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Empfangsgerät für Impulse,@nterschiedlicher Länge Es sind Femmeßeinrichtungen
nach dem Impulszeitverfahren bekannt, bei welchen jeder Meßwert durch einen Impuls
bestimmter Dauer übertragen wird. Auch bei Regel- oder Fernsteuereinrichtungen werden
häufig Impulse unterschiedlicher Dauer zur Kommandoübertragung verwendet. Zum Empfang
derartiger Impulse ist nun eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der am Empfangsort
während der mauer des Impulses ein Verstellorgan aus seiner Nullage herausbewegt
wird und dabei den einzustellenden Zeiger vor sich herschiebt, wenn der Impuls länger
war, als dem Abstand zwischen dem Nullpunkt und der Zeigerstellung entspricht. Während
der darauf folgenden Impulspause bis zum Beginn einer neuen Impulsübertragung läuft
ein zweites Einstellglied aus einer um 18o' versetzten Nullage in Richtung gegen
den einzustellenden Zeiger an, so daß der Zeiger in seiner neuen Stellung durch
die beiden Einstellorgane eingegrenzt wird. Beide Einstellorgane fallen nach Ausführung
ihrer Funktion in die zugehörige Ausgangslage zurück, so daß auf den Zeiger, der
in jeder Stellung stehenbleiben muß, keine Richtkraft .einwirken darf. Bei der bekannten
Anordnung muß nun eines der beiden Einstellglieder bei seiner Bewegung nicht bloß
den Zeiger verstellen und dadurch einen gewissen Bewegungswiderstand überwinden,
sondern es muß, wenn die richtige Zeigerstellung erreicht ist, zusätzlich eine bestimmte,
höhere Kraft aufwenden, um an dieser Stelle ein Organ, z. B. einen Kontakt, zu betätigen,
damit überhaupt erst die Möglichkeit geschaffen ist, beide Einstellglieder in die
Ausgangslage zurückfallen zu lassen. Dementsprechend muß das andere Einstellglied
so beschaffen sein, daß es diesem etwas erhöhten Druck des ersten Einstellgliedes
standhält und seine Stellung nicht verändert. Es müssen also bestimmte Halteorgane
für die beiden Einstellglieder vorhanden sein, die natürlich nur im Augenblick der
Einstellung, nicht aber während der Bewegung der Einstellglieder wirksam sein dürfen.
Erst nach beendeter Einstellung des Zeigers werden beide Einstellglieder in die
Ausgangslage zurückgeführt. Es ist ohne weiteres klar, daß eilte ziemlich komplizierte
und empfindliche Apparatur erforderlich ist, um den richtigen Verlauf aller dieser
Vorgänge zu gewährleisten. Außerdem ist noch zu beachten, daß die Einstellzeit sich
zusammensetzt aus der Impulsdauer und der Impulspause, die zusammen die.konstante
Abtastperiode ergeben. An diese kann nun nicht sofort wieder die nächste Abtastperiode
angeschlossen werden, denn zunächst müssen beide Einstellglieder in die Ausgangslage
zurückgeführt sein. Als weiterer Nachteil
ergibt sich daher, daß
die bekannte Anordnung zur Zeigereinstellung eine längere Zeit erfordert, als der
Abtastperiode entspricht.
