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Anordnung zum Empfang von Fernsteuerimpulsen bzw. -impulskombinationen
Es ist bekannt, Fernsteuerimpulse zur Betätigung von Straßenlampen oder Luftschutzsignalen
bzw. zur Umschaltung von Mehrfachtarifzählern mittels tonfrequenter Wechselströme
zu geben. Ein neuerer Vorschlag geht dahin, derartige Impulse durch. kurzzeitige
Spannungsabsenkung zu geben, die dadurch hervorgerufen wird, daß eine oder mehrere
Netzphasen kurzzeitig unterbrochen wer-den. Diese Art der Fernsteuerung ist gegenüber
der ersterwähnten vorteilhafter, weil biesondere Ankopplungsvorrichtungen, Siebketten
u. dgl. nicht erforderlich sind. Zur Kommandoübertragung dient vielmehr das an sich
vorhandene Energieverteilungsnetz. Um nun mehrere Kommandos voneinander zu unterscheiden,
ist weiterhin vorgeschlagen worden, jedes Kommando aus drei Impulsen zusammenzusetzen,
die bezüglich ihrer Länge oder ihres zeitlichen Abstandes in ganz bestimmter Beziehung
stehen müssen. Am Empfangsort ist dann ein Nachbildungsorgan, etwa nach Art eines
Weichensystems, vorgesehen, das durch den ersten Impuls in Umlauf versetzt wird.
Die weiteren Impulse müssen dann eine solche Dauer bzw. einen solchen zeitlichen
Abstand haben, daß ein Führungsstift nur dann durch das Weichensystem hindurchgeschleust
wird, wenn die Impulsfolge mit dem Umlauf des Weichensystems übereinstimmt. In dieser
Weise können mehrere Kommandos ausgesandt und empfangen werden, wodurch besondere
konstruktive Maßnahmen bzw. Relaisschaltungen erforderlich sind. Insgesamt sind
mittels derartiger Einrichtungen sieben Kommandos möglich.
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Häufig genügt jedoch diese Kommandozahl nicht, um den an die Fernsteuereinrichtung
gestellten Anforderungen gerecht zu werden.
Beispielsweise soll
mit ein und derselben Sendeeinrichtung die Ein- und Ausschaltring von Straßenlampen,
die Umschaltung von Mehrfachtarifzählern, die Ein- und Ausschaltung von Leistungsschaltern
und schließlich die Durchgabe von Luftschutzsignalen ermöglicht werden. Hierzu sind
im ganzen bereits neun Kommandos erforderlich, wenn man unterstellt, daß die Luftschutzwarnung
drei verschiedene Kommandos benötigt und die erwähnten Mehrfachtarifzähler nur zwei
Kommandos erfordern. Die Kommandozahl wird außerdem noch höher, wenn mittels der
Fernsteuereinrichtung auch die Zu- und Abschaltung bestimmter Verbraucher, z. B.
Warmwasserspeicher, durchgeführt werden soll, etwa zu dem Zweck, die Belastungskurve
des Kraftwerks willkürlich oder in Abhängigkeit von deren Verlauf auszugleichen.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fernsteuerung einer großen
Anzahl von an verschiedenen Stellen eines Energieverteilungsnetzes angeordneten,
zum Teil gleichartigen Apparaten durch Spannungsabsenkungs--bzw. Tonfrequenzimpulse
verschiedenen Zeitabstandes. Dabei wird eine Empfangseinrichtung benutzt, die nach
Art der Empfangseinrichtung im Hauptpatent 7005o8 ausgebildet ist. Zur Erhflhung
der Kommandozahl besteht erfindungsgemäß jedes Kommando aus fünf Impulsen veränderlichen
Zeitabstandes, aber stets gleichbleibender Gesamtsendezeit, und diese Impulse bewirken
mittels eines durch sie in Bewegung gesetzten Sperrstiftes nacheinander den Anlauf
der Empfangseinrichtung, die Gruppenvorwahl, die Kommandoauswahl und die Kommandoausführung.
