DE968381C - Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Fernsteuerung von elektrischen Schaltern durch Impulsbilder - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Fernsteuerung von elektrischen Schaltern durch Impulsbilder Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Fernsteuerung von elektrischen Schaltern in Überlagerungsfernsteuerungssystemen und hat die Aufgabe, den Bau eines möglichst einfachen und billigen Fernsteuerungsempfängers, der die Ausführung mehrerer Schaltbefehle gestattet, zu ermöglichen. Es wird dabei vom bekannten Fernsteuerungsverfahren ausgegangen, bei dem vom Sender aus ein Startimpuls und in für jeden Schalter vorbestimmten Zeitabständen vom Startimpuls Betätigungsimpulse gesendet werden und am Empfangsort ein um eine Achse drehbarer Schaltmechanismus nach Empfang des Startimpulses an einer Reihe von zu betätigenden Schaltern vorbeibewegt wird. Erfindungsgemäß können die zu betätigenden Schalter wahlweise in die eine oder in die andere von zwei möglichen Schaltstellungen gebracht werden, und zwar in die eine Stellung, wenn während des dem betreffenden Schalter zugeordneten Zeitintervalls ein Betätigungsimpuls empfangen und dadurch der Schaltmechanismus in axialer Richtung verschoben wird, und in die andere, wenn während desselben Zeitintervalls kein Betätigungsimpuls empfangen wird. Die Auslösung der axialen Verschiebung des Schaltmechanismus erfolgt dabei vorteilhaft durch die Betätigungsimpulse.
• Die Erfindung umfaßt auch eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dieser Einrichtung besitzt der Schaltmechanismus einen an einer axial verstellbaren Schaltwelle befestigten Schaltarm, und es weisen die zu betätigenden Schaltkontakte ein Betätigungsorgan auf, das in zwei axial zueinander versetzten, senkrecht zur Schaltwellenachse liegenden Ebenen sternförmig angeordnete Speichen besitzt, die mit dem Schaltarm zusammenwirken, wobei die in-der einen Ebene liegenden Speichen, zur Erzielung der zwei verschiedenen Schaltstellungen der Kontakte, in Umfangsrichtung des Betätigungsorgans sich in der Mitte zwischen den in der anderen Ebene liegenden Speichen befinden und die Speichen mit einem Schaltglied fest verbunden sind, das in seiner einen Lage einen zugehörigen Schaltkontakt öffnet und das diesen in der anderen Lage schließt. Mit Vorteil ist die axial verstellbare Schaltwelle durch den Anker eines Elektromagneten ver-und entriegelbar und erfolgt die axiale Bewegung der Schaltwelle nach der Entriegelung mittels Federkraft.
• An Hand der Zeichnung wird eine Einrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise näher erläutert.
• Fig. i zeigt einen schematischen Schnitt durch den mechanischen Teil eines Empfängers und das dazugehörige elektrische Schaltchema, Fig. 2 eine Draufsicht von unten auf mechanische Teile des Empfängers und Fig. 3 die Anordnung der fernzubetätigenden Schalter.
• In Fig. i bedeutet i einen Synchronmotor, der über das Getriebe 2, 3 die Welle q. antreibt. Der Schaltmechanismus besitzt einen Schaltarm 5, der an der Schaltwelle 6 befestigt ist. Die Schaltwelle 6 ist unter der Wirkung der Druckfeder 7 in axialer Richtung verschiebbar. Sie wird. in der gezeichneten oberen Lage durch den Anker 8 des Elektromagneten g gehalten, da die Nase io desselben unter den zylindrischen Ring ii der Schaltwelle 6 greift. Die Kontakte der zu betätigenden Schalter, von denen in Fig. 3 beispielsweise sieben Stück, 12 bis 18, gezeichnet sind, sind im vorliegenden Beispiel radial um die Schaltwelle 6 angeordnet. Gemäß den Fig. i und 3 weisen die einzelnen Schalter je ein Betätigungsorgan für ihre Kontakte mit in zwei axial zueinander versetzten, senkrecht zur Schaltwellenachse liegenden Ebenen sternförmig angeordneten Speichen ig und 2o auf, wobei die in der oberen Ebene liegenden Speichen ig in Umfangsrichtung des Betätigungsorgans sich in der Mitte zwischen den in der unteren Ebene liegenden Speichen 2o befinden. Auf der gleichen Welle, mit der die Speichen ig und 2o verbunden sind, sitzt ein scheibenförmiges Schaltglied 21 fest, das mit drei Aussparungen 22 versehen ist. Die einzelnen Schaltkontakte i2 bis 18 sind geöffnet oder geschlossen, je nachdem die Federn 12' bis 18' zwischen oder in den Aussparungen 22 des Schaltgliedes 21 aufliegen. Die Schaltkontakte i2 bis 18 können für verschiedene Schaltaufgaben verwendet werden, so z. B. für die Umschaltung von Hoch- und Niedertarifzählern, Ein- und Ausschaltung von Heißwasserspeichern, Kühlschränken, Straßen-und Treppenhausbeleuchtungen usw. Entsprechend den Schaltaufgaben können die einzelnen Empfänger mit mehr oder weniger Schaltern versehen sein. Zur Übertragung der Steuerimpulse wird in den angeführten Schaltbeispielen mit Vorteil das Starkstromnetz verwendet.
