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Fernsteuerempfänger Tonfrequenzfernsteuerungen finden in Energieverteilungsnetzen in immer grösserem Unmfang Anwendung zur Fernbetätigung von Doppeltarifzählern, Wasserspeichern, Strassenlampen usw. Mit dem zunehmenden Umfang neuer Anwendungsgebiete einer solchen Fernsteuerung wird auch die Zahl der Kommandos, die von einer Zentralstelle ausgesandt werden, immer grösser, und es ist keine Seltenheit, dass der Sender für 36 oder 44 Befehle eingerichtet sein muss. Dementsprechend werden Empfangsrelais von solcher Bauart benötigt, dass sie leicht und mit geringfügigen Änderungen auf zwei oder mehr beliebige Befehle aus dem vorgesehenen Programm ein- stellbar sind.
Bei demn bekannten Impulsintervallverfahren, das bei den bekannten Anlagen inm allgemeinen üblich ist, besteht im einfachsten Fall ein Kommando aus zwei Impulsen der gbleichen Frequenz, die in einem für das Kommando kennzeichnenden Zeitabständ ausgesandt werden. Demzufolge haben die bekannten Empfänger ein auf die Tonfrequenz abgestimmtes Relais, das den einzelnen Impuls als solchen aufnimmt. Ferner ist eine Zeit- auswahleinrichtung vorhanden, die beim Empfang des ersten Impulses in Umlauf ver- etzt wird und durch besondere Mittel feststellt, ob der zweite eintreffende Impuls für diesen Empfänger bestimmt ist oder nicht.
Als ein solches Mittel ist bereits eine nacb einem mechanischen Weichensystem ausgebildete Scheibe bekannt, die von dem Synchronmotor des Empfängers angetrieben wird. Vom Anker des Empfangsrelais wird bei jedem Impuls ein verschwenkbares Organ betätigt, das auf einen an der Scheibe angeordneten Stift oder dergleichen einwirkt und dessen Bewegung beeinflusst. Der Stift wird dadurch in die Betätigungsstellung gebracht und kann schliesslich die Ausführung des Kommandos bewirken. Andernfalls führt das Weichensystem des Empfängers einen vollen Umlauf aus und setzt sich schliesslich in der Ausgangsstellung wieder still.
Da die Tonfrequenz-Fernsteuertechnik sich ein immer grösseres Anwendungsgebiet erschliesst, genügen die bekannten Empfänger den Anforderungen nicht mehr. Diese Emp- tänger eignen sich nämlich nur zur Aussteuerung einer begrenzten Anzahl von Verbrauchern, und es wird daher :der Wunsch nach besseren und leistungsfähigeren Geräten laut.
Die Erfindung betrifft einen Fernsteuerempfänger mit einer von einem Synchr on- niotor angetriebenen als Befehlswa.hlorgan dienenden Trommel, der gegenüber den bekannten Konstruktionen wesentlich vorteil- lia.fter ist.
Erfindungsgemäss bestehen die die Befehlssehalter betätigenden Schaltnocken aus Stiften, die auf der Trommel in I7mfangs- riehtung der Trommel versetzbar und in Achsrichtung der Trommel verstellbar sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen die zusammengehörenden Fig. 1 (Schnitt D-D nach Fig. 3), 2 und 3 (Ansicht in Pfeilrichtung K in Fig. 1) einen konstruktiven Vorschlag für einen Fernsteuerempfänger. An Hand der mehr schematischen Darstellungen Fig. 4 und 5 wird dessen Wirkungsweise erläutert. Die Fig. 5a zeigt eine Einzelheit. Die Fig. 6, 7, 8 betreffen als zweites Beispiel einen Empfänger für grössere Kommandozahlen, der auclh mit Gruppenwahl arbeitet.
