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Verfahren zur Abfrage einer Vielzahl von der Ermittlung des Verbrauchs
von öffentlichen Verbrauchsgütern dienenden Verbrauchsmessern und Einrichtung zur
Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abfrage einer
Vielzahl von signalgebenden Verbrauchs messern für öffentliche Verbrauchsgüter über
ein Telefonnetz sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Die zunehmende Ausbreitung der Versorgungsnetze für öffentliche Verbrauchsgüter,
z. B. für Elektrizität, Gas, Wasser u. dgl., bedingt einen ständig steigenden Aufwand
für die Verbrauchsermittlung und Verbrauchsabrechnung.
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Es wurde daher bereits vorgeschlagen, Verbrauchsmesser mit einer Einrichtung
zu versehen, welche nach Verbrauch .einer bestimmten Menge eines Verbrauchsgutes
oder nach Verbrauch einer einem bestimmten Geldbetrag entsprechenden Menge eines
oder mehrerer verschiedener Verbrauchsgüter über das Telefonnetz eine Information,
z. B. ein Wechselstromsignal von bestimmter Frequenz, an eine Kontroll-und Abrechnungsstelle
eines das Verbrauchsgut liefernden Versorgungsunternehmens abgibt. Dabei wird also
nicht ein eigentlicher Meßwert, z. B. ein Zählerstand, übertragen, sondern lediglich
der Verbrauch einer mit dem Verbraucher vereinbarten Verbrauchsmenge, einer sogenannten
Festmenge, signalisiert.
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Für die Durchführung einer Abfrage von Verbrauchsmessern über ein
Telefonnetz bestehen stark einschränkende Bedingungen. Vor allem darf durch die
Abfrage und die dazu benötigten Hilfseinrichtungen der normale Fernsprechverkehr
nicht beeinträchtigt werden. Auch sind Eingriffe in die automatischen Vermittlungseinrichtungen
der Fernsprechämter äußerst unerwünscht. Darüber hinaus sollen die Hilfseinrichtungen
für .die einzelnen Teilnehmeranschlüsse, über welche die Abfrage der Verbrauchsmesser
vorgenommen wird, möglichst einfach und kostensparend aufgebaut, dabei jedoch wartungsfrei
und zuverlässig sein.
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Die Erfindung betrifft ein all diese Bedingungen mit -einfachen Mitteln
erfüllendes Verfahren zur Abfrage einer Vielzahl von der Ermittlung des Verbrauchs
von öffentlichen Verbrauchsgütern dienenden Verbrauchsmessern, die jeweils nach
Messung des Verbrauchs einer mit dem Verbraucher vereinbarten Festmenge ein Signal
erzeugen, das über eine einem Telefonanschluß eines Fernsprechteilnehmers zugeordnete
Hilfseinrichtung an eine ebenfalls einen Telefonanschluß und entsprechende Empfangseinrichtungen
aufweisende Kontrollstelle eines das Verbrauchsgut liefernden Versorgungsunternehmens
nach einem von der Kontrollstelle an den genannten Fernsprechteilnehmer ausgesandten
Nummernanruf übertragen werden kann. Bei einer bekannten Einrichtung zur Übertragung
von Meßwerten über Fernsprechleitungen sendet eine dem Fernsprechteilnehmer au der
Meßstelle zugeordnete Einrichtung beim Eintreffen des Rufstromes einen Tonfrequenzimpuls
an die anrufende Kontrollstelle. Auf diesen hin sendet die Kontrollstelle einen
weiteren Tonfrequenzimpuls zu dem angerufenen Teilnehmer, der dort die Aussendung
der ,die Meßwerte kennzeichnenden Signale auslöst. Die rufende Kontrollstelle muß
dabei vor oder während der Aussendung der den angerufenen Teilnehmer kennzeichnenden
Nummernimpulse einen Erdungskontakt schließen.
