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Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlagen Zentralfernsteueranlagen - auch Rundsteueran- lagen 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 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 vorgesehenen Schaltfunktionen 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 elektrisch oder mechanisch gesteuerte Befehlskontakte kongruent den Kontakten des Synchrongebers zugeordnet sind.
1m Zuge dieser Zeitintervallverfahren ist es bekannt, nebst der Verwertung unmittelbar synchron zugeordneter, sogenannter Direktbefehle Impuls- kombinationsgruppen für Sonderbefehle zu verwenden.
Es sind zahlreiche Einrichtungen bei den Empfangsgeräten zur Auswertung solcher Impulskombinationen vorgeschlagen und ausgeführt worden, die hier als bekannt vorausgesetzt werden. Diese bekannten Kombinationsempfänger zeichnen sich dadurch aus, dass sie entweder eine zusätzliche Zahl von Kombinationsrelais und eine dementsprechende Komplikation und Vielgestaltigkeit des Schaltschemas aufweisen oder aber dass bei sogenannten mechanischen Empfängern durch umständliche, vielgestaltige Verdrahtungsmassnahmen oder durch eine Komplikation der Konstruktion des Grundempfängers bzw. des Normalempfängers die Bewerkstelligung von Kombinationsbefehlen erkauft wird.
Es ist dementsprechend für die Praxis der Ver- wertung von Kombinationsimpulsbefehlen von grosser Bedeutung, eine Lösung zu finden, die einerseits die Verwendung von Kombinationsrelais vermeidet, die anderseits keine vielfältigen, den verschiedenen Codes entsprechenden Verdrahtungen benötigt und die auch keine konstruktive Komplikation der Mechanik des Normalempfängers für Direktbefehle erfordert, eine Lösung also, die es gestattet, einen Normalempfänger für Direktbefehle in einfacher Weise mit ergänzenden Mitteln auszurüsten, die es ermöglichen,
die Auswertung der zahlreichen Impulskombinationscode zu Steueroperationen in einheitlicher Weise zu bewerk-' stelligen.
Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb einen Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüber- lagerungs-Zentralfernsteueranlagen, der nach dem Synchronwählerprinzip arbeitet, bei dem über einen für die Steuerfrequenz selektiven Eingangskreis und über ein diesem zugeordnetes Impulsrelais mit Hilfe eines Synchronwählers einem Startimpuls zeitlich zugeordnete Befehlsimpulse zu Steueroperationen verarbeitet werden, welcher Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass ein mechanisches Stellschloss als sogenannter Gruppenzusatz vorgesehen ist,
welcher mehrere aus durch die Synchronwählerachse angetriebenen Steuernocken, einen durch einen Impulsmagneten betätigten, um eine Achse schwenkbaren Schlossstellhebel, einen Impulscodeschlüssel als
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relativ zum Schloss bewegliches Codepassstück und einen durch diesen Impulscodeschlüssel betätigten, in den Hauptarbeitsstrompfad der Steuerimpulse gelegten Seriekontakt aufweist, das Ganze derart, dass bei aus dem Netz eintreffenden,
mit einem gewählten Codeschlüssel übereinstimmenden Steuerimpulsen der Seriekontakt geschlossen wird und damit den Hauptarbeitsstrompfad für die Verarbeitung weiterer eintreffender Befehlsimpulse zu Steueroperationen freigibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei vorerst anhand der Fig. 1 und 2 im grundsätzlichen erläutert. Die Fig.2 zeigt das Schaltschema des Synchronempfängers, der mit elektrischen Kippschaltern 3, 4 arbeitet. Die dem Netz N überlagerten Steuerimpulse werden durch einen selektiven Eingangskreis R, C, der auf die Steuerfrequenz abgestimmt ist, ausgesiebt, derart, dass mit Hilfe eines Relaiskontaktes r des Relais R der stark ausgezogene Hauptverarbeitungsstrompfad für die Steuerimpulse zur Betätigung der Steuerschalter getastet wird. Selektive Eingangskreise sind in verschiedenen Ausführungen bekanntgeworden, z. B. auch solche mit Ver- stärkerelementen, Schwingzungen usw.
Im Beispiel der Fig.2 ist die Induktivität des Impulsrelais R selber Bestandteil des selektiven Eingangskreises, der zu einem auf die Steuerfrequenz abgestimmten Serieresonanzkreis R, C ausgebildet ist. Der Empfänger funktioniert in bekannter Weise derart, dass der Synchronmotor S des Synchronwählers W durch einen Startimpuls so (Fig. 1) zum Anlaufen gebracht wird und dass sich die Drehung mit Hilfe eines Nockens n und eines zugeordneten Kontaktes s über eine volle Umdrehung aufrechterhält.