Der Fernsteuerempfänger gemäss Fig. 1, 2 und 3 besitzt eine Trommel 1 aus Leichtmetall, die am Umfang mit einer Anzahl von achsparallelen Nuten 2 entsprechend der Zahl der Schaltbefehle versehen ist. Beispielsweise sind 44 Nuten am Umfang vorhanden, wenn in der Fernsteueranlage die Aussendung von 44 Kommandos möglich ist und der Empfänger auf den Empfang des einen oder andern Kommandos aus diesem Programm eingestellt werden soll. Im Innern der Trommel 1 befindet sieh der zu ihrem Antrieb dienende Synchronmotor 3, der über ein Getriebe 4 die Trommel in Umlauf versetzt. In die jeweils für die Kommandoauswahl bzw. Kommandoausführung benutzten Nuten 2 werden flache Schieber 5 (Fig. 2) lose eingesetzt. Jeder Schieber besitzt einen radial nach aussen gerichteten stiftförmigen Ansatz 6 und eine mehr oder minder lange flache Kerbe 7.
Der Stift 6 kann bei den einzelnen Schiebern eine verschiedene Länge haben, worauf im folgenden noch eingegangen wird. Um ein Herausfallen der Schieber zu verhindern, wird die Trommel 1 von einer endlosen dünnen Schraubenfeder 8 umschlungen. Durch lichtes Anspannen der Feder ist es daher möglich, einen der Schieber in eine Nut einzusetzen bzw. aus einer Nut herauszuheben und dadurch den Empfänger auf das gewünschte Kommando einzustellen. Jeder Schieber 5 kann in seiner Nut 2 in Achsrichtung verschoben werden, und zwar um die Länge der flachen Kerbe 7, nämlich so weit, bis die Kerbe mit ihrem einen oder andern Ende an der Feder 8 anliegt. Die so eingerichtete Trommel ist zwischen zwei Pla- eingerichtete Trommel ist zwischen zwei Pla- tinen 9 und 10 befestigt.
Auf der Trommel 1 sind in Umfangsrichtung Nuten bzw. Nocken zur Betätigung der Schaltkontakte 1l vorbanden. Das Empfangsrelais 12 spricht auf die impulsmässig empfangene Tonfrequenz an und überträgt die Bewegung seines Ankers mittels eines Doppelhebels 12a, der um den Punkt 13 schwenkbar ist, auf den Schaltkontakt 11a. Ausserhalb der Trommel l ist ein Rechen 20 (Fig. 3, 4) angebracht, der vom Relais 72 auf und ab geschwenkt wird, wobei er der Trommel genähert bzw. von ihr entfernt wird. Von demn Rechen ist in Fig. 3 nur die Deckplatte ersichtlich.
Die Einzelheiten des Rechens werden später an Hand der Fig. 4 und 5 erläutert, Jedenfalls befinden siel an der der Trommel zugekehrten Seite des Rechens 20 Schalthebel, die mit den Stiften 6 der einzelnen Schieber 5 zwecks Prüfung des Impulsabstandes, d. h. zur Auswahl des Kommandos, zusammenarbeiten. Unm die Wirkung des Fernsteuerempfängers zu erläutern, wird in einzelnen auf die mehr schematisch gehaltenen Fig. 4 und 5 verwiesen. In Fig. 5 beispielsweise ist eire Teil des Umfanges der Trommel in Abwicklung dargestellt, und es ist angenommnen, dass diese Trommel 1 sich beim Umlauf des Synchronmotors vorn rechts naclh links bewegt. Die Zeichnung zeigt wieder die Trommel 1 mit den Nuten 2.
Jede der Nuten stellt einen Schaltplatz dar, d. h. eine Stelle, die gegebenenfalls mit einem Schieber 5 versehen wird, um dadurch zur Ausführung eines entsprechenden Kommandos befähigt zu werden. Zu dem Empfänger gehören Ausführun @gs- sehalter 11, 11a, 11b. , Der Reellen 20 träfet an seiner der Trommel zugekehrten Unterseite Führungsbahnen 31, 31a., 31b sowie Winkelhebel 41, 41a, 41b.
Im Gehäuse des Fernsteuerempfängers sind Führungsbahnen 51, 51a, 51b fest, angebra.eht. Weitere Einzelheiten der Konstruktion werden nun bei der Erläuterung der Wirkungsweise erwähnt.
