-
Fernsteuer-Empfänger für tonfrequente Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlagen
Zentralfernsteueranlagen - auch Rundsteueranlagen genannt - dienen bekanntlich dazu,
von einer Kommandostelle aus über das elektrische Energieverteilnetz 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 Zeitintervallverfa-hren. 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 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 ZeitintervallverfaIhren ist es bestens bekannt, nebst
der Verwertung unmittelbar synchron zugeordneter sogenannter Direktbefehle Impulskombinationsgruppen
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.
-
Einrichtung mit Quecksilberschaltröhren, die ebenfalls zu diesem Zweck
vorgeschlagen wurden, sind zwar einfach, jedoch ungenau und nicht für beliebige
Impulskombinationen einstellbar.
-
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 andererseits 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 bewerkstelligen.
-
Die Erfindung betrifft deshalb einen Fernsteuerempfänger für tonfrequente
Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlagen - auch Rundsteueranlagen genannt -, 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, und der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein mechanisches Sperrschloß
als sogenannter Kombinationszusatz KZ vorgesehen ist, welcher besteht aus einer
durch die Synchronwelle a angetriebenen Impulscode-Schloßscheibe SC, einem durch
ein Impulsrelais G betätigten, um eine Achse a1 schwenkbaren Schlüsselstellhebel
U, einem um eine Achse a2 drehbaren Prüfschlüssel P, einem um eine Achse a3 drehbaren
Schlüsselkontrollhebel T und aus einem durch diesen Schlüsselkontrollhebel über
einen Arm V betätigten, in den Hauptarbeitsstrompfad der Steuerimpulse gelegten
Seriekontakt kz, derart, daß bei aus dem Netz N eintreffenden, mit einer gewählten
Codeschloßstellung nicht übereinstimmenden Steuerimpulsen der
Seriekontakt
kz geöffnet wird und damit den Hauptarbeitsstrompfad für die Verarbeitung weiter
eintreffender Befehlsimpulse zu Steueroperationen sperrt.
-
Die Erfindung sei vorerst an Hand der Fig. 1 und 2 im grundsätzlichen
erläutert. Die Fig.2 zeigt das Schaltschema eines bekannten Synchronempfängers,
der mit elektrischen Kippschaltern arbeitet. Die dem Netz !\T überlagerten Steuerimpulse
werden durch einen selektiven Eingangskreis R, C, der auf die Steuerfrequenz abgestimmt
ist, ausgesiebt, derart, daß mit Hilfe eines Relaiskontaktes r der Hauptverarbeitungsstrompfad
für die Steuerimpulse zur Betätigung der Steuerschalter getastet wird. Selektive
Eingangskreise sind in verschiedenen Ausführungen bekanntgeworden, z. B. auch solche
mit Verstärkerelementen, Schwingungen 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 Svnchronwählers
W durch einen Startimpuls so zum Anlaufen gebracht wird und daß sich die Drehung
mit Hilfe eines Nockens za 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, 921 g3, g4 und g5 als Kombinationsimpulse vorgesehen sind.
Diesen Kombinationsimpulsen sollendes 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 -I- 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 232=64 Kombinations-Doppelkommandos
und zusätzlich die verbleibenden Direktkommandos 3, 4 ...
-
Nach der Erfindung ist nun ein mechanisches Sperrschloß KZ 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 Impulsrelais G vorgesehen, das einen Schlüsselstellhebel U des Kombitiationszusatzes
KZ betätigt. Wie in der Fig. 2 ebenfalls nur im grundsätzlichen angedeutet, befindet
sich am Sperrschloß ein mechanisches Codeelement, das einem vorgeschriebenen gewünschten
Impulscodegl, 922 g3, g4 und g5 bzw. gemäß Fig. 1 dem Beispiel -1-0-1--I-0 entspricht.
Treffen beim Empfänger die Impulse entsprechend einem solchen Code ein, so wird
mit Hilfe des Impulsrelais G der Schlüsselstellhebel U konform betätigt. In diesem
Fall bewegt sich der Hebel V nicht, d. h., der Seri-ekontakt kz bleibt geschlossen.
