DE4300736C2 - Kombinierte Erdschlußunterbrechungsschaltung mit Fernsteuerschalteinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanord­ nung zum Fernsteuern eines elektrischen Gerätes.

Fernsteuerschaltungsanordnungen für elektrisch angetrie­ bene Geräte sind bekannt. Allgemein enthalten solche Ge­ räte zwei Einheiten: einen entfernt aufgebauten Sender und eine Empfangseinheit, die in dem Gerät angebracht ist, das betrieben werden soll. Ein Nachteil einer sol­ chen Anordnung besteht darin, einen Empfänger in dem Ge­ rät vorzusehen, das ferngesteuert werden soll. Dies er­ fordert, daß für ein solches Gerät die Fernsteuerung als integriertes Bauteil entwickelt werden muß. Die Folge hieraus ist, daß ein Gerät, das nicht in dieser Art ent­ wickelt worden ist, nicht ferngesteuert werden kann. An­ derenfalls würden die Kosten durch den Einbau eines Emp­ fängers in das Gerät steigen. Dieser Kostenzuwachs würde manche Geräte, wie zum Beispiel Haushaltsgeräte, unwirt­ schaftlich teuer machen.

Sowohl aus der US 4 935 733 als auch aus der US 4 959 647 sind derartige herkömmliche Fernsteuerungsschaltungen be­ kannt, die ein Fernsteuern eines dafür vorgesehenen und angepaßten elektrischen Verbrauchers über eine drahtlose Verbindung ermöglichen. Auf der anderen Seite ist es aus der US 4 063 299 bekannt, die Stromzufuhr zu einem Ver­ braucher mit Hilfe einer Erdschlußunterbrechungsschaltung über einen zugehörigen Schutzschalter, also ohne Betäti­ gen des eigentlichen Verbraucherschalters zu unterbre­ chen. Die US 4 947 278 offenbart schließlich noch eine fernsteuerbare Schaltung zur Erdschlußüberwachung, womit ein elektrischer Verbraucher, der nicht für ein Fern­ steuern ausgelegt und vorbereitet ist, aus der Entfernung manuell eingeschaltet werden kann. Dieser fernsteuerbare Schalter hat allerdings den Nachteil, daß er nicht draht­ los, sondern nur bei Ankopplung an den Stromkreis des fernzusteuernden Verbrauchers arbeitet und nur zum Ein-, nicht aber zum Ausschalten verwendet werden kann.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen über eine Erdschlußunterbrechungsschaltung versorgten elektrischen Verbraucher fernzusteuern, wobei der geräte­ technische Aufwand gering gehalten werden soll.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebe­ nen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Erdschlußunterbrechungsschaltungen unterbrechen das Zu­ führen elektrischen Stromes zu einem Verbraucher aufgrund eines Erdschlusses oder eines ähnlichen Schaltungsfeh­ lers. Normalerweise enthält eine Erschlußunterbrechungs­ schaltung einen Schutzschalter und eine Fehlerdetektier­ schaltung. Wenn die Fehlerdetektierschaltung ein Un­ gleichgewicht der Stromstärken in den jeweiligen mit dem Verbraucher verbundenen Stromleitungen registriert, das über einen vorgewählten Höchstwert hinausgeht, wird ein Fehlersignal erzeugt, wodurch der Schutzschalter geöffnet wird und hierdurch der Stromfluß zum Verbraucher unter­ brochen wird.

In Übereinstimmung mit einem Teil der vorliegenden Erfin­ dung weist die Fernsteuerschaltungsanordnung einen Hoch­ frequenzsender auf zum Erzeugen eines Fern-Ein-/Ausschal­ tesignals und einen Empfänger, der auf das empfangene Si­ gnal des Senders anspricht, um ein Signal zum Schutz­ schalter der Erdschlußunterbrechungsschaltung zu leiten, wodurch der Schutzschalter geschlossen oder geöffnet wird.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführung wird die Erfin­ dung in Form einer Erdschlußunterbrechungsschaltung ange­ wandt, die im Gehäuse des Netzsteckers sitzt. Dies hat den Vorteil, daß die Fernsteuerung auch für elektrische Geräte verfügbar wird, ohne irgendwelche Veränderungen an den Geräten selbst vornehmen zu müssen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsan­ ordnung, die eine Fernsteuerschaltungsanordnung und eine Erdschlußunterbrechungsschaltung beinhaltet;

Fig. 2 einen schematischen Aufbau eines Teils der Fernsteuerschaltungsanordnung, der eine Sendeschal­ tung bildet;

Fig. 3A und 3B stellen zusammen den sche­ matischen Aufbau eines den Empfänger bildenden Teils einer Fernsteuerschaltungsanordnung und die Verbindung des Empfängers mit der Erdschlußunterbrechungsschaltung dar, wobei die rechte Seite von Fig. 3A und die linke Seite von Fig. 3B aneinander zu legen sind;

Fig. 4 zeigt einen schematischen Aufbau eines einen aus dem Stand der Technik bekannten Operationsver­ stärker darstellenden Teils des Empfängers aus Fig. 3;

Fig. 5 zeigt einen schematischen Aufbau eines Teils des Empfängers aus Fig. 3, der eine aus dem Stand der Technik bekannte Flip-Flop-Schaltung darstellt; und

Fig. 6 stellt einen schematischen Aufbau eines Empfängers dar, der einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht.

