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Publication number: DE1272440A1
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Int. Cl.:Int. Cl .:

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

DeutscheKl.: 21d2-44 German class: 21d2-44

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P 12 72 440.2-32 (E 27010)
11. Mai 1964
11. Juli 1968P 12 72 440.2-32 (E 27010)
May 11, 1964
July 11, 1968

Gegenstand der Hauptpatentanmeldung ist eine Einrichtung zur Übertragung von Fernwirksignalen über ein Wechselspannung führendes Versorgungsnetz für elektrische Energie, bei der die Signale der Netzwechselspannung überlagert sind, mit mindestens einem Signalgeber und einem Signalempfänger sowie mit einem bei jedem Signalgeber angeordneten, in Reihe mit einem Impulskontakt an das Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Schwingkreis, der für die Zeitdauer der Signalübertragung an das Versorgungsnetz in der Weise einer Impulsserie angeschaltet ist, wobei der zeitliche Abstand der einzelnen aufeinanderfolgenden Anschaltimpulse einer Impulsserie ungleich dem einfachen oder ganzzahligen mehrfachen Wert der halben Periodendauer der mit den Signalen überlagerten Netzwechselspannung ist.The subject of the main patent application is a device for the transmission of telecontrol signals Via an alternating voltage leading supply network for electrical energy, in which the signals of the AC voltage are superimposed, with at least one signal transmitter and a signal receiver as well with one arranged at each signal transmitter, in series with a pulse contact to the supply network connected electrical oscillating circuit, which for the duration of the signal transmission to the supply network is switched on in the manner of a series of pulses, the time interval between the individual successive switch-on pulses of a pulse series unequal to the simple or integer is a multiple value of half the period of the AC mains voltage superimposed with the signals.

Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes der Hauptanmeldung.The invention relates to an advantageous development of the subject matter of the main application.

Es wurde gefunden, daß die zu übertragenden Informationen ohne nennenswerten Mehraufwand mit zusätzlichen Informationselementen, z. B. mit einem Kennungssignal, für den einzelnen Signalgeber ausgestattet werden können, wenn die im Hauptpatent definierte Einrichtung außerdem die Merkmale besitzt, daß der elektrische Schwingkreis mindestens zwei durch wenigstens einen Signalkontakt wählbare Eigenschwingungszahlen sowie ein durch einen Modulator betätigtes Abstimmorgan zur Veränderung dieser Eigenschwingungszahlen von solcher Bemessung aufweist, daß sich die vom Abstimmorgan um die gewählten Eigenschwingungszahlen gebildeten Frequenzbänder nicht überschneiden, und daß ferner im Signalempfänger für Amplituden- und Frequenzmodulation selektiv empfindliche Auswerteglieder angeordnet sind.It was found that the information to be transmitted without significant additional effort with additional information elements, e.g. B. equipped with an identification signal for the individual signal generator if the device defined in the main patent also has the characteristics that the electrical resonant circuit at least two selectable by at least one signal contact Natural oscillation numbers as well as a tuning element actuated by a modulator for changing has this natural frequency of such a dimension that the tuning organ frequency bands formed around the selected natural oscillation numbers do not overlap, and furthermore in the signal receiver for amplitude and frequency modulation selectively sensitive evaluation elements are arranged.

Einzelheiten gehen aus dem im folgenden an Hand der Zeichnungsfiguren beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor. Es zeigt Details emerge from the exemplary embodiment described below with reference to the drawing figures. It shows

F i g. 1 ein Spannungsdiagramm undF i g. 1 is a voltage diagram and

F i g. 2 ein Schema einer Fernwirkeinrichtung.F i g. 2 is a diagram of a telecontrol device.

In einem Versorgungsnetz für elektrische Energie, im weiteren meisten kurz »Netz« genannt, beträgt die Frequenz der Netzwechselspannung z. B. 50 Hz, ihre Periodendauer damit 20 Millisekunden (abgekürzt: ms). Beim Anschalten eines aus einem induktiven und einem kapazitiven Glied bestehenden elektrischen Schwingkreises an das Netz bildet sich ein Wechselstrom mit einer durch die Eigenfrequenz des Schwingkreises vorgeschriebenen Frequenz aus, dessen Erstamplitude dem zum Zeitpunkt der Anschaltung anliegenden Momentanwert der Netzspannung proportional und dessen logarithmisches Dekre-Einrichtung zur Übertragung von
Fernwirksignalen über ein Wechselspannung
führendes VersorgungsnetzIn a supply network for electrical energy, hereinafter mostly referred to as "network" for short, the frequency of the network alternating voltage is z. B. 50 Hz, their period duration thus 20 milliseconds (abbreviated: ms). When an electrical oscillating circuit consisting of an inductive and a capacitive element is connected to the network, an alternating current is formed with a frequency prescribed by the natural frequency of the oscillating circuit, the initial amplitude of which is proportional to the instantaneous value of the mains voltage at the time of connection and its logarithmic decreing device transfer of
Remote control signals via an alternating voltage
leading supply network