• Ein über die Starkstromleitung 23 (Fig. _) ankommender erster Steuerimpuls, der sogenannte Startimpuls, bewirkt die Einschaltung des Synchronmotorsi. Dies geschieht wie folgt: An die Starkstromleitung 23 ist das aus dem Kondensator 24 und der Spule 25 gebildete und auf die Steuerfrequenz abgestimmte Filter angeschlossen. Die durch den Steuerimpuls an der Spule 25 bewirkte Resonanzspannung bringt den Elektromagneten g zum Ansprechen. Dieser zieht den Anker 8 entgegen der Wirkung der Feder 26 an, und die Nase io gibt die Welle 6 frei. Die Welle 6 bewegt sich nun unter der Wirkung der Feder 7 mit allen an ihr befestigten Teilen in axialer Richtung in ihre untere Lage. Diese untere Lage ist durch die Gegenhaltung 27 und die dieses gegenüberliegende Zahnlücke des Kronenrades 28 definiert. Am an der Welle 6 befestigten Zahnrad a9 ist ein Isolierstift 3o angebracht, der beim Herunterbewegen der Schaltwelle 6 den Kontakt 31 schließt. Dadurch wird der Synchronmotor i ans Starkstromnetz 23 angeschlossen. Der Kontakt 31 wird durch die Nase 32 des Hebels 33, die sich unter der Wirkung der Druckfeder 34 über einen Ansatz der oberen Feder des Kontaktes 31 schieben kann, geschlossen gehalten. Der Synchronmotor i treibt über die Welle q., das Ritzel 34 und das Zahnrad 29 die Schaltwelle 6 an. Der Schaltarm 5 bewegt sich somit an den Betätigungorganen der Schaltkontakte 12 bis 18 vorbei (Fig. 3).
• Kurz nach dem Start wird die Schaltwelle 6 durch die schiefe Ebene des ersten Zahnes 35 des sich in Richtung des Pfeils drehenden Kronenrades 28, die mit der Gegenhaltung 27 zusammen«-irl;t, wieder in ihre obere Lage verschoben. Die Nase io, die nach dem Abfall des Ankers 8 an der Außenfläche des Ringes ix auflag, schiebt sich wieder unter den Ring ii und verriegelt die Welle 6 in ihrer oberen Lage. Bewegt sich der Schaltarm 5 in der oberen Lage, so wirkt er mit den Speichen ig der Betätigungsorgane der Schaltkontakte 12 bis 18 zusammen. Dadurch werden dieselben in die Ausschaltstellung gebracht, da nach dem Vorbeibewegen des Schaltarmes 5 an den Schaltern die Kontaktfedern 12' bis 18' zwischen den Aussparungen am Umfang des Schaltgliedes 21 aufliegen. Bewegt sich hingegen der Schaltarm in der unteren Ebene, so wirkt er mit den Speichen 2o zusammen. Dadurch werden die Schaltkontakte 12 bis 18 in die Ausschaltstellung gebracht, da nach dem Vorbeibewegen des Schaltarmes 5 an den Schaltern die Kontaktfedern 12' bis 18' in den Aussparungen 22 des Schaltgliedes 21 aufliegen. Jeder Schalter kann nun in die eine oder andere von den zwei möglichen Schaltstellungen gebracht oder darin belassen werden, je nachdem sich der Schaltarm 5 in der oberen oder unteren Ebene an ihm vorbeibewegt. Dies sei an Hand eines Beispiels näher erläutert.