In Fig. 1 ist eine Erdschlußunterbrechungsschaltung 10 dargestellt, die selektiv durch eine Fernsteuerschal­ tungsanordnung 11 gesteuert wird, welche einen Sender 12 und einen Empfänger 13 enthält.

Üblicherweise enthält die Erdschlußunterbrechungsschal­ tung 10 einen oder mehrere Differentialtransformatoren 14, um jeweils den Strom durch die Strom- bzw. Nulleiter 16 bzw. 17 zu messen, welche eine Wechselstromquelle 18 mit einem Verbraucher 19 verbinden. Jedesmal, wenn ein Ungleichgewicht zwischen den Stromstärken der Strom- bzw. Nulleiter 16 bzw. 17 besteht, generieren die Differen­ tialtransformatoren ein Fehlersignal. Das Fehlersignal wird normalerweise durch eine Fehlerdetektierschaltung 21 überwacht, welche den Betrieb eines Schutzschalters 22 kontrolliert, der in normalem Betrieb die Strom- bzw. Nulleiter 16 bzw. 17 mit dem Verbraucher 19 verbindet. Eine typische Erdschlußunterbrechungsschaltung beinhaltet außerdem eine Stromquelle, die zweckmäßig als ein Wech­ sel-/Gleichstrom-Netzteil 23 ausgebildet ist, einen Resetschalter 24 und einen Testschalter 26. Wird während des Betriebes ein Fehler, wie zum Beispiel ein Ungleich­ gewicht zwischen den Stromstärken in den Strom- und Nulleitern 16 bzw. 17 registriert, öffnet der Schutz­ schalter 22 und trennt die Leitungen 16 und 17 vom Ver­ braucher 19. Nach erfolgter Korrektur des Fehlers wird der Resetschalter 24 geschlossen, um ein Resetsignal zur Fehlerdetektierschaltung 21 zu leiten, damit der Schutz­ schalter wieder geschlossen wird und die Verbindung zwi­ schen der Stromquelle 18 und dem Verbraucher 19 wieder hergestellt wird. Die Testschaltung funktioniert in der Art, daß ein Ungleichgewicht zwischen Strom- und Null­ leiter hergestellt wird, wodurch bei normaler Funktions­ weise der Erdschlußunterbrechungsschaltung ein Ungleich­ gewicht in den Differentialtransformatoren hervorgerufen wird, was die Fehlerdetektierschaltung 21 dazu veranlaßt, den Schutzschalter 22 zu öffnen.

In Fig. 2 ist der Sender 12 dargestellt, der einen Niederfrequenz-Oszillator 27 beinhaltet, der an einen Hochfrequenz-Oszillator/Modulator 28 gekoppelt ist, außerdem eine an den Ausgang des Hochfrequenz-Oszillator/Mo­ dulators 28 gekoppelte Antenne 29 und eine Stromquelle in Form einer Batterie 31 und eines Ein-/Ausschalters 32.

Der Niederfrequenz-Oszillator 27 erzeugt Modulationssig­ nale und beinhaltet ein Invertierer-Paar 33 bzw. 34, das mit Widerständen 36, 37 und 38 und einem Kondensator 39 zur Bildung eines Niederfrequenz-Oszillators verbunden ist, welcher normalerweise mit einer Frequenz von 1 Kilo­ hertz schwingt.

Der Hochfrequenz-Oszillator/Modulator 28 erzeugt eine hochfrequente Trägerfrequenz und besteht aus einem Tran­ sistor 41 und einem Schwingkreis 42, der zwischen der Basis 43 und dem Kollektor 44 des Transistors über ein Kondensator-Paar 46 bzw. 47 gebildet ist. Die Antenne 29 ist mit dem Kollektor 44 des Transistors 41 verbunden. Der Emitter 48 des Transistors 41 ist über einen Wider­ stand 49 geerdet und die Basis 43 des Transistors 41 ist über einen Widerstand 51 mit dem Ausgang des Niederfre­ quenz-Oszillators 27 verbunden. Über einen Widerstand 52 und eine Drosselspule 53 wird dem Hochfrequenz-Oszilla­ tor/Modulator Gleichstrom zugeführt. Zur Ableitung unge­ wünschter Frequenzen ist ein Ende der Drosselspule 53 über einen Kondensator 54 geerdet.

Die Bestandteile des Hochfrequenz-Oszillators/Modulators 28 sind so dimensioniert, daß der Hochfrequenz-Oszilla­ tor/Modulator nahe dem unteren Ende des Mittelwellenfre­ quenzbandes arbeitet. Hierdurch können kleinere Bauteile benutzt werden, so daß die Gesamtgröße des Senders 12 klein gehalten werden kann. Normalerweise liegt die Frequenz im Bereich zwischen 300 Kilohertz und ungefähr 600 Kilohertz. Eine größere Wellenlänge wird für größere Sendebereiche und bei größerer Beeinträchtigung der Sendeleistung, hervorgerufen durch zwischen dem Sender 12 und dem Empfänger 13 liegende Objekte, benutzt.

