch Imp-dsbilder wäre bis anhin- theoretisch wohl möglich gewesen, und zwar durch elektrische Auswertung des Impulscodes. In gewissem Sinne stellt die vor erwähnte Gruppenwahl (Kombinationswahl) eine derartige elektrische A-iswertevorrich- timg dar. Die Realisation bedingt aber, dass pro Impulsbild, bestehend aus n Einheiten, n elektrische Kontakte (Schalter oder Relais) vorhanden sein müssen.
Stellt man überdies die Bedingung, dass ein Empfänger mit meh reren Befehlen aus verschiedenen Gruppen ausgerüstet werden kann, folgt, dass bei z Be fehlen und Impulsbildern mit n Einheiten <I>z x n</I> Hilfsschalter oder -relais vorhanden sein müssen (z. B. bei 4 Befehlen aus verschiede- Ilen Gruppen mit einem Impulsbild bestehend aus 6 Einheiten, 24 Hilfsschaltern oder -r elais) .
Um das Impulsbildverfahren überhaupt anwendbar zu machen, war es daher notwen dig, ein neues Auswerteverfahren zu ent wickeln. Dieses verwendet erfindungsgemäss einen mechanischen Impulscodeauswerter. Ferner schliesst die Erfindung eine Vorrich tung zur Durchführung des erwähnten Ver fahrens ein, und zwar mittels eines Empfän gers, in welchem ein Empfangsrelais nach Erregung durch einen Startimpuls einen Motor einschaltet, der hernach während einer bestimmten Zeit in Selbsthaltung kommt.
Der Empfänger enthält eilten Steuerzylinder, der durch den Motor angetrieben und durch das Empfangsrelais in einer Verschiebimgsbewe- g -mg gesteuert wird.
Der Steuerzylinder ent hält mehrere, wahlweise festlegbare Steuer nocken und eine Schaltnocke. Ferner ist ein mit dem zugeordneten Schalter zusammen wirkendes Impulsauswerteorgan vorhanden, das einerseits als Schalthebel, der mit Schal ter und Schaltnocken zusammenarbeitet, aus gebildet ist und durch einen Fühler gesteuert wird, der in der Bahn der Steuernocken liegt und sich verschiebt, wenn das Impulsbild nicht der Nockenstellung' entspricht.
In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Ge samtansicht der Vorrichtung, Fig. 2 ein De tail aus Fig. 1, Fig. 3 eine Variante zu Fig. 1, Fig. 4 eine zweckmässige Eingangsschaltung für den Empfänger.
In Fig. 1 stellt 1 den Antriebsmotor, z. B. einen Synchronmotor, dar. Die Stromzufüh rung und gleichzeitig die dem Netz über lagerte Tonfrequenzspanniuug erfolgt über Leiter 2 und 3, wobei Leiter 3 über die par allel geschalteten Kontakte 23 -md 26 geführt _ ist. Die Tonfrequenzspannimg wird über einen nicht näher erläuterten Siebkreis und Gleichrichter über die Anschlüsse 31 und 32 der Spule 29 zugeführt. Auf der Drehachse des Motors sitzt das Ritzel 4, welches über Zahnrad 5 die Hauptachse 6 antreibt.
Die Hauptachse 6 ist normalerweise gegen An- schlag 7 abgestützt und trägt einen Fortsatz B. Hebel 9 ist drehbar um die Achse 10 gela gert und gegen Anschlag 11 abgestützt. Der Hebel 9 steht unter Wirkung der Feder 12 und drückt in gewissen Lagen der Hauptachse 6 gegen Fortsatz B. Mit der Hauptachse fest verbunden ist ein Rad 34 mit Kronenzahnung, ferner der Steuerzylinder, welcher der über sichtlichen Darstellung wegen, in die beiden Teilzylinder 35 und 52 aufgeteilt ist. Zylinder 35 trägt in einer der Aussparungen 36, 37<B>...</B> 40 die Schaltnocke 41.
Zylinder 52 ist mit den Aussparungen 53, 54<B>...</B> 58 versehen, in wel chen die Steuernocken 59,<B>60..</B> ; 64 stecken. Diese Steuernocken sind in axialer Richtung verschiebbar. Im gezeichneten Beispiel befin den sich die Nocken 59, 62, 64 in einer obern Ebene, während die Nocken 60, 61 und 63 in einer untern Ebene liegen. Gegen die Haupt achse 6 drückt der Hebel 65 eines Verriege- lungsgestänges, bestehend aus den Teilen 65, 66 und 18. Dieses Gestänge ist tun die Achse 67 drehbar gelagert und steht unter der Ein wirkung der Feder .33. Der Hebel 14 ist um die Achse 13 drehbar gelagert.
Er trägt eine Führungsrolle 15, die mit der Kronenzahnung des Rades 34 zusammenwirkt. Ferner trägt der Hebel einen Fortsatz 17, der mit Klinke 19 des Verriegelungsgestänges 18 zusammen arbeitet, eine Schaltrolle 20, die auf das Selbsthaltekontaktpaar 22-23 wirkt, sowie einen Fortsatz 21, der mit Klinke 25 zusam menarbeitet. Der Hebel 14 steht unter Ein- wirkung der Feder 16.