Zusatz zur Anmeldung: E 24670 VIII b/21 d2 ■
Auslegeschrift 1264 599Addition to registration: E 24670 VIII b / 21 d2 ■
Interpretation document 1264 599

Anmelder:Applicant:

Electrometre S. A., Zug (Schweiz)
Vertreter:Electrometre SA, Zug (Switzerland)
Representative:

Dr.-Ing. A. Schulze, Patentanwalt,
1000 Berlin 31, Jenaer Str. 14Dr.-Ing. A. Schulze, patent attorney,
1000 Berlin 31, Jenaer Str. 14

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Alfred Späth, Zug (Schweiz)Dr. Alfred Späth, Zug (Switzerland)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweiz vom 30. April 1964 (5698)Switzerland of April 30, 1964 (5698)

ment von der Dämpfung des Schwingkreises abhängig ist. ment is dependent on the damping of the oscillating circuit.

Beim Abschalten des Schwingkreises besitzt das kapazitive Glied dieses Schwingkreises eine Ladung, deren Polarität und Größe dem zum Zeitpunkt der Abschaltung anliegenden Momentanwert der Netzspannung entspricht. Um nun einen möglichst großen Einschaltstromstoß zu erzielen, erfolgt die nächste Anschaltung des Schwingkreises vorteilhaft in einer Halbwelle der Netzspannung mit entgegengesetzter Polarität, jedoch bei einem anderen Betrag des Momentanwertes der Netzspannung als die vorausgehende Anschaltung. In der Fig. 1 ist dies veranschaulicht. When the oscillating circuit is switched off, the capacitive element of this oscillating circuit has a charge, their polarity and size correspond to the instantaneous value of the mains voltage at the time of switch-off is equivalent to. In order to achieve the largest possible inrush current, the next one takes place Connection of the resonant circuit is advantageous in a half-wave of the mains voltage with the opposite Polarity, but with a different amount of the instantaneous value of the mains voltage than the previous one Connection. This is illustrated in FIG. 1.

Beispielsweise fällt der Zeitpunkt ti der ersten Anschaltung mit dem Scheitelwert einer positiven Halbwelle (+) der Netzspannung U, der Zeitpunkt der Abschaltung t2 mit dem Scheitelwert der nächstfolgenden positiven Halbwelle zusammen; die Anschaltdauer A des Schwingkreises beträgt darm eine Periodendauer der Netzspannung, also 20 ms. Die zweite, nach einer Impulspause P folgende Anschaltung setzt nun erst einen kleinen Zeitbetrag Z, z.B. 2 ms, nach dem Auftreten des Scheitelwertes der auf die positive Halbwelle (+), bei der abgeschaltet wurde, folgenden negativen Halbwelle (—) der Netzspannung ein; die Periodendauer T einer Anschal-For example, the point in time ti of the first connection coincides with the peak value of a positive half-cycle (+) of the mains voltage U, the point in time of disconnection t2 coincides with the peak value of the next positive half-cycle; the switch-on time A of the resonant circuit is therefore a period of the mains voltage, i.e. 20 ms. The second connection, following a pulse pause P , only starts a small amount of time Z, e.g. 2 ms, after the peak value of the negative half-wave (-) of the mains voltage following the positive half-wave (+) at which the system was switched off; the period T of a connection

809 569/224809 569/224

tung, das ist der zeitliche Abstand der einzelnen Anschaltimpulse, ist beim gewählten Beispiel demnach 32 ms; Anschaltdauer A und Impulspause P sind also unterschiedlich bemessen.device, that is the time interval between the individual switch-on pulses, is therefore 32 ms in the example chosen; Switch-on duration A and pulse pause P are therefore dimensioned differently.