Zur Durchführung aller dieser Vorgänge dient der erwähnte Sperrstift. und die Schaltvorgänge
werden durch Zusammenwirken des entsprechend den Impulsen bewegten Sperrstiftes
und einer während der Impulssendung umlaufenden Nockenscheibe bewirkt.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar bezeichnet St den Sperrstift, der an einem Arm um die Achse
A drehbar ist. Die Ruhelage des Sperrstiftes ist durch die gestrichelt gezeichnete
Stellung St, gegeben. Der Sperrstift vollführt unter der Wirkung einer nicht gezeichneten
Feder eine kreisförmige Bewegung, die jedoch absatzweise erfolgt und bei der die
einzelnen zurückgelegten Wegstrecken im wesentlichen durch den Zeitabstand der Impulse
bestimmt sind. Mit dem Sperrstift Sf ist nämlich. ein Zahnsektor verbunden, der
in bestimmten Stellungen durch eine von einem Relais betätigte Klinke festgehalten
bzw. freigegeben wird. Das Relais spricht auf die ankommenden Fernsteuerimpulse
an. Die Anordnung enthält ferner einen kleinen I-lilfsniotor konstanter Drehzahl,
zwecktnäßi< einen Synchronmotor, der durch den ersten Impuls eingeschaltet und
in Umdrehung versetzt wird und der vorteilhafterweise dazu benutzt wird, die den
Sperrstift bewegende Feder ständig neu zu spannen. Der Synchronmotor dient gleichzeitig
dazu, ein Nachbildungsorgan anzutreiben, das bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
in Form einet- Walze ausgebildet ist, deren Drehachse sich mit der Achse A kreuzt.
Dieses Nachbildungsorgan ist in der Zeichnung in der Abwicklung dargestellt und
bewegt sich, sobald der erste Kommandoimpuls ankommt. aus der gezeichneten Ruhelage
in der Pfeilrichtung unter der Bewegungsebene des Sperrstiftes hindurch. Die Zeichnung
zeigt den abgerollten JLantel der Walze, aus deren Ebene die schwarz gezeichneten
Teile hervorragen und Anschläge bilden, die bei der fortschreitenden Drehunder Walze
eine Hemmung der Bewegung des Sperrstiftes bewirken. Ein voller Umlauf der Walze
wird in der gleichen Zeit zurückgelegt. in der der Sperrstift einen vollen Unilauf
vollführt.
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Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Im Ruhezustand befindet sich der
Sperrstift, wie bereits erwähnt, in der gestrichelt gezeichneten Stellung St, und
wird hier entgegen der ihn beweg ,enden vorgespannten Feder durch den erwähnten
Zahnsektor gehalten. der mit dem Anker des Empfangsrelais verklinkt ist. Bei dein
ersten ankommenden Impuls wird nun beispielsweise das Empfangsrelais vorübergehend
aberregt bz-,v. dessen Erregung so weit geschwächt, daß der Anker abfällt und den
Zahnsektor bzw. den damit verbundenen Sperrstift freigibt. Unter der Wirkung der
vorgespannten Feder wird der Sperrstift aus der Ruhelage herausbewegt und fällt
zunächst gegen den Anschlag A,, der Walze. In dieser Lage wird der Sperrstift zunächst
gehalten. Gleichzeitig hiermit wird der Antriebsmotor der Empfangsanordnung ange
reizt und in Umlauf versetzt. so daß die Walze sich zu drehen beginnt. d. h. daß
ihre Abwicklung in der Pfeilrichtung mit gleichbleibender Geschwindigkeit verschol:en
wird. Nach kurzer Zeit hat sich der Anschlag A" an dem Sperrstift vorbeibewegt,
jedoch bleibt dieser in der augenblicklichen Stellung stehen, sofern der Impuls
voraussetzungsgernäPt nur ganz kurze Zeit gedauert hat. Infö1ge der Wiederkehr der
Spannung nach Impulsbeendi-@ung hat nämlich das Empfangsrelais seinen Anker wieder
angezogen und dadurch den Zahnsektor verklinkt. War dagegen der linpuls auf eine
Störung zurückzuführen. die sich ebenfalls in einer Spannungsabsenkung äußerte.
so hat dieser Vorgang unzweifelhaft
längere Zeit angedauert, so
daß in dem Augenblick, wo der Anschlag A0 den Stift verläßt, die erwähnte Verklinkung
noch nicht vorgenommen war. In diesem Falle verliert der Stift seine Stütze und
fällt unter der Wirkung der fortlaufend vorgespannten Feder gegen die rechte Seitenwand
A4 der Walzt und bleibt in dieser Stellung während eines ganzen Umlaufs liegen.
