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Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlagen Zentralfernsteueranlagen, auch Rundsteueranlagen genannt, dienen bekanntlich dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische Energie-Ver- teilnetz Schaltbefehle an alle Verbraucherstellen des Netzes senden zu können, sei es zur Tarifumsteue- rung 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 Tonfrequenz-Sendeanlage auf das zu steuernde Energieübertragungsnetz arbeitet.
Die Empfänger sind im allgemeinen mit der Netzfrequenz synchron laufende Wähler, deren Wahlkontakte .im Falle elektrischer Schalter oder deren Stellglieder im Falle mechanischer Schalter den Kontakten des Synchrongebers zugeordnet sind.
Im allgemeinen dienen die Empfänger der Auswertung sogenannter Direktbefehle, das heisst, den ankommenden Steuerimpulsen sind über den Hauptstrompfad des Empfängers die entsprechenden Steuerbefehle direkt zugeordnet. Oft verwendet man zur Durchführung dieser Direktbefehle ein Impulsdiagramm, dessen Impulse nach sogenannten Doppelkommandos (E, A) geordnet sind. Die Fig. 1 zeigt ein solches Doppelkommandodiagramm, bei dem einem Startimpuls s. die Doppelkommandos 1, 2, 3, 4..., nachgeordnet sind. Innerhalb eines Doppelkommandointervalles entspricht der eine Impuls (E) der zugeordneten Schalteroperation Ein und der andere Impuls (A) der zugeordneten Schalteroperation Aus .
Pro Doppelkommando wird sinngemäss deshalb immer nur der eine Impuls (E) oder der andere Impuls (A) gesendet.
Die Zahl der Befehle des geschilderten Doppel- kommandoprogrammes ist naturgemäss begrenzt durch die Zahl der synchronen Stellungen bzw. die Zahl der aneinandergereihten Einzelimpulse; so ist z. B. bei einem System, das mit 50 Einzel-Synchron- stellungen arbeitet, die Zahl der möglichen Doppelkommandos = 25. Diese Zahl reicht für die haupt- sächlichsten Steueraufgaben aus.
Man verwendet die Direktkommandos vorteilhaft insbesondere da, wo den einzelnen Kommandos zahlreiche Steuerstellen zugeordnet sind, da man für diese an einem möglichst einfachen Normalempfänger interessiert ist.
Oft wird aber von der Netzfernsteuerung auch die Lösung zahlreicher Sonderaufgaben gefordert, die vielfach die Zahl der zur Verfügung stehenden Doppelkommandos überschreiten. Man ist deshalb in solchen Fällen daran interessiert, die Zahl der möglichen Befehle zu erweitern. Dies ist möglich durch das bekannte Kombinations- bzw. Gruppenwahlver- fahren.
Bei der Kombinations- bzw. Gruppenwahl werden eine Anzahl Einzelimpulse aus dem Diagramm herausgegriffen zur Bildung eines Codes aus der entsprechenden Elementenzahl. Entsprechend dieser Elementenzahl n können z. B. 2n Kombinationen gebildet werden. Mit Hilfe von Auswahleinrichtungen in den Empfängern können diese Codes ausgewertet und mit beigeordneten Schaltern zu Steueroperationen verarbeitet werden.
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Es gibt sowohl bei den Empfängern mit elektrischen Steuerschaltern als auch bei den Empfängern mit rein mechanischen Steuerschaltern zahlreiche bekannte Einrichtungen bzw.
Massnahmen zur Auswertung von Kombinations-Codegruppen zu einer Grosszahl von Steueroperationen.
Um den Standort der vorliegenden Erfindung übersehen zu können, sei im nachfolgenden anhand der Fig.2 bis 7 vorerst eine übersieht über das Grundsätzliche zum Stande der bekannten Technik gegeben.
Die Fig.4 zeigt das Prinzipschema eines Synchronempfängers, der mit elektrischen Schaltern aus- gerüstet ist, mit einer beispielsweisen Schaltung zur Auswertung von Kombinationsimpuls-Gruppen.
