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Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlagen Zentralfernsteueranlagen - auch Rundsteueranlagen 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 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.
Im Zuge dieser Zeitintervallverfahren ist es bekannt, nebst der Verwertung unmittelbar synchron zugeordneter sog. Direktbefehle Impulskombinations- gruppen 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 Kom- binationsrelais und eine dementsprechende Komplikation und Vielgestaltigkeit des Schaltschemas aufweisen oder aber dass bei sogenannten mechanischen Empfängern durch umständliche, vielgestaltige Ver- drahtungsmassnahmen oder durch eine Komplikation der Konstruktion des Grundempfängers bzw. des Normalempfängers die Bewerkstelligung von Kombinationsbefehlen erkauft wird.
Es ist dementsprechend für die Praxis der Verwertung von Kombinationsimpulsbefehlen von grosser Bedeutung, eine Lösung zu finden, die einerseits die Verwendung von Kombinationsrelais vermeidet, die anderseits keine vielfältigen, den verschiedenen Codes entsprechende 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 Aus- wertung der zahlreichen Impulskombinationscode zu Steueroperationen in einheitlicher Weise zu bewerkstelligen.
Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb einen Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüberlage- rungs-Zentralfernsteueranlagen, der nach dem Syn- chronwählerprinzip arbeitet und durch den 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, und der dadurch gekennzeichnet ist, dass ein mechanisches Sperrschloss als sogenannter Kombinationszusatz vorgesehen ist,
welcher eine durch die Synchronwelle angetriebene Impulscode- Schlossscheibe, einen durch ein Impulsrelais betätigen, um eine Achse schwenkbaren Schlüsselstellhebel, einen um eine Achse drehbaren Prüf-
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schlüssel, einen um eine Achse drehbaren Schlüssel- kontrollhebel und einen durch diesen Schlüssel- kontrollhebel über einen Arm betätigten, in den Hauptarbeitsstrompfad der Steuerimpulse gelegten Seriekontakt besitzt, derart, dass bei aus dem eintreffenden,
mit einer gewählten Codeschlossstellung nicht übereinstimmenden Steuerimpulsen der Seriekontakt geöffnet wird und damit den Hauptarbeits- strompfad für die Verarbeitung weiter eintreffender Befehlsimpulse zu Steueroperationen sperrt.
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 Verstärkerelementen, 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 Nok- kens n und eines zugeordneten Kontaktes s über eine volle Umdrehung aufrechterhält.
Die nachfolgend eintreffenden Steuerimpulse bewirken dann Stromimpulse im dick gezeichneten Hauptverarbeitungs- strompfad, 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, g2, g.., 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 Signierung + 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 und zusätzlich die verbleibenden Direktkommandos 3, 4 ...
Es ist nun ein mechanisches Sperrschloss KZ als Kombinationszusatz vorgesehen, das an die Synchronwählerachse a angekoppelt wird, wobei die Synchronachse a als Zeitelement dient für eine sich im Innern des Sperrschlosses befindliche Impulscode- Schlossscheibe. Ferner ist ein Impulsmagnet G vorge- sehen, der einen Schlüsselstellhebel U des Kombinationszusatzes KZ betätigt. Wie in der Fig. 2 ebenfalls nur im grundsätzlichen angedeutet, befindet sich im Sperrschloss ein mechanisches Codeelement, das einem vorgeschriebenen gewünschten Impulscode g1, 9z, gs, g4 und g., bzw. gemäss Fig. 1 dem Beispiel + 0 + + 0 entspricht.
Treffen beim Empfänger die Impulse entsprechend einem solchen Code ein, so wird mit Hilfe des Impulsmagneten G der Schlüsselstellhebel'U konform betätigt. In diesem Fall bewegt sich der Hebel V nicht, das heisst der Seriekontakt kz bleibt geschlossen. Stimmt anderseits die Betätigung des Schlüsselstellhebels U mit dem am Sperrschloss eingestellten Code nicht überein, so wird im Moment, wo der erste nicht übereinstimmende Gruppenimpuls bzw. ein nicht programmässiger Störimpuls eintrifft, der Hebel V bewegt und der Kontakt kz ge- öffnet, womit die Steuerschalter 1 und 2 für die nachfolgend zugeordnete Steueroperation aesperrt werden.
