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Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlagen Zentralfernsteueranlagen, auch Rundsteueranla- gen genannt, dienen bekanntlich dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische Energie- verteilnetz Schaltbefehle an alle Verbraucherstellen des Netzes senden zu können, sei es zur Tarifumsteuerung von Zählern, sei es zur Ein- und Ausschaltung von Verbrauchern, z. B. Boilern, Öfen, Strassenbeleuchtung usw., oder zur Steuerung von Schaltern.
In bekannter Weise werden hierzu an der Kommandostelle von einem Sender tonfrequente Impulse auf das Netz gegeben, und die zu steuernden Stellen weisen Empfänger auf, welche auf vorbestimmte Kommandos ansprechen und die vorgesehene Schaltfunktion durchführen. Unter den verschiedenen bekannten Zentralfernsteuersystemen beruhen die gebräuchlichsten auf dem Zeitintervallverfahren. Bei diesem werden einem Startimpuls auf der Zeitachse eine Folge von Befehlsimpulsen zugeordnet. Diese werden im allgemeinen erzeugt durch einen Synchronwähler als Geber, welcher in bekannter Weise über eine Tonfrequenzsendeanlage auf das zu steuernde Energieübertragungsnetz arbeitet.
Die Empfänger besitzen im allgemeinen mit der Netzfrequenz synchron laufende Wähler, deren Wahlkontakte kongruent den Kontakten des Synchrongebers zugeordnet sind.
Zum besseren Verständnis der im nachfolgenden beschriebenen Erfindung sei vorerst ein Beispiel einer bekannten Empfangseinrichtung mit Hilfe der Fig. 1 und 2 kurz erläutert. Hierzu denke man sich vorerst in der Fig. 2 das Relais K, den Hebel H mit seinen Elementen und die Achse a mit ihren Elementen weggelassen. Ferner denke man sich vorerst die Kontakte v und ei weggelassen, so dass eine durchgehende Verbindung vom Kontakt r zum Wählerarm w bestehe. Die auf dem Netz Z bei der Empfangseinrichtung eintreffenden Steuerimpulse werden vorerst durch einen für die Steuerfrequenz selektiven Eingangskreis E verarbeitet. Dieser Eingangskreis E kann.ein einfacher, passiver Schwingkreis sein; er kann aber auch zu einem Verstärker ausgebildet sein, z. B. mit Hilfe einer Glimmtriode G, wie in der Fig. 3 dargestellt.
Dieser Eingangskreis arbeitet im allgemeinen auf ein Impulsrelais R, das den Arbeitsstrompfad für das Schaltrelais KP mit Hilfe seines Kontaktes r im Rhythmus der eintreffenden Steuerimpulse schliesst. Durch einen Synchronwähler W, angetrieben durch einen Synchronmotor Sy, wobei der Anlauf mit Hilfe eines Nockens N und dessen Selbsthaltekontakt n bewerkstelligt wird, werden mittels des Wählerarmes w die Segmente SE den Impulsen synchron zugeordnet. Trifft z. B. auf der Stellung 3E des Wählerarmes w ein Befehlsimpuls ein und erregt die entsprechende Spule des Kipprelais KP, so wird durch diese der Schalter kp betätigt.
Der Kontakt r wird im Beispiel der Fig. 2 durch ein Relais R bedient, das in Serie mit einem Kondensator C geschaltet ist, wobei R und C in bekannter Weise einen für die Tonfrequenz selektiven Serieresonanzkreis bilden.
Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines gebräuchlichen Impulsdiagrammes. Der Startimpuls so bringt in beschriebener Weise den Synchronwähler W für einen Umlauf in Gang. Es folgen dann einige Einzelkommandos, z. B. a., b., co, do . . . , welche im allgemeinen für Kombinationen verwertet werden, dann folgen sogenannte Doppelkommandos 1, 2, 3, . . ., bei denen die Impulse paarweise zu einem Ein- bzw. Aus-Kommando zusammengefasst sind, z. B. (1 E, l A), (2E, 2A), (3E, 3A), ...