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Ist durch einen ersten empfangenen Impuls der Synchronmotor 3 an Spannung gelegt worden (er wird dann durch den Kontakt 11a, Fig. 1, daran für eine Umdrehung der Trommel gehalten) so läuft die Trommel l um und ihre Abwicklung in Fig. 5 bewegt sieh, wie schon erwähnt, von rechts nach links. Es wird angenommen, dass einer der Schieber 5 so steht, dass sich sein Stift 6 auf der strichpunktierten Bahn AB bewegt. Dieser Stift hat voraussetzungsgemäss eine grö- ssere radiale Länge.
Der Stift dieses Schiebers trifft dabei auf die im Gehäuse fest angebrachte Führungsbahn 51 und läuft an dieser Bahn entlang, wobei der Schieber 5 sieh in seiner Nut 2 in Achsrichtung verschiebt. Der Stift trifft dann auf die schräge Kante des am Rechen angebrachten Winkelhebels 41 und wird, sofern kein Impuls kommt, auf der durch den Pfeil A bezeichneten Bahn weiterlaufen, ohne einen Sehalter zu betätigen. Die am Rechen angebrachte Führungsbahn 31 ist in Richtung des Pfeils A gesehen, in Fig. 5u nochmals dargestellt. Unter der Annahme einer Beweglung des Stiftes 6, wie vorerwähnt, läuft dieser Stift unter dem grossen Ausschnitt 31u der Führungsbahn 31 hindurch, ohne irgendeinen Schalter zu betätigen.
Wird jedoch in dem Augenblick, in dem der Stift 6 im Punkt der Abzweigung zwischen den Bahnen A und B ankommt, auf das Relais 12 ein Impuls gegeben, so zieht dieses Relais seinen Anker an und dreht damit den Rechen 20 und die Achse 21 entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder 22 (Fig. 4). Die am Rechen angebrachte Führungsbahn 31 wird dadurch demn Umfang der Trommel genähert. Der Stift des Schiebers trifft jetzt auf die in der Bewegungsrichtung linke Kante der Führungsbahn 31 und bewegt sich an dieser entlang, wie der Pfeil B anzeigt. Er trifft dabei auf den Einschalthebel 111 des Schalters 11, nimmt diesen mit und legt somit den Schalter 11 ein. Damit ist der eine vorgesehene Schaltvorgang ausgeführt.
Für den Schalter 11b wird beispielsweise ein Ausschaltvorgang beschrieben. Der Stift des zugehörigen Sebiebers läuft zunächst auf der gestrichelt gezeichneten gemeinsamen Pfeilbahn F, G und gleitet, wie schon vorher beschrieben, an der schrägen Fläche des Winkelhebels 41b entlang. Dieser Hebel 41b hat nun im Knie, ebenso wie alle andern Hebel, eine etwas abgesetzte Nase 42, unter der sich der in diesem Fall kurze Schaltstift 6 des Schiebers hindurchbewegen kann, so dass er auf eine andere Bahn gelangt, als der Schaltstift des vorerwähnten Schiebers. Erfolgt in diesem Augenblick keine Impulsgabe, so läuft der Stift ohne Befehlsübertragung bzw. -aus- führung auf der Pfeilbahn G weiter und unter der entsprechenden Lücke 31b der Führungsbahn 31 (Fig. 5a.) hindurch.
Wird jedoch in dem betrachteten Augenblick ein Ausschaltbefehl erteilt und spricht das Relais 12 an, so wird der Rechen in Richtung auf die Trommel bewegt. Der Stift trifft jetzt auf die in seiner Bewegungsrichtung rechts liegende Keilfläche der Führungsbahn 31b und läuft entsprechend der Pfeilbahn F weiter. Dabei wird der Schieber in seiner Nut in Achsrichtung verschoben. Der Stift trifft dabei aber auf den Ausschalthebel 112b des Schalters 11b, nimmt diesen Hebel mit., bis der Schalter betätigt und damit das gewünschte Kommando ausgeführt ist.