Wird an der Schaltung bestehend aus dem Niederfrequenz-Oszil­ lator 27 und dem Hochfrequenz-Oszillator/Modulator 28 durch Schließen des Schalters 32 Spannung angelegt, beginnen sowohl der Niederfrequenz-Oszillator als auch der Hochfrequenz-Modulator/Oszillator entsprechend ihren Frequenzen zu schwingen. Die Ausgangsleistung des Nieder­ frequenz-Oszillators 27, die über den Widerstand 51 auf die Basis 43 des Transistors 41 übertragen wird, modu­ liert die Amplitude der Ausgangsleistung des Kollektors 44 des Transistors 41 auf die Frequenz des Niederfre­ quenz-Oszillators. Dieses modulierte Signal wird dann vom Sender 12 über die Antenne 29 ausgegeben. Da lediglich ein momentaner Signalstoß vom Sender 12 benötigt wird, ist der Schalter 32 bevorzugterweise ein Druckknopfschal­ ter.

Der in den Fig. 3A und 3B dargestellte Empfänger 13 beinhaltet eine Antenne 56, die mit einem Eingangshoch­ frequenzverstärker 57 verbunden ist. Der Eingangshochfre­ quenzverstärker 57 beinhaltet einen Transistor 58, wobei die Antenne 56 an die Basis 59 des Transistors 58 über einen Kondensator 61 gekoppelt ist und über einen Konden­ sator 62 mit der Erde oder ähnlichem verbunden ist. Eben­ falls mit der Basis 59 des Transistors sind Widerstände 63 und 64 verbunden. Ein RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 66 und einem Kondensator 67, ist zwischen der Erde und dem Emitter 68 des Transistors 58 angeordnet. Der Kollektor 69 des Transistors 58 ist über einen Aus­ gangswiderstand 71 und einen Widerstand 72 mit einer Gleichstromleitung verbunden. Kondensatoren 74 und 76 sind ausgehend von der Verbindung der beiden Widerstände 71 und 72, mit dem Emitter 68 des Transistors 58 bzw. mit der Erde verbunden.

Der Ausgang des Verstärkers 57 gelangt über den Wider­ stand 71 zu einer Primärwicklung eines Parallelschwing­ kreises 78, die induktiv mit der Sekundärwicklung 79 ge­ koppelt ist, welche den Eingang zu einem Mischer/Oszilla­ tor 81 bildet. Der Mischer/Oszillator beinhaltet einen Transistor 82, wobei ein Ende 83 der Sekundärwicklung 79 des Parallelschwingkreises 78 mit dem Kollektor 84 des Transistors 82 verbunden ist. Eine Drosselspule 86 und ein Widerstand 87 sind mit dem Emitter 88 des Transistors 82 verbunden, während ein Widerstand 89 an die Basis 91 des Transistors 82 gekoppelt ist, um die Gleichstromvor­ magnetisierung des Transistors 82 einzustellen. Ein Kon­ densator 92 ist einerseits mit dem Ende 93 der Sekundär­ wicklung 79 und andererseits mit der Verbindung der Dros­ selspule 86 mit dem Widerstand 87 verbunden, wobei ein Kondensator 94 zwischen dieser Verbindung und der Basis 91 des Transistors 82 angeordnet ist. Ein Widerstand 96 ist zwischen dem Ende 93 der Sekundärwicklung 79 und der Basis 91 des Transistors 82 angeordnet, während ein Kon­ densator 98 parallel zur Sekundärwicklung 79 geschaltet ist.

Die Komponenten des Mischer/Oszillators 81 werden so ge­ wählt, daß der Oszillator mit einer lokalen Hochfrequenz schwingt, die der Hochfrequenz des Oszillator/Modulators 27 und 28 des Senders 12 entspricht. Der Mischer/Oszilla­ tor 81 verbindet die lokal generierte Hochfrequenz mit dem hochfrequenzmodulierten Signal, das über induktive Kopplung vom Ausgang des Hochfrequenzverstärkers 57 er­ halten wird, in der Art, daß die zwei Hochfrequenzsignale sich im wesentlichen auslöschen, wobei lediglich im wesentlichen die Modulationsfrequenz übrigbleibt, das heißt der Ausgang des Niederfrequenzoszillators 27 des Senders 12.

Der Ausgang des Mischer/Oszillators 81 wird dann zum Ein­ gang 102 eines Rechteck-Generators 103 über einen Wider­ stand 101 übertragen. Ein Kondensator 104 ist mit dem Widerstand 101 verbunden und sorgt dafür, daß etwaige Hochfrequenzanteile des Ausgangssignals des Mischer/ Oszillators 81 unterdrückt werden.

Der Rechteck-Generator 103 beinhaltet eine Operationsver­ stärkungseinheit 106 mit zweifachem Eingang, von der ein Blockschaltbild in Fig. 4 dargestellt ist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, enthält die Einheit 106 zwei Operations­ verstärker 107 bzw. 108. Der Operationsverstärker 107 weist einen invertierenden Eingang bei Stift 2, einen nicht invertierenden Eingang bei Stift 3 und einen Aus­ gang bei Stift 1 auf. Der Operationsverstärker 108 be­ inhaltet einen invertierenden Eingang bei Stift 6, einen nicht invertierenden Eingang bei Stift 5 und einen Aus­ gang bei Stift 7. Positive Gleichspannung wird an Stift 8 und negative Gleichspannung an Stift 4 angelegt.

