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Einrichtung zur Ferneinstellung von Relais Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zur Ferneinstellung von Relais durch Ströme verschiedener Stärke
und Richtung und Relais verschiedener Empfindlichkeit.
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Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art entspricht jeder Stromstärke
und/oder Polarität des Übertragungsstromes eine bestimmte Stellung eines oder mehrerer
Empfangsrelais, und der Schaltzustand an der Empfangsstelle bleibt nur so lange
aufrechterhalten, wie der Übertragungsstrom andauert. Es ist daher nicht möglich,
mehrere verschiedene Wirkungen gleichzeitig über ein Leitungspaar zu übertragen.
Um das zu erreichen, muß für jeden übertragungswert eine besondere Leitung verwandt
werden. Außerdem bestünde die Möglichkeit, an der Empfangsstelle Haltestromkreise
für die einzelnen Relais anzuordnen oder polarisierte Relais zu verwenden, die in
der einmal eingestellten Lage bis zum Eintreffen eines entgegengesetzt gerichteten
Stromes verbleiben, und die sich in ihrer Stärke und Polarität unterscheidenden
übertragungsstrÖme nacheinander auf die Leitung zu geben, um auf diese Weise schrittweise
die gewünschte Empfängerschaltung aufzubauen. Zum Löschen derselben sind aber dann
besondere Schaltmaßnahmen am Empfangsort -erforderlich, oder es müssen vom Geber
weitete Ströme besonderer Stärke oder Richtung ausgesandt werden, welche die polarisierten
Empfangsrelais wieder zum Abfallen bringen oder die Haltestromkreise öffnen. Diese
Maßnahme wäre nur mit einem großen zusätzlichen Aufwand durchzuführen. Das wird
mit Hilfe der Erfindung einfacher dadurch
erreicht, daß die Ströme
verschiedener Stärke und Richtung in Form von sich wiederholenden Impulsfolgen gegeben
werden und daß die ferneinzustellenden Relais sich über die zwischen gleichwertigen
Impulsen benachbarter Impulsfolgen liegenden Pausen halten. Dadurch wird es möglich,
über ein einziges Adernpaar mehrere Relais gleichzeitig innerhalb einer Impulsfolge
zu steuern. Trotzdem die Übertragungsströme nur in Form von Impulsen gegeben werden,
bleiben die ihnen zugeordneten Empfangsrelais so lange erregt, wie die Sendung der
Impulsfolgen anhält, und verhalten sich demnach wie Dauerkontakte. Die Erfindung
ist besonders vorteilhaft für ortsbewegliche Anlagen, weil man mit einem Minimum
von Leitungsaufwand auskommt.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.
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Es zeigen Fig. i die Einrichtung und schematische Schaltung eines
Impulsgebers, Fig.2 die Anordnung eines Empfangsrelaissystemes und einer damit verbundenen
Anzeigevorrichtung, Fig.3 eine andere Ausführungsform des Impulsgebers nach Fig.
i.
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In Fig. i befinden sich auf einer Welle 128, die durch einen Motor
127 mit zweckmäßig gleichbleibender Drehzahl angetrieben wird, Nocken 11, 13, 15
und Nocken i bis 6. Die Nocken 11, 13, 15, im folgenden Steuernocken genannt, betätigen
Doppelkontakte 31, 32 und 33, 34 und 35, 36. Die Auslösung dieser Doppelkontakte
erfolgt nacheinander, denn bei den Steuernocken, die annähernd 12o° eines Kreisumfanges
einnehmen, sind die Mitten um je i2o° versetzt. Durch das Schließen der Doppelkontakte
35, 35 usw. wird ein Stromkreis für Wechselkontakte 4i bis 46 vorbereitet. Die Wechselkontakte
4i bis 46, im folgenden Sendekontakte genannt, werden durch die Nocken i bis 6 betätigt.
Diese Nocken sind so eingerichtet, daß je zwei Nocken, im Ausführungsbeispiel i
und 2, 3 und 4, 5 und 6, mit den entsprechenden Steuernocken i 1, 13, 15 gleichlaufen,
doch ist der Umfang der Nocken i bis 6 nur halb so groß wie der zugehörige Umfang
der Steuernocken. Im Ausführungsbeispiel wird innerhalb der Zeit, in der die Steuernocke
15 den Doppelkontakt 35, 36 auslöst, durch die Nocke 6 der Sendekontakt 46
und anschließend durch die Nocke 5 der Sendekontakt 45 betätigt. Dadurch wird bewirkt,
daß der Impuls, der jeweils durch die Kontaktgabe der Sendekontakte 45, 46 entsteht,
sowohl in der einen Richtung als auch in der anderen Richtung ausgesandt wird. In
derselben Weise vollzieht sich der Vorgang für die Sendekontakte 43, 44 und 41,
42.
