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Einrichtung zum Empfang von durch Impulszahlen, Impulszeiten oder
Kombinationen von beiden übertragenen Schaltbefehlen Im Hauptpatent 698 445 ist
eine Einrichtung zum Empfang von Impulszahlen, Impulszeiten oder Kombination von
beiden vorgeschlagen, bei der die Impulse vorzugsweise durch kurzzeitige, codemäßige
Spannungsabsenkung in dem an sich vorhandenen Energieverteilungsnetz gegeben werden.
Einrichtungen dieser Art dienen vorzugsweise zur Fernsteuerung einer großen Anzahl
gleichartiger Apparate, also beispielsweise zur Ein-und Ausschaltung der Straßenbeleuchtung,
zur Umschaltung -von Tarifzählern, zur Betätigung von Schaltern, Luftschutzsignalen
o. dgl. Der Vorschlag des Hauptpatents geht dahin, daß. eine oder mehrere mechanische
Weichen vorgesehen sind, in welchen ein mechanisches Element, vorzugsweise ein Führungsstift,
so eingeführt wird, daß es nur bei Ankunft einer ganz bestimmten, dem Weichensystem
zugeordneten Impulsfolge seine Betätigungsstellung erreicht. Die Empfangsanordnung
ist dabei so getroffen, daß, sie nach Art eines Start-Stop-Systems durch das erste
empfangene Stromzeichen in Bewegung gesetzt wird, mit konstanter Geschwindigkeit
einen bestimmten Weg zurücklegt und hiernach selbsttätig stillgesetzt wird, und
daß während dieses Weges durch die das Kommando kennzeichnende Impulsfolge die richtige
Umsteuerung eines an dem Schaltorgan befestigten Führungsstiftes in die verschiedenen
Bahnen mittels der Weichen erfolgt. Die im Hauptpatent vorgeschlagene Empfangsanordnung
enthält einen bei Empfang des ersten Impulses in Gang gesetzten Synchronmotor und
ist durch. folgende Merkmale gekennzeichnet a) der Synchronmotor treibt ein mechanisches
Auswahlorgan, vorzugsweise eine Scheibe mit darauf angeordneten Führungsbahnen an.
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b) In den Führungsbahnen gleitet ein Stift, der durch sie zu bestimmten
Zeiten in bestimmte Stellungen gebracht wird.
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c) Der Stift wird außerdem durch einen auf die Impulse ansprechenden
Haltemagneten verstellt, derart, daß er nur bei Ankunft einer bestimmten, der Form
des Auswahlorgans zugeordneten Impulsfolge seine Betätigungsstellung erreicht.
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Der als Energiequelle benutzte Synchronmotor hat dabei nicht bloß
das mechanische Auswahlorgan anzutreiben, sondern auch den
Führungsstift
einschließlich des mit diesem verbundenen Hebels in der Betätigungsstellung zu verstellen
und dadurch einen örtlichen Stromkreis zu schließen. Schließlich ist ein mechanischer
Energiespeicher zur Steuerung des Führungsstiftes in den Bahnen des mechanischen
Auswahlorgans erforderlich. Bei allen Ausführungsbeispielen des Hauptpatents besteht
dieser aus einer Feder, die durch die ankommende Impulsfolge zur Wirkung gebracht
wird und einen Hebel bzw. den auf dem Hebel angeordneten Führungsstift selbst in
dem mechanischen Auswahlorgan steuert. Der Energiespeicher wird periodisch aufgeladen
und wieder entladen. Es ist insbesondere zwischen der Beendigung des Kommandos und
der Nullage bzw. der Nullage und dem zweiten Impuls eine gewisse Zeit zur Aufladung
erforderlich, die daher für Kommandoimpulse nicht zur Verfügung steht.
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Gelegentlich kann diese nicht aasnutzbare Zeitspanne hinderlich sein,
so daß diesem 1Iangel erfindungsgemäß dadurch abgeholfen wird, daß der inergiespeicher
während der gesamten Betriebsdauer der Empfangsanordnung dauernd nachgeladen wird.
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Die Anordnung- nach dem Hauptpatent genügt ferner den gestellten Anforderungen
dann, wenn bloß ein Kommando auszuführen ist. Sind dagegen in dem Netz mehrere,
z. B. drei Kommandos und zur Betätigung bestimmter Schalteinrichtungen erforderlich,
dann können diese nur in der Weise zur Ausführung gebracht werden, daß entsprechend
viele, z. B. drei Weichensysteme nach dem Hauptpatent örtlich vereinigt sind. Dazu
sind auch drei Schalthebel erforderlich, die alle dieselbe Schaltbewegung haben.
