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Empfangsrelais, insbesondere für U berlagerungs Ternsteueranlagen
Bei Überlagerungs-Fernsteueranlagen, bei denen beispielsweise im Starkstromnetz
tonfrequente Impulse überlagert werden, ist es mit Rücksicht auf günstige Ausbreitung
der Überlagerungsenergie vorteilhafter, mit weniger, eng beieinanderliegenden Frequenzen,
vorzugsweise mit nur einer einzigen Frequenz, zu arbeiten. Allerdings fallen dann
die Empfangsrelais teurer aus, namentlich wenn sie mit von einem Zeitlaufwerk angetriebenen
Wählern arbeiten. Die Erfindung geht darauf aus, die Empfangsrelais durch Verzicht
auf ein Laufwerk zu verbilligen, und verwendet in an sich bekannter Weise für die
Wähler ein Schrittschaltwerk. Empfangsrelais mit Schrittschaltwerken leiden aber
an dem Mangel, daB beim Ausbleiben von Impulsen oder beim Auftreten von Störimpulsen
die Wähler in Unordnung geraten, so daB der Fernsteuerbetrieb gestört ist und bei
den entsprechenden Impulssendungen nicht mehr die richtigen Femsteuerakte vollzogen
werden.
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Die Erfindung vermeidet diese Mängel. Erfindungsgemäß hat das Schrittschaltwerk,
das einen Wähler aus einer Ausgangsstellung fortschaltet, wenn entsprechende Impulse
gesendet werden, zwei Antriebe, von denen der eine nur bis zu einer bestimmten Wählerstellung
(Endstellung) fortschalten kann, in der der andere, der den Wähler in die Ausgangslage
bringt, erst nach einer gewissen Verzögerung in Tätigkeit treten kann. Man ist dadurch
in der Lage, von Zeit zu Zeit oder bei jeder Sendung eine Ordnungsschaltung in folgender
Weise durchzuführen: Man schaltet durch Impulssendungen im ÜberschuB alle Wähler
der Anlage, also auch etwa zurückgebliebene, mit dem ersten Antrieb bis zur Endstellung
durch, wartet dann die Verzögerungsdauer für den zweiten Antrieb ab und bringt dann
durch Betätigung des zweiten Antriebes sämtliche Wähler von der Endstellung in.
die Ausgangsstellung.
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Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele
näher erläutert. In Fig. i ist an ein Starkstromnetz N über einen Kondensator i
ein Erregermagnet z für eine schwingfähige Zunge 3 angeschlossen. Der Magnetkreis
i, 2 und die Zunge 3
sind auf die Überlagerungsfrequenz abgestimmt.
In den Schwingungsweg der Zunge 3 strebt ein Taster 4, der in bekannter Weise als
mechanischer Akkumulator wirkt und den einen Kontakt eines Schalters 5 bildet, dessen
anderer Kontakt mit 6 bezeichnet ist. In die Bahn des Tasters 4 ragt in kaltem Zustand
eine Bimetallfeder 7, die ihn in der Schließstellung des Schalters 5 sperren kann,
ihn aber in warmem Zustand, wenn sie durch eine Wicklung 8 geheizt wird, durch Ausbiegen
in der Pfeilrichtung freigibt. Die Heizwicklung 8 liegt über dem Schalter 5 am Netz
N.
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Der Schalter 5 schaltet einen Magneten 9 eines als erster Antrieb
dienenden Schrittschaltwerkes io mit einem Klinkenrad ii und einer Fortschaltklinke
i2. Die Verzahnung des Rades ii hat bei 13 eine Lücke. Dieses Rad sitzt zusammen
mit Nockenscheiben 14, 15 und einer Scheibe 16 für einen zweiten Antrieb ioo auf
einer durch 17 angedeuteten gemeinsamen Welle.
