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Einrichtung zur Fernsteuerung Die Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung
zur wahlweisen Einstellung eines oder mehrerer Schalter über einen einzigen Steuerkanal
mittels Steuersignale von verschiedener Zeitdauer. Solche Einrichtungen werden in
erster Linie für Zen tralkommandoanlagen verwendet. Ihre Aufgabe besteht darin,
in einem Stromverteilungsnetz an den Verbraucherstellen gewisse Schaltvorgänge durch
Signale, die von einem zentralen Sender ausgehen, zu steuern. Meist wird für die
Steuerung eine bestimmte Tonfrequenz verwendet, deren Spannung der Netzspannung
überlagert und am Empfangsort ausgesiebt wird. Es ist bekannt, hierfür elektromechanische
Resonanzrelais zu verwenden. Der Hauptnachteil solcher Relais ist, daß sie relativ
viel Steuerenergie benötigen, was entsprechend große Sendeanlagen bedingt. Ferner
lassen sich mechanische Resonanzrelais nur für relativ niedrige Frequenzen bis etwa
Zoo Hz verwenden. Die Verwendung höherer Frequenzen bringt aber große Vorteile,
da sowohl die Einkopplung wie die Abdrosselung wesentlich einfacher werden. Es wurde
daher schon mehrfach vorgeschlagen, die Empfangseinrichtung mit einem Verstärker
auszurüsten. Für Steuervorrichtungen, die jahrelang betriebssicher arbeiten sollen,
eignet sich als Verstärker ein Kaltkathodenglimmrelais besonders gut. Glimmrelais
lassen sich praktisch leistungslos steuern und sind bis zu den höchsten für Fernsteuerungen
in Frage kommenden Frequenzen (2o ooo Hz) verwendbar. Die zur AussiebungderSteuersignale
dienenden Resonanzkreise sind somit praktisch unbelastet, was sich sehr vorteilhaft
auf die Resonanzgüte auswirkt. Prinzipiell lassen sich derartige Empfänger praktisch
leistungslos steuern. Es sind aber Grenzen gesetzt durch
den Störpegel,
bedingt durch Schaltvorgänge, Funkenbildungen usw. Glimmrelais sind in weit höherem
Maße auf kurzzeitige Störungen anfällig als gewöhnliche Resonanzrelais, einerseits
weil die erforderliche Steuerleistung viel kleiner ist, d. h. weil relativ kleine
Störspannungen genügen, um die Zündung einzuleiten, anderseits weil die Ansprechzeit
sehr kurz ist. Die bekannten Fernsteuervorrichtungen unter Verwendung von Glimmrelais
haben daher fast alle den Nachteil, gegen Störspannungen empfindlich zu sein, so
daß sie häufig Fehlschaltungen auslösen. Es ist daher mit den bisher bekannten Anordnungen
nicht möglich, die hohe Empfindlichkeit der Glimmrelais auch nur annähernd auszunutzen.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung isst, durch Kombination der Glimmrelais
mit geeigneten Zeitschalteranordnungen diese Störanfälligkeit herabzusetzen und
somit bei erhöhter Empfindlichkeit Fehlschaltungen auszuschalten. Die Störfreiheit
wird erreicht durch eine Anordnung, die bewirkt. daß ein Signal, welches nicht eine
gewisse Mindestdauer aufweist, keine Schaltung auslöst, daß ferner die Auslösung
einer Schaltung nicht beeinträchtigt wird, wenn das Steuersignal diese --\Zinde,stdauer
um einen- bestimmten Betrag überschreitet und daß nach Abbruch eines Störsignals
dessen Wirkung sofort aufgehoben wird, so daß sich die Wirkungen einer Reihe von
Störsignalen nicht akkumulieren.
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Die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kennzeichnet sich
dadurch, daß das Glimmrelais mit einer Zeitschalterv orrichtung so zusammenarbeitet,
daß nach einer in bestimmten Zeitgrenzen ununterbrochen andauernden Zündung des
Glimmrelais ein bestimmter Schaltvorgang ausgelöst wird.
