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DE29709014U1 - Remote-controlled switch without auxiliary energy - Google Patents

Remote-controlled switch without auxiliary energy

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DE29709014U1
DE29709014U1 DE29709014U DE29709014U DE29709014U1 DE 29709014 U1 DE29709014 U1 DE 29709014U1 DE 29709014 U DE29709014 U DE 29709014U DE 29709014 U DE29709014 U DE 29709014U DE 29709014 U1 DE29709014 U1 DE 29709014U1
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KOEGLER STEFAN DIPL ING FH
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KOEGLER STEFAN DIPL ING FH
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

Dipl. Ing. (FH) Stefan Kögler
Schulstraße 15
08138 Thurm
Dipl. Ing. (FH) Stefan Kögler
Schulstrasse 15
08138 Thurm

GebrauchsmusteranmeldungUtility model application

Fernbedienbarer Schalter ohne HilfsenergieRemote-controlled switch without auxiliary power

Anmelder: Dipl. Ing. (FH) Stefan KöglerApplicant: Dipl. Ing. (FH) Stefan Kögler

Schulstraße 15
08138 Thurm
Schulstrasse 15
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Beschreibung:Description:

Fernbedienbarer Schalter ohne HilfsenergieRemote-controlled switch without auxiliary power

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen Auslösen von Schaltvorgängen für Signal-, Energie- oder Stoffflüsse, bestehend aus einem Steuerteil (Abb. 4) und einer Schalteinheit (Abb. 5). Das Steuerteil überträgt den codierten Schaltbefehl und die für den Schaitvorgang notwendige Energie durch ein elektromagnetisches Feld (r) an die Schaiteinheit, welche bei übereinstimmenden Steuercode den Schaltvorgang, ohne zusätzliche Hiifsenergien zu benötigen, ausführt und den statisch angenommenen Schaltzustand an das Steuerteil zurückmeldet. Der Einbau der Schalteinheit in einem auf Dauer wasser-, säure- und druckresistenten Gehäuse, welches die für das zu schaltende Signal notwendigen Anschlüsse aufweist, ermöglicht es, die Schalteinheit an später nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen, wie z.B. in Wänden, im Erdreich sowie unter Wasser einzubauen.The invention relates to a device for contactless triggering of switching processes for signal, energy or material flows, consisting of a control part (Fig. 4) and a switching unit (Fig. 5). The control part transmits the coded switching command and the energy required for the switching process through an electromagnetic field (r) to the switching unit, which, if the control code matches, carries out the switching process without requiring additional auxiliary energy and reports the statically assumed switching state back to the control part. The installation of the switching unit in a housing that is permanently water, acid and pressure resistant, which has the connections required for the signal to be switched, makes it possible to install the switching unit in places that are later inaccessible or difficult to access, such as in walls, in the ground or under water.

Bei der Verlegung von Kabelnetzen, über welche entgeltlich Leistungen angeboten werden, wird im verstärkten Maße darauf Wert gelegt, daß einzelne Teilnehmeranschlüsse selektiv zu- oder abgeschaltet werden können, ohne dabei den privaten Grund und Boden des Teilnehmers betreten zu müssen. Dies liegt in der Tatsache begründet, daß der Hausübergabepunkt (b), welcher die Stelie zum Abschalten des Anschlusses ist, zumeist in den Räumlichkeiten des Teilnehmers liegt und dieser bei drohender Abschaltung den Zutritt verweigert und der Zutritt dann über den Rechtsweg erstritten werden muß, was einen erheblichen finanziellen und zeitlichen Aufwand erfordert. Um diese geforderte selektive Abschaltbarkeit des einzelnen Teilnehmers zu erreichen, besteht momentan nur die Möglichkeit, das Netz, anstatt wie bisher in Baumstruktur,(Abb. 1) in der wesentlich teureren Sternstruktur {Abb. 2) aufzubauen.When laying cable networks over which services are offered for a fee, it is increasingly important that individual subscriber connections can be selectively switched on or off without having to enter the subscriber's private property. This is due to the fact that the house transfer point (b), which is the point for switching off the connection, is usually located in the subscriber's premises and that the subscriber is refused access if the connection is threatened and access must then be obtained through legal means, which requires considerable financial and time expenditure. In order to achieve this required selective switching off of the individual subscriber, the only option currently available is to set up the network in the much more expensive star structure (Fig. 2) instead of the tree structure (Fig. 1) as previously.