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Das bekannte Verfahren und die dazu erforderlichen Einrichtungen sind
recht kompliziert. Darüber hinaus. ist es dabei nachteilig, daß zur Erzeugung der
Tonfrequenzimpulse besondere Tonfrequenzquellen benötigt werden, weil nach dem ersten
Rufimpuls die Leitungsschleife zu dem Fernsprechvermittlungsamt geschlossen wird,
so daß der Rufgenerator des Fernsprechamtes nicht mehr zur Verfügung steht. Da aber
die Rufstelle erst danach auf den Teilnehmerapparat durchgeschaltet wird, ist ein
besonderer Rufgenerator .erforderlich, um auf den Teilnehmerapparat überhaupt Rufstromimpulse
zur Einwirkung bringen zu können.
Wesentlich einfacher in der Durchführung
und hinsichtlich der dazu benötigten Einrichtungen ist das Verfahren gemäß der Erfindung,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß der von einer in der Kontrollstelle befindlichen
Abfragezentrale an denjenigen Fernsprechteilnehmer, über dessen Telefonanschluß
mindestens ein Verbrauchsmesser abgefragt werden soll, ausgesandte Anruf unmittelbar
nach der Sendung des ersten Anrufimpulses wieder unterbrochen und daraufhin der
Teilnehmer erneut angewählt wird, worauf dieser einen weiteren Rufimpuls erhält,
dessen zeitlicher Abstand von dem bei der ersten Anwahl gesendeten Rufimpuls als
Kriterium für die Steuerung der in bekannter Weise einem Telefonapparat des betreffenden
Fernsprechteilnehmers vorgeschalteten Hilfseinrichtung dient, über welche in ebenfalls
bekannter Weise das Signal mindestens eines Verbrauchsmessers in den Telefonanschluß
des Fernsprechteilnehmers einkoppelbar ist.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedarf es einer
vorzugsweise selbsttätigen, in einer die Abfrage durchführenden Kontrollstelle angeordneten
Abfragezentrale, die z. B. eine programmgesteuerte elektromechanische und/oder elektronische
Einrichtung sein kann, sowie einer Vielzahl von bei den einzelnen Teilnehmern angeordneten
Hilfseinrichtungen, für welche ein Ausführungsbeispiel im folgenden an Hand der
Zeichnung näher beschrieben ist. Es zeigt F i g. 1 einen Schaltplan und F i g. 2
ein Diagramm.
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In der F i g. 1 ist eine in einem Versorgungsunternehmen für ein oder
mehrere öffentliche Verbrauchsgüter angeordnete selbsttätige Abfragezentrale 1 angedeutet,
die mittels eines Zeitschaltwerkes einen Umschalter 2 steuert. Eine von einem Fernsprechamt
3 kommende Telefonleitung 4 kann durch den Umschalter 2 von einem bei der Abfragezentrale
1 befindlichen Telefonapparat 5 auf die Abfragezentrale 1 umgeschaltet werden. Telefonleitungen
6 führen vom Fernsprechamt 3 zu einer Vielzahl von Fernsprechteilnehmern, von welchen
alle jene, deren Telefonanschluß mindestens ein abzufragender Verbrauchsmesser 7
zugeordnet ist, eine dem normalen Telefonapparat 8 vorgeschaltete Hilfseinrichtung
9 besitzen.
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Die vom Fernsprechamt 3 her als Doppelleitung a, b
beim einzelnen
Teilnehmer ankommende Telefonleitung 6 ist an Klemmen 10,11 der Hilfseinrichtung
9 angeschlossen und über in der Zeichnung durch breite Linien dargestellte Leitungen
12, 13 auf Klemmen 14, 15 durchverbunden, die als Anschlußklemmen für den Telefonapparat
8 dienen. in der Leitung 12 liegen ein Dämpfungswiderstand 16 und die Wicklung eines
Gleichstromrelais 17.
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Parallel zu den Klemmen 10, 11 ist die Reihenschaltung eines Kondensators
18 mit der Wicklung eines Wechselstromrelais 19 an die Leitungen 12, 13 angeschlossen,
das einen Umschaltkontakt 20 mit einem Schaltarm 21 und Kontakten 22 und 23 sowie
einen Arbeitskontakt 24 aufweist.
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Ein Nockenschalter 25 mit einer Welle 26 und Nockenscheiben 27, 28
und 29 und diesen zugeordneten Nochenkontakten 30, 31, 32 und 33 wird über ein Schneckengetriebe
34 und eine von einem Kupplungsmagneten 35 betätigte Kupplung 36 durch einen Synchronmotor
37 angetrieben, dessen Speisung über den Nockenkontakt 30 aus einem Wechselstromnetz
38 erfolgt.
