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Die Erfindung betrifft ein ausfahrbares Lüftungssystem für ein Hausgerät sowie ein Hausgerät mit mindestens einem solchen Lüftungssystem. Auch wird ein Verfahren zum Betrieb des Lüftungssystems angegeben.
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Es sind Hub-Tischlüftungssysteme bekannt, die wie Dunstabzugshauben funktionieren jedoch in einer Oberfläche (z. B. einem Tisch) versenkbar sind. So ist es möglich, dass z. B. während des Kochens das Hub-Tischlüftungssystem ausgefahren und wieder versenkt wird, sobald es nicht mehr benötigt wird. Das Hub-Tischlüftungssystem kann beispielsweise einen Schnorchel aufweisen, der zum Absaugen ausgefahren wird.
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Es ist bekannt, das Hub-Tischlüftungssystem mit einer einzelnen Taste zu bedienen, so dass bei einmaliger Bedienung dieses ausgefahren und bei erneuter Bedienung wieder versenkt wird. Hierbei sind bestimmte Sicherheitskriterien zu erfüllen, so dass wirksam verhindert wird, dass ein einfahrendes Hub-Tischlüftungssystem z. B. eine Hand oder einen Finger einklemmt.
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Diesbezüglich ist es bekannt, die Bedienung mittels der einzelnen Taste unter Einbindung von Sicherheitsschaltkreisen anhand von Mikrokontrollern bzw. integrierten Halbleiterbausteinen zu realisieren. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Sicherheitsschaltkreise von der eigentlichen Ansteuerung des Hubmotors getrennt ausgeführt sind. Weiterhin ist es ein Nachteil, dass diese Lösung verhältnismäßig aufwändig ist, weil einerseits ein Mikrokontroller mit entsprechender Programmierung benötigt wird und andererseits die Sicherheitsschaltkreise mit zugehöriger Ansteuerung vorgesehen sein müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine effiziente und kostengünstige Lösung zum Betrieb eines ausfahrbaren Lüftungssystems anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein ausfahrbares Lüftungssystem für ein Hausgerät vorgeschlagen
- – mit einem Hubmotor,
- – mit einem Schalter,
- – wobei bei einer ersten Betätigung des Schalters das Lüftungssystem anhand des Hubmotors in einer Vorzugsrichtung bewegbar ist,
- – wobei bei einer zweiten Betätigung des Schalters das Lüftungssystem anhand des Hubmotors entgegen der Vorzugsrichtung bewegbar ist.
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Hierbei sei angemerkt, dass der Schalter als Taster ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann ein Tastimpuls genutzt werden, um das Lüftungssystem (vollständig) ein- oder auszufahren, je nachdem in welchem Zustand sich das ausfahrbare Lüftungssystem gerade befindet.
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Hierbei ist es von Vorteil, dass die Bedienung des ausfahrbaren Lüftungssystems mittels eines einzigen Schalters ermöglicht wird. Dies erleichtert die Bedienung für einen Benutzer, der nicht abhängig von der tatsächlichen Position eine von mehreren Tasten aussuchen und aktivieren muss. Auch ist es von Vorteil, dass bei Erreichen eines undefinierten Zustands, z. B. nach Aktivierung eines Einklemmschutzes, eine nächste Aktion sicherstellt, dass das Lüftungssystem in der Vorzugsrichtung bewegt wird.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass kein Mikrokontroller für den Betrieb des Lüftungssystems und keine zugehörige Software erforderlich sind. Die Realisierung kann mit passiven Bauelemente, Dioden, und Schaltern, z. B. Relais erfolgen.
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Bei dem Lüftungssystem kann es sich um ein Hub-Tischlüftungssystem handeln. Das Lüftungssystem kann vergleichbar einer Dunstabzugshaube funktionieren, d. h. es kann in einem (teilweise) ausgefahrenen Zustand eine Saugwirkung entwickeln und z. B. Rauch oder Dampf absaugen. Hierzu ist beispielsweise eine Verbindung (z. B. ein Kanal, ein Rohr o.ä.) von dem Lüftungssystem zu einem Ort vorgesehen, an dem der Rauch oder Dampf austreten kann.
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Eine Weiterbildung ist es, dass das ausfahrbare Lüftungssystem mindestens einen ausfahrbaren Schnorchel aufweist.
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Beispielsweise ist kann das Lüftungssystem in Form mindestens eines Schnorchels in einer Tischplatte oder in einem Herd integriert sein und bei Bedarf ausgefahren werden.
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Eine andere Weiterbildung ist es, dass die Vorzugsrichtung zumindest teilweise das Ausfahren des Lüftungssystems umfasst.