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Die Scheibe 14 hat einen Nocken iT, der einen Schalter 18 für eine
Heizwicklung i9 einer Bimetallfeder 2o schließen kann; diese Feder trägt einen beweglichen
Kontakt 21 eines Schalters 22, dessen feststehender Kontakt mit 23 bezeichnet ist.
An den Schalter 22 ist unmittelbar oder mittelbar über ein Schütz der fernzusteuernde
Apparat angeschlossen.
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Die Scheibe 15 kann mit einem Nocken 24 einen Schalter 25 für eine
Heizwicklung 26 einer Bimetallfeder 27 schließen. Diese Bimetallfeder sperrt in
kaltem Zustand eine auf die Überlagerungsfrequenz abgestimmte Resonanzzunge 28,
die mit einer Klinke 29 einen verzahnten Teil 3o der Scheibe 16 fortschalten
kann. Der Bereich der Verzahnung 3o entspricht der Verzahnungslücke 13 des Rades
ii. Die Zunge 28
kann durch einen Magneten 31, der mittels eines Kondensators
32 elektrisch auf die Überlagerungsfrequenz abgestimmt ist, in Schwingungen versetzen,
falls die Bimetallfeder 27 nach Aufheizung und nach Ausbiegen in der Pfeilrichtung
die Zunge freigibt, jedoch braucht die Zunge 28 nicht unmittelbar die Klinke 29
zu betätigen, sondern man kann diese Klinke auch an einem in den Schwingungsweg
dieser Zunge strebenden Taster anbringen, und man kann dann gegebenenfalls. statt
der Zunge den Taster durch die Bimetallfeder sperren lassen, ähnlich wie bei der
Anordnung 3 bis 7.
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Die Nockenscheibe 14 ist einstellbar auf der Welle 17 angebracht;
sie bildet den eigentlichen Wähler. Je nach der Einstellung der Scheibe 14 wird
der Schalter 18 bei verschiedenen Stellungen der Welle 17 geschlossen. Bei Empfangsrelais,
die verschiedene Schaltungen zu verschiedenen Zeitpunkten auszuführen haben, ist
demnach die Scheibe 14, also die Wähler, verschieden eingestellt. Natürlich kann
die -Scheibe 14 auch zwei oder mehr Nocken zur Betätigung verschiedener Schalter
haben, so daß mit dem gleichen Empfangsrelais je nach der Stellung der Welle 17
verschiedene Schaltungen ausführbar sind.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Soll z. B. das an dem Schalter
22 angeschlossene Gerät fernbetätigt werden, dann wird durch fortgesetztes Senden
von Impulsen aus der gezeichneten Ausgangsstellung die Wählerscheibe 14 so weit
gedreht, bis der Nocken i7' den Schalter 18 schließt; dann wird mit der Impulssendung
aufgehört oder so lange innegehalten, bis die Bimetallfeder 2o den Schalter 2z geschlossen
hat. Man kann dies in der Sendezentrale dadurch leicht feststellen, daß man dort
ein gleiches oder ähnliches Empfangsrelais anschließt und durch den Schalter 22
z. B. Signallampen oder andere.Anzeigevorrichtungen betätigen läßt. Natürlich werden
beim Fortschalten der Wählerscheibe 14 auch vorübergehend Heizschalter bei anderen,
auf andere Fortschaltwege eingestellten Relais betätigt; dies ist aber «rirkungslos,
weil die an sie angeschlossenen Heizwicklungen nicht genügend lange eingeschaltet
bleiben, um die Schließung der dem Schalter 22 entsprechenden Schalter der anderen
Relais zu veranlassen, oder mit anderen Worten, jeder Vollzug eines Fernsteueraktes
setzt ein gewisses Verweilen in der betreffenden Wählerstellung voraus.
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Das Fortschalten der Wählerscheibe 14 vollzieht sich folgendermaßen:
Beim Senden des ersten Impulses schaukelt sich die Zunge 3 hoch, trifft früher oder
später auf den Taster 4 und schleudert ihn gegen den Kontakt 6. In dieser Stellung
wird der Taster durch die einschnappende Bimetallfeder 7 gesperrt, so daß der Schalter
5 zunächst geschlossen bleibt. Der Magnet 9 erhält Strom, zieht seinen Anker an
und schaltet dadurch mittels der Klinke 12 die Scheibe ii um einen Schritt weiter.