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Nach Beendigung der Wirksamkeit der Steuernocken 15 tritt die Nocke
13 in Tätigkeit. Der Doppelkontakt 35, 36 wird geöffnet, der Doppelkontakt 33, 34
dagegen.geschlossen, und ein Stromkreis geringerer Stärke. abgeschwächt durch Widerstand
i4o, wird für die Sendekontakte 43 und 44 vorbereitet. Während der Umlaufzeit der
Steuernocke 13 werden, in entsprechender Weise, wie vorher beschrieben, die Sendekontakte
4-1 und 43 nacheinander ausgelöst. Als letzte löst die Steuernocke i i den Doppelkontakt
31, 32 aus, um den Strom den Sendekontakten 41 und 42 zuzuführen, die ihrerseits
wieder durch die N okken i und 2 ausgelöst werden. Die Sendekontakte sind so eingerichtet,
daß die mittlere Lamelle von Kontakt 41 an die Leitung 134, die mittlere Lamelle
von Kontakt 46 an Leitung 133 angeschlossen ist. Die Lamelle von Kontakt
42 ist mit der von Kontakt 43, die von Kontakt 44 mit der von Kontakt 45 verbunden.
In der Ruhelage befinden sich die Sendekontakte immer in dem beim Ausführungsbeispiel
dargestellten Zustand, d. h. die Verbindung mit dem positiven Pol der Stromquelle
139 ist unterbrochen. Durch Schalter 2i bis 26 können die einzelnen, hinsichtlich
der Stärke und Polarität verschiedenen Stromkreise beliebig zu- und abgeschaltet
werden und somit die Impulse ausge«#ählt und unterdrückt werden.
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Die Anordnung nach der beschriebenen Art weist den besonderen Vorteil
auf, daß statt je einer getrennten Sendestromquelle für die Kontaktpaare 4i und
42, 43 und .1.1, 45 und 46 nur eine einzige Stromquelle oder Batterie für alle Wechselkontakte
benötigt wird.
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Mittels eines solchen Impulsgebers werden nun sich wiederholende Impulsfolgen
gegeben, die sich aus den einzelnen Impulsen, welche durch Kontaktgabe der Sendekontakte
41 bis .16 mittels der Nocken i bis 6 ausgelöst werden, zusammensetzen. Eine andere
Ausführungsform des Gebers, bei der die als Sendekontakte dienenden Wechselkontakte
vermieden sind, ist in Fig. 3 dargestellt.
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Auf der Welle 328 sitzen bei dieser Ausführungsform Nocken toi bis
2o6, die je um annähernd 6o° nacheinander versetzt sind. Diese Nocken betätigen
Doppelkontakte 231, 231e 232, 232', 233. 233', 23-1-. 234', 235, 235',
236, 236'. Als erste löst die \ocke toi den Doppelkontakt 231, 231' aus.
Statt einer Nocke mit einem Doppelkontakt können auch je zwei parallel laufende
-Nocken verwandt werden, die zwei zusammengehörige Kontakte auslösen. Nach Ablauf
der Nocke toi und der gleichzeitigen Öffnung des Doppelkontaktes
231,
:23,' erfolgt die Auslösung des Doppelkontaktes 232, 232' durch Nocke 2o3 usw. Der
Strom für die Impulse wird aus einer Batterie 339 oder über einen Gleichrichter
entnommen und für die verschiedenen Stromstöße durch die Widerstände 340 und 341
entsprechend begrenzt, während die Doppelkontakte 23r, 232 direkt an der Stromquelle
liegen können. Im Ausführungsbeispiel ist der Widerstand 34o den Nocken
203 und 204, der Widerstand 341 den Nocken 205 und 2o6 zugeordnet.
Durch die Schalter 221 bis 226 wird ebenfalls die Möglichkeit gegeben, beliebige
Impule zu unterdrücken.
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Diese Einrichtung hat den Vorzug, daß der Stromkreis über die unbeteiligten
Wechselkontakte, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i, vermieden wird, wodurch
Störungen, die sich infolge des Übergangswiderstandes ergeben sollten, besser verhindert
werden können.
