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Empfangseinrichtung für Fernsteueranlagen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Empfangseinrichtung für Fernsteueranlagen, bei denen eine Steueranweisung
durch die Zeitspanne zwischen dem Empfang zweier elektrischer tonfrequenter, dem
Verteilungsnetz überlagerter Impulse in einem abgestimmten Wählorgan definiert ist.
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In Empfangseinrichtungen für derartige Anlagen bewirkt der erste Impuls
(Anlaufimpuls) durch das Ansprechen eines Wählorgans mit abgestimmtem Kreis die
Schließung des Speisungsstromkreises eines Synchronmotors, der eine Welle antreibt.
Auf dieser ist ein Nocken befestigt, mit Hilfe dessen der Synchronmotor nach dem
Ende des Anlaufimpulses unter Spannung bleibt und sich automatisch ausschaltet,
wenn dieser Nocken eine vollständige Umdrehung gemacht hat. Während die Welle sich
dreht, wird ein zweiter Impuls (Ausführungsimpuls) ausgesandt. Die Zeitspanne zwischen
dem Anlaufimpuls und dem Ausführungsimpuls kennzeichnet die Steueranweisung je nach
dem Drehwinkel der von dem Synchronmotor angetriebenen Welle.
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Bei gewissen Einrichtungen treibt diese Welle ferner Steuernocken
an, die Kontakte betätigen, deren jeder einen Teil des Erregungskreises eines Zwischenrelais
bildet. Wenn der Ausführungsimpuls ausgesandt wird, während einer dieser Nocken
einen der Kontakte
geschlossen hat, gerät eines der Zwischenrelais
unter Spannung, da gleichzeitig ein von dem Wählorgan mit abgestimmtem Kreis gesteuerter
Kontakt geschlossen ist, und das Relais führt eine Steueranweisung aus, indem es
ein- oder ausschaltet. Diese Einrichtungen haben also den Nachteil, daß der Erregerstrom
jedes der Zwischenrelais immer zwei Kontakte durchlaufen muß. At<ßerdem benötigt
man in diesen Einrichtungen für jedes Doppelkommando (Einschaltung und Ausschaltung)
ein Zwischenrelais, was umständlich und platzraubend ist.
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In anderen Einrichtungen werden die Kontakte der Steuerkreise unmittelbar
durch auf der von dem Synchronmotor angetriebenen Welle sitzende Organe betätigt,
aber die bekannten Anordnungen, um die zur Betätigung dieser Kontakte erforderliche
Kraft zu erhalten, sind ziemlich kompliziert.
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Die Erfindung hat das Ziel; diese Nachteile zu vermeiden.
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Die Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung für Fernsteueranlagen,
bei denen eine Steueranweisung durch die Zeitspanne zwischen dem Empfang zweier
elektrischer tonfrequenter, dem Verteilungsnetz überlagerter Impulse in einem Wählorgan
mit abgestimmtem Kreis definiert ist, wobei die Einrichtung einen Synchronmotor
besitzt, der nach seiner Ingangsetzung durch den Anlaufimpuls einer ein Betätigungsorgan
für die Steuerschalter antreibenden Welle eine volle Umdrehung erteilt. Die Empfangseinrichtung
gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dieses Betätigungsorgan aus
einem symmetrisch zur Welle angeordneten, glockenförmigen Magnetanker besteht. Dieser
trägt an seinem Umfang einen Finger, der sich einerseits bei Abwesenheit jedes Steuerimpulses
dank der Wirkung einer Feder in einer Ebene befindet, die von derjenigen der Kontaktarme
der die Steuerung bewirkenden Momentan-Ein- und -Ausschalter verschieden ist, wobei
die letzteren radial auf einer festen Platte um den Anker herum angeordnet sind.
Wenn andererseits ein Impuls eintrifft, wird der Finger durch eine elektromagnetische
Anziehung, die von der Erregung einer innerhalb des Ankers angebrachten Spule hervorgerufen
wird, in die Ebene der Kontaktarme der Schalter geführt.
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Andererseits ist es bekannt, daß man in derartigen Fernsteueranlagen
zur Vermeidung unzeitiger Betätigungen durch Steuerimpulse, die von einem anderen,
mit dem betrachteten Netz vermaschten Netz ausgesandt wurden, folgendes Sendeverfahren
verwendet: Die Zeitspanne zwischen dem Anlaufimpuls und einem Ausführungsimpuls
ist ein ungerades Vielfaches einer Elementarzeit Te, und außerdem ist die Zeitspanne
zwischen zwei Ausführungsimpulsen ein gerades Vielfaches dieser Elementarzeit, die
durch die Hälfte der kleinsten Zeit, welche zwei Ausführungsimpulse trennt, definiert
ist.