Teil 29 stellt das Empfangsrelais dar, 31 und 32 die Zuleitungen zu seiner Erreger wicklung. Der Relaisanker 30 betätigt über den Isolierpimpel. 28 die Kontaktfeder 27 sowie die Verklinkungsfeder 24.
Das Kontaktpaar 47-48 stellt den zii be- tätigenden Schalter dar.
Zwischen Schalter und Steuerzylinder be findet sich die Impulsauswerteeinrichtung. Das Fühlerkreuz 51 liegt in der Ebene der obern Schaltnocken (59, 62, 64) und ist über Achse 50 mit Zahnrad 49 verbunden. Dieses steht im Eingriff mit Zahnrad 46, auf dessen Achse die Schalterbetätigungsnocke 45 sowie das Schaltkreuz 42, 43 sitzen.
Jeder Arm des Schaltkreuzes trägt einen Fortsatz. Diese Fortsätze sind in zwei verschiedenen Ebenen senkrecht zur Achse angeordnet, und zwar so, dass je zwei gegenüberliegende Fortsätze in der gleichen Ebene angeordnet sind. Fortsatz 42 und der gegenüberliegende befinden sich in der Ebene des Zylinders 35, wogegen Fort satz 43 und der gegenüberliegende in einer Parallelebene darüber angeordnet sind.
Fig. 2 zeigt die verschiedenen Teile der Impulsauswerteeinrichtung in axialer Rieh tung betrachtet sowie ihre Lage in bezug auf den Steuerzylinder, wobei in der Darstellung auf die effektive Sichtbarkeit keine Rücksicht genommen wurde. Die Überweisungszeichen entsprechen denjenigen der Fig.1.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Die gezeichnete Stellung ist die Ausgangsstellung. Unter Einfluss von Feder 33 und Hebel 65 drückt die Hauptachse gegen Anschlag 7. Führungsrolle 15 drückt unter Einfluss der Feder 16 gegen die Kronenzah nung des Rades 34. Feder 16 ist im Vergleich zu Feder 33 schwach, so dass die Hauptachse 6 nicht angehoben wird. Zufolge Druck des Hebels 9 auf Fortsatz 8 steht die Hauptachse unter einer Drehkraft im Uhrzeigersinn, so dass die Lage der Hauptachse zufolge der Kronenzahnung und der Führungsrolle 15 in einer Anlaufstellung fixiert ist. In der Aus-.
gangslage weist die Kronenzahnung einen be sonders tiefen und breiten Ausschnitt auf, was bewirkt, dass Schaltrolle 20 den Selbst haltekontakt 22-23 offen hält. Trifft ein Im- pLls ein, so wird der Antriebsmotor 1 über die Relaiskontakte 26-27 eingeschaltet und die Hauptachse 6 beginnt sich in Gegen-Lihr- zeigerricht-zng zu drehen.
Handelt es sich um einen nur kurzzeitigen Störimpuls, so bleibt der Selbsthaltekontakt 22.-23 noch offen und die Hauptachse- dreht sich nach Abbruch des , Impulses -unter Einwirkung der Rückführ- vorricht-lng (Teile 8-12) in ihre Ausgangs lage zurück. Trifft ein Startimpuls hinrei chender Länge ein, so wird die Führungsrolle 15 nach unten gedrückt. Damit schliesst sich der Selbsthaltekontakt 22-23 und der Motor kommt in Selbsthaltung.
Kurz nachher wird die Rückführvorrichtung (Teile 8-12) un- irksam. Da die übrigen Einschnitte der Kronenzahnung weniger tief sind, ist leicht einzusehen, dass die Selbsthaltung während eines vollen Umlaufes der Hauptachse beste hen bleibt und erst dann wieder aufgehoben wird, wenn die Führungsrolle 15 in den An- laufeinsehnitt zurückfällt.
Treffen nach dem Startimpuls weitere Impulse ein, so arbeitet die Relaisklinke 25 mit Fortsatz 21 zusammen. Die Einklinkimg kann jeweils erfolgen, wenn die Führungsrolle 15 in einem Einschnitt der Kronenzahnung liegt.
Dauert die Verklin- kung eine gewisse Zeit an, so wird die Haupt achse durch Druck der Führiuigsrolle 15 auf die Zähme der Kronenzahnung in axialer Richtung angehoben und fällt, sobald der Zahn an der Führungsrolle vorbeigelaufen ist, wieder gegen Anschlag 7 zurück.
Wird das Relais in einem umgeeigneten Zeitpunkt er regt, drückt Klinke 25 seitlich gegen Fortsatz 21 und ist so lange wirkungslos, bis die Füh rungsrolle 15 in einen Einschnitt zu liegen kommt, in welchem Falle die Verklinkung sofort wirksam wird lind bis zum Abbruch des Impulses andauert.
Bricht der Impuls bei verklinktem Hebel 14, das heisst bei einer Verschiebungsbewegung der Achse vorzeitig ab, so löst sieh die Verklinkung 21, 25 und die Hauptachse würde vorzeitig gegen An schlag 7 zurückfallen. Dies könnte Störungen in der später zu beschreibenden Auswertung des Impulsbildes verursachen.