Die nachfolgend eintreffenden Steuerimpulse bewirken dann Stromimpulse im dick gezeichneten Hauptverarbeitungsstrompfad, sofern dieser Pfad mit Hilfe des Wählerarmes w und mit Hilfe der Kipprelais K3, K4 . . . geschlossen ist.
Die Fig. 1 zeigt ein beispielsweises Impulsdiagramm, bei dem die ersten fünf Einzelimpulse g1, g.=, g3, g4 und g; als Kombinationsimpulse vorgesehen sind. Diesen Kombinationsimpulsen sollen des weiteren die Doppelkommandos 1 und 2 mit ihren Ein/Aus-Stellungen E, A zugeordnet werden. Die Doppelkommandos 3, 4 ... usw. sollen der Durchführung normaler Direktbefehle dienen. Die Signie- rung + bedeutet Impuls , die Signierung 0 bedeutet < :Kein Impuls . Die fünf Kombinationsimpulse ermöglichen 25 = 32 Kombinationsgruppen.
Da jeder dieser Gruppen die ersten beiden Doppelkommandos zugeordnet werden sollen, ergeben sich also 2 X 32 = 64 Kombinations-Doppelkommandos plus die verbleibenden Direktkommandos 3, 4 ...
Es ist nun ein mechanisches Stellschloss GZ als Gruppenzusatz vorgesehen, das .an die Synchronwählerachse a angekoppelt wird, wobei die Synchronachse a als Zeitelement dient für Steuernocken, die sich im Innern des Stellschlosses befinden. Ferner ist ein Impulsmagnet G vorgesehen, der einen Schloss- stellhebel U des Gruppenzusatzes GZ betätigt.
Wie in der Fig.2 ebenfalls nur im grundsätzlichen angedeutet, befinden sich im Stellschloss ein mechanisches Codeelement, das einem vorgeschriebenen, gewünschten Impulscode g" g." g3, g4 und g. bzw. gemäss Fig. 1 dem Beispiel 4- 0 + + 0 entspricht.
Treffen beim Empfänger die Impulse entsprechend einem solchen Code ein, so wird mit Hilfe des Impulsmagneten G der Schlossstellhebel U konform betätigt, wodurch dann bei richtigem Code eine Bewegung des Hebels V erfolgt, wobei der in den Hauptarbeitsstrom- pfad geschaltete Seriekontakt gz geschlossen wird und damit über die Kipprelais K1, K., die Steuerschalter 1 und 2 für die Durchführung von zugeordneten Steueroperationen freigibt. Beim Beispiel der Fig. 2 sind die den Gruppenimpulsen 9l ... 9.3 entsprechenden Segmente frei bzw. werden in der Praxis nicht montiert.
Der Seriekontakt gz an der Stelle 22, 23 kann an sich gleichwertig an einer beliebigen Stelle des Hauptverarbeitungs-Strompfades der Steuerimpulse eingeschaltet werden. Wenn er jedoch an der Stelle 24, 25, wo der Hauptverarbeitungsstrompfad ein Bestandteil des selektiven Eingangskreises ist, eingefügt wäre, müsste während der Durchgabe der Kombinationsgruppe der Kontakt gz überbrückt werden. Dies würde zweckmässig, wie strichliniert angedeutet, mit Hilfe eines Nockens Q und eines beigeordneten Kontaktes q bewerkstelligt.
Es ist leicht einzusehen, dass es für den Einsatz und die Arbeitsweise des Gruppenzusatzes GZ keinen prinzipiellen Einfluss hat, ob der Empfänger einer vom Typus mit elektrischen Befehlsschaltern oder einer vom Typus mit mechanischen Schaltern ist. Die letzteren sind ja bekanntlich derart ausgeführt, dass z. B. ein auf dem Wählerarm w befestigter Magnet M (Fig. 3), der in den Hauptarbeitsstrompfad geschaltet ist, mittels eines Bolzens b die synchron zugeordneten Schalter mechanisch betätigt, wie es in sinngemässer Abwandlung aus der Fig. 2 in der Fig. 3 angedeutet ist.
Bei anderen mechanischen Empfängern bewirkt ein in den Hauptarbeitsstrompfad geschalteter Magnet A eine Axialbewegung der Syn- chronwählerachse a, wodurch der Wählerarm w die synchron zugeordneten Befehlsschalter mechanisch betätigt. Auch in diesem Fall kann der beschriebene Gruppenzusatz GZ in einfacher Weise verwendet werden.
Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des genannten Gruppenzusatzes GZ. Dem Beispiel sind Kombinationsgruppen zu fünf Impulselementen zugrunde gelegt. Die Ausführungen gelten indessen sinngemäss für eine beliebige andere Elementenzahl. Der Gruppenzusatz ist in einem Gehäuse M montiert, von dem in der Figur der Übersichtlichkeit halber nur die Rückwand gezeichnet ist.
Auf der von der Synchronwählerachse angetriebenen Welle a sitzen fest die Steuernocken n1, n.' . . n.. Der Antriebshebel e des Impulsmagneten G ist nur durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Er wirkt auf den um eine Achse a1 schwenkbaren Schloss-
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stellhebel U. Um die gleiche Achse a1 ist drehbar angeordnet ein Impulscodeschlüsselträger T mit einem Codepassstück P.
Der Schlüsselträger T wirkt direkt auf den in den Hauptarbeitsstrompfad gelegten Seriekontakt gz. Auf einer Achse d sind des weiteren gegen Nullstell- federn f1, f, . . . f;; schwenkbare Codestellhebel cl, c2 ... c5 angeordnet. Mit dem Schlossstelihebel U fest verbunden sind die Schlossarretierungsfedern F1, F,, . . . F..
Die Codestellhebel cl, c2 ... c5 sind versehen mit Steuernasen .st, mit Arretiernasen b und mit Tastnasen ta. Auf der Achse d ist des weiteren ein schwenkbarer Nullstellhebel m angeordnet, der durch den auf der Synchronwelle a sitzenden Nullstellnocken n. betätigt wird. Das auf dem Schlüsselträger T sitzende Codepassstück P ist mit Codelöchern h, 1, . . . l5 versehen. Der Schlüsselträger T wird seinerseits durch eine Feder L nach oben gedrückt.
Der Schlüsselträger wird entgegen dieser Federkraft arretiert entweder durch einen auf der Synchronwelle a festsitzenden Codenocken n,. oder durch die Codestellhebel cl, c.= . . . c5. Die Stellfeder L des Schlüsselträgers ist in der Fig. 5 mit Hilfe eines Kontaktpaketes K direkt als Teil des Seriekontaktes gz ausgebildet.
Die Funktionsweise ist folgende: Beim Eintreffen eines Steuerimpulsdiagrammes, beispielsweise gemäss Fig. l , beginnt der Synchronwähler in bekannter Weise mit Hilfe des Startimpules so zu drehen. Konform beginnt die mit dem Synchronwähler gekuppelte Synchronwelle a zu drehen. Den Gruppenimpulsen zugeordnet drehen die um die Impulsintervallteilun- gen versetzten Steuernocken nj, n, . . . n5. Diese schwenken hierbei der Reihe nach- mit Hilfe der Steuernasen st die Codestellhebel cl, c2... c5 entgegen den Federn f1, f.2 ... f5 im Gegenuhrzeigersinn aus.
Hierbei wird durch den Codenocken n" der Schlüsselträger T nach unten gedrückt.
Die ausgeschwenkten Hebelstellungen sind synchron den Gruppenimpulsen g1, g. . . g5 zugeordnet. Trifft ein Gruppenimpuls ein, so wird mit Hilfe des Impulsrelais G über den Hebel e der Schlossstellhebel U im Gegenuhrzeigersinn um die Achse a1 ge- schwenkt. Hierbei werden die Schlossarretierfedern F1, FZ ... F5 nach oben gedrückt. Im allgemeinen werden sie hierbei von den unteren Flanken der Arre- tiernasen b der Codestellhebel gehemmt.
Trifft aber ein Gruppenimpuls übereinstimmend mit der entsprechenden ausgeschwenkten Codestellhebelposition überein, dann drückt die entsprechende Feder F auf die obere Flanke der Arretiernase b des Codestellhebels durch und arretiert denselben gegen das Zurückschwenken im Uhrzeigersinn. In der Fig. 5 ist der entsprechende Zustand gezeichnet für den Fall, dass der Gruppenimpuls g3 eingetroffen ist. Dies trifft ebenfalls zu für den Gruppenimpuls g1, ebenso für den Gruppenimpuls g4, dessen Codestellhebel aber der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung herausgebrochen ist.
Nach Durchgabe der Kombinations- impulsgruppe gibt der Codenocken n, den Schlüsselträger T für eine Schwenkbewegung im Gegenuhr- zeigersinn frei. Stimmen die Codelöcher 1l, 12 ... 15 des Passstückes P mit den Stellungen der Tastnasen ta überein, so schwenkt der Schlüsselträger T so weit ein, dass der Seriekontakt -z geschlossen wird. Stimmt die Stellung der Codelöcher mit der Stellung der Tastnasen nicht überein, so wird der Schlüsselträger am Einschwenken bis zur Schliessung des Kontaktes gz verhindert. Nach einer bestimmten Zeit, z.