Es ist bekannt, dass im Zuge solcher Kommandoimpulsfolgen auch nicht gewollte Störimpulse auftreten können. Diese können von längerer Dauer
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sein, sogenannte Dauerimpulse, hervorgerufen z. B. durch Gleichrichter, Kranmotoren usw. Häufiger sind kurzzeitige Störspickel, hervorgerufen durch Stösse der Schaltvorgänge der Netze. Die Fernsteuer-Emp- fangsgeräte normaler Bauart sind zwar gegen solche Störungen schon gut geschützt. Trotzdem bleiben grundsätzlich Störbeeinflussungen in- einem gewissen Masse bestehen. Es ist deshalb schon verschiedentlich vorgeschlagen worden, die tonfrequenten Befehlsimpulse in den Empfangsgeräten einer Verzögerung zu unterwerfen, bevor sie die gewünschten Schaltoperationen durchführen können.
Das insbesondere zum Schutz gegen kurzzeitige Störimpulse. Es ist zu diesem Zwecke z. B. schon vorgeschlagen worden, das Impulsrelais R selber mit einer Verzögerung zu versehen. Es ist ferner bekannt, in den Zug des Strompfades vom Impulsrelaiskontakt r zum Wähler W einen Seriekontakt zu legen, welch letzterer entweder mit einem speziellen Verzögerungsrelais oder mit einer mechanischen Verzögerungsvorrichtung betätigt wird. Im Prinzip arbeitet der Verzögerungskontakt wie folgt: Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt der Fig. 1 für das Doppelkommando 3. Der Impuls 3E habe die Länge J mit dem anschliessenden Impuls-Zwi- schenintervall J", dem sich wieder das Kommandointervall 3A anschliesst.
Der Verzögerungskontakt v wird nun durch Vorrichtungen genannter Art .erst geschlossen, wenn der Impuls, beginnend mit der Zeit t, eine vorgeschriebene Länge, z. B. bei t,; erreicht hat. Nur wenn die Impulse diese Länge erreichen, ist der Arbeitspfad zu den Schaltrelais für die Befehlsimpulse frei. Es sind Konstruktionen bekanntgeworden, bei denen der Verzögerungskontakt v etwa mit Hilfe eines Fliehkraftreglers betätigt wird. Ebenfalls ist eine Lösung bekannt, bei der mit Hilfe eines Kupplungsmagneten ein Zahnrad mit einem auf der Synchronwählerachse sitzenden weiteren Zahnrad zum Eingriff gebracht wird. Erreicht die Eingriffsdauer der beiden Zahnräder eine gewisse vorgeschriebene Zeit, so schliesst das erstere der Zahnräder den Verzögerungskontakt v.
Die bekannten elektrischen und mechanischen Verzögerungseinrichtungen weisen indessen praktisch schwer ins Gewicht fallende konstruktive Nachteile bezüglich Betriebssicherheit und Toleranzhaltung auf.
Die vorliegende Erfindung befasst sich deshalb mit einem Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlagen, der nach dem Synchronwählerprinzip arbeitet, bei dem über einen für die Steuerfrequenz selektiven Eingangskreis und über ein diesem zugeordnetes Impulsrelais mittels eines Synchronwählers einem Startimpuls zeitlich zugeordnete Befehlsimpulse durch mindestens ein Schaltrelais verarbeitet werden, wobei in Serie mit dem Impulsrelaiskontakt und dem Schaltrelais ein Verzögerungskontakt gelegt ist, welch letzterer mit Hilfe einer durch einen Kupplungsmagneten betätigten mechanischen Verzögerungseinrichtung erst dann geschlossen wird,
wenn die Tonfrequenz-Steuer- impulse eine bestimmte, vorgeschriebene Länge über- schreiten und welcher Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass die mechanische Verzögerungseinrichtung eine Kombination von mit der Synchronwählerachse mitlaufenden Führungsnocken und mindestens ein Abtastelement aufweist, welches mittels mindestens eines Kopplungshebels entgegen einer Rückstellfeder beim Anziehen des Kupplungsmagneten in den Wirkbereich der Gleitbahnen der Führungsnocken gebracht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Fig. 2. Die Kombination der Führungsnocken besteht aus einer Impulsnocke P mit der Impulslängengleit- bahn p und aus einer Verzögerungsnocke S mit der Verzögerungsbahn s. Das Abtastelement besitzt einen Impulstaster B, welcher die Betätigung der Verzögerungseinrichtung mittels der Impulslängengleitbahn p auf die vorgeschriebenen Impulsintervalle begrenzt.