Anstatt nun für die einzelnen Kommandos zwar dieselbe Schaltbe-*egung, aber verschiedene
Schalthebel zu verwenden, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, nur einen
Schalthebel, aber je nach dem Kommando verschiedene Schaltbewegungen zu verwenden.
In dieser Weise ist es möglich, mehrere, z. B. drei Kommandos einem einzigen Empfangsorgan
zuzuführen, das selbsttätig die richtige Auswahl und Ausführung des Kommandos vornimmt.
Der Aufwand an mechanischen Elementen wird dadurch- erheblich verringert.
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In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i einen Aufriß, Abb. a einen Seitenriß, Abb.3 einen Grundriß
der Empfangsanordnung. Die Abb. 4. und 5 dienen zur Erläuterung der Wirkhag, wobei
in Abb. 4. die zur Auswahl und Ausführung des Kommandos benutzte Walze in ihrer
Abwicklung gezeichnet ist. Die Abb. 5 stellt eine Seitenansicht der Abwicklung dar,
um die darauf angeordneten, aus der Oberfläche hervor tretenden Anschläge und Betätigungsfiächei
erkennen zu lassen. -Das Empfangsrelais nach den Abb. i bis - besteht aus einer
Walze W, die von einen nicht gezeichneten Synchronmotor über ein< Achse X, in
der Pfeilrichtung gedreht wird Auf der Achse X, sitzt außer der Walze nocl ein Zahnrad
0i, das die von dem Synchron motor erteilte Drehung über ein weitere: Zahnrad G2
sowie Kegelräder K auf das eine Ende einer Feder F überträgt. Das andere Ende der
Feder F ist an einem Element befestigt, das im folgenden der Einfachheit halber
als Schaltrad bezeichnet wird. Dieses Schaltrad besteht aus einem Zahnkranz ZK,
der nur einen Teil eines Kreisbogens umspannt, sowie einer damit fest verbundenen
Stange S, die bis über die Walze W reicht und an diesem Ende einen Schaltstift St
trägt. Dieser Schaltstift St liegt nicht unmittelbar auf der Mantelfläche der Walze
W auf, sondern steht in geringer Höhe darüber, um eine unnötige Reibung zu verhindern.
In den Zahnkranz ZK greift normalerweise von der Seite her ein Hebe1H ein (Abb.3),
der von dem Anker eines auf die übertragenen Impulse ansprechenden, nicht gezeichneten
Relais gesteuert wird. Wird z. B. zur Impulsübertragung die im Netz selbst vorhandene
Spannung benutzt, dann hält dieses Relais im Ruhezustand (bei Normalspannung) den
Hebel H in der gezeichneten Lage fest und mit dem -Zahnkranz Zl( verklinkt (Abb.
3).-Bei einem durch kurzzeitige Absenkung der Netzspannung erzeugten Impuls fällt
dieses Relais- ab, bewegt dabei den Hebel H zur Seite, so daß der Zahnkranz ZK riuiunehr
frei beweglich ist und unter der Wirkung der vorgespannten Feder F eine gewisse
Drehung vollführen kann. Bei Wiederkehr der vollen Netzspannung, d. h. nach Beendigung
des Impulses, wird der Zahnkranz in der dann erreichten Stellung durch erneute Verklinkung
mit dem Hebel H festgehalten.
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Das Schaltrad S sitzt lose auf der senkrechten Achse X2 und kann längs
dieser Achse verschoben werden. Diese Bewegung wird von der Walze W hervorgerufen,
die, wie die Abwicklung in Abb. q. und 5 zeigt, mehrere Nocken N, N2, N3 besitzt,
die aus der Mantelfläche der Walze um verschieden große Beträge hervorragen.
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Die Einrichtung arbeitet wie folgt: In der Ruhelage steht die Stange
S in der gestrichelt gezeichneten Stellung (Abb. q.) in bezug auf die Walez IV.