B am Schluss eines Wählerumlaufes, wird mit Hilfe des Nullnockens n. der Nullstellhebel na im Gegenuhrzeigersinn ausgeschwenkt. Sämtliche Codestellhebel cl, c2 ... c5 werden hierbei derart weit ausgeschwenkt, d'ass die auf den oberen Flanken der Arretiernasen b festgehaltenen Federn auf den Anschlag an zurückfallen. Es fallen dann mit dem Nullstellhebel m auch die Codestellhebel zurück, und die ganze Einrichtung befindet sich wieder in der Nullage.
In der Fig. 5 ist das Codepassstück P als. Platte gezeichnet mit dem beispielsweisen Code gemäss der Fig. 1, + 0 + + 0. Für einen anderen Code kann diese Platte entsprechend ausgewechselt werden. Es ist aber ganz besonders vorteilhaft, dass das Codebild unmittelbar eingestellt werden kann.
Die Fig. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem das Codepassstück mit verstellbaren Schiebern Schl, Sch2 . . . Sch, ausgerüstet ist. Aus der Zeichnung ist ohne weiteres ersichtlich, dass durch Links- oder Rechtsstellungen der Schieber jedes beliebige Lochbild für die Codestellhebel eingestellt werden kann. Die eingezeichnete Stellung 0 entspricht dem Status kein Impuls , die eingezeichnete Stellung + entspricht dem Status Impuls . Dazwischen ist noch eine Stellung
EMI3.112
vorgesehen. In dieser Stellung ist das
EMI3.113
Codeloch so gelagert, dass der Codestellhebel sowohl beim Status Impuls als auch beim Status kein Impuls durchstossen kann.
Diese Null-Plus-Stellung ist für Fälle interessant, wo man für bestimmte verschiedenartige Gruppen eine teilweise gemeinsame Dberdeckung erzielen will.
Fernsteuerempfänger, die mit einem beschriebenen Stellschloss GZ als sogenanntem Gruppenzusatz ausgerüstet sind, bieten grosse Vorteile. Der Gruppenzusatz ist in der beschriebenen Form als Stellschloss ein kompaktes, verhältnismässig kleines Bauelement, das in einfacher Weise in jedem Direkt- befehls-Normalempfänger einmontiert werden kann; dies lediglich dadurch, dass die Synchronwelle a mit der Synchronwählerachse des Empfängers gekuppelt wird und dass der Schlossstellhebel U vermittels eines Hebels e an dem Impulsmagneten G angekuppelt wird.
In den Fig. 1 bzw. 5 ist ein Kombinationscode von fünf Gruppenimpulselementen zugrunde gelegt. Diese ermöglichen 25 - 32 Gruppen, wie anhand der Fig. 2 beschrieben; werden diesen je zwei Doppelkommandos zugeordnet, so gewinnt man also mit Hilfe des Gruppenzusatzes 64 Kombinations-Doppel- kommandos, welche, wie am Beispiel der Fig. 6 be-
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schrieben, bei jedem Empfänger beliebig durch An- derung einiger Schieberstellungen eingestellt werden können. Baut man beispielsweise den Gruppenzusatz für acht Kombinationsimpulse aus,
so wird die Einstellung von 28 - 256 Gruppen ermöglicht. Ordnet man diesen 256 Gruppen, ähnlich wie anhand der Fig.2 geschildert, beispielsweise fünf Doppelkommandos zu, so ergibt das 5 X 256 = 1280 Kom- binations-Doppelkommandos. Diese 1280 Doppelkommandos können in jedem Normalempfänger, der mit einem analog dem beschriebenen ausgebildeten Gruppenzusatz GZ ausgerüstet ist, in einfachster Weise nach Wunsch eingestellt werden. Die verbleibenden Direktbefehls-Doppelkommandos des Impulsprogrammes, die den Gruppen nicht zugeordnet sind, werden in bekannter Weise, z.
B. mit Hilfe von drehbaren Nockenscheiben, eingestellt.
Der beschriebene Empfänger, der in wirtschaftlicher und konstruktiv einfacher Weise die Erhöhung der Befehlszahlen und die Codierung von Schaltbefehlen ermöglicht, ist geeignet, der Praxis der Kombina- tionsimpulstechnik innerhalb des Zeitintervallver- fahrens in der Netzüberlagerungstechnik weitere und umfassendere Anwendungsgebiete zu erschliessen, als das bisher möglich war.