Wie in Abb. 2 ersichtlich, besteht bei der Ausführung des Netzes in Sternstrucktur die Möglichkeit die einzelnen Teilnehmer im zentralen Verteilerpunkt (a) abzuschalten. Dieses erfordert aber gegenüber dem in Abb. 1 ersichtlichen herkömmlichen Netzaufbau in Baumstrucktur einen erheblichen materiellen und finanziellen Mehraufwand, da dadurch wesentlich mehr Leitungen verlegt werden müssenAs can be seen in Fig. 2, when the network is designed in a star structure, it is possible to switch off the individual participants in the central distribution point (a). However, this requires a considerable additional material and financial outlay compared to the conventional network design in a tree structure shown in Fig. 1, as it means that significantly more cables have to be laid.

Dabei sind die höheren Kosten auf die bedeutend größeren Kabelmengen, die daraus resultierenden vermehrten Tiefbauleistungen und auf die zur Kompensation der erhöhten Kabeldämpfung notwendigen Verstärkertechnik zurückzuführen.The higher costs are due to the significantly larger cable volumes, the resulting increased civil engineering work and the amplifier technology required to compensate for the increased cable attenuation.

Ein anderer Lösungsansatz für dieses Problem wäre jedoch ein Schalter (d), der bei einem Netz in Baumstruktur (Abb. 3) unmittelbar nach jedem Abzweig (c), noch auf öffentlichen Grund, in die Teilnehmeranschlußleitung eingebaut werden könnte.However, another approach to solving this problem would be a switch (d) which, in a network with a tree structure (Fig. 3), could be installed in the subscriber line immediately after each branch (c), still on public land.

Um jedoch an dieser Stelle des Kabelnetzes einen Schalter (d) einbauen zu können, muß er mindestens folgende Eigenschaften aufweisen. Er mußHowever, in order to be able to install a switch (d) at this point in the cable network, it must have at least the following properties. It must

- im Erdreich verlegbar sein, d.h., er muß auf Dauer wasser- und gasdicht sowie säurebeständig sein.- be able to be laid underground, i.e. it must be permanently water- and gas-tight as well as acid-resistant.

- bis zur Verlegetiefe durch das Erdreich bzw. Mauerwerk fernbedienbar sein.- be remotely controllable up to the installation depth through the soil or masonry.

- ohne Versorgungsspannungen über die Signalleitungen funktionieren, da diese z.B. bei BK-, und Glasfasernetzen nicht zur Verfügung gestellt werden können.- function without supply voltages via the signal lines, as these cannot be provided, for example, in cable and fiber optic networks.

- auf Dauer funktionsfähig sein und kann daher seine Energieversorgung nicht aus Batterien, Akkus usw. beziehen.- be functional over the long term and therefore cannot obtain its energy supply from batteries, accumulators, etc.

- vor unerlaubten Auslösen von Schaltvorgängen geschützt sein.- be protected against unauthorized initiation of switching operations.

- vor zufällig durch Störungen ausgelösten Schaltvorgängen geschützt sein.- be protected against switching operations triggered accidentally by disturbances.

- gegen Überspannungen geschützt sein.- be protected against overvoltages.

- einen für das zu schaltende Signal/Medium geeigneten bistabilen Schalter aufweisen.- have a bistable switch suitable for the signal/medium to be switched.

- den eingenommenen Schaltzustand zurückmelden können.- be able to report back the switching state adopted.

Zum Bedienen des Schalter benötigt man ein Steuerteil mit folgenden Eigenschaften. Es mußTo operate the switch, a control unit with the following properties is required. It must

- transportabel sein.- be transportable.

- mehrere Schalter bedienen können.- can operate multiple switches.

- den Schalter orten und den momentanen Schaltzustand anzeigen können.- locate the switch and display the current switching state.

- die Energieversorgung des Systems bereitstellen.- provide the power supply for the system.

- den Schaltbefehl für den Schalter auslösen können.- can trigger the switching command for the switch.

Im folgenden sollen die Eigenschaften und der Aufbau eines Kabeischalters anhand eines konkreten Anwendungsfalies für Breitbandkabelnetze erfolgen. Bei diesen Netzen ist es auf Grund der Überspannungsfestigkeit der Erdabzweiger (c) nicht möglich, eine Hufs-, bzw. Signalspannung über das Netz zum Schaltelement zu übertragen.In the following, the properties and structure of a cable switch are explained using a specific application case for broadband cable networks. In these networks, it is not possible to transmit a auxiliary or signal voltage via the network to the switching element due to the overvoltage resistance of the ground taps (c).