Stimmt andererseits 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-prooli#rammäßiger Störimpuls eintrifft, der Hebel V
bewegt und der Kontakt kz geöffnet, womit die .1 und 2 für die nachfolgend zugeordnete
Steueroperation gesperrt werden: Beim Beispiel der Fig. 2 sind die den Gruppenimpulsen
g1 ... g5 entsprechenden Segmente frei bzw. werden in der Praxis nicht ausgeführt.
-
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 am der Stelle 26, 2'T. In den letzteren
beiden Fällen wird dann allerdings der Empfänger für die Verarbeitung auch der Direktbefehls-Doppelkommandos
K3, K4 ... gesperrt.
-
Es ist leicht einzusehen, daß es für den Einsatz und die Arbeitsweise
des erfindungsgemäßen Kombinationszusatzes keinen prinzipiellen Einfluß hat, ob
der Empfänger 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 befestigtes Relais M, das 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 beispielsweisen mechanischen Empfängern bewirkt gemäß Fig. 4 ein
in den Hauptarbeitsstrompfad geschaltetes Relais A eine Axialbewegung der Synchronwählerachse
a, wodurch der Wählerarm w die synchron zugeordneten Befehlsschalter mechanisch
betätigt. Auch. in diesem Fall kann der beschriebene, erfindungsgemäße Kombinationszusatz
in einfacher Weise verwendet werden.
-
Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kombinationszusatzes.
Der Kombinationszusatz ist in einer Kapsel M montiert, von der 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 Nocken- und Nutelemente sind
entsprechend der Synchrondrehung des Wählers dem Impulsprogramm zugeordnet, und
zwar derart, daß einem Nockenelement ein Impulsintervall entspricht und einem Nutelement
ein Impulszwischenintervall. Des weiteren weist die Einrichtung einen um eine feste
Achse ai schwenkbaren Schlüsselstellhebel U auf, der über einen Hebelarm e durch
das Impulsrelais G betätigt werden kann. Auf dem Schlüsselstellhebel U sitzt fest
eine Achse a2. 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 andererseits mit seinem Hebelende p auf die Nase q eines
Schlüsselkontrollhebels T abgestützt ist, welch letzterer drehbar auf einer festen
Achse a3 sitzt. Der Prüfschlüssel P und der Schlüsselkontrollhebel T werden vermittels
einer an den Bolzen Bi, B2 befestigten Feder F zusammengekuppelt. Auf dem Schlüsselkontrollhebel
T befindet sich ferner ein festsitzender Hebel h zur Betätigung des Kontaktes kz.
-
Von - diesen soeben beschriebenen Einrichtungsbestandteilen sei vorerst
die Funktionsweise beschrieben. Beim Eintreffen eines Steuerimpulsdiagramms, 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
ä zu drehen. Synchron der Impulsteilung des Impulsdiagramms zugeordnet wird damit
mit Hilfe der Nocken-und Nutelemente x, y der Prüfschlüssel P geführt und
vollführt
hierbei um die Achse 2, 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-Gleitbewegung. Befindet sich der Arm k 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 das Impulsrelais G den SchlüsselstellhebelU entsprechend
einer Drehung im Uhrzeigersinn. Hierbei vollführt der Prüfschlüssel eine Drehbewegung
mit dem Hebelarm 1, wobei der Arm 1a des Prüfschlüssels P 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 Nut n2. Hierdurch vollführt der
Schlüsselkontrollhebel T eine Drehbewegung und öffnet über den Hebel V den Seriekontakt
kz. Da die Nutelementey den Gruppenelementen zugeordnet sind, die keinen Impuls
aufweisen, in der Fig. 1 als beispielsweisedie Gruppenelernente g2 und g5, so wird
in der beschriebenen Weise die Empfangseinrichtung gegen unerwünschte Impulse in
der Gruppe gesperrt. Befindet sich andererseits der Arm lt 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 a2 so weit im Uhrzeigersinn aus,
daß die Nase q in die Nut 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 Seriekontakt 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 Grund einer