• Es sollen der Schalter i2 geschlossen, der Schalter 13 geöffnet und die übrigen Schalter 14 bis 18 in ihren gezeichneten Schaltstellungen gelassen werden. Zu diesem Zweck muß kurz vor Erreichen der in Fig. 3 gestrichelten Lage des Schaltarmes 5 ein Betätigungsimpuls das Ansprechen des Elektromagneten 9 und somit die Entriegelung der Welle 6 bewirken. Der Schaltarm 5 bewegt sich dann in der in Fig. i strichliert gezeichneten unteren Lage und bewirkt somit in Zusammenarbeit mit einer der Speichen 2o eine Drehung des Schaltgliedes 21 um 6o@. Dadurch fällt die Kontaktfeder 12' in eine der Aussparungen 22, und der Schaltkontakt 12 wird geschlossen. Die Zähne 35 des Kronenrades 28 sind so angeordnet, daß, wenn der Hebel 5 vor einem der Schalter steht, die Schaltwelle 6 in ihre untere Lage verschoben werden kann und daß kurz nach dem Vorbeibewegen des Schaltarmes 5 an einem der Schaltkontakte die Welle 6 und somit auch der Schaltarm 5 wieder in ihre obere Lage gehoben werden. Zur Öffnung des Kontaktes 13 ist kein Betätigungsimpuls nötig. Der Schaltarm 5 bewegt sich in der oberen Lage am Kontakt 13 vorbei. Da er dabei auf eine der Speichen i9 trifft, wird das betreffende Schaltglied 21 um 6o° gedreht, und die Kontaktfeder 13' kommt zwischen zwei Aussparungen 22 am Umfang desselben zu liegen. Der Schaltkontakt 13 wird geöffnet. Die Kontakte 14 bis 16 müssen offenbleiben, ihr Schaltglied 21 darf durch den Schaltarm 5 nicht gedreht werden. Dies ist der Fall, wenn keine Betätigungsimpulse gesendet werden und der Schaltarm 5 sich in der oberen Lage an diesen Schaltern vorbeibewegt, wo ihm keine der Speichen i9 im Wege steht.
• Die Schaltkontakte 17 und 18 müssen befehlsgemäß geschlossen bleiben. Wenn sich der Schaltarm in seiner oberen Lage an ihnen v orbeibewegen würde, so würde er jeweils auf eine Speiche i9 treffen, was nach oben Ausgeführtem ein Öffnen dieser Kontakte zur Folge hätte. Es sind also zur Belassung der Kontakte 17 und 18 in ihrer Einschaltstellung entsprechende Betätigungsimpulse zur Auslösung der Verschiebung des Schaltarmes 5 in seine untere Lage, wo ihm keine Speichen 2o im Wege stehen, nötig.
• Im vorliegenden Beispiel entspricht der Sendung eines Betätigungsimpulses die Einschaltstellung und keinem Betätigungsimpuls die Ausschaltstellung. Die Erfindung ist aber nicht an diese Lösung gebunden.
• Die zeitgerechte Sendung der Betätigungsimpulse bereitet keine Schwierigkeiten und kann z. B. ohne weiteres im Sender durch einen synchron laufenden Wähler gesteuert werden.
• Bei Erreichen der in Fig. 3 ausgezogen gezeichneten End- oder Startstellung des Schaltarmes 5, d. h. nach einer Umdrehung der Schaltwelle 6, wird der Synchronmotor i wieder selbsttätig stillgesetzt. Dies geschieht wie folgt: Das Zahnrad 29, von dem in Fig. 2 eine Draufsicht von unten gezeichnet ist, besitzt einen keilförmigen Stift 36 und acht auf einem Kreis angeordnete Aussparungen 37. Diese Aussparungen 37 entsprechen den sieben Schalterstellungen und der Startstellung. Das Zahnrad 29 ist in der Startstellung gezeichnet. In dieser Stellung ragt ein an der oberen Kontaktfeder des Kontaktes 31 befestigter Isolierstift 38 in die erste Aussparung 37 des Zahnrades 29. Da sich das Zahnrad 29 bei jedem Betätigungsimpuls nach unten bewegt, muß in demselben bei jeder Schaltarmstellung eine Aussparung 37 vorhanden sein, damit der Isolierstift nicht anstößt. Bewegt sich der keilförmige Stift 36 kurz vor Erreichen des Start-Stellung in Richtung des Pfeils mit seiner abgeschrägten Fläche am oberen abgebogenen Teil des Hebels 33 vorbei, so wird die Nase 32 von der oberen Kontaktfeder des Kontaktes 31 gelöst. Der Kontakt 31 kann jedoch erst öffnen und so den Motor i vom Netz 23 abschalten, wenn der Isolierstift 38 in die entsprechende Aussparung 37 hineingleiten kann. Dies erfolgt stets etwas später als die Lösung der Nase 32, um so zu gewährleisten, daß sich beim Stillstehen des Synchronmotors i der konische Stift 36 bereits wieder am Hebel 33 vorbeibewegt hat (Fig. 2).