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Mittels einfacher Mittel, z. B. durch Einbau eines Übersetzungsgetriebes
zwischen die einzelnen Nockengruppen und entsprechende Gestaltung der 'Nocken, kann
das Gerät den verschiedensten Möglichkeiten und Zwecken der Impulsübertragung angepaßt
werden. In den Zeichnungen ist die direkte Übertragung dargestellt.
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Die Signalimpulse werden über eine zweiadrige Hin- und Rückleitung
133, 134, z. B. verdralltes Kabel, einer Empfamgsrelaisanordnung zugeführt. Zur
Ausschaltung der Einflüsse wechselnder Kabellänge, insbesondere bei ortsbeweglichen
Anlagen und des sich damit ändernden Leitungswiderstandes, empfiehlt es sich, einen
zweckmäßig auf der Empfängerseite angebrachten festen Widerstand 135 (Fig. 2) in
die Leitung zu schalten. Die Signalübertragung bleibt dabei einwandfrei.
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Die Empfangsanordnung, die in Fig. 2 dargestellt ist, bestellt aus
sechs polarisierten Relais, die zwei getrennte Wicklungen 51 bis 56 bzw. 61 bis
66 haben. Die Wicklungen 61 bis 66 liegen dauernd an Spannung und halten die Kontakte
71 bis 76 -dauernd in der im Ausführungsbeispiel angegebenen kuhestellung. Da die
Höhe der Spannung die Empfindlichkeit der Relais bestimmt, sind ihnen Widerstände
verschiedener Größe 143, 144 vorgeschaltet, d. h. die Relais werden verschieden
stark gefesselt. Die Wicklungen 61, 62 können direkt an eine Stromquelle 138 angeschaltet
werden. Die Ansprechwicklungen 51 bis 56 sind so gestaltet, daß die nachfolgenden
empfindlicheren Relais abgeschaltet werden, d. h. der stärkste Impuls legt _mit
Hilfe der Ansprechwicklung 51 den Kontakt 71 bzw. bei entgegengesetzter Polarität
mit Hilfe der Ansprechwicklung 52 den Kontakt 72 um, wodurch die nachfolgenden Ansprechwicklungen
53 bis 56 abgeschaltet werden. Stärkere als die den nachfolgenden Relais zugeordnete
Impulse gelangen somit nicht in die Empfangsanordnung, damit ein gleichzeitiges
Ansprechen der empfindlicheren mit den unempfindlicheren verhindert wird. Durch
die Kontakte 71 bis 76 der Empfangsrelais werden Halterelais betätigt, die aus den
Ansprechwicklungen 81 bis 86, zu denen Kapazitäten 9i bis 96 parallel geschaltet
sind, und den Arbeitskurzschlußwicklungen ioi bis io6 bestehen, - durch welche Kontakte
i i i bis 116 betätigt werden. Mit Hilfe der Kontakte i i i bis 116 werden Anzeigevorrichtungen
121 bis 126, insbesondere Lampen oder Schreibgeräte, eingeschaltet. Durch die Kurzsch.lußwicklungen
ioi bis roh wird der Ansprechvorgang beschleunigt und der Abfallverzug der Halterelais
vergrößert, so daß eine unmittelbare, länger anhaltende Kontaktgabe für die Anzeigevorrichtungen
121 bis 126, die durch die Kontakte i i i bis 116 in Betrieb gesetzt werden,
erzielt wird. Die Ansprechwicklungen 81, 82 werden aus einer Stromquelle 138 erregt,
die auch die als Vorerregung dienende Spannung für die Wicklungen 61 his 66 liefert.
Die Ansprechwicklungen 83 bis 86 wer-, den durch eine gesonderte Stromquelle 136
gespeist, um Kurzschlüsse zu vermeiden.
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Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der gesamten Anlagen geschildert:
Es sei angenommen, daß die Spannung der Stromquelle 139 in Fig. i 6o Volt betrage,
die durch Widerstand 140 auf 30 Volt und Widerstand 141 auf 15 Volt abgestuft
sei. Durch die Steuernocke 15 wird der Doppelkontakt 36, 35 betätigt, gleichzeitig
aber wird durch locke 6 der Sendekontakt 46 betätigt, wodurch ein Stromstoß in die
Leitung 133 geschickt wird. Der Stromstoß gelangt vom Pluspol der Stromquelle 139
über den Kontakt 36 und Schalter 26 zum eigentlichen Sendekontakt 46, von wo aus
er direkt durch Leitung 133 zur Empfangsanordnung gegeben wird. Die anderen Sendekontakte
sind während der Tätigkeit der 'Nocken 6 abgetrennt, befinden sich also in Ruhestellung.