Es ist daher das Verriegelungsgestänge 65, 66, 18 vorge sehen, welches wie folgt wirkt: Nach einer ge wissen Impulslänge, das heisst nach einem gewissen Anhub der Hauptachse, kommt Klinke 19 mit Fortsatz 17 in Eingriff. Da durch wird bei vorzeitigem Abbruch des Im pulses ein Rückfall der Hauptachse verhin dert.
Die Verriegelung löst sich, sobald die Führungsrolle 15 in einen Ausschnitt zu lie gen kommt und wird erst beim nächsten An- hub wieder wirksam.
Die Auswertung des Impulsbildes erfolgt in ginem ersten Teil der Drehung durch Zu- sammenarbeit der Steuernocken 59-64 mit dem Fühlerkreuz 51. Danach steuert der Be tätigungsimpuls bzw. die BetätigiLigsimpuls- Nicke die Zusammenarbeit der Schaltnocke 41 mit dem Schaltkreuz 42. Die Stellung der Kreuze in Fig. 2 entspricht der Ausgangslage.
Ein Fortsatz 51 des Fühlerkreuzes liegt in der punktiert gezeichneten Bahn der Steuer nocken 59, 62, 64, ein Fortsatz 43 des Schalt kreuzes 42, 43 in der Bahn des Schaltnockens 41 (in Zeichnung 2 fallen beide Bahnen zu sammen). Die Bahn des innern Sehaltkreuzes 42, 43 (das heisst ohne Fortsätze) ist ebenfalls punktiert eingetragen. Während des ersten .Teils der Drehung des Steuerzylinders kann die Schaltnocke 41, welche die endgültige Be tätigung des Schalters bewirkt, ausser Be tracht gelassen werden.
Es sind nun folgende zwei Fälle zu unterscheiden: ca) Der Steuerzylinder führt während der Drehbewegung solche axiale Verschiebungs- bewegungen aus, dass keiner der Steuernocken 59-64 gegen das Fühlerkreuz 51 drückt. Das Fühlerkreuz bleibt somit in seiner Lage un- verändert. Ebenso bleibt Schaltarmfortsatz 43 in der Bahn des Schaltnockens 41.
Eine Schaltung kommt zustande, wenn Schaltnocke 41 beim Vorbeidrehen in der Ebene des Fort satzes 43 liegt. Im gezeichneten Fall muss sich Schaltnocke 41 unter Einfluss eines Impulses in der obern Ebene drehen.
Wäre das Schalt kreuz in der Ausgangslage um 90 verdreht, so müsste umgekehrt Schaltnocke 41 zur Schalterbetätigung in der intern Ebene, das heisst während einer Impulslücke, am Schalt kreuz v orbeidrehen. Eine Drehung des Schalt kreuzes 42, 43 um 90 bedingt zufolge der Form des Schalterbetätigungsnockens 45 je weils eine andere Stellung des Schalters 47, 48. Dreht Schaltnocke 41 wirkungslos am Schaltkreuz vorbei, so bleiben Fühler- und Schaltkreuz umverändert in der Ausgangslage.
Kommt eine Schaltung zustande, sind Fühler- und Schaltkreuz, wie aus Fig. 2 leicht ist, nach Ausführung einer 90 -Drehung wieder in einer steuerfähigen Stellung.
b) Trifft. ein anderes Impulsbild ein als dasjenige, welches der Nockenstellung eilt- spricht, so drückt mindestens einer der Steuernocken 59, 60<B>...</B> 64 gegen den Fühler 51. Das Führerkreuz dreht sich um einen klei nen W inkel in die punktiert gezeichnete Stel lung in Fig. 2. Dadurch wird auch das Schalt kreuz um den gleichen kleinen Winkel, jedoch in Gegenrichtung, gedreht, was aber keinen Einfluss auf die Schalterstellung 47, 48 hat.
Dabei wird Fortsatz 43 aus der Bahn des Schaltnockens ausgerenkt. Das Vorbeidrehen des Schaltnockens 41 an Fortsatz 43 ist dann wirkungslos, und zwar unabhängig davon, ob ein Schaltimpuls oder eine Impulslücke vor handen ist. Dagegen wird durch Druck des Schaltnockens 41 gegen den nachfolgenden Arm 42 das Schaltkreuz in seine Ausgangslage zurückgedreht. Diese Rückdrehung ist zufolge der speziellen, aus der Zeichnung hervorge henden Ausbildung der Schaltarme unabhän gig vom Anhub der I3auptachse.
Zusammenfassend kann folgendes festge halten werden: a) Eine Schalterbetätigung erfolgt nur dann, wenn das Impulsbild (wozu hier auch die Schaltphase gezählt wird) der Nockenstel- lung des Steuerzylinders sowie der Stellung des Schaltkreuzes (lind somit des Schalters selbst) entspricht.
b) Nach jedem Umlauf befinden sich Füh ler- und Schaltkreuz in einer steuerfähigen Position.
c) Es werden nur solche Impulse ausge wertet, die ununterbrochen während einer be stimmten Mindestdauer (das heisst bis zur Verriegelung durch Klinke 19) andauern.
d) Die Auswertung der Impulse kann nur zu bestimmten, in bezug auf den Startmoment gegebenen Zeiten beginnen, da die Verklin- kung zwischen den Teilen 25 und 21 nur dann möglich ist, wenn Rolle 15 in einem Ein schnitt liegt.