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Die erfindungsgemäße Empfangseinrichtung erlaubt auf eine einfache
Weise die Verwendung dieses Sendeverfahrens. Die Elementarzeit Te ist die Hälfte
der Zeit T, die erforderlich ist, damit der auf dem Umfang des beweglichen Ankers
angebrachte Finger einen Winkel 0 beschreibt, der die Winkelentfernung zwischen
dem ersten Kontaktarm eines Steuerschalters (Schließung des Schalters) und seinem
zweiten Kontaktarm (Öffnung des Schalters) darstellt. Infolgedessen ist der erste
Kontaktarm des ersten Steuerschalters in einer Winkelentfernung von der Anlauf-oder
Entriegelungsstellung des Fingers des beweglichen Ankers angebracht, die durch
bestimmt ist, wobei n eine ganze Zahl ist. Die Winkelentfernung zwischen dem zweiten
Kontaktarm eines Schalters und dem ersten Kontaktarm des folgenden Schalters ist
O oder ein ganzes Vielfaches von O.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung. Hierin zeigt Fig.
z schematisch eine Ausführungsart der Empfangseinrichtung gemäß der Erfindung, Fig.
2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch das Betätigungsorgan der Steuerschalter
und Fig. 3 ein Schema, das angibt, wie der Finger des beweglichen Ankers das Arbeiten
eines Steuerschalters bewirkt.
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In Fig. z bezeichnen A und B zwei Leiter eines Verteilungsnetzes,
über das tonfrequente Steuerspannungen überlagert werden können. S ist ein Wählorgan
vonbekannterBauart, das eine schwingende Zunge 3 enthält, welche mechanisch auf
die steuernde Tonfrequenz abgestimmt ist. Dieses Wählorgan enthält im wesentlichen
eine Erregerwicklung z für die schwingende Zunge und einen Kondensator 2, der mit
der Wicklung x in Serie geschaltet ist. Die Anordnung z-2 bildet einen ebenfalls
auf die steuernde Tonfrequenz abgestimmten Resonanzkreis. Dieser Resonanzkreis ist
zwischen den Leitern A und B eingeschaltet. Die schwingende Zunge
3 des Wählorgans S versetzt, wenn sie infolge Aussendung einer Tonfrequenz mit genügender
Amplitude in Schwingung gerät, eine mit Zentrifugalkraft arbeitende Vorrichtung
q. in Umdrehung. Diese drückt eine elastische Feder 5 in derZeichnungnachunten,
was dieSchließung der Kontakte 5d, 5, bewirkt.
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Durch die Schließung dieser Kontakte wird ein Synchronmotor 7 über
die Kontakte der Zungen 6, 2o unter Spannung gesetzt. Der Synchronmotor 7 treibt
über ein geeignetes Getriebe 8 eine Welle g im Sinne des Pfeiles F1 an. Diese Welle,
die aus nicht magnetischem Material besteht, treibt einen Nocken xo und einen magnetischen
Anker =z, der Glockenform besitzt, an.
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Der Nocken zo bewirkt vom Beginn seiner Drehbewegung an die Schließung
der Kontakte 6, 21 und die Öffnung der Kontakte 6, 2o. Unter diesen Umständen bleibt
der Synchronmotor 7 unter Spannung, wenn die Kontakte 5d, 5b sich öffnen, weil infolge
Aufhörens der Aussendung der Tonfrequenz die schwingende Zunge 3 zu schwingen aufhört.
Der Speisekreis des Synchronmotors 7 wird erst geöffnet, wenn der Nocken ro nach
Vollendung einer vollen Umdrehung die Zunge 6 in Kontakt mit der Zunge 2o bringt
und so die Kontakte 6, 21 öffnet.