Das Abtastelement besitzt weiter einen Verzögerungstaster V, welcher entgegen der Feder F1 mittels der Verzögerungsbahn s nach einer bestimmten, vorgeschriebenen Wirkungszeit des Kupplungsmagneten K und des Kupplungshebels H den Verzögerungskontakt v schliesst. Durch das Schliessen des Verzögerungskontaktes v ist der Arbeitsweg für die Steuerimpulse vom Kontakt r bis zum Synchronwähler W freigegeben. Je nach der Wahl des I7bersetzungs- verhältnisses ü, welches die Nockenachse a mit der Synchronwählerachse dauernd fest verbindet, können die Teilungen der Gleitbahnen der Führungsnocken für mehrere Impulsintervalle ausgelegt werden.
Zum besseren Verständnis der Funktion des Beispieles gemäss der Fig. 2 zeigt die Fig. 6 eine zugehörige schematische Darstellung. Vom überlagerungs- netz Z ausgehend zeigt die Fig. 6 links den Arbeitspfad der Steuerimpulse über den Eingangskreis R, C, den Impulsrelaiskontakt r, den Verzögerungskontakt v zum Synchronwähler mit einem angedeuteten Schaltrelais KP. Die Nockenscheiben der Achse a sind auf der rechten Seite der Figur dargestellt. In der Mitte der Fig. 6 sind schraffiert die Abwicklungen dieser Nockenscheiben dargestellt.
Die mit dem um die Achse A drehbaren Hebel H zusammen arbeitenden Abtastbolzen sind symbolisch um 90 in die Zeichenebene gedreht skizziert. Die Linie I zeigt den Ablauf eines Impulses J entsprechend der anhand der Fig. 4 gemachten Erläuterungen. Die schraffierten Nockenteilungen entsprechen dieser einfachen Impuls-Intervallteilung. Das Funktionieren der Einrichtung veranschaulicht sich unmittelbar, wenn man sich vorstellt, dass sich die Nockenabwicklungen P und S auf den Linien 11 bzw. 111 nach links bewegen. Beim Erregen des Kupplungsmagneten K gleitet der Taster B auf der Bahn p. In der Nute der Nocke P kann somit auch der Taster V' in den Bereich der Gleitbahn s der Führungsnocke S gelangen.
Entsprechend der Steigung der Bahn s wird sodann entgegen der Feder F1 der Bolzen V nach links mitgenommen und schliesst nach einer bestimmten Zeit den Verzögerungskontakt v. Am Ende des Befehlsimpulses J wird der Kupplungsmagnet K stromlos und der Hebel
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Il schwenkt mit Hilfe der Feder F im Uhrzeigersinn wieder in die Ausgangslage zurück.
Die in den Fig. 2 und 6 zum Kontakt u gehörigen Nocken und Abtastelemente werden für die Erläuterungen vorerst nicht benötigt.