In den Fig. 3A und 3B, insbesondere in Fig. 3A, ist ersichtlich, daß ein Widerstand 109 zwischen dem Eingang 102 und dem nicht invertierenden Eingang 5 des Opera­ tionsverstärkers 108 angeordnet ist und ein Widerstand 111 zwischen dem Eingang 102 und dem invertierenden Ein­ gang bei Stift 6 des Operationsverstärkers 108. Der Ein­ gang bei Stift 5 ist über einen Kondensator 112 geerdet. Der Ausgang bei Stift 7 des Operationsverstärkers 108 ist mit dem nicht invertierenden Eingang bei Stift 3 des Ope­ rationsverstärkers 107 verbunden. Ein Widerstand 113 ist zwischen dem invertierenden Eingang bei Stift 2 und dem nicht invertierenden Eingang bei Stift 3 des Operations­ verstärkers 107 angeordnet, während die Eingänge bei Stift 2 und 3 über einen Kondensator 114 bzw. einen Wi­ derstand 116 geerdet sind. Ein Widerstand 117 ist zwi­ schen dem invertierenden Eingang bei Stift 6 des Opera­ tionsverstärkers 108 und dem nicht invertierenden Eingang bei Stift 3 des Operationsverstärkers 107 angeordnet. Po­ sitive Gleichspannung wird an Stift 8 angelegt, während Stift 4 geerdet ist. Der Verstärkungsgrad der Operations­ verstärkungseinheit 106 (das heißt der hintereinander an­ geordneten Operationsverstärker 107 und 108) wird durch die Werte der Widerstände 109 und 117 festgelegt. Eine Zener-Diode 118 und Widerstände 119 und 121 bestimmen den Betriebswechselpunkt der Operationsverstärkungseinheit 106.

Der Rechteckschwingungsausgang bei Stift 1 der Opera­ tionsverstärkungseinheit 106 wird zu einer Wellenformge­ staltungsschaltung geleitet, die eine Diode 122, einen Kondensator 123 und einen Widerstand 124 enthält, und wo der Ausgang des Operationsverstärkers in einen Trigger-Impuls umgewandelt wird, der einen Flip-Flop-Schalter (bistabiles Kippglied) 126 betätigt. Genauer gesagt, lädt der Rechteckschwingungsausgang der Operationsverstär­ kungseinheit 106 nach erfolgter Gleichrichtung durch die Diode 122 den Kondensator 123 auf. Hierdurch entsteht ein einzelner Trigger-Impuls für jeden Rechteckschwingungs­ zug.

Der Flip-Flop-Schalter 126 ist ein doppelter Flip-Flop, bevorzugterweise ein Dual-Flip-Flop einer integrierten Schaltung. In Fig. 5 ist ein Funktionsblockschaltbild eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises abgebil­ det, dort weist der Flip-Flop-Schalter 126 einen Q-Aus­ gang bei Stift 1, einen Q-Ausgang bei Stift 2, einen Zeitgebereingang bei Stift 3, einen Reseteingang bei Stift 4, einen Dateneingang bei Stift 5, einen Mengenein­ gang bei Stift 6 und Plus- und Minus-Strom-Anschlüsse bei den Stiften 14 bzw. 7 auf. Wie aus den Fig. 3A und 3B, insbesondere aus Fig. 3A, ersichtlich, ist der Flip- Flop-Schalter 126 in der Art angeordnet, daß die anstei­ gende Flanke jedes einzelnen Trigger-Impulses, welcher über Stift 3 (den Zeitgebereingang) angelegt wird, die jeweiligen Ausgänge des Flip-Flop-Schalters 126 zur Zu­ standsänderung veranlaßt. Der Q-Ausgang des Flip-Flop-Schal­ ters 126 bei Stift 1 wird über einen Widerstand 127 zu der Basis 128 eines Ausgangstransistors 129 geleitet, welcher in einer üblichen Emitter-Konfiguration geschal­ tet ist. Der Kollektor 131 des Ausgangstransistors 129 ist parallel zum Resetschalter 24 mit der Erdschlußunter­ brechungsschaltung 10 verbunden und soll, ähnlich wie der Resetschalter 24, das Betriebsverhalten des Schutzschal­ ters 22 überwachen.