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Die Nockenscheibe 29 weist einen Anschlagstift 39 auf, der in der
Ausgangsstellung des Nockenschalters 25 an einem feststehenden Anschlag
40 anliegt. Außerdem ist auf der Welle 26 eine in einem festen Widerlager
41 eingespannte Rückstellfeder 42 befestigt.
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Anschlüsse 43 und 44 des als Umschaltkontakt ausgebildeten Nockenkontaktes
31 sind dem Dämpfungswiderstand 16 und einem Arbeitskontakt 45 des Gleichstromrelais
17 parallel geschaltet. Von einem Anschluß 46 des Nockenkontaktes 31 führt eine
Verbindungsleitung 47 über einen Ruhekontakt 48 des Gleichstromrelais 17 und einen
Kondensator 49 zu einem Schaltungspunkt 50 auf der Leitung 13, den eine weitere
Verbindungsleitung 51 über die Erregerwicklung 52 eines Schleifenrelais 53 und über
die Parallelschaltung .des zum Wechselstromrelais 19 gehörenden Arbeitskontaktes
24 und eines dem Schleifenrelais 53 zugeordneten Haltekontaktes 54 sowie ferner
über den Nockenkontakt 32 mit einem auf der Leitung 12 liegenden Schaltungspunkt
55 verbindet.
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Eine Induktionswicklung 56 des Schleifenrelais 53 steht mit einem
Signalerzeuger 57, beispielsweise einer Tonfrequenzquelle, im Verbrauchsmesser 7
in Verbindung. Ein Pfeil 58 deutet den Durchfluß eines Verbrauchsgutes durch den
Verbrauchsmesser 7 an.
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Spannungsklemmen 59 und 60 werden aus dem Wechselstromnetz über einen
Gleichrichter oder aus einer über die Fernsprechleitung nachgeladenen Ortsbatterie,
die z. B. ein Kadmium-Nickel-Akkumulator sein kann, in bekannter und .daher nicht
näher dargestellter Weise mit Gleichspannung versorgt. Zwischen der Spannungsklemme
59 und dem Kontakt 23 des Umschaltkontaktes 20 liegt die Reihenschaltung eines Ladewiderstandes
61 mit dem Nockenkontakt 33, während von der Spannungsklemme 60 ein Leitungszug
62 über die Erregerwicklung des Kupplungsmagneten 35 zum Kontakt 22 des Umschalters
20 führt, dessen Schaltarm 21 über einen Kondensator 63 mit der Spannungsklemme
60 verbunden ist.
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Um mehrere Verbrauchsmesser 7 über nur eine Hilfseinrichtung 9 ansteuern
zu können, ist es möglich, an Stelle eines Verbrauchsmessers 7 Wählarme 69 eines
zweiarmigen Wählers 70, der vorzugsweise als Schrittwähler ausgebildet ist und der
in der Hilfseinrichtung 9 unterzubringen wäre, mit der Induktionswicklung 56 des
Schleifenrelais 53 zu verbinden und an je ein Paar der Wählerausgänge 71 je einen
Signalerzeuger 57 eines Verbrauchsmessers 7 anzuschließen. Die Fortschaltung des
Wählers 70 kann mittels eines Schaltmagneten 72 erfolgen, dessen Wicklung den Klemmen
10, 11 parallel geschaltet und der für von der Abfragezentrale 1 gesendete Tonfrequenzimpulse
selektiv empfindlich ist. Zweckmäßig wird jedoch ein normaler Schaltmagnet 72 verwendet
und diesem ein selektiv empfindlicher Schaltverstärker 73 mit Netzanschluß 74 vorgesetzt.
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Der Wähler 70 könnte auch ein durch einen netzgespeisten Synchronmotor
angetriebener Synchronwähler sein, welcher beispielsweise beim Ansprechen des Schleifenrelais
53 startet und die einzelnen Verbrauchsmesser 7 der Reihe nach mit der Induktionswicklung
56 verbindet, ohne daß die Abfragezentrale 1 an den Wähler 70 besondere Steuerbefehle
senden muß.