Im vorgetragenen Beispiel fällt der Zeitpunkt der Anschaltung nach jeweils fünf Anschaltperioden, entsprechend einem Zeitraum von 160 ms, mit homologen Momentanwerten der Netzspannung zusammen. In diesem Zeitraum ändert sich der Betrag der Erstamplitude des Einschaltstromstoßes zwischen einem Höchstwert und einem Wert gleich oder nahe bei Null, je nach dem Betrag des Momentanwertes der Netzspannung zum Zeitpunkt der ersten Anschaltung innerhalb einer Serie von Anschaltimpulsen. Der Einschaltstrom des Schwingkreises ist also im be- ig sprochenen Beispiel mit (160 ms)^-1 = 6,25 Hz praktisch zu IOO^flZo amplitudenmoduliert. Dieser Amplitudenmodulation der als Träger wirkenden Eigenfrequenz des elektrischen Schwingkreises läßt sich nun durch periodische Schwingkreisverstimmung ao eine Frequenzmodulation der Trägerfrequenz überlagern. In the example presented, the time of connection coincides with homologous instantaneous values of the mains voltage after every five connection periods, corresponding to a period of 160 ms. During this period, the amount of the initial amplitude of the inrush current changes between a maximum value and a value equal to or close to zero, depending on the amount of the instantaneous value of the mains voltage at the time of the first connection within a series of connection pulses. The inrush current of the resonant circuit is thus in the example discussed with (160 ms) ^-1 = 6.25 Hz, practically amplitude modulated ^{to 100 fl Zo.} This amplitude modulation of the natural frequency of the electrical resonant circuit acting as a carrier can now be superimposed on a frequency modulation of the carrier frequency by periodic resonant circuit detuning.

Eine für die praktische Ausführung der Erfindung geeignete Anordnung ist in der F i g. 2 dargestellt.An arrangement suitable for practicing the invention is shown in FIG. 2 shown.

Als Fernwirkkanal dient ein Niederspannungen netz 1, beispielsweise ein Bezirksnetz der öffentlichen Stromversorgung, das von einem Verteiltransformator 2 gespeist wird. Die Fernwirkaufgabe besteht z. B. darin, den elektrischen Zustand der Signalkontakte einer größeren Anzahl von Signalgebern an eine zentrale Empfangsstelle zu melden. Als Signalgeber dienen Mengenmesser zur Messung des Verbrauches von öffentlichen Verbrauchsgütern, wie Gas, Wasser, Elektrizität.A low-voltage network 1, for example a district network of the public, serves as the telecontrol channel Power supply that is fed by a distribution transformer 2. The remote control task exists z. B. in the electrical state of the signal contacts of a larger number of signal generators to report to a central receiving point. Volume meters serve as signal transmitters for measurement the consumption of public consumer goods such as gas, water, electricity.

In der Fig. 2 ist als Signalgeber 3 ein Elektrizitätszähler angedeutet, der jeweils nach Messung einer bestimmten Verbrauchsmenge einen Signalkontakt 4 von einem Kontaktelement 5 auf ein Kontaktelement 6 umschaltet und umgekehrt. Der Elektrizitätszähler mißt die in einem Verbraucher 7 umgesetzte elektrische Arbeit.In FIG. 2 , an electricity meter is indicated as a signal generator 3, which switches a signal contact 4 from a contact element 5 to a contact element 6 and vice versa after measuring a certain amount of consumption. The electricity meter measures the electrical work converted in a consumer 7.

Als Sendeeinrichtung dient ein aus einem Kondensator 8 und aus einer eine Anzapfung 9 aufweisenden Spule 10 bestehender elektrischer Reihenschwingkreis sowie ein als Modulator wirkendes Laufwerk 4g 11. Wenigstens ein Teil der Spule 10 besitzt einen Eisenkern 12, dessen magnetische Leitfähigkeit durch ein Abstimmorgan 13 veränderbar ist.An electrical series resonant circuit consisting of a capacitor 8 and a coil 10 having a tap 9 and a drive 4g 11 acting as a modulator serve as the transmitting device. At least part of the coil 10 has an iron core 12, the magnetic conductivity of which can be changed by a tuning element 13.

Das Laufwerk 11 weist drei über Zahnradpaare 14, 15, 16 gekuppelte Wellen 17, 18, 19 mit unterschiedrichen Drehzahlen auf, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl einer von einem Uhrwerk oder, wie gezeichnet, von einem Synchronmotor 20 bewegten Antriebswelle 21 stehen.The drive 11 has three shafts 17, 18, 19 coupled via gear pairs 14, 15, 16 with different types Speeds on, which are in a fixed ratio to the speed of one of a clockwork or, as shown, drive shaft 21 moved by a synchronous motor 20.