Um verstehen zu können, wie dies funktioniert, muß der Aufbau und das Betriebsverhalten der Erdschlußunterbre­ chungsschaltung 10 etwas genauer untersucht werden. Der Schutzschalter 22 wird vom einem Relais 132 geregelt, welches seinerseits mit dem Kollektor 133 eines Transi­ stors 134 verbunden ist. Der Transistor 134 wird norma­ lerweise über den Stromfluß durch die Widerstände 151 und 152 unter Vorspannung gesetzt und somit leitend geschal­ tet, wodurch das Relais 132 durch das Leiten des Transi­ stors 133 in Geschlossenstellung geschaltet wird. Der Transistor 134 wird durch eine elektronische Sperrschal­ tung gesteuert, die einen Siliziumthyristor 136 beinhal­ tet, der normalerweise ausgeschaltet oder nicht leitend ist. Wird ein Fehler ermittelt, so wird ein Signal an die Steuereinheit 137 des Siliziumthyristors 136 gesandt, um den Siliziumthyristor 136 anzuschalten. Wenn der Silizi­ umthyristor 136 angeschaltet wird, werden Basis und Emit­ ter in Nebenschluß geschaltet und der Basisstrom vom Transistor 134 abgeleitet, wodurch der Siliziumthyristor ausgeschaltet wird. Dies wiederum verursacht einen Span­ nungsabfall im Relais 132, wodurch der Schutzschalter 22 geöffnet wird. Die Spannung am Siliziumthyristor 136 ist zu diesem Zeitpunkt ausreichend, um den Siliziumthyristor angeschaltet zu halten (das heißt verriegelt), dies sogar dann noch, wenn an der Steuereinheit 137 keine Spannung mehr anliegt. Der Resetschalter 24 ist parallel zum Sili­ ziumthyristor 136 geschaltet und sorgt für ein Entriegeln des Siliziumthyristors 136 durch momentanes Kurzschlie­ ßen, wobei der Strom von der Anode 138 des Siliziumthyri­ stors 136 abgeführt und der Siliziumthyristor ausgeschal­ tet wird. Wenn der Resetschalter 24 losgelassen worden ist, kann der Siliziumthyristor 136 erst wieder ange­ schaltet werden, wenn ein einen anderen Fehler anzeigen­ des Signal die Steuereinheit 137 erreicht. Demgemäß wird, wenn der Resetschalter 24 losgelassen worden ist, am Transistor 134 Basisstrom angelegt, wodurch wieder Strom­ fluß am Relais 132 anliegt und der Schutzschalter 22 wieder geschlossen wird.

Der Transistor 129 ist parallel zum Siliziumthyristor 136 und zum Resetschalter 24 geschaltet, wobei die Funktion des Transistors 129 im wesentlichen identisch zu der des Resetschalters 24 ist. Wenn der Ausgangstransistor 129 angeschaltet ist, ist der Siliziumthyristor kurzgeschal­ tet, wobei der Basisstrom vom Transistor 134 entfernt wird und der Schutzschalter 22 geöffnet wird. Wenn der Ausgangstransistor 129 ausgeschaltet wird, zum Beispiel durch Schalten des Flip-Flop-Schalters 126 in seine unte­ re Stellung, wird die Erdung des Siliziumthyristors 136 aufgehoben und der Basisstrom an den Transistor 134 wieder angelegt, wobei der Transistor 134 angeschaltet und das Relais 132 wieder erregt wird, so daß der Schutz­ schalter 22 geschlossen wird.

Im folgenden werden verschiedene Betriebszustände tabel­ larisch aufgezeigt:

Obwohl ein zusätzliches Netzteil angeschlossen werden kann, wird die Leistung für den Empfänger bevorzugterwei­ se von der Erdschlußunterbrechungsschaltung 10 erhalten. Genauer gesagt ist der Ausgang des Teils der Erdschluß­ unterbrechungsschaltung 10, der einen Doppelwegbrücken­ gleichrichter 135 bildet, über einen Widerstand 141 mit dem Eingang eines Spannungsreglers 142 verbunden. Konden­ satoren 143, 149 und 146 sorgen dafür, daß unerwünschte Wechselstromkomponenten herausgefiltert werden, außerdem ist eine Zener-Diode 147 an den Eingang des Spannungsreg­ lers 142 angeschlossen, um die Eingangsspannung zu begrenzen. Der Ausgang des Reglers 142 ist hierauf mit der Stromzuführung 73 verbunden.

Der Empfänger 13 kann entweder im gleichen Gehäuse wie die Erdschlußunterbrechungsschaltung 10 untergebracht werden, oder wie im vorliegenden Fall, hiervon getrennt, wobei der Empfänger 13 mit der Erdschlußunterbrechungs­ schaltung 10 über ein zusätzliches Kabel 148 verbunden ist. Während die Erdschlußunterbrechungsschaltung 10 von einem separaten Gehäuse umgeben wird, kann der Empfänger bevorzugterweise auch in den Netzstecker eines (nicht dargestellten) Netzkabels eingebaut werden.

Der Betrieb des ferngesteuerten Ein-/Ausschaltegerätes 11 wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Fernsteuern des Verbrauchers 19 beschrieben. Es wird vorausgesetzt, daß die Erdschlußunterbrechungsschaltung 10 und der Emp­ fänger 13 durch das zusätzliche Kabel 148 verbunden sind, so daß an der Erdschlußunterbrechungsschaltung 10 Strom anliegt und der Schutzschalter 22 offen ist, das heißt, daß der Siliziumthyristor 136 ein- und der Transistor 134 ausgeschaltet ist.