Durch Schließen des Schalters 5 ist nun aber auch die Heizwicklung 8 eingeschaltet
worden und heizt nun die Bimetallfeder 7. Inzwischen wurde der Fernsteuerimpuls
beendet. Die aufgeheizte Bimetallfeder 7 biegt jetzt im Pfeilsinne aus, gibt den
Taster 4 frei, der nun in die gezeichnete Stellung zurückkehrt. Dadurch werden der
Schalter 5 geöffnet und die Heizwicklung 8 und der Magnet 9 wieder abgeschaltet,
die Klinke i2 kehrt zugleich in die Ausgangsstellung zurück, die Bimetallfeder 7
kühlt sich wieder ab und legt sich gegen den Taster 4, wie gezeichnet. Nun kann
der zweite Impuls gesendet. werden, der die Scheibe ii um einen zweiten Schritt
fortschaltet. Die Aufheiz- und Abkühlzeiten der Bimetallfeder 7 sind so kurz, daß
die Impulse verhältnismäßig rasch aufeinanderfolgen können. So wird nun die Wählerscheibe
14 schrittweise fortgeschaltet. Entsprechendes gilt für die Betätigung anderer,
auf andere Fortschaltwege eingestellter Empfangsrelais.
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Bei jedem Überlagerungsimpuls wird zwar auch der Magnet 31 erregt.
Er kann aber die Zunge 28 nicht betätigen, da diese _ durch die Bimetallfeder 27
gesperrt ist.
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Nach jedem Fernsteuerakt empfiehlt es sich, sämtliche Wähler bis in
die Endstellung durchzuschalten, um etwaige Störungen auszugleichen. Natürlich kann
man das gleiche auch vor jedem Fernsteuerakt tun oder auch in Fernsteuerpausen.
Man sendet Impulse im Überschuß, so daß auch etwa zurückgebliebene Wähler bis in
die Endstellung durchgeschaltet werden. In dieser Endstellung greift die Klinke
12 in die Verzahnungslücke i3 und .kann infolgedessen auch bei überzähligen Impulsen
die Scheibe ii nicht weiterschalten, also auch die Wählerscheibe 14 nicht in die
Ausgangsstellung bringen.
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In der Endstellung schließt der Nocken 24 der Scheibe 15 den Schalter
25. Dadurch wird die Bimetallfeder 27 geheizt, biegt sich allmählich in der Pfeilrichtung
durch und gibt schließlich die Zunge 28 frei.
Anschließend wird
nochmals ein am besten etwas längerer Impuls gesendet. Dadurch wird die Zunge 28
in Schwingungen versetzt und schaltet das Rad 16 um den verzahnten Bereich
30 weiter. Sobald das Ende dieses Bereiches erreicht ist, befinden sich die
Scheiben 11, 1q., 16 wieder in der Ausgangsstellung. Dieser die Feder 28, also den
zweiten Antrieb ioo betätigende Impuls ist für den ersten Antrieb io ohne Wirkung,
denn die Klinke 12, die bei Impulsbeginn einen Schalthub ausführt, befindet sich
dann noch in der Verzahnungslücke 13, kann also das Rad ix nicht fortschalten. Es
muß dann bis zur nächsten Sendung so lange gewartet werden, bis sich die Bimetallfeder
27 wieder abgekühlt und die Zunge 28 wieder gesperrt hat. Erst dann kann wieder
von neuem gesendet werden.
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Die Aufheizzeit der Bimetallfeder 27 wird so eingestellt, daß sie
das Mehrfache einer Impulsperiode (Impuls und Sendepause) beträgt, damit die zwecks
Ordnung der Wähler gesendeten überschüssigen Impulse aufgehört haben, bevor die
Bimetallfeder 27 die Zunge 28 freigegeben hat.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. i wird der Wähler durch Weiterdrehen
in der Fortschaltrichtung aus der Endstellung in die Ausgangsstellung gebracht.