Auf der Welle 17 ist eine Nockenscheibe 22 befestigt, die auf einen Impulskontakt 23 wirkt, während die Welle 18 eine Kurvenscheibe 24 zur Betätigung des Abstimmorgans 13 trägt. Die Kurvenscheibe 24 steht mit dem Abstimmorgan 13 über einen in der Figur strichpunktiert angedeuteten Wirkungspfad 25 in Verbindung. Diese Verbindung kann auch in einer Identität der Kurvenscheibe 24 mit dem Abstimmorgan 13 bestehen, indem diese beispielsweise mit ihrem äußeren Teil, der Zonen unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit aufweist, in einem Luftspalt des Eisenkernes 12 der Schwingkreisspule 10 rotiert. Die Bezeichnung »Kurvenscheibe« ist mithin mechanisch oder magnetisch aufzufassen.On the shaft 17, a cam disk 22 is attached, which acts on a pulse contact 23 while the shaft 18 carries a cam disk 24 for actuating the tuning element 13. The cam 24 stands with the tuning element 13 via an action path indicated by dash-dotted lines in the figure 25 in connection. This connection can also be in an identity of the cam 24 with the Tuning member 13 exist by this, for example, with its outer part, the zones of different having magnetic conductivity, in an air gap of the iron core 12 of the resonant circuit coil 10 rotates. The term "cam" should therefore be understood mechanically or magnetically.

Schließlich sind auf der Welle 19 zwei Nockenscheiben 26 und 27 angeordnet, deren erste einen Motorkontakt 28 und deren zweite einen Hauptkontakt 29 steuert. Die Nockenscheibe 27 kann mittels einer Rutschkupplung 30 oder mittels einer Stellschraube gegenüber der Nockenscheibe 26 von Hand verdreht werden.Finally, two cam disks 26 and 27 are arranged on the shaft 19, the first one Motor contact 28 and the second one controls a main contact 29. The cam disk 27 can by means of a slip clutch 30 or by means of an adjusting screw opposite the cam disk 26 of Hand twisted.

Vom Phasenleiter einer an das Niederspannungsnetz 1 einphasig angeschlossenen Abzweigleitung 31 führt eine Verbindungsleitung 32 über den Hauptkontakt 29 zum Impulskontakt 23, und von diesem über den Kondensator 8 zu einem Wicklungsende der Spule 10, deren anderes Wicklungsende mit dem Kontaktelement 6 des Signalkontaktes 4 verbunden ist. Von der Anzapfung 9 der Schwingkreisspule 10 besteht eine elektrische Verbindung zum Kontaktelement 5 des Signalkontaktes 4, dessen Schaltarm am Nulleiter (0) der Abzweigleitung 31 hegt.From the phase conductor to a branch line 31 connected in single-phase to the low-voltage network 1 leads a connecting line 32 via the main contact 29 to the pulse contact 23, and from this Via the capacitor 8 to one winding end of the coil 10, the other winding end with the Contact element 6 of the signal contact 4 is connected. From the tap 9 of the resonant circuit coil 10 there is an electrical connection to the contact element 5 of the signal contact 4, its switching arm on the neutral conductor (0) of the branch line 31.

Der Signalgeber 3 ist ebenfalls an die Abzweigleitung 31 angeschlossen, welche auch die Betriebsspannung für den Synchronmotor 20 einerseits über die Verbindungsleitung 32, einen Steuerkontakt 33, eine Leitung 34 und andererseits über eine Anschlußleitung 35 liefert.The signal generator 3 is also connected to the branch line 31, which also provides the operating voltage for the synchronous motor 20 on the one hand via the connecting line 32, a control contact 33, a line 34 and on the other hand via a connecting line 35 supplies.

Der Motorkontakt 28 liegt elektrisch parallel zum Steuerkontakt 33, welcher von einer Schaltuhr oder von einem mit dem Niederspannungsnetz 1 verbundenen Rundsteuerempfänger 36 betätigt wird. Falls eine Schaltuhr angeordnet ist, kann diese auch als Antrieb für das Laufwerk 11 dienen. Schaltuhr oder Fernsteuerempfänger 36 werden durch die beschriebene Fernwirkeimichtung in der Regel nur mitbenutzt, erfüllen also auch noch andere Aufgaben, z.B. Tarifumschaltung, Ein- und Abschaltung von Verbrauchern usw., was jedoch in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist.The motor contact 28 is electrically parallel to the control contact 33, which is from a timer or is actuated by a ripple control receiver 36 connected to the low-voltage network 1. If If a timer is arranged, this can also serve as a drive for the drive 11. Timer or Remote control receivers 36 are generally only used by the telecontrol device described, thus also perform other tasks, e.g. tariff switching, switching on and off of Consumers, etc., but this is not shown in the drawing.