e) Ein besonderer Vorteil der Anordnung ist, dass das Relais keine nennenswerte Ar beitsleistung aufbringen muss, indem es ledig lich Kontakte bzw. Verklinkungen steuert, während die Verschiebungsarbeit des Steuer zylinders, die Ausrenkung des Fühlers sowie die Betätigung des Schalters durch die Motor kraft aufgebracht wird.
f) Das Verriegelungsgestänge 65, 66, 18 tritt in Funktion, sobald die Zusammenarbeit zwischen Nocken und Impulsausweiteorgan beginnt und gewährleistet somit eine einwand freie Steuerung auch bei allfällig vorzeitigem Abbruch eines Impulses. .
g) Die Vorrichtung ist auch in der An laufstellung gegen kurzzeitige Störimpulse unempfindlich, und zwar zufolge der beson deren Ausbildung des Anlaufeinschnittes der Kronenzahnung und der in der Anlaufstel lung wirksamen Rückführvorrichtung (Teile 8-12).
h) Die Verschiebbarkeit der Steuernocken gestattet eine sehr einfache Einstellung des Schalters auf ein bestimmtes Impulsbild.
Im folgenden werden noch einige Varian ten und Ergänzungen aufgeführt: In 'der beschriebenen Vorrichtung gehört zu jeder Schaltoperation ein Impulsbild. Es ist nun aber auch möglich, mit dem gleichen, für die Steuerung des Fühlers massgebenden Teil des Impulsbildes mehrere Schaltopera tionen vorzunehmen, in der Weise, dass die Schaltring nicht ummittelbar am Ende eines Impudsbildprogrammes erfolgt, sondern die Einwirkung des Schaltnockens auf den, Schalt hebel wahlweise zeitlich nachverlegt wird.
Die Auslösung der Schaltoperation erfolgt dann durch zeitlich entsprechend gestaffelte Schalt impulse bzw. Impulslücken. Diese Möglichkeit ist in Fig. 1 ebenfalls dargestellt. Schaltnocke 41 kann in eine der Aussparungen 36, 37....40 gesteckt werden. Im vorliegenden Fall kön nen dann pro Impulsbild 5 verschiedene Ein- Ausschaltbefehle gesteuert werden. Im ge zeichneten Beispiel ist eine Umdrehung in 12 Einheiten aufgeteilt. Die erste ist für den An lauf bestimmt. Die zweite bis siebte dienen für das Impulsbild, welches den Fühler steuert, was 26 = 64 Möglichkeiten zulässt.
Anschlie ssend folgen fünf eigentliche Schaltphasen, .so dass total 320 Ein-Ausschaltbefehle gesteuert werden können. Würde der ganze Zylinder mit Steuernocken ausgerüstet und somit pro Umdrehung ilur ein Schaltbefehl gesteuert, so ergäben sich 211 = 2048 Schaltoperationen, das heisst 1024 Ein- und 1024 Ausschaltbe fehle.
In der beschriebenen Vorrichtung erfolgt die Differenzierung zwischen Ein- und Aus schaltung durch Schaltimpuls bzw. Impuls lücke. Es besteht auch die Möglichkeit, die Differenzierung zwischen Ein- und Ausschal tung so vorzunehmen, dass einem ersten Schaltimpuls, z. B. Schalterstellung Ein, und einem zweiten nachverlegten Schaltimpuls die Schalterstellung Aus entspricht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Differenzierung im Impulsbild selbst vorzunehmen, z. B. in der Weise, dass das Fühlerkreuz in zwei Ebenen aufgeteilt wird und dass in axialer Richtung Doppelsteuernoeken angeordnet werden.
Bei geeigneter Ausbildung von Nocken und Füh ler wird dann erreicht, dass die Ein- und Aus schaltoperationen je mit komplementären Im pulsbildern gesteuert werden. Die eigentliche Schalterbetätigung kann dann im Falle nur eines Schalters automatisch und unabhängig von Impuls oder Impulslücke erfolgen, oder im Falle mehrerer Schalter durch ein einziges Signal (oder Signallücke) ausgelöst werden. Selbstverständlich ist es möglich, die Vorrich tung zur Durchführung des erfindungsgemä ssen Verfahrens ganz anders auszubilden, z. B. kann statt einer axialen Verschiebung eine Parallelverschiebung der Hauptachse vorge sehen werden.
Die Impulsauswerteeinrichtung braucht nicht notwendigerweise 2teilig ausge führt zu sein, Fühler- und Schaltteile können kombiniert werden, wobei die Rückdrehbewe- gung z. B. so erfolgen kann, dass auf dem Steuerzylinder Auslegearme angeordnet wer den, so dass beidseitig der Drehachse auf das Auswerteelement eingewirkt werden kann.
Um die Notwendigkeit der Verschiebung der ganzen Hauptachse inklusive Antriebsrad zu vermeiden, kann zwischen Antriebsrad -und Rad 34 ein Element, wie in Fig. 3 dargestellt, eingesetzt werden. In Fig. 3 bedeuten 1 und 2 die beiden Teile der unterbrochenen Achse, wobei zweckmässig ein Fortsatz des Achsteils 1 durch eine Bohrung des Achsteils 2 geführt wird. Jeder Achsteil tr'a'gt eine S-förnüge Feder 3. bzw. 4, die an den Enden mit den Nieten 5 bzw. 6 verbinden sind.