Der Schaltstift St befindet sich damit außerhalb des Bereiches der Walre, d. h.
in der entgegengesetzten Stellung; die in Abb. i dargestellt ist. Wird nun ein durch
drei Impulse, beispielsweise Spannungsabsenkungsimpidse,
gekennzeichnetes
Kommando gegeben und trifft der erste dieser drei Impulse ein, so fällt vorübergehend
der nicht gezeichnete Empfangsmagnet ab und klinkt den Hebel H. aus dem Zahnkranz
Z1< aus. Voraussetzungsgemäß hat die Feder F eine Vorspannung, so daß diese die
nunmehr entklinkte Stange S einschließlich des Zahnkranzes ZIC in der Pfeilrichtung
um die Achse X2 dreht (Abb, q.), und zwar so lange, bis der Schaltstift St gegen
eine Erhöhung W1 der Walze W anstößt. In dieser Stellung wird der Schaltstift zunächst
mechanisch festgehalten und dann wieder verklinktr denn sobald die volle Netzspannung
wiederkehrt, nimmt infolge Wiederanziehens des Empfangsmagneten der Hebel H die
in Abb. 3 gezeigte Stellung ein und steht wieder in Eingriff mit dem Zahnkranz ZI(.
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Während dieser Bewegung des Schaltrades, die für alle auszuführenden
Schaltbefehle die gleiche ist, wurde von der Stange S ein nicht gezeichneter Kontakt
geschlossen, der den Antriebsmotor der Walze W an Spannung legt. Dieser Motor läuft
an -und treibt dabei die Schaltwalze W so an, daß sich ihre Abwicklung gemäß Abb.
q. in der Pfeilrichtung unter der Stange S hindurchbewegt. Die Motordrehung überträgt
sich gleichzeitig über die Getriebe Q1, G2 und I( auf die Feder F, welche dadurch
erneut eine Vorspannung verhält, die die Stange S in der nunmehr erreichten Stellung
verklinkt.
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Auf der Mantelfläche der Walze W sind außer den bereits erwähnten
Nocken Ni, N2, N3 noch Anschläge A1, A2, 43 vorhanden, die aus der Mantelfläche
um ein bestimmtes Stück hervorragen und zur Auswahl des auszuführenden Schaltvorganges
dienen. Soll beispielsweise ein Schaltbefehl I ausgeführt werden, dann wird durch
den ersten Impuls (Startimpuls) die Stange S mit dem Schaltstift St gegen den Anschlag
44'1 gelegt und in dieser Stellung verklinkt, Brie bereits beschrieben. Der zweite
diesen Schaltbefehl kennzeichnende Impuls muß dann kommen, wennƒ die Walze
W so weit abgelaufen ist, daß der Anschlag Al sich in der Bahn des Schaltstiftes
St befindet. Der zweite Impuls bewirkt ebenfalls einen vorübergehenden Abfall des
Empfangsmagneten, d. h. eine vorübergehende Ausklinkung des Hebels H (Abb. 3), d.
h. eine vorübergehende Freigabe der Stange S, die unter . der Wirkung der vorgespannten
Feder F in Pfeilrichtung so weit gedreht wird, bis der Schaltstift St gegen den
Anschlag A1 der Walze W fällt. Dieser Anschlag begrenzt zunächst mechanisch die
Stellung des Schaltstiftes. Nach Beendigung des Impulses, d. h. nach Wiederkehr
der vollen Spannung, zieht aber der Empfangs- i magnet wieder an, verklinkt den
Hebel H mit dem Zahnkranz Z1( und hält den Schaltstift in dieser Stellung fest,
auch wenn bei weiterem Ablauf der Walze sich der Anschlag A1 in der Ablaufrichtung
(Abb. q.) weiterbewegt. Der Schaltstift St nimmt somit eine Stellung ein, die es
ihm bei weiterem Ablauf der Walze und bei rechtzeitigem Eintreffen des dritten Impulses
ermöglicht, die Schaltnocke Ni zu erreichen.
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Der dritte den Schaltbefehl I kennzeichnende Impuls muß bei richtigem
Ablauf aller Vorgänge in einem solchen Zeitabstand hinter !, dem zweiten Impuls
kommen, wenn die Schaltnocke N1 mit ihrem vorderen Rand unterhalb des Schaltstiftes
St steht. Wenn in diesem Augenblick das Schaltrad durch den dritten Impuls freigegeben
wird, so fällt der Schalt-Stift unter der Wirkung der vorgespannten Feder gegen
die rechte hochgestellte Seitenwand 344T1 der Nocke Ni und wird somit durch diese
Wand geführt. Die Nocke Ni ist so ausgebildet, daß sie mit fortschreitender Drehung
der Walze eine immer größer werdende Höhe erreicht, so daß der Schaltstift einschließlich
des Schaltrades entlang der senkrechten Achse X2 (Abb. i) hochgedrückt wird und
dabei einen nicht dargestellten Kontakt, z. B. eine Quecksilberschaltröhre, betätigt.