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Dies ist von Vorteil, weil beim Ausfahren das Lüftungssystem ein deutlich reduziertes Verletzungsrisiko z. B. durch Einklemmen einer Hand oder eines Fingers besteht. So stellt die vorgeschlagene Schaltung sicher, dass bei einem Erreichen eines undefinierten Zustands (z. B. nach Aktivierung eines Einklemmschutzes) zunächst das Lüftungssystem in den ausgefahrenen Zustand überführt wird.
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Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die Vorzugsrichtung mittels einer Vorzugsschaltung auswählbar ist, wobei die Vorzugsschaltung eine Verzögerungsschaltung umfasst.
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Auch ist es eine Weiterbildung, dass die Verzögerungsschaltung ein RC-Glied umfasst.
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Mittels der Verzögerungsschaltung, die z. B. einen Widerstand in Verbindung mit einem Kondensator als RC-Glied verwenden kann, ist sichergestellt, dass bei gleichzeitiger Aktivierung zweier Strompfade über den Schalter immer der gleiche Strompfad den anderen Strompfad abschalten kann, weil der andere Strompfad zunächst den Kondensator über den Widerstand (RC-Glied) auflädt.
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Mit anderen Worten wird durch das RC-Glied erreicht, dass einer von zwei Strompfaden verzögert anspricht, insbesondere dass dadurch ein definierter Zustand erreicht werden kann derart, dass immer einer von zwei Strompfaden (derjenige ohne die Verzögerungsschaltung) zuerst aktiviert wird.
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Ferner ist es eine Weiterbildung, dass
- – bei Betätigung des Schalters eine Auswahl zwischen zwei Strompfaden zum Betrieb des Hubmotors erfolgt,
- – der ausgewählte Strompfad mittels eines elektronischen Schalters den anderen Strompfad unterbricht,
- – der ausgewählte Strompfad durch mindestens einen Endschalter unterbrechbar ist.
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Wie erwähnt erfolgt die Auswahl des Strompfads auf definierte Weise anhand der Verzögerungsschaltung. Bei dem Endschalter kann es sich um einen NC-Kontakt handeln, also um einen Kontakt, der im Grundzustand geschlossen ist und eine elektrische Verbindung herstellt. Der NC-Kontakt kann durch eine mechanische Beeinflussung, z. B. die Bewegung des Hubmotors oder des Lüftungssystems, geöffnet werden; in diesem Fall wird vorzugsweise auch die elektrische Verbindung zu dem Hubmotor betreffend den noch aktiven Strompfad unterbrochen.
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Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung ist der elektronische Schalter ein Halbleiterschalter oder ein Relais.
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Bei dem Schalter kann es sich z. B. um ein Relais handeln. Die Unterbrechung des jeweils anderen Strompfads stellt sicher, dass nur ein Strompfad aktiv und der andere Strompfad blockiert ist. Damit bewegt sich das Lüftungssystem üblicherweise (sofern kein Einklemmereignis erkannt wird oder keine Funktionsstörung vorliegt) auf eine vordefinierte Weise.
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Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass zwei Endschalter vorgesehen sind, die zueinander redundant ausgeführt sind.
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Vorzugsweise können je Strompfad zwei Endschalter z. B. funktional zueinander in Serie geschaltet sein, d. h. die Stromzufuhr wird auch unterbrochen, wenn einer der beiden Endschalter "klebt" also den Kontakt nicht mehr unterbricht. Beispielsweise kann über einen ersten Endschalter die Ansteuerung eines elektronischen Schalter, z. B. Relais, derart erfolgen, dass (z. B. über den Wechselkontakt dieses Relais) die Stromzufuhr zu dem Hubmotor unterbrochen wird. Der zweite Endschalter kann in dem Strompfad des Hubmotors angeordnet sein und bei Erreichen der entsprechenden Endposition ebenfalls die Stromzufuhr zu dem Motor unterbrechen. Damit ist sichergestellt, dass der Hubmotor anhält auch wenn einer der Endschalter nicht mehr öffnet.
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Eine Ausgestaltung ist es, dass der Endschalter pro Strompfad mindestens einen Positionsendschalter umfasst.
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Bei dem Positionsendschalter kann es sich um einen Schalter handeln anhand dessen das Ende einer Position, z. B. des eingefahrenen oder des ausgefahrenen Lüftungssystems, erkennbar ist.