Es ist ohne *eiteres ersichtlich; dass dadurch eine Ver schiebung des Achsteils 2 gegenüber 1 mög lich ist. Die Federn 3 und 4 können dabei neben ihrer Funktion als Drehmomentüber- trager als Rückstellfedern für den beweg lichen Achsteil 2 dienen.
Es ist evident, dass ein Empfänger nach einer der beschriebenen Ausführungsformen mit mehreren Schaltern ausgerüstet werden kann. Hiezu sind lediglich auf der Achse wei tere Steuerzylinder und entsprechende Aus werteorgane samt Schalter vorzusehen. Jeder der Schalter kann dabei durch Nockenverstel- lung auf irgendeinen Befehl des gesamten Programmes eingestellt werden. Selbstver ständlich können die Schalter auch mehrpolig vorgesehen werden.
Die beschriebenen Ausführungsformen ent- halten als wesentliche Bestandteile Steuer- und Schaltnocken. Es muss darauf hingewie sen werden, dass diese Teile nicht zwingend die Form von Nocken aufweisen müssen und dass man generell von Steuer- und Schaltstel len sprechen kann, wobei eine solche Stelle durch irgendeine mechanische Form markiert wird, sei es als vorstehender Teil (Nocke, Stift usw.), sei es als Aussparung (Nute, Loch usw).
Empfangseinrichtungen, die auf der Ein gangsseite mit. einem Verstärkerorgan ausge rüstet sind, lassen sich naturgemäss mit sehr kleiner Steuerspannung betreiben. Die Kom bination eines Verstärkers mit der beschrie benen Empfangseinrichtung stellt daher eine besonders zweckmässige Vorrichtung als Netz kommandoempfänger dar. Als Verstärker organ werden vorteilhaft Glimmrelais (Kalt kathodentrioden) verwendet.
Glimmrelais haben den Vorteil, dass sie im Bereitschafts zustand keinen Strom verbrauchen und sich demzufolge nicht abnützen. Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine Eingangsschaltung mit Glimmrelais. 1 und 2 sind die Netzleitungen. Kondensator 3 und Spule 4 sind in Serie resonanz auf die Steuerfrequenz abgestimmt. Parallel zur Spule 4 liegt die Zündstrecke 6-7 des Glimmrelais 5. Die Anode 8 dieses Glimmrelais ist über ein gewöhnliches Relais 9, welches dem Relais 29 in Fig. 1 entspricht, mit der Netzleitung 2 verbunden.
Die Wir kungsweise ist wie folgt Trifft ein Tonfrequenz-Steuersignal ein, so bringt dieses über den Resonanzkreis 3, 4 die Zündstrecke 6, 7 zum Zünden. Dadurch zündet auch die Hauptstrecke 6, 8 und der fliessende Strom erregt das Relais 9. Dieses Relais wirkt als Empfangsrelais für die oben beschriebene Vorrichtung.
Es muss noch darauf hingewiesen werden, dass das erfindungsgemässe Verfahren sowie die erfindungsgemässe Vorrichtung nicht nur für Netzkommandoanlagen geeignet ist, son dern auch fär beliebige andere Steuervorrich tungen verwendet werden kann.
Pulse code method for remote control of switches Numerous receiving devices for optional remote control of switches via a single transmission channel have become known.
Such devices are particularly of great importance for central control systems in electrical distribution networks (network command systems). In most cases, a certain audio frequency is superimposed on the network and screened out at the receiving location by means of resonance elements, the selection being made by different types of impulses. Various selection methods have been developed for this purpose.
The best known is the so-called pulse interval method. The commands are selected in such a way that switching impulses are sent at certain times after a start impulse, which causes the corresponding switches or relays to be on or off. It is evident that this method requires long transmission times for a large number of commands; In particular, it is not possible to directly control individual commands in a short time.
Due to the widespread use of remote control devices of this type in recent times, it was desirable to meet the following requirements: 1. A large number of commands, e.g. B. several hundred, can be performed. 2. It should be possible to control each command in the shortest possible time, starting from the starting moment.
3. Any number of different commands should be able to be controlled in quick succession. .
4. The receivers should be able to be equipped with several commands, whereby these should be freely selectable from the entire program.
5. All receivers should be identical except for the number of built-in commands, and it should be possible to set the required commands on the finished receiver (e.g. by shifting cams).
6. The receivers should be insensitive to brief interference pulses.
Since these conditions could no longer be met by a time interval procedure, the move was made to subdivide the desired number of commands into groups and to provide for a group preselection. The area code can e.g. B. best hen that certain recipient groups start pulses correspond to certain lengths. In another known solution, the first switches of the program are used to release the desired recipient group for the subsequent control or to block the remaining recipient groups for the subsequent control.
Furthermore, it has already been proposed that the individual switches reserved for this group selection be combined, that is to say the group selection or blocking by means of the positions of these group selection switches (combination selection). This method is very cumbersome and expensive and, moreover, has the disadvantage that only commands from a certain group and not from the entire program can be accommodated per receiver.