Von der Empfangsanordnung läuft der Stromstoß durch Leitung 134 über die Kontakte
41 his 45 und Kontakt 35 zum Minuspol der Stromquelle i39 zurück.
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Unmittelbar anschließend an die Auslösung eines Impulses durch Nocke
6 beginnt die Xocke 5 den Sendekontakt 45 zu betätigen, was sich aber noch innerhalb
der Auslösungszeit der Steuernocke 15 abspielt, da deren Umfang ja so groß wie der
Umfang der Nokken 5, 6 zusammengenommen ist. Der Stromstoß -"läuft jetzt in anderer
Richtung zur Empfangsanordnung. Vom Pluspol ausgehend gelangt er wieder über Kontakt
36, über
Sendekontakt 45 und die in Ruhestellung befindlichen Sendekontakte
41 bis 45, dieses Mal durch Leitung 134, zur Empfangsanordnung. Durch Leitung 133
kehrt er über Sendekontakt 46, der von den übrigen infolge der Wirksamkeit der Nocke
5 abgetrennt ist, und Kontakt 35 zum Minuspol zurück.
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Die Doppellöntalzte 31, 32 und 33, 34 sind während der Zeit, in der
der Doppelkontakt 35, 36 wirksam ist, aufgetrennt. Erst nachdein der Umlauf der
Steuernocke 15 beendet ist, wird ein jetzt durch Widerstand i4o abgestufter Stromkreis
zum Geben der Impulse mit Hilfe der N ocken 3 und 4 vorbereitet. Die durch die Nocken
5, 6 betätigten Sendekontakte 45, 46 sind wieder in Ruhestellung. Es erfolgt jetzt
ein Betätigen der Sendekontakte 43, 44 innerhalb der Auslösungszeit der Steuernocke
13, wodurch Impulse anderer Stärke in derselben Weise zur Empfangsanordnung geschickt
werden, wie vorher ausführlich beschrieben. Anschließend tritt der Doppelkontakt3l,
32, durch Steuernocken ausgelöst, in Tätigkeit, wodurch der durch Widerstand i4i
verminderte Strom für die mittels der Sendekontakte 41, 42 ausgeübte Impulssendung
geliefert wird.
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Bei dem Geber nach Fig. 3 kommt die Impulsgabe wie folgt zustande.
Die Nocken toi bis 2o6, die sich ebenfalls auf einer durch einen Motor angetriebenen
Welle 328 befinden, lösen die Doppelkontakte 231 bis z36 nacheinander aus.
Der erste Impuls gelangt vom Pluspol über Schalter 221 und Kontakt 231' in die Leitung
134 zur Empfangsanordnung. Er kehrt über Leitung 133 zum Kontakt 231 an den
Minuspol zurück. Nach Ablauf der Nocke2oi kommt Nocke2o2 zur Wirkung. Der Impuls
geht jetzt zuerst in die Leitung 133 und kommt dann zurück über Leitung 134, wodurch
eine Richtungsumkehr erreicht ist. Anschließend beginnen die folgenden Nocken nacheinander
die entsprechenden Kontakte zu betätigen, wobei durch Widerstände 340 und 341 der
Strom abgeschwächt ist, so daß auch hier wieder In1-pulsfolgen, *die aus Einzelimpulsen
verschiedener Stärke und Polarität bestehen, ausgesandt werden.
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Diese sich wiederholenden Impulsfolgen, die nach einer der beiden
Methoden gegeben werden können, werden in einer Relaisanordnung, die in Fig. :2
dargestellt ist, empfangen, wodurch gleichzeitig Anzeigegeräfe zum Ansprechen gebracht
werden.
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Der über Leitung 134 zuerst ankommende Impuls sei der stärkste, angenommen
6o Volt. und dem Relais 51 zugeordnet. Der Kontakt 71 wird betätigt, wodurch ein
Strom aus der Stromquelle 138 durch die Ansprechwicklung Si eines Halterelais geschickt
wird. Die Kurzschlußwicklung ioi betätigt den Kontakt i i i augenblicklich, so daß
eine Lampe 121, die ihren Strom aus der Stromquelle 146 erhält, zum Aufleuchten
gebracht werden kann. Die Verzögerungszeit des Halterelais ist nun erfindungsgemäß
so groß bemessen, daß die Lampe bis zum entsprechenden Impuls der nächsten Impulsfolge
aufleuchtet oder daß ein Schreibgerät in Betrieb gesetzt :-erden kann, bei dem eine
sichere und länger anhaltende Auflage des Schreibstiftes zum einwandfreien Arbeiten
unbedingt erforderlich ist. Für die Ansprechwicklting 52 bleibt derselbe Impuls
ohne Wirkung, d. h. der Kontakt 72 bleibt in Ruhe. Dieser wird erst ausgelöst, wenn
ein Impuls in der entgegengesetzten Richtung ankommt und die Wicklung 52 anspricht.