Die vorstehend beschriebenen Teile der Figur sind am Ort eines jeden Signalgebers 3 angeordnet; eine Schaltuhr oder ein Rundsteuerempfänger 36 kann allerdings mehrere Signalgeber 3 mit Laufwerken 11 bedienen und weist dann entsprechend viele Steuerkontakte 33 auf.The parts of the figure described above are arranged at the location of each signal transmitter 3; one Time switch or a ripple control receiver 36 can, however, have several signal generators 3 with drives 11 operate and then has a corresponding number of control contacts 33.

Der bisher beschriebene Teil der Fernwirkeinrichtung arbeitet wie folgt: Die zu übertragende Information ist im elektrischen Zustand des Signalkontaktes 4 enthalten, sie kann die Form a oder b haben, dann ist der Signalkontakt 4 ein Umschalter mit zwei Kontaktelementen 5, 6. Allenfalls besitzt der Signalkontakt 4 mehr als zwei Kontaktelemente; die Information kann dann mindestens so viele unterschiedliche Formen aufweisen, wie Kontaktelemente angeordnet sind. Natürlich sind dann entsprechend viele Anzapfungen der Schwingkreisspule 10 oder äquivalente Mittel zur Änderung der Eigenfrequenz des Schwingkreises erforderlich.The part of the telecontrol device described so far works as follows: The information to be transmitted is contained in the electrical state of the signal contact 4, it can have the form a or b , then the signal contact 4 is a switch with two contact elements 5, 6 4 more than two contact elements; the information can then have at least as many different forms as there are contact elements. Of course, a corresponding number of taps on the resonant circuit coil 10 or equivalent means for changing the natural frequency of the resonant circuit are then required.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, liegt der Schwingkreis 8,10 mit dem Signalkontakt 4 und dem Impulskontakt 23 elektrisch in Reihe und wird bei jedem Schließen des Impulskontaktes an die Netzspannung angeschaltet, vorausgesetzt, daß der Hauptkontakt 29 geschlossen ist. Dabei entstehen, wie erwähnt, elektrische Ausgleichschwingungen S (F i g. 1), die sich dem Netz als Signalströme überlagern und die somit über das Netz fortgeleitet werden.As can be seen from the drawing, the resonant circuit 8, 10 is electrically in series with the signal contact 4 and the pulse contact 23 and is connected to the mains voltage each time the pulse contact is closed, provided that the main contact 29 is closed. As mentioned, electrical compensating oscillations S (FIG. 1) arise, which are superimposed on the network as signal currents and which are thus passed on via the network.

Der zeitliche Abstand T der einzelnen Anschaltimpulse und damit die Dauer eines Schaltzyklus eines Impulskontaktes ist gleich dem reziproken Produkt aus der Anzahl der Nocken der den ImpulskontaktThe time interval T between the individual switch-on pulses and thus the duration of a switching cycle of a pulse contact is equal to the reciprocal product of the number of cams of the pulse contact

steuernden Nockenscheibe und der Drehzahl dieser Nockenscheibe. Für die den Impulskontakt 23 steuernde Nockenscheibe 22 ist der Kehrwert des Produktes aus Drehzahl und Nockenzahl, also die Dauer einer Anschaltperiode T, unterschiedlich und un- S gleich dem einfachen oder ganzzahligen mehrfachen Wert der halben Periodendauer der Netzwechselspannung gewählt. Weiter oben wurde hierfür bereits ein Wert von z. B. 32 ms genannt; es könnten z, B. aber auch 11 ms oder 31,25 ms oder beliebige andere Werte sein, vorzugsweise solche, die nahe bei einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Periodendauer der Netzwechselspannung liegen und die in der bereits beschriebenen Weise Modulationsfrequenzen ergeben, welche von Störfrequenzen und Netzharmonischen einen hinreichenden Abstand aufweisen. Mit Vorteil ist die Zeitdauer, in der der Impulskontakt 23 während eines Schaltzyklus geschlossen ist, ungleich lang, vorzugsweise länger bemessen als die Zeitdauer, in welcher der Impulskontakt 23 geöffnet ist. aocontrolling cam disk and the speed of this cam disk. For the cam disk 22 controlling the pulse contact 23 , the reciprocal value of the product of the speed and the number of cams, i.e. the duration of a switch-on period T, is selected to be different and not equal to the simple or integral multiple value of half the period duration of the AC mains voltage. A value of z. B. called 32 ms; but it could also be, for example, 11 ms or 31.25 ms or any other values, preferably those that are close to an odd multiple of half the period of the AC mains voltage and that result in modulation frequencies in the manner already described, which of interference frequencies and Network harmonics have a sufficient spacing. The period in which the pulse contact 23 is closed during a switching cycle is advantageously unequal, preferably longer, than the period in which the pulse contact 23 is open. ao

