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Nach dem Synchronwählerprinzip arbeitender Rundsteuerempfänger Rundsteueranlagen
dienen dazu, von einer zentralen Kommandostelle aus über das elektrische Energieverteilungsnetz
Schaltbefehle an beliebige Stellen des Netzes senden zu können, die dort Schaltvorgänge
zu den verschiedensten Zwecken auslösen können. Es seien hier nur die Tarifumschaltung
von Zählern, die Betätigung von Kuppelschaltern und das Ein- und Ausschalten von
bestimmten Verbrauchern, z. B. von Boilern, öfen, Straßenbeleuchtungen usw., erwähnt.
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Sehr verbreitet sind Rundsteueranlagen, die mit dem Netz überlagerten
tonfrequenten Befehlsimpulsen nach dem Synchronwählerprinzip arbeiten. Hierbei bestehen
die Rundsteuerempfänger im wesentlichen aus einem nur auf die Tonfrequenz ansprechenden
Impulsrelais und einem Synchronwähler, der, durch einen Startimpuls ausgelöst, jeweils
einen vollen Umlauf macht und dabei in zeitlicher Aufeinanderfolge die für die einzelnen
Schalthandlungen vorgesehenen Schaltrelais mit dem Impulsrelais verbindet. Trifft
ein dem Startimpuls nachfolgender Befehlsimpuls ein, so bringt er in jedem der Empfänger,
deren Synchronwähler synchron umlaufen, dasjenige Schaltrelais zum Ansprechen, das
von dem Synchronwähler des betreffenden Empfängers gerade mit dessen Impulsrelais
verbunden ist. Von der zeitlichen Gruppierung der von dem Sender abgegebenen, dem
Startimpuls folgenden Befehlsimpuls hängt es also ab, welche einander entsprechenden
Schaltrelais der Empfänger während des Wählerumlaufs erregt werden. Man bezeichnet
dieses Fernsteuerverfahren deshalb auch als Zeitintervallverfahren.
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Fig. 1 der Zeichnung zeigt das Beispiel eines gebräuchlichen Impulsdiagramms.
Der Startimpuls so bringt die Synchronwähler der verschiedenen Rundsteuerempfänger
des Netzes zum Anlaufen. Für die darauffolgenden Befehlsimpulse sind, bedingt durch
den synchronen Lauf der Synchronwähler, ganz bestimmte Zeitintervalle vorgesehen.
In dem gezeigten Beispiel folgen dem Startimpuls so zunächst einige Einzelkommandos
a., b", Co, d0, die im allgemeinen zur Gruppenwahl verwendet werden; dann
folgen sogenannte Doppelkommandos 1, 2, 3 .... bei denen die vorgesehenen
Impulse parweise so zusammengefaßt sind, daß jeweils der zweite Impuls des Paares
den entgegengesetzten Befehl beinhaltet wie der erste Impuls. So kann z. B. der
Impuls 1E die Einschaltung eines Verbrauchers zur Folge haben, während ein im Zeitintervall
1 A gegebener Impuls den betreffenden Verbraucher wieder ausschalten würde.
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Bei Rundsteueranlagen dieser Art besteht nun die Gefahr, daß durch
ungewollte Impulse, also durch Störimpulse, Fehlschaltungen hervorgerufen werden.
Solche Störimpulse können, verursacht durch Gleichrichter, Kranmotoren usw., als
sogenannte Dauerimpulse von längerer Dauer sein. Sehr viel häufiger sind aber kurzzeitige
Störimpulse, sogenannte Störspickel, wie sie durch Schaltvorgänge im Netz hervorgerufen
werden können.
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Die Wahrscheinlichkeit, daß ein während der Befehlsdurchgabe auftretender
Störspickel eine Fehlschaltung veranlaßt, ist naturgemäß um so größer, je länger
der Zeitabschnitt ist, währenddessen der Synchronwähler des Empfängers den Befehlsweg
zu den einzelnen Schaltrelais geschlossen hält. Dieser Zeitabschnitt kann aber aus
verschiedenen Gründen nicht beliebig klein gemacht werden. Ein Grund hierfür liegt
darin, daß man nicht damit rechnen kann, daß die Synchronwähler sämtlicher Empfänger
sofort zu Beginn des Startimpulses anlaufen, insbesondere dann nicht, wenn der Startimpuls
infolge der Netzverhältnisse einzelne Empfänger nur mit stark geschwächter Amplitude
erreicht.