Beim Beispiel der Fig. 2 sind die den Gruppenimpulsen g1 ... g.@ entsprechenden Segmente frei bzw. werden in der Praxis nicht montiert.
Der Seriekontakt kz an der Stelle 22, 23 kann an sich gleichwertig an einer beliebigen Stelle des Hauptverarbeitungsstrompfades der Steuerimpulse eingeschaltet werden, so z. B. an der Stelle 24, 25 oder an der Stelle 26, 27. In den letzteren beiden Fällen wird dann allerdings der Empfänger für die Verarbeitung auch der Direktbefehls-Doppelkomman- dos K", K4 . . . gesperrt.
Es ist leicht einzusehen, dass es für den Einsatz und die Arbeitsweise des Kombinationszusatzes KZ 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, 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 andern mechanischen Empfängern bewirkt gemäss Fig. 4 ein in den Hauptarbeits- strompfad geschalteter Magnet _A eine Axialbewegung der Synchronwählerachse a, wodurch der Wählerarm w die synchron zugeordneten Befehlsschalter mechanisch betätigt. Auch in diesem Fall kann der beschriebene Kombinationszusatz KZ in einfacher Weise verwendet werden.
Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des genannten Kombinationszusatzes KZ. Der Kombinationszusatz 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 sitzt fest die Schlossscheibe SC. Auf der Peripherie dieser Schlossscheibe sind Nockenelemente x und Nutelemente y angebracht. Diese Nok- ken- und Nutelemente sind' entsprechend der Synchrondrehung des Wählers dem Impulsprogramm zu-
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geordnet, und zwar derart, dass einem Nockenelement ein Impulsintervall, z. B. g1, g3, g4 in Fig. 1, entspricht und einem Nutelement ein Impulszwischen- intervall, z.
B. gz, g5 in Fig. 1. Des weitern weist die Einrichtung einen um eine feste Achse a1 schwenkbaren Schlüsselstellhebel U auf, der über einen Hebelarm e durch den Impulsmagneten G in Pfeilrichtung gedreht werden kann.
Auf dem Schlüsselstellhebel U sitzt fest eine Achse a.. Auf dieser letzteren Achse drehbar angeordnet befindet sich der Prüfschlüssel P, der mit seinem Arm h durch die Nocken- und die Nutelemente der Schlossscheibe geführt wird, der anderseits mit seinem Hebelende p auf die Nase q eines Schlüsselkontrollhebels T abgestützt ist, welch letzterer drehbar auf einer festen Achse a. sitzt. Der Prüfschlüssel P und der Schlüsselkontrollhebel T werden vermittels einer an den Bolzen B1, Bz befestigten Feder r gekuppelt.
Auf dem Schlüsselkontrollhebel 7 befindet sich ferner ein festsitzender Hebel V zur Betätigung des Kontaktes kz.
Von diesen soeben beschriebenen Einrichtungsbestandteilen sei vorerst die Funktionsweise beschrieben. Beim Eintreffen einer Steuerimpulsreihe, beispielsweise gemäss Fig. 1, beginnt der Synchronwähler in bekannter Weise mit Hilfe des Startimpulses .so zu drehen. Konform beginnt die mit dem Synchronwähler gekuppelte Synchronwelle a zu drehen.
Synchron der Impulsteilung des Impulsdiagrammes zugeordnet wird damit mit Hilfe der Nocken- und Nutelemente x, y der Prüfschlüssel P geführt und vollführt hierbei um die Achse a2 eine Hin- und Her- Schwenkbewegung. Dementsprechend vollführt der Prüfschlüssel P an seinem Hebelende p mit der Gleitfläche m auf der Nase q eine Hin- und Her-Gleit- bewegung. Befindet sich der Arm h des Prüfschlüssels P in der Lage eines Nutelementes y und trifft zu diesem Zeitpunkt, wie es sein soll, kein Impuls ein, so weist das Hebelende p eine Stellung auf, wie sie in der Fig. 7 dargestellt ist.
Trifft aber fälschlicherweise an der Stelle eines Nutelementes y doch ein Impuls ein, so betätigt der Impulsmagnet G den Schlüsselstellhebel U entsprechend einer Drehung im Uhrzeigersinn. Hierbei vollführt der Prüfschlüssel eine Drehbewegung mit dem Hebelarm 1, wobei der Arm h des Prüfschlüssels P zufolge der Wirkung der Feder F als Achse dient. Hierdurch gleitet der Arm p aus dem Zustand der Fig. 7 heraus weiter nach rechts, und die Nase q des Schlüsselkontrollhebels T fällt in die Nute n.,.