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Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass für den einen Strompfad der Endschalter bei Erreichen der ausgefahrenen Position des ausfahrbaren Lüftungssystems aktivierbar ist und für den anderen Strompfad der Endschalter bei Erreichen der eingefahrenen Position des ausfahrbaren Lüftungssystems aktivierbar ist.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Hausgerät, insbesondere ein Gargerät, umfassend mindestens ein Lüftungssystem wie hierin beschrieben.
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Auch wird die oben genannte Aufgabe gelöst mittels eines Verfahrens zum Betrieb eines ausfahrbaren Lüftungssystems für ein Hausgerät,
- – bei dem bei einer ersten Betätigung eines Schalters das Lüftungssystem anhand eines Hubmotors in einer Vorzugsrichtung bewegt wird und
- – bei dem bei einer zweiten Betätigung des Schalters das Lüftungssystem anhand des Hubmotors entgegen die Vorzugsrichtung bewegt wird.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass
- – bei dem bei Betätigung des Schalters einer von zwei Strompfaden zum Betrieb des Hubmotors ausgewählt wird,
- – bei dem der andere Strompfad anhand des ausgewählten Strompfads mittels eines elektronischen Schalters unterbrochen wird.
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Eine andere Ausgestaltung ist es, dass der eine von zwei Strompfaden mittels einer Verzögerungsschaltung ausgewählt wird.
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Die vorstehenden Ausführungen betreffend das Lüftungssystem bzw. Hausgerät gelten für das Verfahren entsprechend.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung dargestellt und erläutert.
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Es zeigt
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1 eine beispielhafte Schaltung zur Ansteuerung eines Hub-Tischlüftungssystems, z. B. eines Schnorchels, über einen Hubmotor.
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Die hier vorgeschlagene Schaltung zur Ansteuerung eines Lüftungssystems, insbesondere eines Hub-Tischlüftungssystems (z. B. eines Schnorchels eines solchen Hub-Tischlüftungssystems) steuert einen Hubmotor mit einer Vorzugsrichtung an, wobei die Vorzugsrichtung beispielsweise dem Ausfahren des Lüftungssystems (bzw. Schnorchels) entspricht, da beim Ausfahren ein weitaus geringeres Verletzungsrisiko für einen Benutzer besteht als im umgekehrten Fall, beim Einfahren des Lüftungssystems. Weiterhin können für sicherheitsrelevante Abfragen Endschalter vorgesehen sein, die die Bewegung des Schnorchels begrenzen bzw. den Hubmotor bei Erreichen einer Endposition abschalten. Der Endschalter kann ein Kontakt sein, der abhängig von der Position des Schnorchels geöffnet wird; alternativ kann der Endschalter als ein elektrischer Kontakt realisiert sein, der unterbrochen wird, sobald der Hubmotor den Schnorchel nicht mehr weiter befördern kann (beispielsweise wird der Schnorchel bis in die Endposition bewegt und die weitere Bewegung des Hubmotors unterbricht den Kontakt). Hierbei ist der Schnorchel als ein beispielhaftes bewegliches Element eines Hub-Tischlüftungssystems genannt; auch andere Formen des Hub-Tischlüftungssystems sind möglich und können über den Hubmotor bewegt, vorzugsweise ein- bzw. ausgefahren werden.
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Die Schaltung umfasst vorzugsweise passive Bauelemente, Dioden und Relais und kommt ohne integrierte Schaltkreise bzw. Mikrokontroller aus.
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Die Ansteuerung des Hubmotors, und damit des Hebemechanismus des Schnorchels erfolgt über einen Taster, der sowohl das Hoch-, als auch das Herunterfahren auslöst. Die Versorgungsspannung wird über die Sicherheitsschaltkreise und/oder Endschalter bzw. über den Taster und nachfolgend über Relais geführt. Abhängig von dem Zustand des Schnorchels kann die Betätigung des Tasters eine Bewegung des Schnorchels in die eine oder die andere (entgegengesetzte) Richtung auslösen. Beispielsweise kann hierzu eine Versorgungsspannung mit unterschiedlicher Polarität an den Hubmotor angelegt werden (der Hubmotor dreht sich je nach Polarität der Versorgungsspannung in unterschiedlicher Richtung).
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Durch die Schaltung kann somit sichergestellt werden, dass der Hubmotor nur bei richtiger Position der jeweiligen Endschalter und bei Betätigung des Tasters betrieben wird (also entweder ausfährt oder einfährt). Ebenfalls wird durch diese Schaltung sichergestellt, dass der Hubmotor den Schnorchel nach einem Stillstand in einer undefinierten Position oder nach einem Ansprechen eines Einklemmschutzes immer in einer Vorzugsrichtung in eine unkritische Position (z. B. nach oben) bewegt.