Die Fig. 7 zeigt eine sinngemässe Ausführung des soeben beschriebenen Beispiels. Hier sind der Impulstaster und der Verzögerungstaster zu einer um die Achse A drehbaren Einheit BV ausgebildet. Diese Einheit weist eine Blattfeder F1 auf, welche auf der Impulskontaktbahn p gleitet, bis sie am Ende der Nut n in axialer Richtung auf die Verzögerungsnocke S gedrückt wird, um nach einer bestimmten vorgeschriebenen Zeit in deren Nute s einzufallen, womit der Kupplungsmagnet K entgegen der Feder F über den Kupplungshebel H, die Achse A und den Hilfshebel H1 den Verzögerungskontakt v schliessen kann.
Mit Sy ist der Synchronmotor dargestellt, welcher vermittels der übersetzungen iil, ii, die Achse a antreibt, auf welcher die Führungsnocken P und S befestigt sind. Die Einfügung der Einrichtung in ein allgemeines Empfängerschema im Sinne der Fig. 2 und die entsprechenden Funktionen sind gemäss den obigen Ausführungen unmittelbar klar und brauchen nicht mehr näher dargestellt und erläutert zu werden.
Die bisher beschriebenen Beispiele befassen sich mit dem Schutz gegen kurze Störimpulse. Wenn also beispielsweise ein Impuls kürzer ist als die Zeit t,. minus t,., können die Schaltrelais KP nicht ansprechen. Die Sollänge t" minus t, des Impulses J kann aber durch Störeinflüsse auch in unerwünschter Weise verlängert werden. Es ist deshalb von Interesse, den Fernsteuerempfänger auch gegen solche verlängerte Impulse bzw. Dauerimpulse zu schützen.
In diesem Zusammenhang ist es deshalb zweckmässig, wie in den Fig.2 und 6 dargestellt, die Kombination der Führungsnocken zusätzlich zur Impulsnocke P und zur Verzögerungsnocke S noch mit einer Dauerimpuls-Sperrnocke T, welche eine Dauerimpulsbahn t aufweist, auszurüsten und entsprechend das Abtast- element zu ergänzen durch einen Dauerimpuls-Sperr- taster U. Der Taster U arbeitet dann zweckmässig entgegen einer Feder FZ auf einen weiteren Seriekontakt u, welcher mit einer Sperrklinke i versehen ist.
Beim Auslauf auf der Dau.erimpulsbahn t über den Steuerimpulsbereich hinaus wird der Dauerimpulskontakt u geöffnet und in dieser Lage mit Hilfe der Klinke i arretiert, womit die Ausführung von Befehlen bei dem Schaltrelais KP gesperrt ist. Das Funktionieren dieser Dauerimpulssperrung ist gemäss der beschriebenen Darstellungsart aus der Fig.6 unmittelbar verständlich. Bei hinreichendem Auflauf des Tastbolzens U1 auf der Bahnt wird der Bolzen U entgegen der Feder F2 nach links geführt, öffnet schlussendlich den Kontakt u und verklinkt diesen mit der Klinke i.
Hört der Dauerimpuls auf, so wird der Kupplungsmagnet K stromlos, der Hebel H dreht im Gegenuhrzeigersinn zurück, der Kontakt u wird ausgeklinkt und die Bereitschaftslage wieder hergestellt. In vereinfachender Weise kann der Verzögerungskontakt v und der Sperrkontakt u zu einem geschlossenen Kontaktpaket v, u im Sinne der Fig.5 zusammengefasst werden, betätigt durch einen zusammengefassten Verzögerungssperrtaster V, U, welcher mit einer zusammengefassten Verzögerungssperrbahn s, t zusammenarbeitet. Es ist aus der Fig. 6 unmittelbar ersichtlich, dass die Bahnen s und t der Darstellungen III und IV auf einer gemeinsamen Führungsnocke vereinigt werden können.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Fig. B. Bei diesem besteht die Kombination der Führungsnocken aus über die übersetzungen iil, ü2 mit dem Synchronwähler Sy mitlaufenden Führungsnocken RPl und PT und aus lose auf einer Hilfsachse a liegenden, aber mittels der Feder F1, F2 mit dem Synchronwähler ebenfalls mitlaufenden Führungsnocken RP2 und S.