In Abb. 5 ist der chematische Aufbau der Schalteinheit zu sehen. Sie besteht aus einem Sende-/Empfangsteil (m), daß das von dem Steuerteil (Abb. 4) erzeugte elektromagnetische Feld (r) empfängt und den durch den bistabilen Signalschalter (p) eingenommenen Schaltzustand (q) an das Steuerteil (Abb. 4) zurücksendet. Die Spannungsversorgung (I) gewinnt über das Sende-/Empfangsteil (m) aus dem vom Steuerteil (Abb. 4) bereitgestellten elektromagnetischen Feld (r) die erforderliche Energie zum Betrieb aller Komponenten der Schalteinheit (Abb. 5).The schematic structure of the switching unit can be seen in Fig. 5. It consists of a transmitting/receiving part (m) that receives the electromagnetic field (r) generated by the control part (Fig. 4) and sends the switching state (q) assumed by the bistable signal switch (p) back to the control part (Fig. 4). The power supply (I) obtains the energy required to operate all components of the switching unit (Fig. 5) from the electromagnetic field (r) provided by the control part (Fig. 4) via the transmitting/receiving part (m).

Die Signalaufbereitung (n) gewinnt das von dem Steuerteil (Abb. 4) in dem elektromagnetischem Feld (r) verschlüsselte Steuersignal, welches von dem Sende-/Empfangsteil (m) empfangen wird, zurück. Dieses so aufbereitete Signal wird an die Logikeinheit (o) weitergeleitet, welche ihrerseits den empfangenen Datenstrom auswertet und bei Erfüllung gewisser Voraussetzungen unter anderem die Steuersignale zum Öffnen (Ein) oder Schließen (Aus) des bistabilen Schalters (p) erzeugt. Dieser bistabile Schalter (p) öffnet bzw. schließt den zu schaltenden Signal- bzw. Energiefluß (Eingang-Ausgang) und ermöglicht neben der impedanzmäßigen Anpassung derThe signal processing (n) recovers the control signal encrypted by the control part (Fig. 4) in the electromagnetic field (r), which is received by the transmitting/receiving part (m). This signal, which has been processed in this way, is forwarded to the logic unit (o), which in turn evaluates the received data stream and, if certain conditions are met, generates, among other things, the control signals for opening (on) or closing (off) the bistable switch (p). This bistable switch (p) opens or closes the signal or energy flow to be switched (input-output) and enables, in addition to the impedance adjustment of the

offenen Leitungsenden durch seinen bistabilen Charakter auch die dauerhafte Beibehaltung des eingenommenen Schaltzustandes auch im spannungsiosen Zustand der Schaiteinheit (Abb. 5).open line ends, due to its bistable character, the switching state is also permanently maintained even when the switching unit is de-energized (Fig. 5).

Das in Abb. 4 dargestellte Steuerteil für den Leitungsschalter besteht im wesentlichen aus einer Spannungsversorgung (e) wie z.B. Netzteil oder Akku, welche die notwendige Betriebsspannung für sämtliche Funktionseinheiten des Steuerteiis (Abb. 4) bereitstellt. Außerdem aus einem Sende-/Empfangsteil (k), welches das elektromagnetische Feld (r) zur Signal- und Energieübertragung zur Schalteinheit (Abb. 5) erzeugt. Die an die Schalteinheit (Abb. 5) zu übertragenden Informationen werden von der Eingabeeinheit (f) erfaßt und an die Zentrale Logikeinheit (h) weitergeleitet. Die Zentrale Logikeinheit (h) steuert den Modulator (g) an, der die Steuersignale an das Sende-/Empfangsteil (k) weiterleitet. Des weiteren wird der von der Schalteinheit (Abb. 5) angenommene Schaltzustand durch Bedämpfung des, von der Sende-/Empfangseinheit (k) erzeugten elektromagnetischen Feldes (r) durch das Sende-/Empfangsteil (m) der Schalteinheit an das Steuerteil zurückgemeldet. Die vom Sende-/Empfangsteil (k) erfaßten Dämpfungsänderungen werden nach der Signalaufbereitung im Demodulator (j) von der zentralen Logikeinheit (h) ausgewertet und über die Anzeigeeinheit (i) ausgegeben. Die daraus gewonnenen Informationen umfassen unter anderen Angaben über die Lokalisierung und den Schaltzustand der Schalteinheit.The control part for the line switch shown in Fig. 4 essentially consists of a voltage supply (e) such as a power supply or battery, which provides the necessary operating voltage for all functional units of the control part (Fig. 4). In addition, it consists of a transmitting/receiving part (k), which generates the electromagnetic field (r) for signal and energy transmission to the switching unit (Fig. 5). The information to be transmitted to the switching unit (Fig. 5) is recorded by the input unit (f) and forwarded to the central logic unit (h). The central logic unit (h) controls the modulator (g), which forwards the control signals to the transmitting/receiving part (k). Furthermore, the switching state assumed by the switching unit (Fig. 5) is reported back to the control unit by the transmitting/receiving part (m) of the switching unit by damping the electromagnetic field (r) generated by the transmitting/receiving unit (k). The damping changes detected by the transmitting/receiving part (k) are evaluated by the central logic unit (h) after the signal has been processed in the demodulator (j) and output via the display unit (i). The information obtained from this includes, among other things, details about the location and switching state of the switching unit.