Erst gegen Ende des Umlaufs bietet sich dem .Stift die Möglichkeit,' durch die öffnung
L, in der rechten Seitenwand die Walze zu verlassen, einen vollen Umlauf auszuführen
und in die Ausgangsstellung zurückzukehren. Störimpulse, die sich durch Spannungsabsenkung
bemerkbar machen, werden also auf diese Art unschädlich gemacht.
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Zunächst wird angenommen, daß der erste Impuls ein Steuerimpuls war
und der Stift beim Verlassen des Anschlags AD bereits wieder verklinkt war. Eine
gewisse Zeit später muß der zweite Impuls eintreffen, der charakteristisch ist für
die Gruppe, in die das Kommändo einzureihen ist. Dieser Impuls muß beispielsweise
dann kommen, wenn sich der Anschlag G, der Walze in der Bahn des Sperrstiftes befindet.
In diesem Fall legt sich der durch den Impuls vorübergehend freigegebene Sperrstift
gegen den Anschlag G1 und wird nach Impulsbeendigung durch erneute Verklinkung festgehalten,
auch wenn der Anschlag G1 inzwischen weitergewandert ist. In der Abbildung ist eine
Reihe derartiger Anschläge gestrichelt angedeutet, und zwar befinden sich diese
Anschläge nicht auf derselben Walze, sondern auf verschiedenen Walzen mehrerer Empfangsgeräte
ist nur ein einziger derartiger Anschlag vorhanden, jedoch ist in jedem Fall der
Abstand dieses An-Schlags von der Ausgangsstellung der Walze ein anderer. Auf den
ersten ankommenden Impuls sprechen daher zunächst sämtliche Empfangsgeräte an; aber
schon beim zweiten Impuls wird die Gruppenauswahl vorgenommen insofern, als nur
bei den Empfangsgeräten derselben Gruppe der zeitliche Abstand zwischen dem ersten
und dem zweiten Impuls mit dem Abstand des Anschlags von der Nullstellung übereinstimmt.
Nur bei Geräten dieser Gruppe kommt daher der Sperrstift mit dem Anschlag Cil in
Berührung und wird in dieser Stellung weiterhin festgehalten. Bei allen anderen
Empfangsgeräten fällt der Sperrstift beim Eintreffen des zweiten Impulses ungehindert
gegen die rechte Seitenwand A, und wird nach vollendetem Ablauf der Walze wirkungslos
in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Kommt der zweite Impuls so spät, daß die
Anschläge G1 sämtlicher Empfangsgeräte die Bahn des Sperrstifts bereits passiert
haben, dann wird der Stift gegen einen der Anschläge A1 oder A. geleitet und danach
ebenfalls durch die öffnung Lo wirkungslos in die Ruhestellung zurückgebracht. In
jedem Fall ist dadurch verhindert, daß der Sperrstift einen der eigentlichen Schaltnocken
Ni bis N3 erreichen kann. ° Der dritte eintreffende Impuls dient zur Sicherstellung
der gewählten Gruppe und muß dann eintreffen, wenn der Anschlag G. in die Bahn des
Sperrstiftes gelangt. Auch in diesem Fall wird das Anlegen des .Sperrstiftes an
diesen Anschlag durch vorübergehende Aberregung des Empfangsrelais bewirkt, so daß
der Sperrstift unter der Wirkung der vorgespannten Feder bis in diese Stellung gebracht
wird. Auch jetzt ist der Impuls sehr kurz, so daß bei wiederkehrender voller Erregung
das Empfangsrelais den Zahnsektor und den Sperrstift in dieser Stellung verklinkt.
Erst wenn der Sperrstift richtig in diese Stellung gelangt ist, ist es möglich,
daß er die für die Einzelauswahl vorgesehenen Anschläge bzw. Schaltnocken erreichen
kann. In allen anderen Fällen wird, wie bereits erwähnt, der Sperrstift wirkungslos
abgelenkt. Voraussetzung ist hierbei, daß der Anschlag G. nur dann erreicht werden
kann, wenn vorher die Gruppenauswahl richtig erfolgt ist. -Nunmehr ist die betreffende
Kommandogruppe voraussetzungsgemäß richtig ausgewählt und sichergestellt. Der nächste
eintreffende Impuls, der vierte, ist der Einzelaus@vahlimpuls. Soll z. B. das Kommando
3 der durch den Anschlag Cri bestimmten Gruppe ausgeführt werden, so muß dieser
Impuls dann kommen, wenn der Anschlag E; sich in der Bahn des Sperrstiftes befindet.