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Gemäß der Erfindung wird eine Empfangsanordnung für Impulse unterschiedlicher
Dauer oder Anzahl geschaffen, die insbesondere für eine Fernmeßeinrichtung nach
dem Impulszeitverfahren, aber auch zur Auslösung von Fernsteuervorgängen Verwendung
finden kann, und bei der die erwähnten 'Nachteile vermieden sind. Erfindungsgemäß
erfolgt die Nachbildung der Stromimpulse unterschiedlicher Dauer in Form eines Winkelausschlages
durch ein Planetengetriebe derart, daß das die Winkelverstellung hervorrufende Planetenrad
während der Differenzzeit zwischen dem augenblicklichen und dem vorangegangenen
Impuls weiterbewegt wird. Die Einrichtung enthält zweckmäßig Einstellmittel, die
bei Eintreffen eines neuen Impulses einen Umlauf beider Sonnenräder im entgegengesetzten
Sinne veranlassen, wobei das eine Sonnenrad entsprechend der vorangegangenen, das
andere entsprechend der neuen Impulse verdreht wird und hierauf beide Sonnenräder
ohne Änderung ihrer relativen Stellung in die Lage zurückbewegt werden, die dem
eben empfangenen Impuls entspricht. Als Einstellmittel dienen Magnetkupplungen in
Verbindung mit Nockenscheiben und darauf schleifenden Kontaktfedern, deren unterschiedliche
Einwirkung auf die Verstellung des Empfangsorgans durch einen Wechselkontakt des
Impulsempfangsrelais gesteuert wird.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung
auf die Einstellung eines Zeigers Z dargestellt. An Stelle dieses Zeigers kann jedoch,
wie bereits oben erwähnt, auch ein beliebiges Schaltorgan treten, das beim Eintreffen
von Impulsen wechselnder Dauer oder Anzahl in der einen oder anderen Richtung verstellt
wird und dadurch irgendwelche Schaltvorgänge auslöst.
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Bei dem Ausführungsbeispiel wird der-Zeiger des Empfangsinstruments
unmittelbar durch die Achse des von beiden Seiten angetriebenen Planetengetriebes
verstellt, bei dem das rechte Sonnenrad während einer Zeitdauer angetrieben wird,
die dem neuen Impuls entspricht; während das linke Sonnenrad sich gleichzeitig zu
bewegen beginnt, und zwar für eine Zeit angetrieben wird, die dem zuletzt eingetroffenen
Impuls entspricht. Eine Verstellung des Zeigers findet nicht statt, solange beide
Sonnenräder gleichzeitig angetrieben werden, sondern nur während der Zeit, in der
nur ein Sonnenrad angetrieben wird. Die Verstellung des Zeigers erfolgt daher nur
während der Zeit; um die sich der neue Impuls von dem zuletzt eingetroffenen Impuls
unterscheidet. Je nachdem, ob dieser Impuls länger oder kürzer ist als der vorhergehende,
wird der Zeiger in der einen oder anderen Richtung verstellt, so daß dadurch deutlich
unterscheidbare und zur Auslösung von Schaltbewegungen verwendbare Verstellbewegungen
zustande kommen. Nachdem die Einstellung in dieser Weise vorgenommen ist, wird durch
einen anschließenden Arbeitsgang der Anfangszustand ohne Verstellung es Zeigers
wiederhergestellt.
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Die Anordnung besteht aus einem Hilfsmotor konstanter Drehzahl M,
etwa einem Synchronmotor, der über zwei Getriebe S1 und S2 elektromagnetische Kupplungen
K, und K2 in dem durch Pfeile angedeuteten Drehsinn antreibt. Von der Welle der
beiden Kupplungen werden mittels der Übersetzungsgetriebe Ü1 und Ü2 die beiderseitigen
Wellen des Planetengetriebes mitgenommen. Dabei ist das rechte Sonnenrad hl mit
einer Nütenscheibe N1 fest verbunden: Das linke Sonnenrad h2 ist fest verbunden
mit der Nutenscheibe N2. Die beiden Sonnenräder einschließlich der zugeordneten
Nutenscheibe und des Übersetzungsgetriebes sind lose auf der Zeigerachse angeordnet,
mit der das Planetenrad h mittels der Klemmschraube D fest verbunden ist. Zu der
Anordnung gehört außerdem ein Empfangsrelais E, das einen Wechselkontakt ei, Arbeitskontakte
e2 und e3 sowie einen Ruhekontakt e4 besitzt und von dem jeweils ankommenden Impuls
für eine diesem entsprechende Zeit erregt wird. Ferner ist ein Hilfsrelais A vorhanden,
das einen Wechselkontakt a1, einen Arbeitskontakt a2 und Ruhekontakte a3 und a4
besitzt. Auf beiden Nutenscheiben schleifen Kontaktfedern ml und n2, die ihren Kontakt
nur dann öffnen, wenn die Federn in entsprechende Kerben der Nutenscheiben einfallen.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt Sämtliche in der Abbildung dargestellten Teile
befinden sich in der Ruhestellung, d. h. in der Stellung, die sie während einer
Impulspause einnehmen. Dabei. steht die Nutenscheibe N1 in ihrer Endstellung, während
die Scheibe N2 um einen dem zuletzt übertragenen Impuls entsprechenden Winkel vor
der Endstellung steht. Dabei ist der Schleifkontakt n1 geöffnet, n2 geschlossen.