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Die Erfindung wird an Hand von Figuren näher erläutert.
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Fig. z und z zeigen beispielsweise den mechanischen Teil der Zeitschaltervorrichtung;
Fig.3 zeigt eine Gesamtschaltung der Anordnung.
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Die Zeitschaltervorrichtung besteht in den nachfolgend beschriebenen
Fällen aus einem mit Klinken versehenen Drehelement, das durch einen Motor, z. B.
einen Synchronmotor, angetrieben wird und mit Schaltern so zusammenwirkt, daß während
des Zündens des Glimmrelais das Drehelement vorwärts gedreht wird, wobei nacheinander
Schalterbetätigungsorgane in den Wirkungsbereich des Drehelementes gelangen und
nach Löschen des Glimmrelais das Drehelement wenigstens um einen Teil der Vorwärtsbewegung
zurückgedreht wird, wohei das Drehelement auf dasjenige Schalterbetätigungsorgan
einwirkt, welches bei der Vorwärtsbewegung zuletzt in den Wirkungsbereich des letzteren
gelangt ist.
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In Fig. z stellt der Schaltarm A das Drehelement dar, das sich während
der Dauer der Steuersignale durch eine spezielle nicht gezeichnete Antriebsvorrichtung
in Richtung des Uhrzeigersinnen dreht. Die Drehbewegung dauert so lange, als die
Steuersignale andauern. Der Schaltarm .4 enthält eine um 24' drehbare Schaltklinke
K, die durch die Druckfeder F1 je nach Stellung in eine der beiden Ruhelagen, gegeben
durch die Anschläge Bi bzw. B2, gedrückt wird. Der Schaltarm selbst erfährt durch
die Spiralfeder F2 in Richtung des Gegenuhrzei.gersinnes ein Drehinoinent und liegt
in der Ausgangslage (schraffiert gezeichnet) am Anschlag B3 an, wodurch gleichzeitig
die Klinke K auf den Anschlag Bi zu liegen kommt.
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Dreht sich der Schaltarm zufolge eines Signals. so wird die Feder
F2 noch mehr gespannt. Bricht das Signal nach relativ kurzer Zeit, z. B. bei der
punktiert eingezeichneten Stellung I der Klinke ab, so wird der Schaltarm durch
die Feder F2 in seine Ausgangslage zurückgedreht. Der Mechanismus wird zweckmäßig
so ausgeführt, daß die Rückdrehung in bezug auf die Vorwärtsdrehung relativ rasch
erfolgt, daß bei einer Reihe von Störsignalen der Arm jeweils in der Zwischenzeit
sofort in dieAusgangslage zurückfällt. Dadurch wird eineAkkumulierung von nicht
zusammenhängenden Störsignalen vermieden. Bei einem längeren Signal dreht sich der
Arm weiter, die Klinke K gleitet über den Nocken Ni hinweg. Wird das Steuersignal
dann abgebrochen, so dreht die Feder F2 den Arm in die punktiert eingezeichnete
Position 1T zurück und bewirkt dabei eine Drehung des Hebels H, um das Zentrum 7_i.