Beim Schließen des Steuerkontaktes 33 wird die Antriebswelle 21 des als umlaufender Nockenschalter ausgebildeten Laufwerkes 11 in Bewegung gesetzt, sei es durch Einschalten des Synchronmotors 20 oder durch z. B. elektromagnetisches Einkuppeln der Antriebswelle 21 in einen ständig laufenden Uhrwerkantrieb, welcher der Antriebswelle 21 eine konstante Drehzahl von z. B. 50 U/sec erteilt.When the control contact 33 is closed, the drive shaft 21 of the drive 11 designed as a rotating cam switch is set in motion, be it by switching on the synchronous motor 20 or by z. B. electromagnetic coupling of the drive shaft 21 in a constantly running clockwork drive, which the drive shaft 21 a constant speed of z. B. granted 50 rev / sec.

Kurz nach dem Start des Laufwerkes 11 schließt der Motorkontakt 28 und hält den Antrieb, z. B. den Synchronmotor 20, für eine ganze Umdrehung der Nockenscheibe 26 erregt.Shortly after the start of the drive 11 , the motor contact 28 closes and holds the drive, for. B. the synchronous motor 20, energized for a full revolution of the cam disk 26.

Eine festgesetzte Zeitspanne nach dem Start des Laufwerkes 11 schließt sich der Hauptkontakt 29 für eine durch die Ausbildung der Nockenscheibe 27 bestimmte Zeitdauer, z. B. für 1,5 Sekunden. In dieser Zeitdauer wird der Schwingkreis 8, 10 durch den Impulskontakt 23 in einem für den Impulskontakt 23 charakteristischen Rhythmus an das Netz angeschaltet. Die auf der Welle 18 synchron, jedoch mit einer anderen Drehzahl als die Nockenscheibe 22 umlaufende Kurvenscheibe 24 verstimmt gleichzeitig den Schwingkreis 8, 10 im Takt ihres Umlaufes. Die Verstimmung ist vorzugsweise so bemessen, daß sich die durch die Modulation um die vom Signalkontakt 4 gewählten Grundeigenfrequenzen des Schwingkreises 8, 10 erzeugten Frequenzbänder nicht überschneiden, damit eine stets eindeutige Auswertung der Signale möglich ist.A fixed period of time after the start of the drive 11 , the main contact 29 closes for a period of time determined by the formation of the cam disk 27, e.g. B. for 1.5 seconds. During this period of time, the oscillating circuit 8, 10 is connected to the network by the pulse contact 23 in a rhythm that is characteristic of the pulse contact 23. The cam disk 24 rotating synchronously on the shaft 18 , but at a different speed than the cam disk 22, detunes the oscillating circuit 8, 10 at the same time as it rotates. The detuning is preferably dimensioned in such a way that the frequency bands generated by the modulation around the fundamental natural frequencies of the resonant circuit 8, 10 selected by the signal contact 4 do not overlap, so that an always unambiguous evaluation of the signals is possible.

Die Signale der beschriebenen Art haben die Form einer Serie von amplituden- und frequenzmodulierten Trägerfrequenzimpulsen, deren Grundträgerfrequenz von der jeweiligen Stellung des Signalkontaktes 4 abhängig ist und deren zeitliche Länge der Schließungsdauer des Hauptkontaktes 29 entspricht. The signals of the type described are in the form of a series of amplitude- and frequency-modulated carrier frequency pulses, the basic carrier frequency of which is dependent on the respective position of the signal contact 4 and the length of which corresponds to the duration of the main contact 29 being closed.