Man kann ihn jedoch auch, wie Fig. 2 zeigt, durch Rückdrehung in die Ausgangsstellung
zurückbringen. In diesem Falle kann man den Wähler so ausführen, daß er beim Vorwärtsschreiten
den Schaltakt nur vorbereitet und erst beim Rücklauf vollzieht, wie dies für Relais
mit Laufwerken an sich bekannt ist und deshalb hier nicht näher erläutert werden
soll.
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In Fig. 2 sind der Fig. i entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen, jedoch hat hier das Rad ix keine Verzahnungslücken, und das Rad 16 kann
über seinem ganzen Umfang von der Klinke 29 fortgeschaltet werden. Statt der Wählerscheibe
14 der Fig. i ist hier die Kreuiwelle eines Differentialgetriebes als Wählerarm
verwendet, der einen Kontakt 170 trägt. Dieser Kontakt kann über eine kreisförmig
angeordnete Kontaktreihe laufen, an die wahlweise Heizwicklungen i9 für Betätigungsschalter
22 (Fig. i) angeschlossen werden können, um wieder eine selektive Betätigung der
verschiedenen Schalter zu erzielen. Der letzte Kontakt 25 dieser Kontaktreihe (Fig.
2) ist mit der Heizwicklung 26 verbunden. Das Klinkenrad ii sitzt mit dem Teil 33
eines Differentialgetriebes auf der gleichen Welle, ebenso sind das Rad 16 und der
Differentialgetriebeteil 34 auf einer gemeinsamen Welle angebracht. Der erste Antrieb
io kann das Rad 33 und damit den Wähler 14o nur im Pfeilsinne, also im einen Sinne,
der Antrieb ioo das Rad 34 und damit den Wähler 1qo nur im entgegengesetzten Sinne
antreiben. Der Weg des Wählers iq.o ist beiderseits durch einen Anschlag 36 begrenzt.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Das schrittweise Fortschalten
des Wählers i¢o geschieht analog wie in Fig. i und braucht deshalb nicht erläutert
zu werden. Will man etwa in Unordnung geratene Wähler wieder in Ordnung bringen,
dann wird durch Sendung von Impulsen im Überschuß der Wähler 1q.o bis zur gezeichneten
Endstellung, also bis zum Anschlag auf der einen Seite des Stiftes 36 durchgeschaltet.
Dabei wird übet' den Kontakt 25, den der Wähler in der Endstellung schließt, wieder
die Wicklung 26 eingeschaltet, so daß mit einer bestimmten Verzögerung die Bimetallfeder
27 die Zunge 28 freigibt. Hierauf wird ein längerer Rückstellimpuls gesendet, der
die jetzt freigegebene Zunge 28 in Schwingungen versetzt, die nun das Rad 16 so
lange in der Pfeilrichtung drehen, bis der Wähler 1qo nach etwa einem Umlauf im
rückläufigen Sinne auf die andere Seite des Stiftes 36 trifft. Der Wähler befindet
sich dann wieder in der Ausgangslage. Bei dem Rückstellimpuls, und zwar bei Beginn
desselben, will natürlich auch die Klinke 12 das Rad ix um einen Schritt fortschalten.
4Dies ist aber unmöglich, weil der Wähler 140 dann noch durch den Stift 36 gehemmt
ist.
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Wie erwähnt, können zwecks Erleichterung der Bedienung der Fernsteuerzentrale
den Empfangsrelais entsprechende Geräte in der Zentrale aufgestellt und mit entsprechenden
Signaleinrichtungen versehen werden. Man kann sie aber auch bei selbsttätig mit
einer Schaltuhr arbeitenden Fernsteuerzentrale zur selbsttätigen Steuerung mit heranziehen.