Anschlag B, und B, begrenzen die Hebelbewegung. Der Hebel verhindert ein weiteres
Zurückdrehen des Schaltarmes f1. In dieser Zwischenstellung ist die Anordnung wieder
gegen kurzzeitige Störsignale unempfindlich, indem der Arm wohl eine Drehbewegung
beginnt, aber sofort wieder zurückfällt. Durch ein neues Steuersignal kann der Schaltarm
A weitergedreht werden, bis die Klinke K den .Nocken N, passiert hat. Anschließender
SignallinterbrucÜ bewirkt erneut teilweises Zurückdrehen des Schaltarmes und dadurch
Drehung des Hebels H2. Die Hebel können mit Schaltern so gekuppelt sein, daß jeder
Hebelstellung eine Schaltstellung entspricht. Dabei kann die Rückstellung der Hebel
entweder durch eine Feder erfolgen, oder es können zwei Hebel mechanisch so miteinander
gekuppelt sein, da8 Drehung des einen Rückdrehung des andern bewirkt. Die eigentliche
Schaltung kann so erfolgen, daß jeder Hebelstellung eine Schaltstellung entspricht,
sie kann aber auch in bekannter Weise so vorgesehen «>erden, daß jeder Druck auf
den Hebel den Schalter jeweils in die entgegengesetzte Stellung bringt. Uni den
Steuerarm A nach erfolgter Schalterbetätigung wieder in seineAusgangslage zurückzubringen,
läßt man ihn durch ein weiteres Steuersignal drehen. bis die Klinke K am
Anschlag B4 ansteht (punktiert eingezeichnete Position 11I). Dabei wird die
Klinke in die Ruhelage, gegeben durch den Anschlag B2, gedreht. Nach Abbruch des
Steuersignals wird der Schaltarm durch die Feder F2 in seine Ausgangslage zurückgedreht
und die Klinke K durch den Anschlag B3 in ihre Arbeitsstellung,
gegeben
durch den Anschlag B1, gebracht. Es ist selbstverständlich, daß durch diese Anordnung
eine größere Anzahl von Hebeln gesteuert werden kann, wobei durch passende Wahl
der Impulsdauer jede Schalterkombination erreicht wird. Dabei kann jeder Hebel einzeln
durch Drehung des Schaltarmes aus der Ausgangsstellung eingestellt werden, oder
die Steuerung kann schrittweise erfolgen, indem z. B. nach erfolgter Einstellung
des Hebels Hl ein Zusatzsignal gegeben wird, das den Arm bis über den nächsten zu
steuernden Nocken dreht.
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Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung einer anderen Ausführung.
Statt eines Schaltarmes ist hier eine drehbare Scheibe S vorhanden, auf der zwei
Klinken K und K' aufgebracht sind. Diese sind um H bzw. 31' drehbar und werden
durch die Feder F1 bzw. F1 in eine der beiden Stellungen, gegeben durch die Anschlagbolzen
B1, B2 bzw. B1', B.', gedrückt, wobei Anliegen an B1 bzw. Bi die Arbeitsstellung
und Anliegen an B2 bzw. B2 die Rücklaufstellung ist. Die Klinken tragen an ihren
Enden Schaltstifte St bzw. St', welche senkrecht zur Scheibenebene stehen. In der
Bahn dieser Schaltstifte befinden sich Drehhebel Hl, H2, H3 . . .
von Schaltern,
welche um Z1, Z2, Z3 . . . drehbar sind, wobei jeder Hebel in zwei Stellungen durch
Anschläge fixiert ist. Die Hebel sind einseitig von Führungsstücken G1, G2, G3 .
. . umschlossen, welche ein. leichtes Vorbeigleiten der Stifte St bzw. St'
in der einen Richtung ermöglichen. Hebel, Anschlagbolzen und Führungsstücke sind
in einer zweiten Ebene parallel zur Drehscheibe angeordnet, so daß lediglich die
Schaltstifte St und St' in die Schalterebene hineinragen. Auf die Scheibe
wirkt wiederum durch die Feder F2 eine Kraft dm Gegenuhrzeigersinn. Die Ausgangsstellung
der Scheibe ist durch Anschlag B3 gegeben. Die Schalterbetätigung erfolgt analog
zu der in Fig. i beschriebenen. Beim Drehen der Scheibe im Uhrzeigersinn gleiten
die Schaltstifte St, St' über die Führungsstücke G hinweg, wobei durch gestaffelte
Anordnung bewirkt wird, daß der Stift St' zeitlich mit einem gewissen Abstand gegenüber
dem Stift St folgt. Befindet sich z. B. der Stift St zwischen Schalter i und z,
St' jedoch noch vor Schalter i, so bewirktAbbruch des Signals mit anschließender
Rückdrehung der Scheibe Drehung des Hebels Hl im Uhrzeigersinn. Wird Drehung von
Hl im Gegenuhrzeigersinn gewünscht, so ist das Signal dann abzubrechen, wenn der
Stift St' über die Führung G1 hinweggeglitten ist, jedoch St den zweiten
Schalter noch nicht passiert hat. In analoger Weise können die bisherigen Schalter
in die eine oder die andere Stellung gebracht werden. Nach Betätigung eines Schalters
bleibt die Scheibe jeweils in der entsprechenden Stellung stehen, bis sie durch
neue Steuersignale weitergedreht wird. Die Rückführung der Drehscheibe in die Ausgangsstellung
wird in der Weise vollzogen, daß man die Scheibe bis in die Endstellung, gegeben
durch Anschlag B4, drehen läßt. Dabei werden die Stifte St und St' durch die beiden
Endführungen E, E' in die Rücklaufstellung gedreht. Wird das Signal dann unterbrochen,
so stehen beim anschließenden Rücklauf die Stifte nicht mehr an den Schaltern an,
so daß sich die Scheibe bis in die Anfangsstellung, gegeben durch B3, zurückdrehen
kann. Kurz vor der Ausgangsstellung werden die Schaltstifte St, St' durch
die Anfangsführungen A, A' wieder in die Arbeitsstellung gedreht.