Der Empfänger besitzt einen am Netz N angeschlossenen, für die Sendefrequenz selektiven Eingangskreis RC, der ein Impulsrelais R enthält, das einen Kontakt r aufweist. Es gibt verschiedene Ausführungen solcher Eingangskreise, darunter solche mit Verstärkerelementen, mechanischen Schwingzungen usw. Im Beispiel der Fig. 4 ist die Induktivität des Impulsrelais R gleichzeitig Element des selektiven Eingangskreises, indem sie mit einem Kondensator C zu einem auf die Sendefrequenz abgestimmten Serie- kreis ausgebildet ist.
Beim Eintreffen des Startimpulses so beginnt in bekannter Weise der Synchronmotor S mit Hilfe eines Nockens n und eines zugeordneten Selbsthaltekontaktes s zu drehen, um nach einem vollen Umlauf sich wieder stillzusetzen. Hierbei überstreicht der Wählerarm w des Synchronwählers W die Kontaktsegmente der synchron zugeordneten Schaltrelais, im Falle der Fig. 4 der Kipp- relais KI, KII, KIII, KID, 1, 2 ... usw.
Der Hauptarbeitsstrompfad für die Steuerimpulse 21, r, w, 22, 20 ist in der Figur durch eine starke Linienführung herausgehoben. Bei der Auswertung eines Direktbefehls-Doppelkommandoprogrammes gemäss der Fig. 1 werden die den Kipprelais zugeordneten, in der Fig. 4 nach oben versetzt angedeuteten Schalter 1, 2... über den Hauptarbeitsstrompfad direkt betätigt.
Verwendet man die vier ersten Doppelkommandos 1, 1I, III und IV gemäss der Fig.2 zu einer Kombinationsgruppe, so können die entsprechenden Kipprelaisschalter I bis IV unter sich derart verbunden werden, dass der Hauptarbeitsstrompfad ab Stelle 22 beim Eintreffen des richtigen Codes EEAE an der Stelle 23 gestrichelt durchverbunden ist, wodurch eine beliebige Zahl nachgeordneter Kipprelais 1,2 ... mit ihren Schaltern für die Steueroperationen freigegeben sind.
Es ist ohne weiteres verständlich, dass beim Beispiel der Fig. 4 bzw. 2, 24 = 16 mal die Zahl der diesen Kombinationen zugeordneten Kipprelais an neuen Doppelkommandos gewonnen werden und dass man an Direktbefehlen die vier zur Kombination verwendeten und die diesen zugeordneten verliert.
An sich ist es gleichgültig, an welcher Stelle die Seriekontakte I-IV zwischen den Punkten 22, 23 in den Hauptarbeitsstrompfad eingeschaltet wird. Lediglich, wenn die Schaltkontakte I-IV zwischen 22, 23 - wie strichpunktiert angedeutet - statt an 20 und die Relais 1, 2 an der Stelle 24, 25 in den Hauptarbeitsstrompfad der Steuerimpulse eingeschaltet werden, ist eine zusätzliche Massnahme erforderlich;
es muss dann nämlich die Kombinationskontaktfolge über den Zeitabschnitt ihres Aufbaues, das heisst, also während des Eintreffens der Kombinationsimpulse, überbrückt werden, was im allgemeinen - wie strichliniert in der Fig.4 angedeutet - mit Hilfe eines auf der Synchronachse a sitzenden Nockens Q und eines entsprechenden Nockenkontaktes q bewerkstelligt wird.
