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Selektive Empfangseinrichtung für Fernwirkanlagen Die Erfindung bezieht
sich auf eine selektive Empfangseinrichtung für Fernsteuerung durch einen dem Stromversorgungsnetz
überlagerten und in einem besonderen Rhythmus modulierten Tonfrequenzstrom. DieseEinrichtung
besteht im wesentlichen aus einem Schwingzungenrelais mit mechanischer Resonanz
und aus mindestens einem Steuerrelais, -das auf eine der Modulationsfrequenzen mechanisch
abgestimmt ist. Sie kennzeichnet sich dadurch, .daß die Schwingzunge, die auf eine
die Tonfrequenz etwas unterschreitende Frequenz abgestimmt ist, durch eine intermittierende
Kontaktgebung oder mechanisch auf eine zweite Zunge einwirkt, deren Eigenschwingungszeit
gegenüber derjenigen der Schwingzunge groß ist, so daß die Wirkung !dieser zweiten
Zunge an dem ,Steuerrelais Antriebsimpulse im Rhvthmws der Modulation hervorruft.
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Der Grundge-danike der Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit
einigen Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung beschrieben.
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Abb. i zeigt schematisch eine Einrichtung, bei welcher die Schwingzunge
des Relais mit mechanischer Resonanz bei der Frequenz des Modulationsrhythmus einen
Kontakt an der eine große EigenscÜwingungszeit besitzenden Zunge hersteillt, durch
welchen
Impulse in einen Kreis geschickt wenden, der wenigstens ein Steuerrelais enthält,
dessen bewagliohes Organ mechanisch auf den Modulati.onsrhythmus abgestimmt ist,
so daß es in Resonanz gebracht wird; Abb. 2 zeigt eine Anordnung, die noch demselben
Prinzip wie diejenige der A:bb. r arbeitet, bei welcher jedoch ein Hilfssteuermotor
hinzugefügt ist; Abb. 3 zeigt eine Ausführungsform dieses Hilfsmotors in Verbindung
mit dem Steuerpendelrelais; Abb. q. zeigt eine Einrichtung, bei welcher die Schwingzunge
mit :der Frequenz des Modulationsrhythmus mechanische Impulse auf @die eine große
Eigensch.wingungszeit besitzende Zunge gibt, und diese ist mit wenigstens einer
auf der Achse des Kreispendels eines Steuerrelais angebrachten Spiralfeder verbunden,
wobei die Eigenschwingungszeit dieses Pendels auf den Modulationsrhythmus abgestimmt
ist, so :daß es in Resonanz gebracht wird.
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In Abb. r sind A und B,die beiden Klemmen eines Netzes mit
technischer Frequenz, welchem ein in einem besonderen Rhythmus modulierter Tonfrequenzstrom
überlagert werden kann. Zwischen diesen Klemmen sind zwei parallele Kreise angeschlossen.
Der erste Kreis enthält die WicklungBR3 eines Resonanzrelais in Reihe mit einem
Kondensator C und bildet einen auf die gesendete Tonfrequenz abgestimmten Resonanzkreis.
Der zweite Kreis enthält die Wicklung BR4 eines Steuerpendelrelais RR4, die ,Schwingzunge
LV, des Resonanzrelais, welche mechanisch auf .die gesendete Tonfrequenz abgestimmt
ist, und - eine zweite Zunge L, deren Eigenschwingu.ngszeit gegenüber der Eigemschwingungszeit
der Zunge LV, groß ist. Diese besitzt an ihrem freien Ende einen Kontakt IR., der
normalerweise durch die Zunge L geschlossen wird.
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Wenn in dem Netz keine Tonfrequenz gesendet wird, welche der elektrischen
und mechanischen Resonanz des Relais BR, und seiner Schwingzunge LV 3 entspricht,
bleibt deren Kontakt IR, in Ruhe; es fließt dann durch die Wicklung BR4 des Relais
RR 4 ein schwacher Strom mit technischer Frequenz, der eine dauernde, äußerst geringe
Anziehung des Pendels bewirkt.