Die Erklärung des Verfahrensablaufs und dei Wirkung
der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Einrichtungen
wird durch die F i g. 2 unterstützt, in der über der einer Umdrehung der Welle 26
des Nockenschalters 25 in der Hilfseinrichtung 9 entsprechenden Zeit von z. B. 12
Selkunden Rufimpulse 64, 65, 66 und 67 sowie Kontaktstellungen der Nockenkontakte
30, 31 (Anschlüsse 43 und 44), 31 (Anschlüsse 43 und 46), 32 und 33 des Nockenschalters
25 aufgetragen sind, wobei die zeitliche Länge der schraffierten Felder jeweils
die Dauer eines Rufimpulses bzw. diejenige Kontaktstellung angibt, in welcher der
betreffende Kontakt geschlossen ist.
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Im Ruhezustand der Hilfseinrichtung 9 befindet sich der Nockenschalter
nicht in der gezeichneten Ausgangslage, sondern in seiner Endstellung, bei der die
Rückstellfeder 42 gespannt, die Kupplung 36 durch Federkraft eingerückt und der
Nockenkontakt 30 geöffnet ist.
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Nun seien die Vorgänge bei einer Abfrage des Verbrauchsmessers 7 durch
die Abfragezentrale 1 betrachtet. Das in der Abfragezentrale 1 enthaltene Zeitschaltwerk
betätigt während der Zeit schwacher Belastung des Telefonnetzes, vorwiegend also
zur Nachtzeit, den Umschalter 2 und schaltet damit die Abfragezentrale 1 an die
Telefonleitung 4 an. Ein programmgesteuerter Wähler in der Abfragezentrale 1 wählt
nun alle abzufragenden Teilnehmer der Reihe nach so an, wie dies für den Teilnehmer
mit .dem Telefonapparat 8, der Hilfseinrichtung 9 und dem Verbrauchsmesser 7 im
folgenden beschrieben ist.
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Zunächst erfolgt die Wahl der Teilnehmernummer, worauf ein erster
Rufimpuls 64 über die Klemmen 10, 11 in die Hilfseinrichtung 9 einläuft und dort
das Wechselstromrelais 19 erregt, welches den Schaltarm 21 des Umschaltkontaktes
20 auf .den Kontakt 23 schaltet, so daß sich der Kondensator 63 über den Geschlossenen
Nockenkontakt 33 und den Widerstand 61 auf die an den Spannungsklemmen 59 und 60
anliegende Spannung auflädt. Nach Abklingen des Rufimpulses 64 kehrt .der Schaltarm
21 .des Umschalters 20 auf :den Kontakt 22 zurück, wobei sich der Kondensator
63 über die Erregerwicklung des Kupplungsmagneten 35 entlädt und dieser die Kupplung
36 ausrückt, worauf der Nockenschalter 25 unter der Kraftwirkung der Rückstellfeder
42 in Pfeilrichtung 68 in seine Ausgangslage zurückspringt, in welcher der Anschlagstift
39 am Anschlag 40 anliegt und der Nockenkontakt 30 geschlossen ist, was ein Anlaufen
des Synchronnotars 37 zur Folge hat.
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Inzwischen ist der Ruf zu Beginn der dem ersten Rufimpuls folgenden
Rufimpulspause von der Abfragezentrale 1 wieder unterbrochen worden, wie dies in
der F i g. 2 durch die senkrechte Linie nach dem Rufimpuls 64 angedeutet ist; .die
selbsttätige Abfragezentrale 1 hat also nach dem ersten, durch den Mithörton wahrgenommenen
Rufimpuls 64 wieder »eingehängt«, um gleich darauf die gleiche Teilnehmernummer
erneut zu wählen. Während dieser zweiten Anwahl hat der Synchronmotor 37 die Welle
26 des Nockenschalters 25 von der Ausgangslage aus um so viel gedreht, daß - etwa
in .der siebenten Sekunde nach dem Start .des Nockenschalters 25 -der Nockenkontakt
33 öffnet und kurz darauf der Nockenkontakt 32 schließt.