Um die Zahl der Einzelkombinationsimpulse bestmöglich ausschöpfen zu können, verwendet man oft Wählerschaltungen, wie eine z. B. in der Fig. 5 dargestellt ist. Da der in der Fig. 4 geschilderte Wähler durch den der Fig. 5 ersetzt werden soll, gelten Darstellung und Bezeichnung sinngemäss. In der Fig. 5 ist jedem Kontaktsegment ein Kipprelais zugeordnet. Hierbei sind die Kipprelaisspulen S; zwischen die Wählersegmente und den Pol 20 gelegt, während die Kipprelaisspulen So zwischen die Pole 20 und 21 gelegt sind. Ein Beispiel eines zu einer solchen Anordnung gehörenden Impulscodes ist in der Fig.3 dargestellt.
Auf einen Startimpuls so folgen die Gruppenimpulse g1, g, . . . g8.
Das Zeichen --;- bedeutet hierbei Impuls , das Zeichen 0 kein Impuls . Beim Eintreffen der Kombinationsimpulse wird in ähnlicher Weise, wie anhand der Fig.4 beschrieben, eine auf bestimmte Weise verdrahtete Seriekontaktfolge aufgebaut. Diese wird beim Eintreffen eines Codes gemäss Fig. 3, 0 + + 0 + 0 + geschlossen, wodurch die nachfolgend zugeordneten Doppelkommandos 1, 2... für die Durchführung von Steueroperationen freigegeben sind.
Wie ersichtlich, können auf diese Weise gegenüber der Fig.4 mit Hilfe von 4 Doppelkommandointer- vallen entsprechend 8 Einzelimpulsen 28 = 256 Kombinationsgruppen gewonnen werden. Nach Verarbeitung der Kombinationsbefehle werden mit Hilfe der Kipprelaisspulen So und durch das Schliessen des Kontaktes 0 die Kombinationsschalter in ihre Nullstellungen zurückgelegt. Der Nullstellungskontakt 0 wird hierbei durch ein Nullstellrelais oder durch eine Nocke betätigt.
Es ist klar, dass bei Empfängern mit elektrischen Schaltern zahlreiche Einzelabwandlungen möglich sind. Das Wesentliche zu den Kombinationsempfängern dieses Typus ist indessen durch die vorausgegangenen Ausführungen erfasst.
Bei Empfängern mit rein mechanischen Steuerschaltern wird im Prinzip ähnlich vorgegangen. Das Wesentliche eines solchen Kombinationsempfängers sei anhand der Fig. 6 aufgezeigt. Der Hauptarbeits.- strompfad der Steuerimpulse ist wiederum durch eine starke Linienführung herausgehoben. Für den
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schaltungstechnischen Teil sind Darstellung und Bezeichnung mit der Fig. 4 sinngemäss identisch.
Die Fig. 6 zeigt eine Empfängereinrichtung, bei der in den Hauptstrompfad der Steuerimpulse ein Schaltmagnet w eingeschaltet ist, der auf der Syn- chronwählerachse a montiert mit dem Synchronwähler W eine Umlaufbewegung ausführt. Beim Eintreffen von Steuerimpulsen werden durch den Magnet H, an der Peripherie des Synchronwählers angeordnete Kipper K umgelegt und die beigeordneten Steuerkontakte F geschaltet. Für die Auswertung von Impulskombinationen werden die Steuerschalter I, 11, 111, IV mit einem bestimmten Verdrahtungsbild ausgerüstet, womit ein ähnlicher Seriekontaktweg 22, 23 entsteht wie in der Fig. 4.
Das Funktionieren der Einrichtung gemäss Fig.6 versteht sich denn auch ohne weiteres anhand der Ausführungen der Fig. 4 und braucht nicht mehr näher erläutert zu werden. Es ist lediglich zu ergänzen, dass im Falle der Fig. 6 während des Eintreffens der Gruppenimpulse der Häuptstrompfad mit Hilfe eines durch einen Nocken M gesteuerten Kontaktes m direkt an den Schaltmagneten w gelegt ist und dass der Nocken M anschliessend nicht mehr wirksam ist und der Hauptarbeitsstrompfad dann über die Kombinationsschalt- erfolge 22, 23 und den Magneten w verläuft.