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Um einen möglichst gleichzeitigen Anlauf sämtlicher Synchronwähler
zu erreichen, hat man bereits dem Startimpuls einen Vorbereitungsimpuls vorangehen
lassen, der, von an sich beliebiger Dauer, nur dazu dient, die Empfänger auf eine
größere Ansprechempfindlichkeit
umzuschalten, so daß sie auf den
folgenden, eigentlichen Startimpuls hin, auch wenn dieser stark geschwächt eintrifft,
unverzögert anlaufen. Der dadurch verbesserte Synchronismus der Synchronwähler erlaubt
dann eine Verkürzung der einzelnen Befehlsimpulse. Der verminderten Wahrscheinlichkeit,
daß Störspickel gerade in ein für einen Befehlsimpuls vorgesehenes Zeitintervall
fallen, steht allerdings der Umstand gegenüber, daß innerhalb dieses Zeitintervalls
infolge der erhöhten Empfindlichkeit auch Störspickel geringerer Amplitude zu ungewollter
Wirkung gelangen können.
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Eine weitere bekannte Maßnahme, um kurzzeitige Störimpulse möglichst
unwirksam zu machen, besteht darin, daß der Empfänger mit einem Zeitglied ausgerüstet
wird, das einen Impuls nur dann zur Wirkung kommen läßt, wenn er eine gewisse Mindestdauer
aufweist. Man läßt zu diesem Zweck den Impuls einen Kondensator aufladen, dem das
Impulsrelais über eine Glimmerentladungsstrecke parallel geschaltet ist, die erst
bei einer gewissen Kondensatorspannung zündet. Hierbei können aber Störspickel auch
kürzester Dauer Fehlschaltungen bewirken, wenn nämlich ihre Amplitude sehr groß
ist oder wenn mehrere Störspickel kurz aufeinanderfolgen, weil ihre Energieinhalte
im Kondensator summiert werden.
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Ein wirkungsvoller Schutz gegen Fehlschaltungen durch gegenüber der
normalen Befehlsimpulsdauer kurzzeitige Störimpulse, der darauf beruht, daß nur
Impulse einer bestimmten Mindestdauer zur Wirkung gelangen können, muß demnach folgende
Bedingungen erfüllen: Es darf die mangelnde Zeitdauer eines Störimpulses nicht durch
eine übergroße Amplitude des Störimpulses ersetzbar sein. Mehrere kurz hintereinander
eintreffende kurzzeitige Störimpulse dürfen nicht wie ein entsprechend längerer
Störimpuls wirken. Das Schaltrelais darf ohne Rücksicht auf die Impulshöhe nur auf
Impulse ansprechen, die spätestens in einem vorgegebenen Zeitpunkt begonnen haben
und die ohne Unterbrechung mindestens bis zu einem zweiten, späteren, ebenfalls
vorgegebenen Zeitpunkt andauern, wobei mit Rücksicht auf die unterschiedlichen Verhältnisse
in verschiedenen Netzen oder an verschiedenen Punkten ein und desselben Netzes diese
beiden Zeitpunkte innerhalb der Befehlsübertragungsperiode wählbar sein müssen.
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Diese Forderungen werden durch die Erfindung erfüllt, die sich demnach
auf einen nach dem Synchronwählerprinzip arbeitenden Rundsteuerempfänger bezieht
und in der Weise verwirklicht sein kann, daß in einem den zu steuernden Schaltrelais
gemeinsamen Steuerstrompfad ein Steuerkontakt liegt, dessen Betätigungshebel mittels
eines mit zwei Nuten-bzw. Nockenscheiben zusammenarbeitenden Steuerhebels in der
Weise gesteuert wird, daß der Steuerhebel, infolge Eintreffens eines Steuerimpulses
innerhalb des durch die Nutbreiten gegebenen Zeitintervalls in eine Nut der ersten
Steuerscheibe eingreifend, bei dem über dieses Intervall hinaus anstehenden Steuerimpuls
am Intervallende in den Wirkbereich der zweiten Steuerscheibe gebracht wird, die
mit ihren Nuten bzw. Nocken so ausgebildet ist, daß ihre Steuerwirkung auf den Steuerkontakt
zeitlich versetzt nach der Steuerwirkung der ersten Steuerscheibe beginnt.