Die vom Signalkontakt 4 gewählte Eigenschwingungszahl des Schwingkreises 8, 10 enthält die Information über den Schaltzustand des Signalkontaktes, während eine der beiden Modulationsarten zur Unterscheidung der Signale von Störspannungen, die andere beispielsweise zur Identifikation des Signalgebers 3 dient. Selbstverständlich können beide Modulationsarten aktive Informationselemente repräsentieren, so daß sich durch entsprechende Kombinationsbildung auch mehrstellige Zahlenwerte einwandfrei übertragen lassen. Theoretisch ist der zur Anwendung kommenden Anzahl von unterschiedlichen Eigenschwingungszahlen, Frequenzmodula-The natural frequency of the oscillating circuit 8, 10 selected by the signal contact 4 contains the information about the switching state of the signal contact, while one of the two types of modulation is used to distinguish the signals from interference voltages, the other is used, for example, to identify the signal generator 3 . It goes without saying that both types of modulation can represent active information elements, so that multi-digit numerical values can also be transmitted properly by forming the appropriate combination. Theoretically, the number of different natural frequencies, frequency modules,

tionsfrequenzen und Amplitudenmodulationsfrequenzen keine Grenze gesetzt.tion frequencies and amplitude modulation frequencies are no limit.

Mit Hilfe des Rundsteuerempfängers 36 (oder einer Schaltuhr) kann die Impulsserie, also die Information, zu einem gewünschten Zeitpunkt aufgerufen werden. Es ist möglich, viele Signalgeber 3 durch einen einzigen Rundsteuerbefehl gleichzeitig aufzurufen. Im Augenblick des Aufrufes, das ist beim Schließen des Steuerkontaktes 33, starten alle Laufwerke 11. Durch entsprechende Einstellung der Nockenscheibe 27 ist erreicht, daß die Hauptkontakte 29 aller gestarteten Laufwerke 11 zu verschiedenen Zeiten geschlossen sind, so daß ein Signalgeber nach dem anderen seine Information abgibt, ohne daß Überschneidungen der Informationen auftreten.With the aid of the ripple control receiver 36 (or a time switch), the series of pulses, that is to say the information, can be called up at a desired point in time. It is possible to call up many signal generators 3 at the same time with a single ripple control command. At the moment of the call, that is when the control contact 33 closes, all drives 11 start. By setting the cam disk 27 accordingly, it is achieved that the main contacts 29 of all started drives 11 are closed at different times, so that one signal generator after the other provides its information delivers without the information overlapping.

Die zeitliche Aufeinanderfolge, in der die einzelnen Signalgeber ihre Information abgeben, kann festgelegt sein und nach dem Redundanzprinzip zur weiteren Identifikation des Signalgebers dienen. Bei Belegung aller Elemente des Signals durch aktive Informationselemente muß diese zeitliche Aufeinanderfolge als Indentifikationskriterium benutzt werden. Eine zentrale Empfangsstelle 37 kennt dann den Zeitpunkt des Aufrufes aller in die Fernwirkeinrichtung einbezogenen Signalgeber 3 und kann so jede in der Empfangsstelle eintreffende Impulsserie einem bestimmten Signalgeber 3 zuordnen.The time sequence in which the individual signal transmitters emit their information can be fixed and, according to the redundancy principle, serve to further identify the signal transmitter. If all elements of the signal are occupied by active information elements, this time sequence must be used as an identification criterion. A central receiving point 37 then knows the time of the call of all signal transmitters 3 included in the telecontrol device and can thus assign each pulse series arriving at the receiving point to a specific signal transmitter 3.

Zur Auskopplung der Signale aus dem überlagerten Niederspannnungsnetz 1 ist in der Empfangsstelle 37 ein Übertrager, z. B. ein Stromwandler 38 mit einem Arbeitswiderstand 39 angeordnet, an dessen Klemmen unter anderem die Signalwechselspannungen auftreten. Diese werden nun in einem Signalempfänger 40 ausgewertet, der zu diesem Zweck an sich bekannte, für die einzelnen Elemente des jeweiligen Signals selektiv empfindliche Auswerteglieder enthält, und der die empfangenen Informationen in eine zur weiteren Verarbeitung geeignete Form umsetzt.For coupling of the signals from the superimposed low-voltage-network 1 is in the reception site 37, a transformer, z. B. a current transformer 38 is arranged with a load resistor 39 , at the terminals of which, inter alia, the signal alternating voltages occur. These are then evaluated in a signal receiver 40 , which for this purpose contains evaluation elements which are known per se and which are selectively sensitive for the individual elements of the respective signal, and which converts the received information into a form suitable for further processing.