Diese wird daher in eine Stellung gebracht, die dem Schaltbefehl I entspricht. In
diesem Augenblick ist der Schaltstift St von der Schältnocke Ni abgelaufen
und fällt unter der Wirkung der durch den Motor immer wieder nachgespannten Feder
F gegen die rechte Seitenwand der Walze, bzw. er tritt durch eine Öffnung E0 in
der rechten Seitenwand der Walze hindurch und gelangt unter der Wirkung der Feder
F wieder in die strich-. liniert gezeichnete Ausgangsstellung (Abb. q.). Diese Bewegung
des Schaltrades S ist, obwohl in diesem Augenblick kein Impuls gegeben wurde, also
beispielsweise die volle Netzspannung vorhanden war, deshalb möglich, weil sich
die Verzahnung des Schaltrades nicht über den ganzen Umfang, sondern nur über einen
Sektor erstreckt, wie das in Abb. 3 angedeutet ist. Ist daher der Schaltstift St
beim Ablauf über die Nocke Ni in die erwähnte Stellung gelangt, so kann wohl der
Empfangsmagnet wieder anziehen und den Hebel H in die Stellung gemäß Abb.3 bringen.
Ein Eingriff findet jedoch in diesem Augenblick nicht statt, sondern erst dann,
wenn das Schaltrad wieder die strichliniert gezeichnete Stellung erreicht hat.
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Ganz ,ähnlich ist der Verlauf des Vorganges, wenn ein Schaltbefehl
II oder III gegeben wird: Die Impulse bestehen auch hier wieder beispielsweise aus
einer kurzzeitigen Spannungsabsenkung, und zwar setzt
sich jeder
Schaltbefehl aus drei Impulsen zusammen. Es sind lediglich die Zeitabstände zwischen
dem ersten und zweiten bzw. zweiten und dritten Impuls verschieden, wobei aber der
Zeitabstand zwischen dem ersten und dritten Impuls stets konstant ist. Beim Schaltbefehl
II wird beispielsweise der Schaltstift St durch den ersten Impuls gegen den Anschlag
l,Vi (Abb. 4) gelegt und in dieser Stellung verklinkt. Der zweite Impuls muß im
Gegensatz zu vorher dann kommen, wenn der Anschlag A2 sich in der Bahn des Schaltstiftes
befindet, so daß dieser in eine Stellung gebracht wird, die beim Eintreffen des
dritten Impulses ermöglicht, daß der Schaltstift St auf die Nocke N2 aufläuft. Die
durch diese Nocke bewirkte Höhenverstellung des Schaltstiftes ist eine andere als
vorher. In ähnlicher Weise wird auch der Schaltbefehl III gegeben und hierbei der
Schaltstift durch den zweiten Impuls dann verstellt, wenn der Anschlag A3 in seine
Bahn gelangt ist. Dadurch wird es ermöglicht, daß beim Eintreffen des dritten Impulses
der Schaltstift auf die Nocke N3 gelenkt wird. In jedem Fall wird nach Vollendung
einer vollen Umdrehung des Schaltrades der Synchronmotor und damit der Antrieb der
Walze selbsttätig stillgesetzt. Die Auslösung des zugehörigen Schaltkontaktes erfolgt
genau wie die Ingangsetzung durch das Schaltrad selbst.
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Die Anwendung dieser Anordnung ist nicht darauf beschränkt, daß die
Impulse durch Spannungsabsenkung in das Netz gegeben werden. Dieselbe Wirkung ist
ohne weiteres erreichbar, wenn es sich um Impulse bestimmter Frequenz, beispielsweise
Tonfrequenz, handelt. Voraussetzung ist dabei nur, daß die Impulse in bestimmter
zeitlicher Reihenfolge eintreffen und dadurch die Sperrung des Schaltrades freigeben
müssen. Die Einrichtung ist auch nicht daran gebunden, daß die Impulse in dem festgelegten
Zeitabstand ankommen; vielmehr kann auch eine Impulszahl @ verwendet werden, wobei
der Schaltstift St je nach der ankommenden Impulszahl aus der Nullage schrittweise
weiterbewegt und dadurch auf die richtige Schaltnocke gelenkt wird.