Hierdurch vollführt der Schlüssel- kontrollhebel T eine Drehbewegung und öffnet über den Hebel V den Seriekontakt kz. Da die Nutelemente y den Gruppenelementen zugeordnet sind, die keinen Impuls aufweisen, in der Fig. 1 also beispielsweise die Gruppenelemente g2 und g5, so wird in der beschriebenen Weise die Empfangseinrichtung gegen unerwünschte Impulse in der Gruppe gesperrt.
Befindet sich anderseits der Arm h des Prüfschlüssels P in der Lage eines Nockenelementes x und trifft zu diesem Zeitpunkt kein Impuls ein, so schwenkt der Prüfschlüssel P um die Achse a., so weit im Uhr- zeigersinn aus, dass die Nase q in die Nute n1 fällt, wie es in der Fig. 6 dargestellt ist.
Hierdurch vollführt der Schlüsselkontrollhebel T seinerseits eine Drehbewegung und öffnet über den Hebel V den Seriekon- takt kz. Trifft nun aber in der letztgenannten Lage Prüfschlüssel-Nockenelement ein Impuls ein, wie es sein soll, so vollführt gleichzeitig zu der geschilderten Drehbewegung des Prüfschlüssels auf Grundeiner Drehbewegung des Schlüsselstellhebels U im Uhrzeigersinn der Prüfschlüssel eine weitere Drehbewegung um den Arm h als Achse, wodurch kompensierend die Gleitfläche m nach rechts gehoben wird,
wodurch das Einfallen der Nase q in die Nute n1 nicht möglich ist. Trifft also in der Lage eines Nockenelementes y der vorgesehene, vorschrifts- gemässe Gruppenimpuls nicht ein, so öffnet der Seriekontakt kz des Hauptverarbeitungsstromkreises und sperrt damit den Empfänger in der in der Fig. 2 aufgezeigten Weise gegen weitere Befehlsausführungen. Es ist damit ersichtlich, dass ein bestimmter Code durch das Anbringen von entsprechenden Kokken- bzw. Nutelementen auf der Schlossstellscheibe beliebig eingestellt werden kann.
In der Fig. 5 ist noch ein Codeelement z auf der Peripherie der Schlossscheibe gezeichnet, das eine Mittellage zwischen einem eigentlichen Nut- und einem eigentlichen Nockenelement einnimmt. Befindet sich der Prüfschlüssel in der Lage eines, solchen Elementes, dann wird sowohl durch einen zu diesem Zeitpunkt eintreffenden als auch durch einen zu diesem Zeitpunkt nicht eintreffenden Impuls. der Seriekontakt kz nicht geöffnet. Diese Weder-Noch- Stellung bzw. Null-Plus-Stellung ist für Fälle interessant, wo man für bestimmte, verschiedenartige Gruppen eine teilweise gemeinsame Überdeckung erzielen will.
Besonders zweckmässig ist es, die Schlossscheibe SC an der Peripherie zu zahnen und die Nockenelemente x bzw. die Nutenelemente y auf dieser Zah- nung gemäss einem gewünschten Code aufzustecken. In diesem Sinne ist es ebenfalls vorteilhaft, die Nockenelemente x und die Nutelemente y des Codeschlosses als radial auf der Schlossscheibe verstellbare Schieber auszubilden, womit ebenfalls jeder beliebige Code unmittelbar eingestellt werden kann.
Für bestimmte Fälle ist es von Interesse, das Sperrschloss zusätzlich zum im vorausgegangenen geschilderten Aufbau mit den folgenden Elementen auszurüsten: Mit einer auf der Synchronwelle a festsitzenden, den Schlüssel P nicht berührenden Speichernockenscheibe SN und mit einer auf der räumlich festen Achse a. drehbaren Speicherklinke SK; ferner mit einer Feder f, welche die Speicherklinke in der Führungsbahn der Speichernockenscheibe hält. Mit diesen letztern Elementen kann man ergänzend zu der beschriebenen Funktion des Sperrschlosses eine Speicherwirkung gewinnen. An einer solchen Speicherung ist man z.