Ausführungen von Empfängern mit rein mechanischen Steuerschaltern sind in zahlreichen Ausführungsformen in Anlehnung an das anhand der Fig. 6 dargestellte Grundprinzip bekanntgeworden. So kennt man z. B. auch Empfänger, wo anstelle des rotierenden Magneten w ein solcher verwendet wird, der während des Umlaufes des Synchronwählers W beim Eintreffen von Steuerimpulsen eine Axialbewegung der Wählerachse a bewirkt und damit die synchron zugeordneten Steuerelemente betätigt.
Es sind bei diesem Empfängertypus auch Ausführungen bekanntgeworden, die anstelle des Verdrahtungsbildes der Steuerschalter direkt die mechanische Steilkonstellation von synchron zugeordneten Schalterelementen durch eine Axialbewegung des Wählersystems auf einen bestimmten Code überprüfen, um bei Nichtübereinstimmung mit dem eingetroffenen Impulscode die Ausführung bei nachfolgenden Steueroperationen zu sperren.
Auch bei diesem mechanischen Empfängertypus sind zahlreiche Konstruktionsvarianten bekanntgeworden, die sich indessen alle auf das vorhin erläuterte Grundprinzip zurückführen lassen und das im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass eine einer bestimmten Kombinationsgruppe entsprechende, mechanische Steilkonstellation auf Übereinstimmung mit einer elektrischen oder mechanischen Codebild-Konstellation überprüft wird.
Die Fig. 7 zeigt noch die prinzipielle Darstellung einer der Fig.4 entsprechenden Empfängereinrichtung, wie sie in der Praxis oft angewendet wird. Bei dieser sind in bekannter Weise die Wählerkontakte F,-F", F1 . . . in einer Geraden angeordnet, während auf der Achse a des Synchronwählers jedem Kontakt ein Wählerarm in Form einer Nockenscheibe n1 hlv, ral ... zugeordnet ist, welche Scheiben unter sich entsprechend der Wählerteilung und der Zuordnung einer gewünschten Kommandonummer verstellt sind. Darstellung und Bezeichnung der Fig.7 entspricht im übrigen der Fig. 4.
Es gelten denn auch für die Funktionsweise analog die gleichen Ausführungen wie die anhand der Fig. 4 gemachten. Selbstverständlich können auch bei der Einrichtung gemäss Fig. 7 die Kipprelais 1-1V, 1... den Wählerkontakten im Sinne der Fig. 5 zugeordnet werden.
Anhand der Erläuterungen der Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, dass bei Empfängern, die sinngemäss entsprechend der Fig. 7 aufgebaut sind, für die Auswertung von Kombinationsbefehlen eine bunte Kombination von Relais und eine ebensolche verschiedenartige Schaltungstechnik in den Empfangsgeräten erforderlich ist. Ebenso werden insbesondere für Kombinationsgruppen mit grösserer Impulszahl verhältnis- mässig viele Relais benötigt, die das Gerät räumlich und wirtschaftlich belasten.
Die vorliegende Erfindung befasst sich deshalb mit einem Fernsteuerempfängerfür tonfrequente Netz- überlag erungs-Zentralfernsteueranlagen, welcher Empfänger nach dem Synchronwählerprinzip arbeitet und bei dem über einen für die Steuerfrequenz selektiven Eingangskreis und über ein diesem zugeordnetes Impulsrelais mit Hilfe eines Synchronwählers einem Startimpuls zeitlich zugeordnete Befehlsimpulse über synchron zugeordnete Nockenkontakte und Kipp- relais mittels Schaltern zu Steueroperationen verarbeitet werden und bei dem zwecks Gewinnung eines Impulscode-Schlüssels eine Folge kombinatorisch
verdrahteter Kontakte in den Hauptarbeitungsstrom- pfad der Steuerimpulse gelegt ist, welcher Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass Mittel vorgesehen sind, die bei Empfang von Kombinationsbefehlen die kombinatorisch verdrahteten Kontakte ohne Verwendung von Kipprelais umstellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Fig. B. Die Grundkonstitution des Apparateaufbaues. und der Schaltung entsprechen nach Darstellung und Bezeichnung genau der Fig. 7. Die diesbezüglichen Erläuterungen erübrigen sich dementsprechend.