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Die beschriebenen Anordnungen zeigen nur zwei der vielen möglichen
Ausführungsformen der Zeiitschaltereinrichtung. Selbstverständlich kann die konstruktive
Durchbildung in sehr verschiedener Weise erfolgen. So kann z. B. die Rückführung
des Drehelementes statt durch Federkraft durch motorische Kraft erfolgen, z. B.
durch Umkehr der Drehrichtung des Antriebsmotors. Drehelement, Klinke und Schalter
können auch so ausgebildet sein, daß der Schaltarm nach Abbruch eines Signals zwar
einen Schaltvorgang auslöst, aber nicht in einer Zwischenruhelage stehenbleibt,
sondern automatisch in die Ausgangsstellung zurückfällt. In Fig. 3 wird beispielsweise
gezeigt, in welcher Weise diese Zeitschaltervorrichtung in die Gesamtschaltung eingegliedert
wird. Die Bezeichnungen sind: Tr Resonanztransformator, C Kondensator des Resonanzkreises,
L, L' Netzleitungen, G Glimmrelais, R Zwischenrelais, M Antriebsmotor. Die
der Leitung L, L' überlagerte Steuerfrequenz wird durch das Resonanzsystem C-Tr
ausgesiebt und bewirkt Zündung des Glimmrelais G. Als Antriebsmotor wird zweckmäßig
ein Synchronmotor verwendet oder ein anderer Motor, dessen Drehzahl unabhängig von
den üblichen Netzspannungsschwankungen ist. Die Steuerung des Motors kann auf verschiedene
Weise erfolgen. Zum Beispiel kann das Zwischenrelais den Antriebsstrom einschalten,
oder es betätigt bei ständig laufendem Motor eine Kupplung zwischen Motpr undDreharm.
Selbstverständlich kanndas Zwischenrelais beide Funktionen gleichzeitig erfüllen,
d. h. es kann sowohl eine Kupplung betätigen, als auch den Motorstrom schalten.
Es ist auch möglich, ohne Zwischenrelais zu arbeiten, indem der durch das Glimmrelais
fließende Strom den Motor direkt antreibt.
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Es ist klar, daß das Zwischenrelais schon bei kurzen Störimpulsen
anspricht. Obwohl dies keine Fehlschaltungen auslöst, kann dies insofern ein Nachteil
sein, als der Antriebsmechanismus bei jedem Störimpuls in Bewegung gesetzt wird
und dadurch ein starker Verschleiß eintritt. Dies kann vermindert werden durch Verwendung
eines Zwischenrelais mit Anzugverzögerung, z. B. unter Verwendung einer Spule mit
Kurzschlußring. Sofern Zwischenrelais vorgesehen werden, sind Glimmrelais mit Gleichrichterwirkung
zweckmäßig, da diese die Verwendung gewöhnlicher Gleichstromrelais erlauben.