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Gemäß der Erfindung kann das oben geschilderte roblem nicht nur für
das Starten des Rundsteuerempfängers, sondern auch für die Befehlsimpulse eine wählbare
Mindestdauer vorzuschreiben, die sie zum Wirksamwerden einhalten müssen, auch durch
eine solche Ausbildung des Empfängers gelöst werden, daß ein Steuerkontakt, der
in einem den zu steuernden Schaltrelais gemeinsamen Steuerpfad liegt, aus zwei federnden,
durch vom Synchronmotor angetriebene Nockenscheiben parallel zueinander bewegten
Zungen besteht und eine dieser Scheiben derart federnd mit der anderen Scheibe gekuppelt
ist, daß bei Eingriff einer Steuerklinke in ein mit der einen Nockenscheibe fest
verbundenes Klinkenrad die Nocken der beiden Nockenscheiben gegeneinander um einen
so großen Winkel versetzt werden, daß dann die federnden Zungen gegeneinander bewegt
werden, und daß die Steuerklinke von einem die Steuerimpulse empfangenden Kupplungsrelais
bewegbar angeordnet ist.
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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der in den Ansprüchen gekennzeichneten
Anordnungen dargestellt. Mit V ist der Steuerkontakt bezeichnet, der im Steuerstrompfad
der zu steuernden Schaltrelais liegt. Auf diesen Steuerkontakt wirkt ein Betätigungshebel
Hl ein, der auf der Achse A befestigt ist. Auf der Achse A sitzt weiterhin
ein Hebel H, auf dessen Ende eine Feder F einwirkt, die bestrebt ist, den
Betätigungshebel H1 in eine solche Stellung zu bringen, daß der Steuerkontakt V
geöffnet ist. über den Hebel H wirkt der drehbare Anker des Relais K auf die Achse
A und damit auf den Betätigungshebel H1 ein. Solange ein Befehlsimpuls ansteht,
wird auf den Anker des Relais K ein Drehmoment in dem angegebenen Pfeilsinn ausgeübt,
so daß das Relais versucht, den Steuerkontakt V zu schließen. Der Steuerkontakt
V kann jedoch nur dann geschlossen werden, wenn sich der ebenfalls auf der Achse
A befestigte Steuerhebel BV im Gegenuhrzeigersinn weit genug drehen kann.
Der Winkel, um den der Steuerhebel BV geschwenkt werden kann, wird von einer
Einrichtung kontrolliert, die im wesentlichen aus den beiden Steuerscheiben
P und S besteht.
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Die als Nockenscheiben ausgebildeten beiden Steuerscheiben P und
S sind auf einer Achse a befestigt, und zwar so, daß ihre gegenseitige
Winkellage wählbar eingestellt werden kann. Sie werden über zwei Übersetzungsgetriebe
iii und ii, von einem Synchronmotor Sy entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben.
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An dem Steuerhebel BV ist eine rechtwinklig abgebogene Feder
F3 befestigt, die sich beim Erregen des Relais K zunächst auf den Umfang der Steuerscheibe
P legt. Je nach der Stellung der Steuerscheibe P kann hierbei die Feder F3 auf den
äußeren Umfang p oder in eine Nut h der Steuerscheibe P treffen. In beiden Fällen
reicht der Winkel, um den dabei der Steuerhebel BV geschwenkt werden kann,
noch nicht aus, um den Steuerkontakt V zu schließen. Bleibt jedoch das Relais K
so lange erregt, bis schließlich die Feder F3 an die radiale Endkante der Nut n
stößt, so wird die Feder F3 in axialer Richtung weggedrückt, so daß schließlich
ihre Endkante an der vorderen Stirnseite der Steuerscheibe P entlang auf die zweite
Steuerscheibe S fallen kann.
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Nach einer durch die gewählte gegenseitige Stellung der Steuerscheiben
P und S bestimmten Zeit fällt, sofern das Relais K weiter erregt bleibt, die Feder
F.; schließlich in eine Nut s der zweiten Steuerscheibe S und gelangt damit endlich
in die Stellung, in der der Betätigungshebel H1 den Steuerkontakt V schließt und
damit
das zugehörige Schaltrelais zum Ansprechen bringt.
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Kurzzeitige Störimpulse, die das Relais K erregen, solange die Feder
F, sich noch gegenüber der äußeren Bahn p der Steuerscheibe P befindet, können also
eine Schaltung des zugehörigen Schaltrelais nicht bewirken. Das gleiche gilt für
Störimpulse, welche eintreffen, wenn sich die Feder F3 bereits über der Nut n befindet.