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1 zeigt eine beispielhafte Schaltung zur Ansteuerung eines Hub-Tischlüftungssystems, z. B. eines Schnorchels, über einen Hubmotor 101.
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Der Hubmotor 101 ist einerseits mit einem Knoten 102 und andererseits mit einem Knoten 103 verbunden. Der Knoten 102 ist über eine Diode D1 mit einem Knoten 104 verbunden, wobei die Kathode der Diode D1 in Richtung des Knotens 104 zeigt. Der Knoten 103 ist über eine Diode D2 mit einem Knoten 105 verbunden, wobei die Kathode der Diode D2 in Richtung des Knotens 105 zeigt.
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Der Knoten 104 ist über einen NC-Kontakt 106 mit einem Knoten 107 verbunden. Als NC-Kontakt wird ein Kontakt bezeichnet, der im Normalfall geschlossen ist (NC: "normally closed") und so eine elektrische Verbindung herstellt. Entsprechend ist der Knoten 105 über einen NC-Kontakt 108 mit einem Knoten 109 verbunden.
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Der Knoten 107 ist über den Wechselkontakt eines Relais K3, der mit einem Relais K1 in Reihe geschaltet ist, mit Masse GND verbunden. Der Knoten 109 ist über den Wechselkontakt eines Relais K4 mit einem Knoten 110 verbunden. Der Knoten 110 ist über ein Relais K2 mit Masse GND verbunden. Der Knoten 110 ist über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R1 und einer Diode D5 mit einem Knoten 111 verbunden, wobei die Kathode der Diode D5 in Richtung des Knotens 111 zeigt. Der Knoten 111 ist über einen Elektrolytkondensator C1 mit Masse GND verbunden. Weiterhin ist der Knoten 111 über einen Widerstand R2 mit Masse GND verbunden.
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Eine Versorgungsspannung 112 (z. B. 24 V Gleichspannung) ist mit einem Knoten 113 verbunden. Der Knoten 113 ist über einen NC-Kontakt 114 mit einem Knoten 115 verbunden. Der Wechselkontakt des Relais K2 verbindet den Knoten 103 entweder mit dem Knoten 115 oder mit Masse GND. Weiterhin ist der Knoten 113 über einen NC-Kontakt 116 mit einem Knoten 117 verbunden. Der Wechselkontakt des Relais K1 verbindet den Knoten 102 entweder mit dem Knoten 117 oder mit Masse GND.
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Der Knoten 102 ist über das Relais K4 mit Masse GND und der Knoten 103 ist über das Relais K3 mit Masse GND verbunden.
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Der Knoten 113 ist über einen Taster S1 mit einem Knoten 118 verbunden, wobei der Knoten 118 über eine Diode D3 mit dem Knoten 105 verbunden ist. Die Kathode der Diode D3 weist dabei in Richtung des Knotens 105. Weiterhin ist der Knoten 118 über eine Diode D4 mit dem Knoten 104 verbunden, wobei die Kathode der Diode D4 in Richtung des Knotens 104 weist.
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Der Teil der Schaltung umfassend den Widerstand R1, die Diode D5, den Kondensator C1 und den Widerstand R2 entspricht einer möglichen Realisierung für eine Vorzugsrichtungsschaltung. Vorzugsweise entspricht die Vorzugsrichtung einer Bewegung des Schnorchels in den (vollständig) ausgefahrenen Zustand, z. B. nach oben.
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1 zeigt für die Relais K1 bis K4 die zugehörigen Wechselkontakte (auch bezeichnet als K1 bis K4 in dem Schaltbild), wobei die in 1 gezeigten Stellungen der Wechselkontakte jeweils für die inaktiven Relais K1 bis K4 gelten.
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Wird der Taster S1 betätigt, fließt der Strom zuerst durch den Pfad mit dem Relais K1, weil das Relais K2 gegenüber dem Relais K1 durch die Vorzugsrichtungsschaltung verzögert wird (d. h. erst wird der Kondensator C1 geladen). Der Hubmotor 101 wird aktiviert und der Schnorchel bewegt sich nach oben. Ebenfalls aktiviert wird das Relais K4, was dazu führt, dass der Wechselkontakt zu K4 die Verbindung zu dem Relais K2 unterbricht (d. h. die Knoten 109 und 110 sind nicht miteinander verbunden). Der Hubmotor 101 fährt den Schnorchel also so lange nach oben, bis das obere Ende erreicht wird, d. h. bis der NC-Kontakt 106 öffnet und die Stromzufuhr zu dem Relais K1 unterbricht. Damit wird auch über den Wechselkontakt K1 die Stromzufuhr zu dem Hubmotor 101 unterbrochen. Der NC-Kontakt 106 ist beispielsweise als ein (Positions-)Endschalter realisiert.