The present invention is based on the method, the individual switching operations pulse patterns, consisting of the units pulse and pulse gap; as well as mechanical pulse code evaluators. The inven tion was based on the idea that the amount of information that can be transmitted per unit of time is increased significantly if the time interval method is replaced by a pulse image method.
If a pulse image consists of n, units of duration T, with either the status signal or signal gap prevailing during a time unit T, it follows that by such a pulse image 2n states can be set, e.g. B. with 7 time or Imp-Id units 27 = 128 different states. If you take the time unit z. If, for example, 1 second is set, this means that any of 128 commands can be activated in 7 seconds.
Up to now, control by means of impulse images would have been theoretically possible, namely through electrical evaluation of the impulse code. In a certain sense, the above-mentioned group selection (combination selection) represents such an electrical A-iswertevorrich- timg. However, the implementation requires that n electrical contacts (switches or relays) must be present for each pulse pattern consisting of n units.
If one also sets the condition that a receiver can be equipped with several commands from different groups, it follows that for z commands and pulse patterns with n units <I> zxn </I> auxiliary switches or relays must be present (e.g. B. with 4 commands from different groups with a pulse pattern consisting of 6 units, 24 auxiliary switches or relays).
In order to make the impulse image process even applicable, it was therefore necessary to develop a new evaluation process. According to the invention, this uses a mechanical pulse code evaluator. Furthermore, the invention includes a Vorrich device for performing the above-mentioned method, by means of a receiver in which a receiving relay switches on a motor after being excited by a start pulse, which then becomes self-holding for a certain time.
The receiver contains an urgent control cylinder which is driven by the motor and controlled in a displacement movement by the receiving relay.
The control cylinder contains several, optionally definable control cams and a switch cam. There is also a pulse evaluation organ that works together with the associated switch, which is formed on the one hand as a lever that works with scarf ter and switching cams and is controlled by a sensor that is in the path of the control cam and shifts when the pulse pattern is not corresponds to the cam position '.
In the accompanying drawings, an embodiment of the subject invention is shown. 1 shows an overall view of the device, FIG. 2 shows a De tail from FIG. 1, FIG. 3 shows a variant of FIG. 1, FIG. 4 shows an appropriate input circuit for the receiver.
In Fig. 1, 1 represents the drive motor, e.g. B. a synchronous motor. The Stromzufüh tion and at the same time the audio frequency voltage superimposed on the network takes place via conductors 2 and 3, with conductor 3 over the contacts 23 -md 26 connected in parallel _ is out. The audio frequency voltage is fed to the coil 29 via the connections 31 and 32 via a filter circuit and rectifier (not explained in more detail). The pinion 4, which drives the main axis 6 via gear 5, sits on the axis of rotation of the motor.
The main axis 6 is normally supported against the stop 7 and carries an extension B. Lever 9 is rotatable about the axis 10 and supported against the stop 11. The lever 9 is under the action of the spring 12 and presses in certain positions of the main axis 6 against the extension B. A wheel 34 with crown teeth is firmly connected to the main axis, as is the control cylinder, which for the sake of clarity, in the two partial cylinders 35 and 52 is split. The cylinder 35 carries the switching cam 41 in one of the recesses 36, 37 <B> ... </B> 40.
The cylinder 52 is provided with the recesses 53, 54 <B> ... </B> 58, in which the control cams 59, <B> 60 .. </B>; 64 stuck. These control cams can be moved in the axial direction. In the example shown, the cams 59, 62, 64 are in an upper plane, while the cams 60, 61 and 63 are in a lower plane. The lever 65 of a locking linkage, consisting of the parts 65, 66 and 18, presses against the main axis 6. This linkage is rotatably mounted on the axis 67 and is under the action of the spring .33. The lever 14 is rotatably mounted about the axis 13.
It carries a guide roller 15 which interacts with the crown teeth of the wheel 34. Furthermore, the lever carries an extension 17, which works with the pawl 19 of the locking linkage 18, a pulley 20, which acts on the pair of self-holding contacts 22-23, and an extension 21, which men works with pawl 25 together. The lever 14 is under the action of the spring 16.
Part 29 represents the receiving relay, 31 and 32 the leads to its exciter winding. The relay armature 30 is actuated via the insulating pimple. 28 the contact spring 27 and the latching spring 24.
The contact pair 47-48 represents the zii activating switch.
The pulse evaluation device is located between the switch and the control cylinder. The sensor cross 51 lies in the plane of the upper switching cams (59, 62, 64) and is connected to gear 49 via axis 50. This is in engagement with gearwheel 46, on whose axis the switch actuating cam 45 and the switch cross 42, 43 sit.
Each arm of the switch cross has an extension. These extensions are arranged in two different planes perpendicular to the axis, in such a way that two opposing extensions are arranged in the same plane. Extension 42 and the opposite are located in the plane of the cylinder 35, whereas extension 43 and the opposite are arranged in a parallel plane above.
Fig. 2 shows the various parts of the pulse evaluation device viewed in the axial direction as well as their position with respect to the control cylinder, the effective visibility was not taken into account in the representation. The transfer symbols correspond to those of Fig. 1.