B. interessiert, wenn man Codes auswerten will, die nach dem bekannten Verfahren
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der Modulation des Wiederholungsprogrammes von Direktbefehls-Doppelkommandos aufgebaut sind. In einem solchen Falle will man bekanntlich lediglich feststellen, ob innerhalb eines Doppelkommandointer- valls einer der beiden Impulse Ein oder Aus vorhanden ist, da man ja die Modulationscode des Wiederholungsprogrammes gewinnt, indem man bestimmte Doppelkommandos nicht wiederholt, das heisst,
dass in diesen Fällen das Wiederholungsprogramm innerhalb bestimmter Doppelkommandointer- valle weder ein Ein - noch ein Aus -Impuls aufweist. Bei einer derartigen beispielsweisen Anwendung wird die Nutenteilung der Speichernockenscheibe SN der Figur gemäss den Doppelkommandointervallen Qeteilt.
Befindet sich die Speicherklinke SK auf der Flanke v eines Nockenzahnes, so ist sie in dieser Lage um die Achse a3 im Uhrzeigersinne verdreht. Die Speicherklinke SK trägt nun eine Speicherfeder SF, die auf dem Schlüsselstellhebel U gleitet.
Trifft nun, währenddem sich die Speicherklinke irgendwo auf der Flanke v der Speichernocke SN befindet, ein Impuls ein, so wird der Schlüsselstellhebel U im Uhrzeigersinn ausgeschwenkt, und die Sperrfeder SF fällt in die Nute rz3. Dadurch ist verhindert, dass der Prüfschlüssel P mit seiner Nute n1 in die Nase q einfallen und damit den Seriekontakt über den Schlüs- selkontrollhebel T öffnen kann, bevor die Speicherklinke SK wieder in eine Nut der Speichernockenscheibe SN einfällt. Durch andere Nutenteilungen der Speichernockenscheibe SN kann man dementsprechend andere Speicheraufgaben lösen.
Die soeben beschriebene Speichereinrichtung stellt in vielen Fällen eine wertvolle Ergänzung des gezeigten Kombinationszusatzes KZ dar.
Fernsteuerempfänger, die mit einem beschriebenen Sperrschloss als sog. Kombinationszusatz ausgerüstet sind, bieten grosse Vorteile. Der Kombinationszusatz ist in der beschriebenen Form als Sperrschloss ein kompaktes, verhältnismässig kleines Bauelement, das in einfacher Weise in jeden Direktbefehls-Normalempfänger einmontiert werden kann; dies z. B. dadurch, dass die Synchronwelle a mit der Synchronwählerachse des Empfängers gekuppelt wird und dass der Schlüsselstellhebel U vermittels eines Hebels e an das Impulsrelais G angekuppelt wird.
In der Fig. 1 ist ein Kombinationscode von fünf Gruppenimpulselementen zugrunde gelegt. Diese ermöglichen 2s = 32 Gruppen. Sind diese 32 Gruppen, wie anhand der Fig.2 beschrieben, je zwei Doppelkommandos zugeordnet, so gewinnt man also mit Hilfe des Gruppenzusatzes 64 Kombinations-Dop- pelkommandos, welche bei jedem Empfänger leicht durch Versetzen einiger Nocken- bzw. Nutelemente oder durch Veränderung von Schieberstellungen eingestellt werden können. Baut man beispielsweise den Kombinationszusatz für acht Kombinationsimpulse aus, so wird die Einstellung von 2s = 256 Gruppen ermöglicht.
Ordnet man diesen 256 Gruppen, ähnlich wie anhand der Fig.2 geschildert, beispielsweise fünf Doppelkommandos zu, so ergibt das 5 .\-256 = 1280 Kombinations-Doppelkommandos. Diese 1280 Doppelkommandos können in jedem Normalempfänger, der mit dem beschriebenen Kombinationszusatz 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 Nok- kenscheiben, eingestellt.
Der Empfänger, der in wirtschaftlicher und konstruktiv einfacher Weise die Erhöhung derBefehlszahlen und die Codierung von Schaltbefehlen ermöglicht, ist geeignet, der Praxis der Kombinationsimpulstechnik innerhalb des Zeitinterv allverfahrens in der Netz- überlagerungstechnik weitere und umfassendere Anwendungsgebiete zu erschliessen, als das bisher möglich war.