Bei Gruppenwahlempfängern befinden sich alle Hebel zunächst in einer Stellung, wie sie der Hebel 41a in Fig. 5 zeigt.. Zur Gruppenauswahl wird in eine Nut, die dem Gruppenschaltplatz entspricht, ein Schieber eingesteckt., der den Winkelhebel 41a aus der gezeichneten Stellung in die Lage, die der Hebel 41b einnimmt, zu bringen hat. Dies geschieht dadurch, da13 der Stift dieses Schiebers auf einer Bahn E bewegt- wird. Dieser Schieber ist axial nicht verschiebbar, und zwar dadurch, da.ss seine Aussparung nur so schmal ist, da.ss sie gerade die Schraubenfeder 8 umgreift.
Der Schaltstift dieses Schiebers trifft bei seiner Bewegung auf der Bahn E auf die Innenseite des Hebels 41a und drückt. diesen um seinen Drehpunkt 45a so lange zur Seite, bis der Hebel 41a die Lage besitzt, die beim Hebel 41b gezeichnet ist.
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Nun erst können nachfolgende Schieber, die mit einem kurzen oder langen Stift versehen sind, auf den Schalter lla Ein- oder Ausschaltbefehle in der bereits beschriebenen Weise übertragen. Die Drehung des Winkelhebels 41a ist aber nur dann möglich, wenn im Augenblick, da sich der Stift vor der Innenkante des Hebels befindet, ein Impuls auf das Relais 12 gegeben und der Rechen so weit in Richtung auf die Trommel geschwenkt wird, dass der kurze Schaltstift des Gruppenschiebers den Hebel erreichen kann.
Soll in einem Empfänger ein Gruppenbefehl nicht ausgeführt werden, so behält der Winkelhebel 41a seine gezeichnete Stellung bei Die nachfolgenden Schaltstifte zur Ausführung eines Ein- oder Aussehaltkommandos bewegen sieh dann auf einer Pfeilbahn D und laufen ohne Befehlsübertragung am Schalter 11a vorbei. Damit bei Ablauf einer Umdrehung die Winkelhebel 41, 41u 41b wieder ihre Ausgangsstellung, wie z. B. beim Winkelhebel 4la gezeichnet, erreichen, wird der letzte Schaltplatz vor der Stillstandsstellung mit einem Schieber versehen, der auf seiner axialen Länge drei Stifte entsprechend der räumlichen Verteilung der Schalter 11a, 11b trägt. Der mittlere Stift läuft beispielsweise auf einer Bahn C und drückt gegen die untere Führungsfläche des Winkelhebels, der in diesem Augenblick noch die Stellung wie 41b hat.
Er bewegt den Winkelhebel dadurch um seinen Drehpunkt und bringt ihn in die bei 4la gezeichnete Lage. Die beiden Stellungen jedes Hebels sind durch federnde Rastungen, z. B. nach Art einer Kugelrast, festgelegt.
Die Fig. 5a zeigt die Ansieht einer Führungsbahn 31, und zwar in der Bewegungsrichtung des Stiftes gesehen. Durch entspre- ehende Profilierung ist dafür gesorgt, dass kurze bzw. lange Stifte an den Schiebern, je nachdem auf welcher Bahn sie laufen, unter der Führungsbahn hindurchgleiten oder durch die Führungsbahn in der einen bzw. andern Richtung abgeleitet werden, unm dann auf die Betätigungshebel der Schalter 11, 11a, 11b zu treffen. Die Zahl der möglichen Schaltplätze ist bei den einfachen Empfängern durch den Umfang der Trommel begrenzt, z. B. auf 44 Schaltplätze. Es hat sieh aber gezeigt, dass diese Kommandozahl nicht immer genügt, unm alle Vorgänge fernzusteuern, deren Auslösung im Interesse eines Elektrizitätswerkes oder seiner Verbraucher wünschenswert ist.
Man könnte selbstredend den Durchmesser der Trommel vergrössern, würde dadurch aber die Zahl der Schaltplätze nur unwesentlich erhöhen. Ausserdem würde man durch eine solche Massnahme zwangläufig die Abmessungen des Empfängers vergrössern, so dass er an manchen Stellen, z. B. beim Einbau in die Masten der Strassenbeleuchtung, nicht mehr verwendet werden könnte.