The operation of the device is as follows: The position shown is the starting position. Under the influence of spring 33 and lever 65, the main axis presses against stop 7. Guide roller 15 presses under the influence of spring 16 against the crown teeth of wheel 34. Spring 16 is weak compared to spring 33, so that main axis 6 is not raised. As a result of the pressure of the lever 9 on the extension 8, the main axis is under a clockwise rotating force, so that the position of the main axis is fixed in a start-up position due to the crown teeth and the guide roller 15. In the Aus.
In the initial position, the crown toothing has a particularly deep and wide cutout, which causes the pulley 20 to keep the self-holding contact 22-23 open. If an impulse arrives, the drive motor 1 is switched on via the relay contacts 26-27 and the main axis 6 begins to rotate in the counter-clockwise direction.
If the interference pulse is only brief, the self-holding contact 22.-23 remains open and the main axis rotates back to its starting position after the pulse has been interrupted - under the influence of the feedback device (parts 8-12) . If a start pulse of sufficient length arrives, the guide roller 15 is pressed down. The self-holding contact 22-23 thus closes and the motor is self-holding.
Shortly afterwards the return device (parts 8-12) becomes ineffective. Since the other incisions of the crown toothing are less deep, it is easy to see that the self-holding remains during a full rotation of the main axis and is only canceled again when the guide roller 15 falls back into the start-up incision.
If further pulses arrive after the start pulse, the relay pawl 25 works together with the extension 21. The Einklinkimg can take place when the guide roller 15 lies in an incision in the crown teeth.
If the interlocking lasts for a certain time, the main axis is raised in the axial direction by pressure of the guide roller 15 on the teeth of the crown teeth and falls back against the stop 7 as soon as the tooth has passed the guide roller.
If the relay is excited at an unsuitable time, pawl 25 pushes sideways against extension 21 and is ineffective until the guide roller 15 comes to rest in an incision, in which case the latching takes effect immediately and continues until the pulse is interrupted .
If the impulse breaks when the lever 14 is latched, that is, if the axle is displaced, the latches 21, 25 are released and the main axle would fall back prematurely against stop 7. This could cause disturbances in the evaluation of the impulse pattern to be described later.
It is therefore easy to see the locking linkage 65, 66, 18, which acts as follows: After a ge know pulse length, that is, after a certain lift of the main axis, pawl 19 comes with extension 17 in engagement. This prevents the main axis from falling back if the pulse is aborted prematurely.
The lock is released as soon as the guide roller 15 comes to rest in a cutout and only becomes effective again with the next stroke.
The evaluation of the impulse pattern takes place in the first part of the rotation through the cooperation of the control cams 59-64 with the sensor cross 51. Then the actuation impulse or the ActuateLigsimpuls nod controls the cooperation of the control cam 41 with the control cross 42. The position of the crosses in Fig. 2 corresponds to the starting position.
An extension 51 of the sensor cross is in the dotted line of the control cams 59, 62, 64, an extension 43 of the switching cross 42, 43 in the path of the switching cam 41 (in drawing 2, both paths fall together). The path of the inner Sehaltkreuz 42, 43 (that is, without extensions) is also shown in dotted lines. During the first part of the rotation of the control cylinder, the switching cam 41, which causes the final actuation of the switch, can be left out of consideration.
A distinction must now be made between the following two cases: ca) During the rotary movement, the control cylinder carries out such axial displacement movements that none of the control cams 59-64 press against the feeler cross 51. The position of the sensor cross remains unchanged. Switching arm extension 43 also remains in the path of switching cam 41.
A circuit is achieved when switching cam 41 is in the plane of the extension 43 when turning past. In the case shown, switch cam 41 must rotate under the influence of an impulse in the upper level.
If the switching cross were rotated by 90 in the starting position, then, conversely, switching cam 41 would have to turn in front of the switching cross in order to operate the switch in the internal plane, i.e. during a pulse gap. A rotation of the switch cross 42, 43 by 90 due to the shape of the switch actuating cam 45 each Weil a different position of the switch 47, 48. If the switch cam 41 rotates ineffectively past the switch cross, the sensor and switch cross remain changed in the initial position.
If a circuit is made, the sensor and switch cross, as is easy to see from FIG. 2, are again in a controllable position after a 90 turn has been made.
b) Applies. If a different impulse pattern than the one that hurries the cam position speaks, at least one of the control cams 59, 60 <B> ... </B> 64 presses against the sensor 51. The guide cross rotates around a small angle the dotted position in FIG. 2. As a result, the switch cross is also rotated by the same small angle, but in the opposite direction, but this has no effect on the switch position 47, 48.
Extension 43 is disengaged from the path of the switching cam. The turning of the switching cam 41 on extension 43 is then ineffective, regardless of whether a switching pulse or a pulse gap is present. In contrast, the switching cross is rotated back into its starting position by pressing the switching cam 41 against the following arm 42. This reverse rotation is independent of the lift of the main axis, as a result of the special design of the switching arms as shown in the drawing.