Dieser Impuls bewirkt gleichermaßen wie vorher eine vorübergehende Aberregung des
Empfangsrelais, Entklinkung des Zahnsektors und eine Bewegung des Sperrstiftes unter
Federwirkung bis zu dem Anschlag E'3. Bei wiederkehrender Spannung wird die Verklinkung
wieder wirksam, und der Sperrstift wird in der erreichten Stellung gehalten, so
daß er nunmehr in der Lage ist, die für dieses Kommando vorgesehene Schaltnocke
N. zu erreichen. Bei einem anderen Kommando dieser Grüppe müßte dieser vierte Impuls
beispielsweise dann kommen, wenn der Anschlag Er, sich in der Bahn des Sperrstiftes
befindet. Auf der Walze sind drei derartige Anschläge für die Einzelauswahl vorgesehen,
d. h. es können innerhalb der vorher bestimmten Gruppe drei verschiedene Kommandos
zur Ausführung gebracht werden. In der Zeichnung sind gestrichelt andere Anschläge
angedeutet, die sich aber ebenfalls nicht auf dieser Walze, sondern auf anderen
Walzen befinden und in einem einem anderen Zweck dienenden Relais zur Wirkung kommen.
Der
fünfte und letzte Impuls bringt den Sperrstift in die eigentliche
Schaltstellung, d. h. er muß dann kommen, wenn eine der drei Schaltnocken NI bis
N3 in die Bahn des Sperrstiftes gelangt, und zwar diejenige Schaltnocke. die. durch
die vorhergehende Einzelauswahl wirksam gemacht werden soll. In dem beschriebenen
Fall, bei dem sich der Sperrstift zuletzt an dem Anschlag E'3 befand, ist dies die
Schaltnocke N.. Der Sperrstift fällt dann unter der sonst gleichartigen Wirkung
des fünften Impulses gegen die rechte Seitenwand der Schaltnocke N. und bleibt daran
beim Ablauf der Walze bis in die Endstellung liegen. Im Gegensatz zu vorher findet
allerdings hier keine Verklinkung mehr statt, so daß der Sperrstift nach Verlassen
der Schaltnocke N. ungehindert durch die Öffnung Lo in seine Ausgangsstellung zurückkehren
kann. Die Schaltnocken Ni bis N3 können beispielsweise so ausgeführt sein, daß sie
aus der Oberfläche der Walze verschieden weit hervorstehen, d. h. daß mit fortschreitendem
Ablauf der Walze der Sperrstift eine unterschiedliche Auslenkung parallel zu seiner
Drehachse erfährt. Dadurch wird ein Schaltorgan, beispielsweise ein Quecksilberschaltrohr,
in verschiedene Stellungen gebracht und dementsprechend ein örtlicher Steuerstromkreis
geschlossen.
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Die Einrichtung kann auch so getroffen sein, daß zwischen den Stellungen
S1 und S. der Walze, d. h. wenn der Sperrstift sich in diesem Bereich befindet,
der Empfangsmagnet durch einen Wellenkontakt überhaupt abgeschaltet wird. Auch dadurch
wird erreicht, daß sich der Sperrstift nach Verlassen der Schaltnocken frei bewegen
kann und durch die Öffnung Lo in die Ausgangsstellung zurückfällt. In dieser Stellung
muß allerdings der Empfangsmagnet durch den Wellenkontakt wieder eingeschaltet sein,
damit die Empfangsanordnung für das nächste Kommando bereit ist. Hat die Walze in
dieser Weise eine volle Umdrehung zurückgelegt, so wird auch der Antriebsmotor abgeschaltet.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel können daher sieben Gruppen von Kommandos
ausgesandt werden, wobei jede Gruppe sieben Kommandos umfassen kann. Mit Empfangsanordnungen
dieser Art ist es daher möglich, daß durch fünf Spannungsabsenkungen in geeignetem
Zeitabstand insgesamt 49 Kommandos ausgeführt werden können. Das Ausführungsbeispiel
wurde hierbei unter diesem Gesichtspunkt beschrieben, weil der hierzu erforderliche
Sender einfach aus einem Leistungsschalter besteht, der zwecks Erzeugung der Impulse
kurzzeitig geöffnet wird. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Impulse
in anderer Weise, z. B. mittels Tonfrequenz, zu übertragen. An der Wirkung der Empfangsanordnung
ändert sich hierdurch nichts.