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Während nun der Nockenkontakt 32 geschlossen ist, trifft nach beendigter
zweiter Anwahl der erste Rufimpuls 65 der zweiten Anwahl an .den Klemmen 10 und
11 der Hilfseinrichtung 9 ein und erregt erneutdas Wechselstromrelais 19, das wiederum
seine Kontakte 20 und 24 betätigt. Der Ladestromkreis für den Kondensator 63 ist
seit dem öffnen des Nockenkontaktes 33 unterbrochen, so daß .diesmal die Betätigung
des Umschaltkontaktes 20 nicht, wie bereits beschrieben, zu einer Rückstellung des
Nockenschalters 25 führt. Dafür entsteht jedoch über den bereits geschlossenen Nockenkontakt
32 und über den Arbeitskontakt 24 des Wechselstromrelais 19 ein Strompfad vom Punkt
55 der Leitung 12 zur Leitung 13 über die Erregerwicklung 52 des Schleifenrelais
53 und die Verbindungsleitung 51, so daß das Schleifenrelais 53 anzieht, sich über
den Haltekontakt 54 am Sprechgleichstrom selbst hält und damit den Aufbau einer
Telefonverbindung mit der °Abfragezentrale 1 bewirkt.
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Über die Induktionswicklung 56 des Schleifenrelais 53 gelangt nunmehr
das Tonfrequenzsignal des vom Verbrauchsmesser 7 gesteuerten Signalsenders 57 in
die geschlossene Fernsprechschleife und damit zur Abfragezentrale 1, welche die
Telefonverbindung nach Aufzeichnung des empfangenen Signals wieder abbricht.
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Kurz bevor die Drehung der Welle 26 des Nockenschalters durch .das
Öffnen des Nockenkontaktes 30 zum Stillstand kommt, öffnet der Nockenkontakt 32,
worauf das Schleifenrelais 53 abfällt und der Ruhezustand der Einrichtung wiederhergestellt
ist.
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Die beiden Rufimpulse 64 und 65 bei der Abfrage wurden durch den Dämpfungswiderstand
16 vom Telefonapparat 8 des betreffenden Teilnehmers ferngehalten; der Teilnehmer
konnte die Abfrage also nicht bemerken.
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Wird nun von einem beliebigen Fernsprechteilnehmer eine normale Gesprächsverbindung
zum Telefonapparat 8 verlangt, so folgt dem auf die Anwahl hin an den Klemmen 10,
11 der Hilfseinrichtung 9 des gerufenen Teilnehmers auftretenden ersten Rufimpuls
66 im normalen Rufimpulsintervall ein zweiter Rufimpuls 67. Die vom ersten Rufimpuls
66, der wegen .des Widerstandes 16 nicht zum Telefonapparat 8 gelangt, in der Hilfseinrichtung
9 ausgelösten Vorgänge entsprechen genau den bereits als Wirkung des ersten Rufimpulses
64 beschriebenen.
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Der zweite Rufimpuls 67 trifft nun zu einer Zeit ein, zu der sowohl
die Anschlüsse 43 und 44 durch den Nockenkontakt 31 leitend verbunden sind, als
auch der Nockenkontakt 33 geschlossen ist. Durch die leitende Verbindung der Anschlüsse
43 und 44 ist der Dämpfungswiderstand 16 kurzgeschlossen, damit gelangt der zweite
Rufimpuls 67 eines normalen Anrufes auf den Telefonapparat 8, so daß dessen Wecker
ertönt und der Teilnehmer gerufen wird.
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Nach Abklingen des zweiten Rufimpulses 67 kehrt jedoch der Nockenschalter
wie auf einen ersten Rufimpuls hin in der bereits beschriebenen Weise in seine Ausgangslage
zurück, da während der Dauer des zweiten Rufimpulses 67 der Nockenkontakt 33 geschlossen
war, so daß die zur Auslösung des Kupplungsmagneten 35 erforderliche Ladung des
Kondensators 63 erfolgen konnte.
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Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem auf den zweiten Rufimpuls
67 folgenden weiteren Rufimpuls, bis sich der gerufene Teilnehmer meldet und durch
Abheben seines Telefonhörers einen Schleifenschluß herstellt, wobei das Gleichstromrelais
17 anzieht
und mittels des Arbeitskontaktes 45 den Dämpfungswiderstand
16 so lange überbrückt, bis der Teilnehmer die Fernsprechschleife durch Auflegen
seines Telefonhörers wieder unterbricht, so daß das Gleichstromrelais 17 abfällt.