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 Nut n1 nicht
möglich ist. Trifft also in der Lage eines Nockenelementes y der vorgesehene, vorschriftsgemäße
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 Nocken- 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 SChloßSGheibe SC an der Peripherie
zu zahnen und die Nockenelemente x bzw. die Nutelemente y auf dieser Zahnung 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
Srhloßscheibe 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 ca fest sitzenden Speichernockenscheibe SN und mit
einer auf der räumlich festen Achse a3 drehbaren Speicherklinke SK; ferner mit einer
Feder f, welche die Speicherklinke in der Führungsbahn der Speichernockenscheibe
hält. Mit diesen letzteren 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
der Modulation des Wiederholungsprogramms von. Direktbefehls-Doppelkommandos aufgebaut
sind. In einem solchen Falle will man bekanntlich lediglich feststellen, ob innerhalb
eines Doppelkommandointervalls einer der beiden Impulse »Ein« oder »Aus« vorhanden
ist, da man ja die Modulationscode des Wiederholungsprogramms gewinnt, indem man
bestimmte Doppelkommandos nicht wiederholt, d. h. daß in diesen Fällen das Wiederholungsprogramm
innerhalb bestimmter Doppelkommandointervalle weder ein »Ein«- noch ein »Aus«-Impuls
aufweist. Bei einer derartigen beispielsweisen Anwendung wird die Nutenteilung der
Speichernockenscheibe SiV der Figur gemäß den Doppelkommandointervallen geteilt.
-
Befindet sich die Speicherklinke SK auf der Flanke v eines Nockenzghnes,
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 Speichernocken
SN befindet, ein Impuls ein, so wird der Schlüsselstellhebel U im Uhrzeigersinn
ausgeschwenkt, und die Sperrfeder SF fällt in die Nut n3. Dadurch ist verhindert,
daß der Prüfschlüssel P mit seiner Nut n1 in die Nase q einfallen und damit den
Seriekontakt über den Schlüsselkontrolfh.ebel T öffnen kann, bevor die Speicherklinke
SK wieder in eine Nut der Speichernockenscheibe SN fallen kann. Durch andere Nutenteilungen
der Speichernockenscheibe SN kann man dementsprechend andere Speicheraufgaben lösen.
Die soeben beschriebene Speichereinrichtung stellt in vielen Fällen eine wertvolle
Ergänzung des erfindungsgemäßen Kombinationszusatzes KZ dar.
-
Fernsteuerempfänger, die gemäß der Erfindung mit einem beschriebenen
Sperrschloß als sogenannter 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-Nortnalempfänger
einmontiert werden kann; dies lediglich 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 25=32 Gruppen. Sind diese 32 Gruppen, wie an
Hand der Fig. 2 beschrieben, je zwei Doppelkommandos zugeordnet, so gewinnt man
also mit Hilfe des Gruppenzusatzes 64 Kombinations-Doppelkommandos,
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 28=256 Gruppen ermöglicht. Ordnet man diesen 256 Gruppen, ähnlich wie an Hand
der Fig. 2 geschildert, beispielsweise fünf Doppelkommandos zu. so ergibt das 5
256=1280 Kombinations-Doppelkommandos. Diese 1280 Doppelkommandos können in jedem
Normalempfänger, der nach der Erfindung mit dem beschriebenen Kombinationszusatz
ausgerüstet ist, in einfachster Weise nach Wunsch eingestellt werden. Die verbleibenden
Direktbefehls-Doppelkommandos des Impulsprogramms, die den Gruppen nicht zugeordnet
sind, werden in bekannter Weise, z. B. mit Hilfe von drehbaren Nockenscheiben eingestellt.
-
Der Empfänger, der nach der Erfindung in wirtschaftlicher und konstruktiv
einfacher Weise die Erhöhung der Befehlszahlen und die Codierung von Schaltbefehlen
ermöglicht, ist geeignet, der Praxis der Kombinationsimpulstechnik innerhalb des
Zeitintervallverfahrens in der Netzüberlagerungstechnik weitere und umfassendere
Anwendungsgebiete zu erschließen, als das bisher möglich war.