Um aus der Entfernung den Verbraucher 19 einzuschalten, wird der Schalter 32 im Sender 12 zweimal gedrückt. Das erste Drücken verursacht das Aussenden eines hochfre­ quenzmodulierten Signals vom Sender 12 zum Empfänger 13. Hierdurch wird ein Rechtecksignal zu der Wellenformge­ staltungsschaltung gesandt, die die Diode 122 und den Kondensator 123 enthält und einen einzelnen Trigger-Impuls generiert. Der Trigger-Impuls verursacht bei der Ausgangsladung bei Stift 1 des Flip-Flop-Schalters 126 ein Übergehen vom niedrigen in den hohen Zustand, wodurch der Ausgangstransistor 129 eingeschaltet wird. Durch das Einschalten des Transistors 129 wird der Silizium­ thyristor 136 kurzgeschaltet, wodurch er ausgeschaltet wird. Wird der Schalter 32 losgelassen, so stoppt das Hochfrequenzsignal ebenso wie die Rechteckschwingung des Operationsverstärkers. Hierdurch wird das Entladen des Kondensators 123 über den Widerstand 124 ermöglicht. Es sollte erwähnt werden, daß das Loslassen des Schalters 32 keinen Einfluß auf den Flip-Flop-Schalter 126 hat, da der Flip-Flop-Schalter 126 lediglich die ansteigende Flanke des Trigger-Impulses triggert. Demgemäß bleibt der Flip-Flop-Schalter 126 in seiner oberen Stellung, auch wenn der Schalter 32 losgelassen wurde. Wird hiernach der Schalter 32 noch einmal gedrückt, wird wieder ein Hoch­ frequenzsignal durch den Sender 12 generiert und durch den Empfänger 13 in ein Rechtecksignal umgewandelt, welches dann in einen Trigger-Impuls umgeformt wird. Die ansteigende Flanke dieses Trigger-Impulses löst den Flip- Flop-Schalter 126 aus und verursacht, daß dessen Aus­ gangsladung vom hohen in den niedrigen Zustand übergeht. Hierdurch wird der Ausgangstransistor 129 ausgeschaltet, wobei die Erdung der Basis von Transistor 134 entfernt wird und der Basisansteuerungsstrom wieder angelegt werden kann. Hierdurch schaltet der Transistor 134 an, wodurch das Relais 132 zum Schließen des Schutzschalters 22 und zum Verbinden der Stromquelle 18 mit dem Verbrau­ cher 19 angeregt wird.

Wird nun ein Ausschalten des Verbrauchers 19 gewünscht, so wird der Schalter 32 wieder gedrückt, wodurch ein anderer Trigger-Impuls generiert wird und der Zustand des Flip-Flop-Schalters 126 geändert wird, was zur Folge hat, daß der Transistor 129 eingeschaltet wird und der Ba­ sisansteuerungsstrom vom Transistor 134 abgeleitet wird. Hierdurch wird der Transistor 134 ausgeschaltet, das Relais zum Abfallen gebracht und der Schutzschalter 22 geöffnet.

Fig. 6 stellt eine alternative und bevorzugte Ausgestal­ tung des Empfängers 13 dar. Eine Antenne empfängt hierbei Impulsbündel eines Hochfrequenzsenders, wie zum Beispiel eines in Fig. 2 dargestellten Senders, die durch einen Hochfrequenzverstärkungstransistor 162 verstärkt werden. Die Trägerfrequenz liegt ungefähr bei 600 Kilohertz und die Modulationsfrequenz bei ungefähr 1 Kilohertz. Die verstärkten Impulsbündel werden zu einem Abstimmungskreis 163 weitergeleitet und zu einem Oszillator/Mischer-Tran­ sistor 164, der im Bereich der Trägerfrequenz arbeitet und diese herausfiltert. Das sich hieraus ergebende Niederfrequenzmodulationssignal wird in den Eingang eines Operationsverstärkers 166 eingespeist. Ein Kondensator 167 entfernt etwaige verbleibende hochfrequente Träger­ frequenzen und eine Diode 168 setzt das Nullniveau des Signals fest, das an den Operationsverstärker 166 abgege­ ben wird. Das Modulationssignal wird durch den Verstärker 166 verstärkt und zu der Diode 169, dem Kondensator 171 und dem Widerstand 172 geleitet. Das Signal wird durch die Diode 169 gleichgerichtet und durch den Kondensator 171 gefiltert, wobei eine positive Gleichspannung an einer Ausgangsleitung 173 als Antwort auf vom Sender 12 empfangene Impulsbündel gebildet wird. Werden die Impuls­ bündel unterbrochen, bildet der Widerstand 172 einen Ent­ ladeweg für den Kondensator 171, wobei die Schaltung für das nächste Impulsbündel vorbereitet wird.

Durch einen Vergleich der Fig. 6 und 3A bzw. 3B ist bereits ersichtlich, daß der Aufbau und der Betrieb des Teils des in Fig. 6 gezeigten und entsprechend beschrie­ benen Empfängers identisch mit dem des Empfängers aus Fig. 3A und 3B ist. Dementsprechend wäre eine ausführli­ che Beschreibung der Schaltungskomponenten und deren Be­ triebsverhalten eine übertriebene Wiederholung und un­ nötig.

Die Ausgangsleitung 173 ist mit der Basis 175 eines Tran­ sistors 176 verbunden, während dessen Emitter mit einer Zentral- oder Erdungsleitung 175 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 176 ist mit dem Emitter eines Transistors 178 (der dem Transistor 134 aus Fig. 3A ent­ spricht) der Erdschlußunterbrechungsschaltung 10 verbun­ den. Eine Relaisspule 179 ist mit dem Kollektor des Tran­ sistors 178 verbunden, wobei die Emitter-Kollektor-Schal­ tungen der beiden Transistoren 176 und 178 in Reihe mit der Relaisspule 179 zwischen ein Gleichspannungsnetzteil 181 und der Zentralleitung 177 geschaltet sind.