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Wenn in das Netz ein Tonfrequenzstrom geschickt wird, welcher der
elektrischen und mechanischen Resonanz des Relais BR, entspricht und mit einem Rhythmus
moduliert ist, welcher der Eigenfrequenz des Pendels des Relais RR4 entspricht,
schwingt die Zunge LV3, und ihre Schwingungen bewirken Unterbrechungen des Kontaktes
mit der Zunge L, die im Rhythmus der Modulationsfrequenz erfolgen. Der die Wicklung
ßR4 -durchfließende- Strom wird daher kurzzeitig im Modulationstakt unterbrochen
und wiederhergestellt, so daß das Pendel des .Steuerrelais RR4 eine Folge von elektromagnetischen
Impulsen erhält, die seiner Eigenfrequenz entsprechen. Es wird in Schwingung versetzt
und nimmt eine immer größer werdende Anplitude an, welche die Ausführung einer Steuermaß.n.ahme
gestattet. Der Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sendungen der modulierten
Tonfrequenz muß dabei größer sein als die Zeit, welche das Relais BR4 zur Ausführung
seines ,Steuervorgangs benötigt.
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Die Schwingzunge LV, soll vorzugsweise auf eine Frequenz abgestimmt
sein, welche die gesendete Tonfrequenz etwas unterschreitet.
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Abb.2, in welcher die Bezugszeichen dieselbe Bedeutung haben wie in
Abb. z, unterscheidet sich von dieser durch die Hinzufügung eines Hilfsmotors S1l14,
welcher das @ Schließen und Öffnen eines Schalters IT betätigt. Der Widerstand R2
liegt parallel zu den beiden Kreisen, von welchen der eine das Resonanzrelais (Wicklung
BR, und Kondensator C) enthält und der andere die Wicklung BR4 des Steuerrelais
RR4, die Zunge L, die Schwingzunge LV, ,und den Kontakt 1R3 umfaßt. Der Hilfsmotor
SDi14 wird im wesentlichen aus einem selbstanlaufenden Synchronmotor, wie sie bei
elektrischen,Synchronuhren Verwendung finden, oder aus einem kleinen Asynchronrnotor
mit sehr einfachem Aufbau gebildet, wie er in Abb. L schematisch angegeben ist.
Der Hilfsmotor SM4 wind von der Nutzspannung mit technischer Frequenz dauernd gespeist,
jedoch ist der ihn durchfließende Strom sehr schwach und ohne nachteilige Würkung.
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Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung wird auch auf Abb.
3 Bezug genommen, die eine Ausführungsform des Hilfsmotors SAV14 in Verbindung mit
dem Steuerpen:delrelais zeigt. In dieser Abbildung entsprechen gleiche Bezugszeichen
denselben Teilen der Abb. r und 2.
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In Abb.3 ist CL4 eine Klinke, die durch die ständige Umdrehung .des
Hilfsmotors SM4 fortlaufend eine Hinund@herbewegung ausführt. Die Welle des Hilfsmotors
ist bei 0M angegeben. Diese Klinke erfaßt bei jedem Hub das Klinkenrad RR2.
-Der Umfang dieses Rades ist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen
ungezahnt, und folglich wird die Klinke, -wenn das Rad RR2 sich in der Stellung
mach Abb. 3 befindet, abgleiten, ohne das Rad in Drehung zu versetzen. Das Pendel
des Relais RR4 isst mit einer Klinke CL4 ausgestattet, und wenn es sich in der Ruhelage
befindet, liegt das Ende dieser Klinke, wie in Abb. 3 gezeigt, zwischen zwei Zähnen.
Der Tauchkern PM de!s Pendels besteht aus weichem Eisen oder lamellierten Blechen.
Wie schon erwähnt, ist er einer schwachen, ihn nicht merklich verschiebenden Anzugskraft
FA unterworfen, weil die Wicklung BR4, solange keine Schwingung der Zunge LV, auftritt,
dauernd gespeist wird. Das Klinkenrad RR, trägt zwei diametral entgegengesetzte
Stifte G1 und G2. Diese Stifte arbeiten mit einem sternförmigen Nocken C, zusammen,
der bei dem dargestellten Beispiel sechs Zähne besitzt. Die Feder s drückt auf den
Nocken Ce, so daß dieser sich um eine sechstel Umdrehung mit plötzlicher Drehbewegung
dreht. Der mit dem Nocken C, fest verbundene Nocken Ct bewirkt das plötzliche Öffnen
oder Schließen der Zungen des zu steuernden Schalters IT.