Ein Schließen des Steuerkontaktes V kann nur von solchen Impulsen ausgelöst werden,
die spätestens beginnen, bevor die Feder F, das Ende der Nut n erreicht hat, und
die außerdem so lange andauern, bis die genannte Feder den Anfang der Nut s der
zweiten Steuerscheibe S erreicht hat. Damit ist nicht nur die Mindestdauer, sondern
auch der spätestmögliche Anfangspunkt der Befehlsimpulse wählbar festgelegt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 3. Hier
treibt der Synchronmotor Sy über die beiden Übersetzungsgetriebe isl und
ü, die beiden Nockenscheiben RPl und PT an. Auf derselben Achse wie diese
sitzen lose drehbar die beiden miteinander verbundenen Nockenscheiben RP, und S.
Die beiden letztgenannten Nockenscheiben sind mit den beiden erstgenannten durch
eine Feder F1, F., derart gekuppelt, daß sie sich um einen gewissen- Winkel gegenüber
diesen verdrehen können.
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Das Relais K versucht, sobald es erregt ist, den Doppelhebel
H, der um die Achse A drehbar ist, im Gegenuhrzeigersinn zu schwenken.
Dabei legt sich der eine Arm BU des Doppelhebels H auf die Gleitbahn
t der Nockenscheibe PT und der andere Arm V U auf die Gleitbahn 5
der Nockenscheibe S. Die Einwirkung des Relais K auf den Doppelhebel
H erfolgt über den Hilfshebel hl, die Achse b und den Hilfshebel h,.
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Der Steuerkontakt vu besteht aus zwei federnden Zungen k1 und k,.
Solange das Relais K nicht erregt ist, drehen sich die beiden Nockenscheiben RPi
und RP, in einer solchen Relativlage zueinander, daß ihre Nocken bzw. Nuten axial
genau fluchten. Das hat zur Folge, daß sich die beiden Federn k, und k_, des Steuerkontaktes
vu stets genau parallel zueinander bewegen, so daß der Steuerkontakt vu ständig
geöffnet bleibt.
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Wird jetzt jedoch das Relais K erregt, so wird der Doppelhebel H im
Gegenuhrzeigersinn geschwenkt und gelangt damit mit seinem Arm V U zum Eingriff
in die Nockenscheibe S, die mit der Nockenscheibe RP, fest verbunden ist. Dadurch
werden diese beiden Nockenscheiben vorübergehend festgehalten, während sich die
Nockenscheiben PT und RPl ungehindert weiterdrehen. Es entsteht eine relative Verdrehung
zwischen den beiden Nockenscheiben RPi und RP,, die zur Folge hat, daß sich nunmehr
der Steuerkontakt vu schließt, weil sich die beiden Federn k1 und k., jetzt nicht
mehr parallel zueinander bewegen. Das Ende der Nut S bestimmt somit den spätesten
Zeitpunkt, zu dem ein wirksamer Befehlsimpuls beginnen muß, während die Mindestdauer
dieses Befehlsimpulses durch die mögliche Winkelverdrehung der beiden Nockenscheiben
RPi und RP," gegeneinander bestimmt wird.
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet,
daß es zugleich auch einen Schutz gegen Fehlschaltungen durch Dauerimpulse gewährleistet.
Zu diesem Zweck ist im Zuge des Kraftübertragungsweges von dem Relais K auf den
Doppelhebel H eine ortsfest drehbare Dauerimpuls-Sperrklinke i eingefügt derart,
daß Hebel h. über die Feder F und die Klinke i auf den lose auf der Welle
A
sitzenden Hebel H einwirkt. Die Gleitbahn pt der Nockenscheibe PT
ist derart ausgebildet, daß bei zu langem Anzug des Relais K der Doppelhebel
H
derart weit im Uhrzeigersinn ausgeschwenkt wird, daß die Klinke i, von dem
Ansatz o des Hilfshebels h. nicht mehr gehalten, unter dem Zug einer Feder f nach
rechts schnappt, so daß sich ihr abgekröpfter Teil nunmehr gegen die vertikale Fläche
des Ansatzes o legt und somit den Hebel H mit seinen Armen B U und
V U gegen Einwirkung auf die Nockenscheiben Pt und S so lange sperrt, bis
das Relais K wieder erregt ist, womit dann die Bereitschaftslage wiederhergestellt
ist.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele eignen sich besonders zum Aufbau
als geschlossene Konstruktionseinheit, die ohne Eingriff in die Konstruktion der
Normalempfänger jederzeit zusätzlich montiert werden kann.