An Stelle des in der Figur gezeigten Laufwerkes 11 sind selbstverständlich auch andersartige mechanische Steuervorrichtungen für den Impulskontakt 23 und das Abstimmorgan 13 denkbar; diese Funktionen können auch durch rein elektronische Schaltglieder übernommen werden; desgleichen ist es möglich, Schwingzungen oder Stimmgabeln als Taktgeber für die Modulationsfrequenzen vorzusehen. Instead of the drive 11 shown in the figure, other types of mechanical control devices for the pulse contact 23 and the tuning element 13 are of course also conceivable; these functions can also be taken over by purely electronic switching elements; it is also possible to use vibrating tongues or tuning forks as clock generators for the modulation frequencies.

Im vorstehenden wurde gezeigt, daß es auf Grund der Erfindung nunmehr möglich ist, mit sehr einfachen Sende- und Empfangseinrichtungen geringer Leistung eine große Informationsmenge über einen bereits vorhandenen und weitverzweigten, jedoch zahlreichen Störeinflüssen ausgesetzten Fernwirkkanal, wie ihn ein Verteilungsnetz für elektrische Energie darstellt, zuverlässig in beliebiger Richtung, also insbesondere auch entgegen der Flußrichtung der Netzenergie, zu übertragen. Störspannungen, die innerhalb der von den Selektivgliedern der Empfangsstelle 37 durchgelassenen Frequenzbänder liegen, können die Informationsübertragung nur dann beeinträchtigen, wenn sie ebenfalls mit den für die Signale gewählten Modulationsfrequenzen moduliert sind und genügend lange Zeit andauern, z. B. eine Sekunde, wofür die Wahrscheinlichkeit äußerst gering ist.In the foregoing it has been shown that, based on the invention, it is now possible, with very simple low-power transmitting and receiving devices, to reliably provide a large amount of information via an already existing and widely ramified telecontrol channel that is exposed to numerous interferences, such as a distribution network for electrical energy to be transmitted in any direction, in particular also against the direction of flow of the network energy. Interference voltages that are within the frequency bands passed by the selective elements of the receiving station 37 can only impair the transmission of information if they are also modulated with the modulation frequencies selected for the signals and last a long enough time, e.g. B. a second, for which the probability is extremely low.

Als Hauptanwendungsgebiet der Erfindung gilt die Ermittlung und Abrechnung des Verbrauches von öffentlichen Verbrauchsgütern, z. B. von Gas, Flüs-The main area of application of the invention is the determination and billing of the consumption of public consumer goods, e.g. B. of gas, liquid

Claims

energy and electrical energy. The simplifications in the determination of consumption made possible by the invention are of great importance in view of the increasing spread of public supply networks, it being essential that the device described here ensures a very high degree of reliability of the signal transmission. The signal transmissions are preferably carried out during the hours of low load on the telecontrol channel, e.g. B. during the night. To transmit the information of a single signal generator, a maximum of three seconds including the time interval from the next information transmission are required in the telecontrol device according to the invention. This results in relatively high transmission speeds, as they are crucial for the practical use of devices for determining consumption in the specified sense. 20 claims:

1. Device for the transmission of telecontrol signals via an alternating voltage Supply network for electrical energy in which the signals are superimposed on the AC voltage are, with at least one signal transmitter and one signal receiver as well as with one at each signal transmitter arranged in series with a pulse contact to the supply network connected electrical oscillating circuit, which is used for the duration of the signal transmission to the Supply network in the manner of a series of pulses

is switched on, whereby the time interval between the individual successive switch-on pulses of a pulse series is not equal to the single or multiple integer value of half the period of the AC mains voltage superimposed with the signals, according to patent application E24670VIIIb / 21d2 (German Auslegeschrift 1264599), characterized in that the electrical oscillating circuit ( 8, 10) has at least two natural oscillation numbers that can be selected by at least one signal contact (4) and a tuning element (13) actuated by a modulator for changing these natural oscillation numbers of such a dimension that the frequency bands formed by the tuning element (13) around the selected natural oscillation numbers do not overlap In addition, in the signal receiver (40) for amplitude and frequency modulation, selectively sensitive evaluation elements are arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that a by a synchronous motor (20) driven drive (11) serves as a modulator, the at least one pulse contact (23) controlling cam (22) and the tuning member (13) controlling cam ( 24) .

3. Device according to claim 2, characterized in that the outer part of the cam disc (24) has zones of different magnetic conductivity and is arranged as a tuning element (13) in an air gap of an iron core of the oscillating circuit coil (10) .

1 sheet of drawings