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Wünscht der Teilnehmer vom Telefonapparat 8 aus eine Gesprächsverbindung
mit einem anderen Fernsprechteilnehmer und hebt den Telefonhörer ab, so wird durch
Schließen des Gabelkontaktes im Telefonapparat 8 folgender Stromkreis geschlossen;
Klemme 14 -. Telefonapparat 8 - Klemme 15 - Schaltungspunkt 50 - Kondensator 49
- Ruhekontakt 48 -Verbindungsleitung 47 - Nockenkontakt 31 mit Anschlüssen 46 und
43 - Wicklung des Gleichstromrelais 17 - Klemme 14. über diesen Stromkreis entlädt
sich der im Ruhezustand der Einrichtung aus der Telefonleitung 6 über die Leitungen
12, 13 und über den Dämpfungswiderstand 16 aufgeladene Kondensator 49, wobei das
Gleichstromrelais 17, dessen Wicklung vom Entladestrom durchflossen wird, anzieht,
dabei durch Öffnen des Ruhekontaktes 48 die Verbindungsleitung 47 unterbricht und
gleichzeitig durch Schließen des Arbeitskontaktes 45 den Dämpfungswiderstand
16 überbrückt, wodurch der Telefonapparat 8 zum Fernsprechamt 3 durchverbunden
wird und das Relais 17 in der nunmehr geschlossenen Fernsprechschleife so lange
erregt bleibt, bis, der Teilnehmer den Telefonhörer wieder auf die Gabel des Telefonapparates
8 auflegt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur telefonischen ; Abfrage ermöglicht
einen verhältnismäßig einfachen Aufbau der zur Anwendung des Verfahrens in Telefonanlagen
zusätzlich benötigten Einrichtungen, wobei die in großen Stückzahlen erforderliche
Hilfseinrichtung 9 den bedeutendsten Kostenfaktor darstellt. In dem gezeigten Beispiel
wurde eine Hilfseinrichtung 9 beschrieben, die aus bewährten, robusten und zuverlässigen
Schaltungselementen besteht und die auf elektromechanischer Grundlage arbeitet.
Es ist jedoch auch möglich, den Nockenschalter 25, dem lediglich die zeitrichtige
Zuordnung verschiedener Schalthandlungen zu eintreffenden Rufimpulsen obliegt, durch
rein elektronische Elemente, wie z. B. durch Zeitglieder sowie Transistoren,
Kaltkathodenröhren u. dgl. zu ersetzen und diesen vollelektronischen Schalter aus
einer in der Hilfseinrichtung 9 angeordneten Batterie, z. B. aus einem Nickel-Cadmium-Akkumulator,
zu speisen, wobei die Nachladung der Batterie aus dem Wechselstromnetz oder aus
der Fernsprechleitung erfolgen kann.
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Bei gleicher Wirkungsweise der Hilfseinrichtung 9 läßt sich diese
auch den jeweiligen Erfordernissen in Telefonanlagen entsprechend innerhalb der
Fernsprechschleife elektrisch symmetrisch aufbauen, so daß jegliche Übertragung
von Sprechweehselströmen normaler Telefongespräche auf die übrigen Teile der Hilfseinrichtung
und besonders auf den Verbrauchsmesser 7 unterbunden ist.
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Über das gezeigte Beispiel einer Hilfseinrichtung 9 hinaus sind weitere
Ausführungsmöglichkcitendieser Hilfseinrichtung denkbar. So kann unter anderem ein
aus der Telefonie bekannter, von Hand zu betätigender einfacher Umschalter für zwei
gleichberechtigte, an eine gemeinsame Fernsprechleitung angeschlossene Telefonapparate
eines Teilnehmers so modifiziert werden, daß die Betätigung elektromagnetisch erfolgt
und durch Rufsignale je nach .deren zeitlichem Abstand einerseits und durch den
Gabelkontakt eines Telefonapparates andererseits in Analogie zu dem beschriebenen
Beispiel mittels eines Nockenschalters und einiger Relais gesteuert wird. An Stelle
eines zweiten Telefonapparates wäre an einen derartigen Umschalter wieder der Signalerzeuger
eines Verbrauchsmessers angeschlossen.