Die in
Abb. 2 und 3 gezeigte Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Wenn in das Netz
ein der elektrischen und mechanischen Resonanzdes Relais BR, entsprechender und
im Rhythmus der Eigenfrequenz des Pendels des Relais RR-, modulierter Tonfrequenzstrom
geschick wird, kommt die Zunge 'LV, in rhythmische Schwingungen, und der die Wicklung
BR4 durchfließende Strom wird kurzzeitig im Modulationstakt unterbrochen und wiederhergestellt.
Die elektromagnetische Anzugskraft FA wird demnach in diesem Takt unterbrochen und
wiederhergestellt. Das Pendel des Relais RR4 wird in Schwingung versetzt und nimmt
eine immer größere Amplitude an. Die Dauer der Sendung ist so bemessen, daß die
Klinke CL4 .das Klinkenrad RR., um wenigstens einen Zahn weiterdreht.
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Wie ersichtlich, bedarf es dazu einer sehr geringen Antriebskraft,
solange die Stifte G1 und G, den sternförmigen Nocken C, nicht erreichen. Die Selektivität
des Relais RR4 ist folglich sehr gut, da die Dämpfung sehr schwach ist. Wenn der
nicht gezahnte Teil des Klinkenrades RR2 durch die Einwirkung des Pendelrelais überschritten
ist, treibt der Hilfsmotor SAT4 das Klinkenrad weiterhin langsam an, um den Umlauf
von einer halben Umdrehung zu vollenden. Am Ende dieses Weges betätigt der Nocken
Cl den Schalter 1T. Die dann verfügbare Kraft ist sehr groß, da das verfügbare Drehmoment
auf Grund der großen Untersetzung zwischen dem Motor und der Welle 0-7 sehr erheblich
ist. Der sternförmige Nocken C, kann somit vollkommen sicher in Umdrehung versetzt
werden.
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Das Rad RR2 kommt nach der Betätigung des Sehalters 17' zum
Stillstand, da in diesem Augenblick die Klinke CL4 erneut auf einem nicht gezahnten
Teil des Rades RR, aufliegt. Die Einrichtung ist dann bereit, um bei der folgenden
Sendung erneut in Tätigkeit zu treten.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Abb. q.
ist LV., die Schwingzunge eines Relais mit elektromechanischer Resonanz, dessen
Wicklung BR, in Reihe mit einem nicht dargestellten Kondensator liegt. Die aus der
Wicklung BR, und dem Kondensator bestehende Anordnung ist an die Klemmen eines Netzes
mit technischer Frequenz angeschlossen, welchem ein in einem besonderen Rhythmus
modulierter Tonfrequenzstrom überlagert werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Ablb. .4 ist die Zunge LV. an ihren beiden Enden eingefaßt, und ihre
mechanische Spannung ist durch die Schraube V so regelbar, daß ihre Eigenschwingungszeit
der Periode des Tonfrequenzstromes sehr angenähert wird. Auf die Zunge LTl6 legt
sich durch einen mechanischen Kontakt i eine weitere Zunge LVV die eine sehr viel
größere Eigenschwin.gungszeit besitzt. Am Ende der Zunge LTh ist das Ende der Spiralfeder
SP3 befestigt, die auf der Achse des Kreispendels eines Steuerrelais RR, angebracht
ist. Die Eigenschwingungszeit des Pendels des Relais RR8 ist durch die Konstruktion
auf .den Modulationsrhythmus der Tonfrequenz geregelt. Unter der Einwirkung des
modulierten tonfrequenten Steuerstromes wird die Zunge LV ? im Takt der Modulation
um eine konstante Höhe angehoben, da sie auf Grund ihrer verhältnismäßig großen
Eigenschwingungszeit den sehr schnellen Schwingungen von Lb's nicht folgen kann
und ihr Hub durch einen Anschlag V' begrenzt wird. Als Folge davon wird das Ende
der Spiralfeder in dem odulationstakt verschoben, und das Pendel RR8 2
empfängt
einen konstanten Impuls mit einer der Modulation entsprechenden Periode. Wenn die
Resonanzbedingung erfüllt wird, nimmt es eine sehr große _-'implitude an und kann
durch Schließen eines Kontaktes oder auf andere Weise den Steuervorgang ausführen.
Gemäß Abb. 4. erfolgt die Steuerung durch den Schluß des Kontaktes IR., der von
einem von RR8 angetriebenen beweglichen Teil und einer fest angeordneten, jedoch
etwas nachgiebigen Zunge gebildet wird. Durch die Zunge Ll'7 können gegebenenfalls
mehrere nebeneinander angeordnete Pendel angetrieben werden.