Durch Stromfluß durch die drei Widerstände 182, 183 und 184 wird normalerweise eine Vorspannung an den Tran­ sistor 178 angelegt, wobei die drei Widerstände zwischen dem Gleichstromnetzteil 181 und der Basis des Transistors 178 in Reihe geschaltet sind. Ein Siliziumthyristor 186 befindet sich zwischen der Zentralleitung 177 und der Verbindung der Widerstände 183 und 184; wird der Sili­ ziumthyristor 186 angeregt, so entfernt er den Basisstrom vom Transistor 178. Hierdurch wird der Stromfluß durch den Transistor 178 und die Relaisspule 179 unterbrochen und der Schutzschalter geöffnet. Es erscheint als Antwort auf das Registrieren eines Erdschlusses ein Impuls bei Stift 187 eines Steuergerätes, der den Siliziumthyristor 186 anregt. Ein (in Fig. 6 nicht dargestellter) Reset­ schalter ist zum Siliziumthyristor 186 parallel geschal­ tet.

Da die beiden Transistoren 176 und 178 zusammen mit der Relaisspule 179 zwischen dem Gleichstromnetzteil 181 und der Zentralleitung 177 in Reihe geschaltet sind, wird die Spule 179 nur dann angeregt, wenn beide Transistoren unter Vorspannung stehen. Hieraus ergibt sich, daß dem Verbraucher 19 nur so lange Leistung aus der Leitung zu­ geführt wird, wie kein Fehler auftritt und so lange der Sender aktiviert ist und ein elektromagnetisches Signal aussendet, das durch den Empfänger 13 in Fig. 6 aufge­ nommen wird. Der Stromfluß durch die Relaisspule 179 wird entweder durch einen Erdschluß oder durch Deaktivierung des Senders unterbrochen, wobei der Schutzschalter ge­ öffnet wird.

Der in Fig. 6 dargestellte Empfänger kann vorteilhafter­ weise zum Beispiel in einem Hochdruckreiniger eingesetzt werden, der eine Handdüse oder einen Auslösekontrollhebel beinhaltet. In diesem Beispiel stellt der Verbraucher 19 einen Elektromotor dar, der die Pumpe des Reinigers an­ treibt. Der "Ein"-Schalter des Senders würde durch Drücken des Hebels geschlossen werden, wodurch der Tran­ sistor 176 angeschaltet wird und der Strom durch die Relaisspule 179 zu fließen beginnt. Folglich würde die Motorpumpe durch den Kontrollhebel betätigt, welcher wie­ derum den Sender betätigt. Der in den Fig. 3A und 3B dargestellte Empfänger ist allerdings eher einer Situa­ tion angepaßt, in der ein Verbraucher durch Drücken und Loslassen des Senderschalters angeschaltet wird und spä­ ter durch ein wiederholtes Drücken und Loslassen des Senderschalters ausgeschaltet wird.

In der, in Fig. 6 dargestellten, Ausführung verbindet ein dreiadriges Kabel den Empfänger mit dem Erdschlußunterbrecher. Entsprechend einem spezifischen Beispiel produziert der Ausgang des Brückengleichrichters 181 ungefähr 100 Volt Gleichspan­ nung in Leitung 191, was durch einen Widerstand 192 und eine Diode 193 zu ungefähr 27 Volt Gleichspannung redu­ ziert wird. Ein Regler 1C 194 produziert ungefähr 8 Volt Gleichspannung, was die Empfängerbauteile speist. Eine Leitung 196 bildet eine Erdungs- oder Zentralrückführlei­ tung, und eine Leitung 197 verbindet die Transistoren 176 und 178.

Claims (22)

1. Schaltungsanordnung zum Fernsteuern eines elektrischen Gerätes, welche einen elektrischen Verbraucher (19) und Stromleitungen (16, 17) zum Anschließen des Verbrauchers (19) an eine Stromquelle (18) beinhaltet und folgendes aufweist:

• a) eine Erdschlußunterbrechungsschaltung (10), die einen zwischen Stromquelle (18) und Verbraucher (19) angeordneten Schutzschalter (22) aufweist und diesen ansteuert;
• b) einen auf Strahlungssignale ansprechenden Empfänger (13), der auf die Erdschlußunter­ brechungsschaltung (10) derart einwirkt, daß im störungsfreien Zustand der Schutzschalter (22) zum Steuern der Stromzufuhr zum Verbrau­ cher (19) ein- bzw. ausgeschaltet werden kann.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Erd­ schlußunterbrechungsschaltung (10) den Schutzschalter (22) über einen zweiten Schalter (132, 134) ansteuert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Empfän­ ger (13) über einen dritten Schalter (129) auf die Erd­ schlußunterbrechungsschaltung (10) einwirkt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, wobei be­ sagter zweiter Schalter (132, 134) und besagter dritter Schalter (129) unabhängig voneinander den Betrieb des Schutzschalters (22) steuern.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, wobei der besagte zweite Schalter (132, 134) und der besagte dritte Schal­ ter (129) parallel geschaltet sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, wobei der besagte zweite Schalter (132, 134) und der besagte dritte Schalter (129) zusammengefaßt sind und den Betrieb des Schutzschalters (22) steuern.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, wobei der besagte zweite Schalter (132, 134) und der besagte dritte Schal­ ter (129) in Reihe geschaltet sind.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Empfän­ ger (13) folgendes beinhaltet:
Mittel (56, 57) zum Empfangen der elektromagne­ tischen Strahlung und zum Erzeugen eines ge­ mischten Signals, welches eine erste Komponente mit einer Frequenz gleich dem Trägersignal und eine zweite Komponente mit einer Frequenz gleich dem Modulationssignal aufweist; und
einen Mischer/Oszillator (81), der eine lokale Frequenz gleich der Frequenz des Trägersignals aufweist und auf das gemischte Signal anspricht, um ein demoduliertes Signal mit der gleichen Frequenz wie das Modulationssignal zu erzeugen.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, wobei der Empfän­ ger (13) folgendes beinhaltet:
eigen Rechteck-Generator (103), der auf das demodulierte Signal des Mischers/Oszillators (81) anspricht, um ein Rechtecksignal zu erzeu­ gen, das die gleiche Frequenz wie das demodu­ lierte Signal aufweist;
eine Schaltung (122, 123, 124), die auf den Rechteck-Generator (103) anspricht, um einen Trigger-Impuls mit einer ansteigende Flanke zu erzeugen;
einen Flip-Flop-Schalter (126), der auf besagte ansteigende Flanke des besagten Trigger-Impulses anspricht, wodurch er seine Stellung ändert; und
einen Ausgangstransistor (129), der auf eine Änderung der Stellung des besagten Flip-Flop-Schal­ ters (126) anspricht und dadurch an- oder ausgeschaltet wird.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, wobei besagter Recht-Generator (103) einen Operationsverstärker (106, 107, 108) beinhaltet.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, wobei besagte Schaltung (122, 123, 124) eine Diode (122) zum Gleich­ richten besagten Rechtecksignals des Rechteck-Generators (103) und einen Kondensator (123) zum Aufladen bis zum Spitzenwert des Rechtecksignals aufweist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, wobei ein zwei­ ter Transistor (129, 176) mit der elektronischen Sperr­ schaltung (136, 186) in der Art verbunden ist, daß die elektronische Sperrschaltung dann entriegelt wird, wenn der zweite Transistor (129, 176) eingeschaltet ist und hierdurch der erste Transistor (134, 178) ebenfalls ein­ geschaltet werden kann.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, wobei der Emp­ fänger (13) Mittel zum Aktivieren des besagten dritten Schalters (129) als Antwort auf ein erstes Strahlungssi­ gnal und zum Deaktivieren des besagten dritten Schalters (129) als Antwort auf ein nachfolgendes zweites Strah­ lungssignal beinhaltet.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, wobei der Empfänger (13) Mittel beinhaltet, die nur während des Empfangs eines Strahlungssignals den besagten dritten Schalter (129) aktivieren.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, wobei der zweite Schalter (132, 134) aus einem Relais (132) zum Betreiben des Schutzschalters (22) und aus einem ersten Transistor (134) zum Betreiben des Relais (132) besteht und wobei die Erdschlußunterbrechungsschaltung (10) außerdem eine elektronische Sperrschaltung (136) enthält, um besagten ersten Transistor (134) auszuschalten und ihn ausge­ schaltet zu halten, wenn sich besagte elektronische Sperrschaltung im Sperrzustand befindet.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, die außerdem einen Sender (12) enthält, der in Entfernung vom besagten Empfänger (13) selektiv ein Strahlungssignal erzeugt.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei besagtes Strahlungssignal elektromagnetische Wellen mit ein­ schließt.

18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, wobei besagte elektromagnetische Strahlung aus einem Trägersignal und einem Modulationssignal besteht und wobei der Empfänger (13) auf das Modulationssignal anspricht.

19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, wobei der Sender (12) folgendes beinhaltet:
einen Oszillator (27) zum Erzeugen des Modula­ tionssignals;
einen Mischer/Oszillator (28) zum Erzeugen des Trägersignals und zum Modulieren der Amplitude des Trägersignals mit dem Modulationssignal; und
eine Antenne (29), die auf den Mischer/Oszilla­ tor (28) anspricht, um die elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.

20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 19, wobei der Sender (12) außerdem einen Schalter (32) zum Anlegen von Strom am Oszillator (27) und am Mischer/Oszillator (28) für ein bestimmtes Zeitintervall beinhaltet, um einen Impuls elektromagnetischer Strahlung zu erzeugen.

21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, wobei der Sender (12) zum gezielten Erzeugen von elektromagneti­ scher Strahlung nur dann arbeitet, wenn der Schutzschal­ ter (22) betätigt werden soll.

22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20, wobei der Emp­ fänger (13) auf einen einzelnen Impuls elektromagneti­ scher Strahlung anspricht, um den Verbraucher auszuschal­ ten, und auf zwei Impulse elektromagnetischer Strahlung anspricht, um den Verbraucher einzuschalten.