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Beim Eintreffen eines neuen Impulses wird das Empfangsrelais E für
die Impulsdauer erregt. Die Erregung des Empfangsgeräts hat zur Folge, daß seine
sämtlichen Kontakte in die entgegengesetzte Stellung übergehen, wobei u. a. der
Wechselkontakt e1 in seine Arbeitsstellung nach unten umgelegt wird. In dieser neuen
Stellung ist über den Wechselkontakt ei ein Stromkreis für die Kupplung K1 geschlossen,
die erregt wird; anzieht und veranlaßt, däß von diesem Augenblick an die Nutenscheibe
Ni und das Sonnenrad lal in der gezeichneten Richtung umlaufen. Der Umlauf
dauert so lange, bis der Kontakt ei wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgeht,
d. h. bis der Impuls beendet
ist. Beim Ansprechen des Relais E wird
auch dessen Arbeitskontakt e2 geschlossen, so daß über diesen; den Wechselkontakt
al und den Schleifkontakt n, ein Stromkreis für die Kupplung K2 besteht. Es werden
daher vom Impuls-. beginn an auch -die Nutenscheibe N2 .und das Sonnenrad lz, in
der Pfeilrichtung gedreht, jedoch nicht für die ganze Impulsdauer, sondern nur so
lange, bis der Kupplungsstromkreis an der Kontaktfeder n2 dadurch geöffnet wird,
daß die Feder in die Kerbe der Nütenscheibe N2 einfällt. Beide Nutenscheiben werden
mit gleicher Geschwindigkeit und gleichzeitig gedreht, so daß eine Verstellung des
Planetenrades h und damit des Zeigers Z nicht eintritt, solange diese zusammengesetzte
Bewegung andauert. Die Verstellung des Planetenrades und des Zeigers beginnt erst
dann, wenn eine der beiden Nuten-Scheiben zum Stillstand gekommen ist und nur die
andere allein weiterläuft. Da der Drehwinkel der einen Scheibe dem neuen Impuls,
der der anderen Scheibe dem zuletzt eingetroffenen Impuls entspricht, werden also
die Impulse in dem Planetengetriebe verglichen, und der Zeiger wird um einen entsprechenden
Betrag vor- bzw. zurückgestellt.
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Wenn der neue Impuls beendet ist, fällt das Relais E ab, so daß dadurch
auch die Nutenscheibe N1 und das Sonnenrad hl zum Stillstand kommen, womit die Zeigerverstellung
beendet ist. In diesem Augenblick hat die Nutenscheibe N1 aber ihre gezeichnete
Ruhestellung im allgemeinen noch nicht erreicht. Unter der Annahme, daß der darauf
schleifende Federkontakt n1 noch geschlossen ist, wird bei Ab -erregung des
Relais E über dessen Wechselkontakt el in der nunmehr wieder eingenommenen Ruhelage
ein Stromkreis für beide Magnetkupplungen geschlossen. Dabei verläuft der Stromkreis
für die Kupplung K1 über e1, n1, a4, e4, K, zum Pluspol der Stromquelle. Der Stromkreis
für die Kupplung K2 verläuft über e1, n1, a3, K2 ebenfalls zum Pluspol der Stromquelle.
Beide Kupplungen ziehen daher nochmals an, so daß gleichzeitig beide Nutenscheiben
in Umlauf versetzt werden, und zwar so lange, bis der in beiden Speisestromkreisen
enthaltene Federkontakt u1 durch Einfallen in die entsprechende Kerbe öffnet. Die
ganze Anordnung kommt dadurch zum Stillstand, und zwar ist nunmehr die Nutenscheibe
N2 gegenüber der Ruhelage um einen Winkel verdreht, der dem eben eingetroffenen
Impuls entspricht. Eine Verstellung des Planetenrades und des Zeigers findet dabei
nicht statt.