Bei den Empfängern kann dann gemäss Fig. 4-5c auf das an sieh bekannte Prinzip der mehrstelligen Gruppenwahl zurück gegriffen werden. Die Verbraucherapparate sind in Gruppen eingeteilt und beim Umlauf der Trommel ist bei jedem einzelnen Empfänger durch die entsprechend angeordneten Gruppenschieber mit ihren Schaltstiften eingestellt, ob eine eintreffende Impulsfolge für diesen Empfänger bestimmt ist oder nicht. Damit kann eine Vervielfachung der Kommandos erreicht werden; es werden mehrere Gruppen gebildet, und es wird jeweils geprüft., ob der einzelne Empfänger überhaupt. in dieser Gruppe liegt.
Innerhalb jeder Gruppe können dann dieselben Kommandos bzw. dieselben Empfänger vorgesehen sein, die zwai, untereinander hinsiehtlieil der Anordnung der Schieber für die Befehlsausführung völlig gleich sind, aber deren Gruppenschieber in verschiedenen Lagen stehen, so dass durch die (Truppen v orwahl unterschieden wird, ob der betreffende Empfänger überhaupt ansprechen soll.
In der Zeichnung ist in zig. 6 und i sehematiscll ein weiterer Fernsteuerempfäu- ger dargestellt. Allerdings können die Gruppenziffern nur mit steigenden Werten ausgeführt werden, z. B. 1-3-5 oder '?-1-5. Jedoch ist die damit erzielbare Zahl der Befehle so gross, dass ein weiterer Bedarf an
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Befehlen unwahrscheinlich ist, Die Fig. 8 zeigt eine Einzelheit der Weichenanordnung in Seitenansicht.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis 8 ist zur Erläuterung folgendes zu bemerken: In der Trommel 101 sind, wie bereits bei der vorerwähnten Lösung, Nuten 102 angeordnet, in denen sich die Schieber 103 bis 108 mit radial verschieden langen, über den Trommelumfang vorstehenden Schaltstiften befinden. Alle an den verschiedenen Stellen in die Trommel eingesetzten Schieber werden durch eine über den Trommelumfang gespannte endlose Sehraubenfeder 109 in den Nuten 102 gehalten. Die Fig. 7 zeigt besonders deutlich den Reechen 120, der um die Achse 121 drehbar ist und dessen Hauptarm dadurch der Trommel genähert werden kann. Die Bewegung des Rechens 120 wird durch das Fernsteuerempfangsrelais 122 ausgelöst, das den Antriebsarm des Rechens 120 entgegen der Wirkung einer Feder 123 anzieht.
Die Fig. 7 zeigt die Abwicklung der Trommel 101, und zwar ist vorausgesetzt, dass diese beim Umlauf sich von rechts nach links unter dem Rechen 120 hindurchbewegt. Im Gehäuse des Empfängers sind Führungsbahnen 51, 51a, 51b fest angeordnet und die Schaltstifte an den Schiebern 103 bis 108 dienen dazu, Schalter 11, 11u, llb zu betätigen, sofern sie bei ihrer Bewegung den Einschalthebel 111 oder den Ausschalthebel 112 treffen.
Am Rechen sind Winkelhebel (Weichen) 4l, 41a, 41b befestigt und in den Punkten 45, 45u, 45b drehbar. In diesem Drehpunkt befindet sich eine hebelartig ausgebildete Vorweiche 41', 41a', 41b'. Dicht daneben ist am Rechen in den Punkten 45', 45a' und 45h' eine weitere hebelartige Vorweiche 41", 41a", 41b" angebracht.
Bei dreistelliger Gruppenwahl ist für jede Stelle der Gruppe ein Schieber vorgesehen. Der Schieber der ersten Stelle läuft z. B. beim Sehalter 11 auf der Bahn B. Er schwenkt die Vorweiche 41" so weit (Stellung 41a"), bis er frei durchlaufen kann. Allerdings wird er diese Weicbe 41" nur erfassen, wenn der Rechen 120 in Richtung auf die Trommel geschwenkt wurde, d. h. nur dann, wenn im richtigen Zeitpunkt ein Impuls von dem Relais 122 aufgenommen wird.