Die Mittel, die es ermöglichen, in einem Empfänger gemäss der Fig. 7 die Kipprelais für die Auswertung von Kombinationsbefehlen einzusparen, bestehen, wie im Beispiel der Fig. 8 dargestellt, aus Fingern 1, die drehbar auf einer zur Synchronwählerachse a parallel liegenden Hilfsachse h gelagert sind und die eine Nase b aufweisen, vermittels welcher die Nockenkontakte k1, k11, k111 und k17 in einer bestimmten Lage blockiert werden können.
Zur Rückstellung gegen einen Nullanschlag l' ist für jeden Finger eine Rückstellarretier- feder f vorgesehen. Ferner ist für jeden Finger eine fest auf der Hilfsachse sitzende Doppelfeder F vorgesehen, welch letztere die Drehbewegung der Hilfsachse h über einen am Finger 1 befestigten Fortsatz 1" auf den Finger 1 überträgt und z.
B. den Nockenkontakt k3 dadurch arretiert, dass beim Eintreffen eines Impulses im Moment der zugeordneten
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Synchronstellung der Finger l mit seiner Nase b unter die an die Nockenscheibe nnl anliegende Verlängerung des Nockenkontaktes k3 geschoben wird. Die Drehbewegung der Hilfsachse h wird erzielt durch einen Impulsmagneten G vermittels eines Hebels H.
Auf der Synchronwählerachse a ist weiter pro Nok- kentakt ein Nullstellungsnocken m vorgesehen, der nach einer bestimmten Drehung des Wählers die Nockenkontakte und deren Blockierfinger für die Nullage freigibt. Die Auswertung eines bestimmten Impulscodes erfolgt, wie schon beschrieben, mit Hilfe eines Verdrahtungscodes der Nockenkontakte bzw. eines entsprechenden Kombinationsweges 22, 23. Prinzipiell kann selbstverständlich anstelle des Impulsmagneten G auch direkt das Resonanzrelais R zur Betätigung der Hilfsachse h herbeigezogen werden.
Die Arbeitsweise des Empfängers beim Eintreffen einer Impulsfolge gemäss der Fig. 2 ist nun folgende: Überstreicht der Wählerarm w des Synchronwählers W die jedem Kipprelais KI Klv zugeordneten Doppelkontakte, so werden jeweils beim Eintreffen eines Impulses A bzw. E von jedem der ersten vier Doppelkommandos I-IV die Kipprelais KI-Klv erregt. Trifft also nach dem Start des Synchronmotors, durch welchen der Wählerarm w gedreht wird, der Impuls E des ersten Doppelkommandos I ein, erregt dieser über den ersten Kontakt das Kipprelais KI und dessen Kipprelaisschalter I wird von der Aus -Stellung A in die Ein -Stellung E umgeschaltet.
In weiterer Folge rückt der Wählerarm w von Kontakt zu Kontakt und erregt zunächst über einen der beiden Kontakte des Kipprelais KI, beim Eintreffen des Impulses E des Doppelkommandos 1I das Kipprelais KII, wodurch dessen Kipprelaisschalter II von der Aus -Stellung A in die Ein -Stellung E umgeschaltet wird. Der Impuls A des Doppelkommandos III bewirkt trotz Erregung des Kipprelais KlIl keinen Schaltvorgang, da der Kipprelaisschalter III bereits in der Aus -Stellung A ist.
Hingegen schaltet das Kipprelais Klv beim Eintreffen des Impulses E des Doppelkommandos IV den Kipprelaisschalter IV von der Aus -Stellung A in die Ein -Stellung E um, so dass nun der Hauptarbeitsstrompfad im Empfänger von der Stelle 22 bis zur Stelle 23 durchverbunden ist.