Durch das Umlegen des Wechselkontaktes 71 bzw. 72 werden jeweils die nachfolgenden
Ansprechwicklungen 53, 55 bzw. 54, 56 abgeschaltet. Wird aber ein schwächerer, beispielsweise
für das Gerät 53 bestimmter Impuls ausgesandt, so werden die Relais 51,
52 nicht beeinflußt, die Kontakte 71, 72 bleiben im Ruhezustand
und unterbrechen den Stromkreis für die Ansprechwicklung 53 nicht. Der Kontakt 73
dagegen wird ausgelöst, womit gleichzeitig die folgenden Ansprechwicklungen 5; und
56 abgeschaltet «erden.
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Jedem der Kontakte 71 bis 76 ist nun ein besonderes Halterelais zugeordnet,
das seinerseits wieder Lampen 121 bis 126 o. dgl. in Betrieb setzt. Es ist also
durch die erfindungsgemäße Anordnung möglich. auf einer doppeladrigen Leitung sechs
und mehr Signale gleichzeitig zur Anzeige zu bringen oder Kommandos auszuführen,
die vollkommen unabhängig voneinander sind. Jedes Signal bleibt so lange sichtbar,
wie die Impulsfolgen andauern, und durch die Schalter 21 bis -26 können auf der
Geberseite die Signale beliebig ausgewählt und angezeigt «-erden.
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Die Drehzahl des die Nocken steuernden 1Totors, die durch einen besonderen
Regler konstant gehalten wird, kann beispielsweise so eingeregelt werden, daß eine
Impulsfolge in der Größenordnung von i4o Millisekunden liegt, ein Impuls also etwa
2o Millisekunden dauert. Der Abfallverzug des Halterelais wird dann vorzugsweise
in der Grölenordnung von -2oo 1lillisekunden gehalten. Nach Beendigung einer Impulsfolge,
die beispielsweise iq.o Millisekunden dauern mag, bleibt das Halterelais infolge
der Wirkuilgen des Kondensators noch darüber hinaus erregt, etwa 5o 3lilliselcunden.
Die Lampe bleibt also his zum Eintreffen des entsprechenden Impulses der nächsten
Impulsfolge, durch den das Halterelais von neuem erregt wird, eingeschaltet. so
daß sie dauernd aufleuchtet.
Die Empfangsanordnung ist nach Empfang
eines Impulses und nach Auslösung des zugeordneten Anzeigegerätes sofort für jeden
anderen beliebigen Impuls wieder betriebsbereit, ohne daß eine zusätzliche Maßnahme
von der Geberseite aus ergriffen werden müßte. Erst nach Beendigung der Sendung
der Impulsfolgen oder Unterdrückung der zugehörigen Impulse, wobei ein einzelner
mehrere oder sogar alle ausgewählt werden können, erlöschen die entsprechenden Lam=
pen, oder die Anzeigegeräte werden außer Betrieb gesetzt.
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Je nach Wahl der Zeitdauer eines Impulses bzw. einer Impulsfolge kann
es erfindungsgemäß ohne Schwierigkeiten erreicht werden, daß auf einer doppeladrigen
Leitung eine vorgeschriebene Zahl voneinander unabhängiger Signale gleichzeitig
übermittelt werden kann, ohne daß Störungen, zu befürchten sind oder ein zusätzlicher
Aufwand nötig ist.
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Die Erfindung kann zur Übertragung von beliebigen Signalen, Kommandos,
Schaltmaßnahmen und Fernsteuerungswerten, die ihrerseits wieder beliebige andere
Funktionen auslösen können, verwandt werden:, Beispielsweise können bei Lampentelegraphen
Zahlen nach dem dekadischen System zur Anzeige gebracht werden, wobei mit Hilfe
des Dualzahlenprinzipes eine große Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten hergestellt
werden kann. Bei Anwendung von nur sechs Relais sind 63 Anzeigefälle möglich, die
durch Auflösung der durch eine in Zahlen zu übertragende Größe im Summanden von
Potenzen der Zahl 2 ausgedrückt werden und am Empfangsort wieder zusammengesetzt
werden, wobei der Fall, daß kein Zeichen übertragen wird, ausgenommen wird.