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Weitere Einzelheiten sind in Fig.2 dargestellt. Hier sieht man, daß
die Welle g, die über den Synchronmotor 7 angetrieben wird, sich im Innern einer
Hülse 12 aus magnetischem Material dreht. Diese
Hülse ist auf einer
ebenfalls aus magnetischem Material bestehenden Schale 13 befestigt, die ihrerseits
auf einer festen Platte 14 angebracht ist. Der glockenförmige Anker ii ist mit einer
hohlen Hülse 15 verbunden, die an ihrem unteren Teil mit zwei Schlitzen 16, 16'
ausgerüstet ist. In letztere ragt mit sehr geringem Spiel ein von der Welle g getragener
Stift 17. Dieses geringe Spiel erlaubt die Verschiebung der hohlen Hülse 15 entlang
der Welle g, während trotzdem der Anker il in bezug auf die Welle g in einer wohlbestimmten
Stellung gehalten wird. Eine im Innern der hohlen Hülse 15 angebrachte Feder 18
stützt sich gegen den Stift 17 und drückt die Hülse und den Anker ii gegen einen
von der Welle g getragenen Ring ig. Der Anker ii besitzt an seinem Umfang einen
Finger 22. Eine Erregerspule 23. ist innerhalb der Schale 13 und des Ankers ii längs
der Symmetrieachse dieser beiden Teile auf der Schale 13 befestigt. Die Hülsen i2
und 15 sind im Innern dieser Spule angebracht, und der Durchmesser der zentralen
Bohrung dieser Spule ist größer als der äußere Durchmesser der Hülse i5, so daß
die letztere frei entlang der Welle g gleiten kann. Die Erregungsspule 23 ist mit
den Leitern A und B des Verteilungsnetzes über die Kontakte
5, 5, verbunden.
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Mit 24 sind Kippschalter von bekannter Bauart mit momentaner Ein-
und Ausschaltung bezeichnet, die auf der Platte 14 angebracht sind und radial um
den beweglichen Anker ii verteilt sind. Die Anzahl dieser Schalter hängt von der
Anzahl der Steueranweisungen ab, die die Empfangseinrichtung ausführen soll. Jeder
dieser Schalter (deren Arbeitsweise in Zusammenarbeit mit dem Finger 22 im einzelnen
an Hand der Fig.3 weiter unten beschrieben wird) besitzt zwei Kontaktarme 25 und
25', den einen zur Öffnung und den anderen zur Schließung. Die Kontaktarme jedes
Schalters 24 sind auf die Umdrehungsachse des beweglichen Ankers ii zu gerichtet
und befinden sich in der Nähe des Umfangs dieses Ankers. Alle Kontaktarme liegen
in derselben Ebene senkrecht zu der Welle g. Die Schließung und Öffnung jedes Schalters
bewirken unmittelbar oder über ein Hilfsrelais ein Einschaltkommando und ein Ausschaltkommando.
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Wenn die Erregungsspule 23 nicht unter Spannung ist, befindet sich
der bewegliche Anker in der in Fig. 2 dargestellten Stellung, und der Finger 22
ist oberhalb der Ebene der Kontaktarme 25, 25' der Schalter 24. Wenn die Erregungsspule
23 unter Spannung gerät, bildet sich ein magnetischer Fluß aus, der die Hülsen 12
und z5 durchquert und sich über den Anker ii und die Schale 13 schließt. Die zwischen
den beiden Hülsen i2 und 15 entwickelte elektromagnetische Anziehungskraft ist stärker
als der entgegenwirkende Druck der Feder 18, so daß die Hülse 15 sich im Sinne des
Pfeiles F2 verschiebt und der Finger 22 in die Ebene der Kontakthebel 25, 25' gerät.
Die Winkelstellung der Kontaktarme 25 und 25' jedes Schalters 24 in bezug auf die
Ruhestellung des Fingers 22 ist jeweils für eine von der Empfangseinrichtung auszuführende
Steueranweisung kennzeichnend. Wenn der bewegliche Anker ii durch die Welle g angetrieben
wird, bewegt sich nämlich der Finger 22 auf einem Kreis mit konstanter Geschwindigkeit
und hat sich während der Zeit zwischen einem Entriegelungsimpuls und einem Ausführungsimpuls
um einen wohlbestimmten Winkel gedreht.
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Wie oben bereits erwähnt, kann man das Sendeverfahren verwenden, bei
dem einerseits die Zeitspanne zwischen dem Entriegelungsimpuls und dem Ausführungsimpuls
ein ungerades Vielfaches einer Elementarzeit Te ist und andererseits die Zeitspanne
zwischen zwei Ausführungsimpulsen ein gerades Vielfaches dieser Elementarzeit beträgt.