In summary, the following can be stated: a) A switch is only actuated if the impulse pattern (which also includes the switching phase) corresponds to the cam position of the control cylinder and the position of the switch cross (and thus the switch itself).
b) After each cycle, the feeler and switch cross are in a controllable position.
c) Only those pulses are evaluated that last uninterruptedly for a certain minimum duration (that is, until they are locked by pawl 19).
d) The evaluation of the impulses can only begin at certain times given in relation to the starting moment, since the interlocking between the parts 25 and 21 is only possible when the roller 15 is in a cut.
e) A particular advantage of the arrangement is that the relay does not have to do any work worth mentioning by only controlling contacts or latches, while the displacement work of the control cylinder, the dislocation of the sensor and the actuation of the switch are applied by the motor becomes.
f) The locking linkage 65, 66, 18 comes into operation as soon as the cooperation between the cam and the pulse expanding element begins and thus ensures perfect control even if a pulse is prematurely interrupted. .
g) The device is also insensitive to brief glitches in the start-up position, due to the special formation of the start-up incision of the crown teeth and the feedback device effective in the start-up position (parts 8-12).
h) The displaceability of the control cams allows the switch to be set very easily to a specific pulse pattern.
A few more variants and additions are listed below: In the device described, a pulse pattern is associated with each switching operation. However, it is now also possible to carry out several switching operations with the same part of the pulse pattern, which is decisive for the control of the sensor, in such a way that the switching ring does not take place immediately at the end of a pulse pattern program, but the action of the switching cam on the switching lever optionally postponed.
The switching operation is then triggered by appropriately staggered switching pulses or pulse gaps. This possibility is also shown in FIG. 1. Switching cam 41 can be inserted into one of the recesses 36, 37 .... 40. In the present case, 5 different on / off commands can then be controlled per pulse pattern. In the example shown, one revolution is divided into 12 units. The first is intended for start-up. The second to seventh are used for the impulse pattern that controls the sensor, which allows 26 = 64 possibilities.
This is followed by five actual switching phases, so that a total of 320 on / off commands can be controlled. If the entire cylinder were to be equipped with control cams and thus only one switching command was controlled per revolution, then there would be 211 = 2048 switching operations, i.e. 1024 switch-on commands and 1024 switch-off commands.
In the device described, the differentiation between switching on and off takes place by switching pulse or pulse gap. It is also possible to differentiate between on and off device so that a first switching pulse, z. B. switch position on, and a second shifted switching pulse corresponds to the switch position off. Another possibility is to make the differentiation in the impulse image itself, e.g. B. in such a way that the sensor cross is divided into two levels and that double control buttons are arranged in the axial direction.
With a suitable design of the cam and Füh ler it is then achieved that the switching operations on and off are controlled with complementary pulse images. In the case of only one switch, the actual switch actuation can then take place automatically and independently of the pulse or pulse gap, or in the case of several switches it can be triggered by a single signal (or signal gap). Of course, it is possible to design the device to carry out the inventive ssen method completely different, z. B. instead of an axial shift, a parallel shift of the main axis can be seen easily.
The pulse evaluation device does not necessarily have to be made out of two parts; sensor and switching parts can be combined, whereby the reverse rotation movement z. B. can be done in such a way that cantilever arms are arranged on the control cylinder, so that the evaluation element can be acted on on both sides of the axis of rotation.
In order to avoid the need to shift the entire main axis including the drive wheel, an element, as shown in FIG. 3, can be inserted between the drive wheel and wheel 34. In Fig. 3, 1 and 2 denote the two parts of the interrupted axle, an extension of the axle part 1 expediently being guided through a bore in the axle part 2. Each axle part carries an S-shaped spring 3 and 4, which are connected to the rivets 5 and 6 at the ends.
It can be seen without anything else; that thereby a shift of the axle part 2 compared to 1 is possible, please include. In addition to their function as torque transmitters, the springs 3 and 4 can serve as return springs for the movable axle part 2.
It is evident that a receiver according to one of the described embodiments can be equipped with several switches. For this purpose, further control cylinders and corresponding evaluation units and switches are to be provided on the axis. Each of the switches can be set to any command of the entire program by adjusting the cam. Of course, the switches can also be provided with multiple poles.
The embodiments described contain control and switching cams as essential components. It must be pointed out that these parts do not necessarily have to be in the form of cams and that one can generally speak of control and switching points, whereby such a point is marked by some mechanical shape, be it as a protruding part (cam, Pin etc.), be it as a recess (groove, hole, etc.).
Receiving devices on the input side with. an amplifier organ are equipped, can of course be operated with a very small control voltage. The combination of an amplifier with the described receiving device is therefore a particularly useful device as a network command receiver. Glow relays (cold cathode triodes) are advantageously used as the amplifier organ.
Glow relays have the advantage that they do not consume any electricity in the standby state and therefore do not wear out. Fig. 4 shows an example of an input circuit with a glow relay. 1 and 2 are the power lines. Capacitor 3 and coil 4 are tuned in series resonance to the control frequency. The ignition path 6-7 of the glow relay 5 is parallel to the coil 4. The anode 8 of this glow relay is connected to the power line 2 via a conventional relay 9, which corresponds to the relay 29 in FIG.
The manner in which we operate is as follows. If an audio frequency control signal arrives, it causes the ignition gap 6, 7 to ignite via the resonance circuit 3, 4. This also ignites the main line 6, 8 and the flowing current excites the relay 9. This relay acts as a receiving relay for the device described above.
It must also be pointed out that the method according to the invention and the device according to the invention are not only suitable for network command systems, but can also be used for any other control devices.