Das Abtastelement besteht anderseits aus einem Doppelhebel H, der mit dem einen Arm B U auf der Gleitbahn p, t der Nocke PT, und der mit dem anderen Arm V U auf der Gleitbahn s der Nocke S gleitet, sobald der Kupplungsmagnet K den um eine Achse A drehbaren Doppelhebel H über den Hilfshebel hl, die Hilfsachse b, den Hilfshebel h2 und den Hilfshebel h3 im Gegenuhrzeigersinn einschwenkt.
Die Führungsnocken werden weiterhin derart verwendet, dass die Nocke RPl Gleitbahn ist für das eine Kontaktstück k1 des Verzögerungskontaktes VU und dass die Führungsnocke RP2 Gleitbahn ist für das Gegenkontaktstück k2 des Verzögerungskontaktes vu. Ist der Kupplungsmagnet K entregt, das heisst, der Hebel H im Uhrzeigersinn ausgeschwenkt, so bewegen sich die Kontaktstücke k1, k2 parallel entsprechend dem Parallellauf der Führungsnocken RP, und RP,. Ist indessen das Kupplungsrelais K angezogen, das heisst,
der Hebel H im Gegenuhrzeigersinn .eingeschwenkt, derart, dass er mit seinem Arm V U zum Eingriff mit der Nocke S gelangt, so wird diese gemäss der Ausbildung der Bahn s für eine bestimmte Zeit entgegen der Feder F1, F2 angehalten. Damit wird aber auch die fest mit der Nocke S verbundene Nocke RP2 angehalten. Hierdurch entsteht eine Relativbewegung gegenüber der Nocke RPl, wodurch sich nunmehr die Kontaktstücke k1, k2 des Verzögerungskontaktes vu gegeneinander bewegen und nach einer bestimmten Zeit schliessen.
Der Schutz, den die soeben beschriebene Einrichtung gegen kurzzeitige Impulse bietet, ist anhand der bei der Fig.2 gemachten Erläuterungen klar und braucht an dieser Stelle nicht mehr näher erörtert zu werden.
Es ist besonders zweckmässig, auch die soeben beschriebene, beispielsweise Ausführung des erfindungsgemässen Fernsteuerempfängers mit einer zusätzlichen Vorrichtung zum Schutz gegen Dauerimpulse auszurüsten, wobei der Seriekontakt vu gleichzeitig als Verzögerungskontakt und als Dauerimpuls-Sperrkontakt verwendet wird. Hierzu ist es zweckmässig, im Zuge des Kraftübertragungsweges vom Kupplungsmagneten K auf den Hebel H eine Dauerimpuls-Sperrklinke i einzufügen.
Die Gleitbahn
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t wird dann derart ausgebildet, dass bei zu langem Anzug des Kupplungsmagneten K der Hebel H derart weit im Uhrzeigersinn ausschwenkt, dass die Klinke i entgegen der Feder f nach links schnappt und mit Hilfe des Ansatzes o des Hebels h3 den Hebel H mit seinen Armen B U und V U gegen Einwirkung auf die Führungsnocken so lange sperrt, bis der Kupplungsmagnet K wieder stromlos und womit dann die Bereitschaftslage wieder hergestellt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung, wie in der Fig. 8 beschrieben, eignen sich besonders zum Aufbau als geschlossene Konstruktionseinheit, die ohne Eingriff in die Konstruktion der Normalempfänger jederzeit zusätzlich montiert werden kann.
Fernsteuerempfänger gemäss der vorliegenden Erfindung sind insbesondere dann von Interesse, wenn Objekte gesteuert werden sollen, bei denen man ganz besonders hohe Anforderungen an die Sicherheit gegen Störeinflüsse stellt, wie z. B. bei der Steuerung von Leistungsschaltern.