Der Schieber der zweiten Stelle läuft auf der Bahn C und schwenkt bei Erregung des Relais 122 die zweite Weiche 41' bis zur Anlage an die Vorweiche 41", wobei sich dann insgesamt die Stellungen 41a', 41u" ergeben.
Sobald nun ein Sehieber der dritten Stelle auf der Bahn D läuft und gleichzeitig ein Impuls gegeben wurde, wird die Hauptweiche 41 von der Vorweiehe 41" in eine Lage gebracht, wie sie durch die Stellung 41b dargestellt ist. Der auf der Bahn D sich bewegende Stift drückt, in Bewegungsrichtung gesehen, die Vorweiehe 41" nämlich weiter nach links, die ihrerseits die Hauptweiche mitnimmt.
Wenn alle drei Weichen gestellt sind, kann der Schaltnocken 106, wie für den Schalter llb dargestellt, auf der Bahn E entlang laufen, wird von der Hauptweiche in der Stellung 41b abgelenkt und gelangt bei geschwenktem Rechen 120 an der Führungsbahn 31b vorbei und betätigt schliesslich den Kipphebel 111b des Schalters 11b. Auf der Bahn F würde ein Schaltnocken eines Befehlsschiebers entlang laufen, ohne einen Sehalter zu betätigen, wenn die Hauptweiche 41a nicht gestellt wurde.
In Fig. 8 sind, in Pfeilrichtung El gesehen, die Hauptweiche 41, die Vorweiehen 41', 41" und die Lage der Schaltnocken, die auf den Bahnen B, C,. D laufen, dargestellt. Die Vorweiche 41" ist an ihrem angelenkten Ende so abgesetzt ausgebildet, dass die kürzere Vorweiche 41' unter der ersteren hindurchschwenken kann. Mit ihrer Unterseite bildet die Weiche 41' mit der Unterseite des freien Endes -der Weiche 41" eine Ebene, d. h. der Abstand von der Oberfläche der Trommel 101 bis zur Unterseite dieser beiden Weichen ist gleich. Die Weiche 41' besitzt. in Höhe der Bahn D eine Aussparung.
Die hauptweiche 41 besitzt von der Trommel einen grösseren Abstand als die Voxweichen. Die Anordnung und Ausbildung der Weichen 41a., 41a' und 41a." sowie die der Weichen 41b, 41b', 41b"
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ist analog. Die für die Gruppenwahl bestimm- ten Schaltnocken sind kurz ausgebildet (siehe auch Fig. 6, Nocken 105-107). Die Befehlsnocken sind länger als die Gruppenwahlnocken; sie unterscheiden sieh jedoch untereinander ebenfalls noch in ihrer Länge. Dabei sind die Ausschaltnocken (Fig. 6, Nocke 104) länger als die Einschaltnocken (Fig. 6, Nocken 103 und 108).
Dass die Verstellung der Vorweichen zur richtigen Einstellung der Hauptweichen erforderlich ist, wird nunmehr ohne weiteres verständlich; denn würde beispielsweise nur ein Gruppennocken auf der Bahn B wirksam werden, so könnte die Vorweiche 41" nur in die Stellung der Weiche 41a" gelangen und somit keinen Einfluss auf die Hauptweiche 41 ausüben. Der auf der Bahn C sieh bewegende Gruppennocken würde allein lediglich eine Verschwen- kung der Vorweiche 41' bewirken und diese unter der Weiche 41" hindurchführen, sonst i aber frei weiterlaufen. Auch der Gruppennocken auf der Bahn D allein würde keine Wirkung ausüben, da er durch die Aussparung der Weiche 41' und unter der Hauptweiche hindurchläuft.
Selbst wenn zwei Gruppennocken wirksam werden, kann die Hauptweiche auch nicht in die Aktivstellung gebracht werden. Erst durch das oben beschriebene Zusammenwirken aller Gruppenvorwahlnocken, wird die Hauptweiche in die Stellung gebracht, in der sie befähigt ist, die nachfolgenden Befehlsnocken in ihre Aktivbahn zu lenken.