Der erste Kontaktarm des Schalters 24, der die Einschaltbewegung des Kommandos Nr.
i ausführen soll, muß dann beispielsweise in einer Winkelentfernung von der Entriegelungsstellung
des Fingers 22 des Ankers ii angebracht sein, die gleich
ist. Hierbei bedeutet O die Winkelentfernung zwischen dem ersten und dem zweiten
Kontakthebel dieses Schalters, die in einer dem Doppelten der Elementarzeit Te gleichen
Zeit durchlaufen wird, so daß die Einschaltbewegung am Ende einer Zeitspanne stattfindet,
die gleich 3 Te ist. Die Ausschaltbewegung des Kommandos Nr. i findet statt, wenn
der Finger 22 einen Winkel
+Obeschrieben hat, d. h. am Ende einer Zeitspanne, die gleich 5 Te ist. Der Schalter
24, der das Kommando Nr. 2 ausführen soll, wird derart auf der Platte 14 befestigt,
daß die Winkelentfernung zwischen seinem ersten Kontaktarm und dem zweiten Kontaktarm
des Schalters 24, der das Kommando Nr. i ausführen soll, einen Wert hat, der gleich
0 oder einem ganzen Vielfachen von O ist.
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Wenn ein Entriegelungsimpuls entsprechend der Steuerfrequenz dem Netz
A - B zugeführt wird, beginnt sich der Synchronmotor 7 zu drehen und erteilt
dem Nocken io eine volle Umdrehung, wie oben erläutert. Dieser Entriegelungsimpuls
bewirkt ferner die Verschiebung des beweglichen Ankers il und seines Fingers 22
im Sinne des Pfeiles F2 der Fig. 2. Diese Verschiebung bringt keinen Nachteil mit
sich, denn gegenüber der Ruhestellung des Fingers 22 ist kein Kontaktarm eines Schalters
24 angebracht. Sobald der Entriegelungsimpuls aufhört, nehmen der Anker ii und sein
Finger 22 ihre in Fig. 2 dargestellte Stellung wieder ein.
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Wenn ein zweiter Impuls (Ausführungsimpuls) dem Netz A - B
zugeführt wird, beispielsweise am Ende einer Zeitspanne 3 Te, d. h. in dem Augenblick,
wo der Finger 22 nach Beschreibung eines Winkels
sich oberhalb des ersten Kontaktarmes 25 des ersten Schalters 24 befindet, verschiebt
sich dieser Finger 22 sofort in Richtung auf den Arm 25 und bewirkt so die Einschaltung
dieses Schalters 24.
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Das Ausschaltkommando dieses Schalters erfolgt durch einen zweiten
Ausführungsimpuls, der am Ende einer Zeit 3 Te + 2 Te erfolgt, wobei 2 Te
die Zeit ist, die der Finger 22 braucht, um den Winkel O zu durchlaufen, der die
Winkelentfernung zwischen dem ersten Kontaktarm 25 und dem zweiten Kontaktarm 25'
desselben Schalters darstellt.
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Fig.3 zeigt schematisch die Arbeitsweise eines Schalters 24 in Zusammenarbeit
mit dem Finger 22
des beweglichen Ankers ii. Der Schalter 24 ist
ein Kippschalter, dessen beweglicher Kontakt auf dem gemeinsamen Ende zweier verformbarer
elastischer Zungen angebracht ist. Diese Art von Schaltern ist wohlbekannt, und
der in Fig. 3 dargestellte Schalter dient nur als Beispiel.
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In Fig. 3 bedeuten 30 und 31 die beiden verformbaren elastischen
Zungen des Schalters 2q.. 32 ist der bewegliche Kontakt, 33 der feste Kontakt. 37
ist der Anschlag des beweglichen Kontaktes in seiner Öffnungsstellung. Ein Ende
der Zunge 31 ist mit einem Stift 3¢, der eine feste Stellung einnimmt, verbunden.
Ein Ende der Zunge 30 ist mit einem Zapfen 35 verbunden. Die Kontaktarme
25, 25' sind auf einem mit dem Zapfen 35 verbundenen Plättchen 36 befestigt. Wenn
man annimmt, daß die Kontaktarme 25, 25', das Plättchen 36 sowie der Zäpfen 35 und
die Zungen 30 und 31 sich in der gestrichelt in der Figur gezeigten Stellung befinden
(so daß die Kontakte 32, 33 offen sind) und daß ein Ausführungsimpuls sich in dem
Augenblick ergibt, wo der Finger 22 sich oberhalb des Kontaktarmes 25 befindet,
erhält dieser einen Stoß, der ihn in die ausgezogen gezeichnete Lage umschnappen
läßt. Die Kontakte 32, 33 schließen sich momentan.
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Die Öffnung der Kontakte 393,33 erfolgt, wenn ein weiterer
Ausführungsimpuls in dem Augenblick eintrifft, wo der Finger 22 sich oberhalb des
Kontaktarms 25' befindet (ausgezogen gezeichnete Stellung).