Claims (10)

Schutzansprüche:Protection claims: 1. Vorrichtung zum berührungslosen Auslösen von Schaltvorgängen für Signal-, Energie- oder Stofffiüsse, bestehend aus einem Steuerteil und einer Schalteinheit. Das Steuerteil überträgt den codierten Schaitbefehl durch ein elektromagnetisches Feld an die Schalteinheit, welche bei übereinstimmenden Steuercode den Schaltvorgang ausführt und den Schaltzustand an das Steuerteil zurückmeldet,1. Device for contactless triggering of switching processes for signal, energy or material flows, consisting of a control part and a switching unit. The control part transmits the coded switching command through an electromagnetic field to the switching unit, which carries out the switching process if the control code matches and reports the switching state back to the control part. dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that - die für die Aktivierung der Schalteinheit und zum Durchführen des Schaltvorganges notwendige Energie mit dem, den Schaltbefehl übertragenden elektromagnetischen Feld, vom Steuerteil zur Schalteinheit übertragen wird,- the energy required to activate the switching unit and to carry out the switching process is transferred from the control unit to the switching unit using the electromagnetic field that transmits the switching command, - die Schalteinheit zum Durchführen des Schaltvorganges keine zusätzlichen Hilfsenergien benötigt,- the switching unit does not require any additional auxiliary energy to carry out the switching process, - die Schalteinheit den Schaltzustand, nach erfolgtem Schaltvorgang, statisch und zeitlich unbegrenzt, ohne zusätzliche Hilfsenergien zu benötigen beibehält,- the switching unit maintains the switching state, after the switching process has taken place, statically and for an unlimited period of time, without requiring additional auxiliary energy, - die Schalteinheit den aktuellen Schaltzustand durch Bedämpfung des, den Schaitbefehl übertragenden elektromagnetischen Feldes, an das Steuerteil zurückmeldet.- the switching unit reports the current switching state back to the control unit by dampening the electromagnetic field transmitting the switching command. 2. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1,2. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheit auf Dauer wasser- und gasdicht sowie säurebeständig ausgeführt ist.characterized in that the switching unit is permanently water- and gas-tight as well as acid-resistant. 3. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1,3. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheit durch Codierung des Schaltbefehls vor unerlaubten und zufälligen sowie durch Störungen ausgelösten Schaltvorgängen geschützt ist.characterized in that the switching unit is protected against unauthorized and accidental switching operations as well as switching operations triggered by faults by coding the switching command. 4. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1,4. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheit vor Überspannungen und -feldstärken geschützt ist.characterized in that the switching unit is protected against overvoltages and field strengths. 5. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1,5. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheit einen für das zu schaltende Signal/Medium geeigneten bistabilen Schalter aufweist.characterized in that the switching unit has a bistable switch suitable for the signal/medium to be switched. 6. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1,6. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil transportabel ausgeführt ist.characterized in that the control part is designed to be transportable. 7. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1,7. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerteil den Schaltbefeh! für alle, einer speziellen Gruppe zugeordneten Schalter, auslösen kann.characterized in that a control part can trigger the switching command for all switches assigned to a specific group. 8. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1,8. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil die Schalter orten und den momentanen Schaltzustand anzeigen kann,characterized in that the control part can locate the switches and display the current switching state, 9. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1,9. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil die Energieversorgung für die gesamte Vorrichtung bereitstellt.characterized in that the control part provides the power supply for the entire device. 10. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil mit einer zentralen Logikeinheit ausgerüstet ist.10. Device according to protection claim 1, characterized in that the control part is equipped with a central logic unit.
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Cited By (2)

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