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In dem Fall, daß der ankommende Impuls kürzer ist als der vorangegangene,
spielt sich die Einstellung durchaus entsprechend ab. In diesem Falle fällt nämlich
das Relais E ab, wenn der Kontakt n2 noch geschlossen ist. Dies bedeutet, daß das
-Sönnenrad hl und die Nuten-Scheibe N1 stillstehen, während das Sonnenrad h2 und
die -Nutenscheibe N2 zunächst weiterlaufen. Da in diesem Augenblick die Kontakte
a3 und a4 des Relais A noch geöffnet sind, wird die Kupplung K1 zunächst noch nicht
erregt. Öffnet sich nun im Verlauf der Weiterdrehung der Kontakt n2, so werden-
auch die Kupplung K2 und das Relais A abgeschaltet. Die ganze Anordnung ist damit
zum Stillstand gelangt, der Kontakt ccl ist wieder in Reihe mit dem Kontakt e2 -
geschaltet, der Kontakt a2 ist geöffnet. Da aber gleichzeitig die Ruhekontakte a3
und a4 geschlossen werden, so werden beide Kupplungen K1 und K2 über die Kontakte
e1, n1, a4, e4 bzw. über 6l, n1, a3 nochmals erregt, und zwar so lange, bis bei
der daraufhin einsetzenden Drehung der Kontakt ,n, öffnet. Die Rückstellung ist
in diesem Augenblick erfolgt; das Empfangsgerät steht wieder in seiner Ruhestellung.
Dabei ist der Kontakt n2 geschlossen, kann aber die Kupplung K2 erst wieder- einschalten,
wenn der Kontakt e2 auf Grund eines neuen Impulses geschlossen wird.
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Das Arbeiten der Empfangsanordnung zeifällt also in zwei Teilvorgänge,
und zwar: z. Aufnahme des Impulses. Ein Verdrehen des Zeigers erfolgt so lange nicht,-als
beide Seiten des Planetengetriebes gleichzeitig gedreht werden. Erst wenn eine der
beiden Nutenscheiben zum Stillstand gekommen ist, erfolgt eine Bewegung des Zeigers'
für die Zeit, die dem Impulsunterschied entspricht.
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2. Im Anschluß daran wird die Anordnung in die Nullage zurückgestellt,
wobei beide Seiten des Planetengetriebes gleichmäßig angetrieben werden und der
Zeiger den zuletzt eingenommenen Stand beibehält. Dieser Stand ist dadurch gegeben,
daß sich die Nutenscheibe NI in der Nullage befindet, die Nutenscheibe N2 dagegen
vor der .Nullage, und zwar um einen Winkel verschoben, der der Impulsdauer entspricht.
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Es- sind auch andere Ausführungsformen möglich, bei denen die eine
Seite eines den Zeiger einstellenden Planetengetriebes entsprechend dem neuen Impuls,
die andere Seite entsprechend dem vorhergehenden Impuls angetrieben wird, etwa in
der Weise, daß die Antriebsvorrichtung der beiden Sonnenräder bei jedem neuen Impuls
umgekehrt wird. Auf diese Weise wird die vorher um. den der Impulsdauer entsprechenden
Winkel herausgedrehte Nutenscheibe in die Nullage zurückgedreht, während die in
der Nullage befindliche Nutenscheibe um einen Betrag entsprechend dem neuen Impuls
herausgedreht wird: Beim nächsten Impuls muß dann wieder eine Umkehrung der Drehrichtung
stattfinden. Die Anordnung ist auch für das Impulszahlverfahren geeignet, bei dem
statt eines Impulses entsprechender Dauer eine bebestimmte Zahl der eintreffenden
Impulse zur Einstellung des verstellbaren Organs benutzt
wird. Die
Räder bzw. Nütenscheiben werden dann nicht von einem Motor, sondern von einem Schrittschaltwerk
angetrieben. Die Arbeitsweise ist aber durchaus entsprechend der dargestellten Anordnung.