• Das beschriebene Verfahren hat den Vorteil, daß die Leistung der Steuerimpulse nur zur Auslösung aller notwendigen Schaltvorgänge herangezogen wird. Die zur Bewegung der Achse 6 und damit zum Antrieb des Schaltarmes zur Drehung der Schaltglieder und Rückführung der Schaltwelle in ihre obere Lage benötigte, verhältnismäßig große Antriebsleistung kann hingegen ein und demselben Elektromotor entnommen werden. Der letztere kann einfach und wirtschaftlich mit genügender Leistungsreserve gebaut werden, während das Übertragen von großen Steuerleistungen einen wirtschaftlich großen Aufwand erfordern würde.

Claims (7)

1. PATENTANSPRCCHE: i. Verfahren zur elektrischen Fernsteuerung von elektrischen Schaltern in Überlagerungsfernsteuerungssystemen, wobei vom Sender aus ein Startimpuls und in für jeden Schalter vorbestimmten charakteristischen Zeitabständen vom Startimpuls Betätigungsimpulse gesendet werden können und wobei am Empfangsort ein um eine Achse drehbarer Schaltmechanismus an den zu betätigenden Schaltern vorbeibewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schalter in die eine oder in die andere von zwei möglichen Schaltstellungen gebracht werden können, und zwar in die eine Stellung, wenn während des dem betreffenden Schalter zugeordneten Zeitintervalls ein Betätigungsimpuls empfangen und dadurch der Schaltmechanismus in axialer Richtung verschoben wird, und in die andere Stellung, wenn während desselben Zeitintervalls kein Impuls empfangen wird.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltmechanismus einen an einer axial verstellbaren Schaltwelle (6) befestigten Schaltarm (5) besitzt und daß die zu betätigenden Schaltkontakte (12 bis 18) eia Betätigungsorgan aufweisen, das in zwei axial zueinander versetzten, senkrecht zur Schaltwellenachse liegenden Ebenen sternförmig angeordnete Speichen (i9, 2o) besitzt, die mit dem Schaltarm (5) zusammenwirken, wobei die in der einen Ebene liegenden Speichen (i9), zur Erzielung der zwei verschiedenen Schaltstellungen der Kontakte, in Umfangsrichtung des Betätigungsorgans sich in der Mitte zwischen den in der anderen Ebene liegenden Speichen (2o) befinden und die Speichen (i9, 2o) mit einem Schaltglied (21) fest verbunden sind, das in seiner einen Lage einen zugehörigen Schaltkontakt öffnet und das diesen in der anderen Lage schließt. 3.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die axiale Verschiebung des Schaltmechanismus durch die Steuerimpulse ausgelöst wird. ¢.
4. Verfahren nach Ansprüchen i und 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Schaltmechanismus durch die Wirkung des Startimpulses in Betrieb gesetzt und, nachdem er alle zu betätigenden Schalter abgeschritten hat und in seine Ausgangslage zurück gekehrt ist, wieder selbsttätig stillgesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daB in den Empfangsapparaten der Antrieb aller zur Ausführung der Schaltbefehle notwendigen Schaltvorgänge durch ein und denselben Elektromotor erfolgt und daB nur die Auslösung dieser Schaltvorgänge durch die Steuerimpulse bewirkt wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB die zu betätigenden Schaltkontakte (12 bis 18) radial zur Schaltwelle (6) angeordnet sind.
7. 7. Einrichtung nach Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daB die axiale Bewegung der Schaltwelle (6) nach deren Entriegelung mittels Federkraft (7) erfolgt. B. Einrichtung nach Ansprüchen 2, 6 und 7, gekennzeichnet durch einen Elektromagneten (9), durch dessen Anker (8) die axial verstellbare Schaltwelle (6) ver- und entriegelbar ist. g. Einrichtung nach Ansprüchen 2 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daB die axiale Rückführung der Schaltwelle (6) nach erfolgter Entriegelung und nach Passieren eines Schalters durch eine mit einer Gegenhaltung (27) zusammenwirkende schiefe Ebene (35) erfolgt. io. Einrichtung nach Ansprüchen 2 und 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daB die schiefe Ebene sich am einseitig abgeschrägten Zahn (35) eines Kronenrades (28) befindet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 707 910, 7o8 323, 705051-