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Wird jetzt der Taster S1 erneut betätigt, kann aufgrund des in der oberen Stellung befindlichen Schnorchels und damit offenen NC-Kontakts 106 der Strom nur durch den rechten Zweig (also das Relais K2) fließen. Der Schnorchel wird eingefahren. Außerdem wird das Relais K3 ausgelöst, wodurch der zugehörige Wechselkontakt die Verbindung des Knotens 107 zu dem Relais K1 unterbricht. Damit ist sichergestellt, dass der Schnorchel vollständig eingefahren werden kann, auch wenn nach Verlassen der ausgefahrenen Endstellung der NC-Kontakt 106 wieder geschlossen wird. Erreicht der Schnorchel die eingefahrene Endstellung, wird der NC-Kontakt 108 geöffnet und über das Relais K2 mit zugehörigem Wechselkontakt die Stromzufuhr zu dem Hubmotor 101 unterbrochen. Auch der NC-Kontakt 108 kann als ein (Positions-)Endschalter realisiert sein.
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Der NC-Kontakt 116 ist ein redundanter Kontakt für die ausgefahrene (z. B. obere) Endposition des Schnorchels. Durch die redundante Anordnung der NC-Kontakte 106 und 116 wird erreicht, dass einer der Kontakte defekt sein kann (d. h. nicht mehr öffnet) und trotzdem die ordnungsgemäße Endabschaltung funktioniert: Solange der Schnorchel nach oben fährt ist das Relais K1 aktiv und somit der Knoten 117 mit der Versorgungsspannung 112 verbunden (das Relais K2 ist währenddessen inaktiv, d. h. der Knoten 103 liegt auf Masse GND und ist nicht mit dem Knoten 115 verbunden). Funktionieren beide NC-Kontakte 106 und 116 ordnungsgemäß, so wird bei Erreichen der Endposition der Hubmotor 101 von der Versorgungsspannung 112 getrennt. Ist einer der beiden NC-Kontakte 106 und 116 defekt (d. h. trennt nicht), so reicht es aus, dass der jeweils andere der NC-Kontakte 106 und 116 noch funktioniert, um den Stromkreis für den Betrieb des Hubmotors 101 (im Falle des NC-Kontakts 106 mittelbar über das Relais K1 und im Falle des NC-Kontakts 116 unmittelbar) zu unterbrechen.
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In entsprechender Weise funktioniert die redundante Auslegung der beiden NC-Kontakte 108 und 114 für den Fall des einfahrenden Schnorchels: Öffnet nur einer der beiden NC-Kontakte 108 oder 114, so ist die Stromversorgung zu dem Hubmotor 101 (im Falle des NC-Kontakts 108 mittelbar über das Relais K2 und im Falle des NC-Kontakts 114 unmittelbar) unterbrochen. Beim Einfahren des Schnorchels ist das Relais K2 aktiv und verbindet über seinen Wechselkontakt den Knoten 103 mit dem Knoten 115. Das Relais K1 ist aus den genannten Gründen inaktiv, d. h. der Knoten 117 ist nicht mit dem Knoten 102 verbunden.
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Hierbei ist es von Vorteil, dass durch die vorgestellte Schaltung weder ein Mikrokontroller noch eine Beschaltung oder Programmierung desselben benötigt wird. Die Lösung zielt somit auf eine Schaltung, die kostengünstig und einfach realisiert und für unterschiedliche Hub-Tischlüftungssysteme eingesetzt werden kann. Auch ist es ein Vorteil, dass die Schaltung eine Ansteuerung des Hub-Tischlüftungssystems mittels nur eines einzelnen Tasters ermöglicht: Je nach Zustand des Hub-Tischlüftungssystems wird durch die Betätigung des Tasters dieses ein- oder ausgefahren.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Hubmotor
- 102–105
- Knoten
- 106
- NC-Kontakt
- 107
- Knoten
- 108
- NC-Kontakt
- 109–111
- Knoten
- 112
- Versorgungsspannung
- 113
- Knoten
- 114
- NC-Kontakt
- 115
- Knoten
- 116
- NC-Kontakt
- 117–118
- Knoten
- K1–K4
- Relais mit Wechselkontakt
- D1–D5
- Diode
- R1–R2
- Widerstand
- C1
- (Elektrolyt-)Kondensator
- S1
- Schalter (bzw. Taster)
- GND
- Masse(potential)
