DE1762454C3 - Elektronischer Schalter - Google Patents

Description

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j Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden Hand oder eines geerdeten leitenden Gegenstandes

j „äher beschrieben. Es zeigt _an die oder der Zündelektrode 14 zündet die KaIt-

Fig. 1 eine Schaltung mit Kaltkathodenröhre, kathodenröhre 13; der Zündstrom fließt von der

Stromstoßrelais und zusätzlichem Relais als verstär- Klemme 2 über die Kaltkathodenröhre 13, das Relais

kendes Schaltelement, ₅ n _den widerstand 18 und die Diode 17 zur

Fig. 2 eine Schaltung mit Thyristor als Schalt- Klemme 1. Das Relais 11 zieht an. Der Schließkon-

element. takt 10 legt die Parallelschaltung von Kondensator 9

Fig. 3 den Einsatz eines Transistors, und Stromstoßrelais 8 an das Netz. Der Kondensa-

Fi g. 4 eine Direktschaltung ohne zusätzliches tor 9 sorgt dafür, daß das Stromstoßrelais 8 nach dem

Schaltelement, ₁₀ Ansprechen verzögert abfällt. Auf einmalige Hand-

Fi-; 5 eine Verstärkerschaltung für den Ableit- annäherung erfolgt folglich nur eine Relaisumschal-

strom einer Metallsonde, _tung. rj_er hergestellte Schaltzustand ist stabil. Durch

F i si. 6 schematisch ein Installationsbeispiel. den Trimmerwiderstand 15 und den Kondensator 16

Der Anschluß der Stromquelle erfolgt nach kann die Ansprechempfindlichkeit der Kaltkathoden-Fig. ' über Klemmen 1, 2. Weitere Klemmen 3, 4 15 röhre eingestellt werden. Der Kondensator 16 ist dienen dem Anschluß der Arbeitsstromkreise, über so bemessen, daß die Spannung an der Kaltkathoden-Konttkte 5, 6 und 7 wird die erforderliche Verbin- röhre 13 nach dem Zünden innerhalb der von der dung .'-ur Ein-, Aus- oder Wechselschaltung durch Diode gesperrten Halbwelle wieder unter die Brennein Stromstoßrelais 8 hergestellt. Parallel zu diesem spannung der Röhre sinkt und diese löscht,
liegt ί'Ί Kondensator 9, der wie das Stromstoßrelais 8 ao Das Relais 11 kann durch den Thyristor 19 nach über -nen Kontakt 10 an Spannung gelegt wird. Der F i g. 2 ersetzt werden. Dieser wird leitend auf Grund Kon· Xi 10 wird durch ein Relais 11 betätigt, dem des am Widerstand 20 erzeugten Spannungsabfalles eine üiode 12 parallel geschaltet ist. Eine Kalt- nach Zünden der Kaltkathodenröhre 13. Der Widerkath denröhre 13 liegt in Reihe zum Relais 11. Par- stand 21 dient zur Begrenzung des Kondensatorladeallel /ur Kaltkathodenröhre 13, die eine als Beruh- as stromes (Thyristorschutz).

rung'.aste ausgebildete Zündelektrode 14 aufweist, Als Schaltelement kann auch ein Transistor 22

ist c " Trimmerwiderstand 15 und ein Kondensator verwendet werden. Die Widerstände 23 und 24 bil-

16 L schaltet. Die Stromversorgung der Kaltkatho- den einen Spannungsteiler zur Einstellung der Span-

der! 1 lire erfolgt über eine Diode 17 und die Begren- nung zwischen Emitter und Kollektor; der Wider-

zunt durch einen Widerstand 18. 30 stand 20 erzeugt bei Zünden der Kaltkathodenröhre

I).' Einsatz eines Thyristors 19 als Schaltelement 13 einen Spannungsabfall, wodurch die Emitterini ·; romkreis des Stromstoßrelais 8 entsprechend Kollektor-Strecke durch Ansteuerung der Basis frei Fi^. 2 verlangt als zusätzliche Mittel einen Wider- wird.

stand 20 zwischen Tor und Kathode des Thyristors Durch Annähern der Hand an die isoliert aus-

sowie einen Widerstand 21 in Reihe zum Konden- 35 geführte Metallsonde 27 nach F i g. 6 fließt ein Strom

sator 9. in der Größenordnung von μΑ von der Erde durch

I- i g. 3 zeigt die Verwendung eines Transistors 22 den menschlichen Körper über die Metallsonde, die

als Schaltelement. Ein Spannungsteiler, bestehend aus Emitter-Basis-Strecke des Transistors 26, den Wider-

rwei Widerständen 23, 24, hält die Spannung zwi- stand 30, die Diode 17, den Widerstand 18 zur

ichen Emitter und Kollektor im Ruhezustand unter 40 Stromquelle. Dieser Strom wird im Transistor 26 ver-

der zulässigen Sperrspannung. stärkt, der Transistor 25 wird über den Spannungs-

Nach F i g. 4 liegen das Stromstoßrelais 8 und der abfall des vom Emitterstrom des Transistors 26

Kondensator 9 direkt im Zündstromkreis der Kalt- durchflossenen Widerstandes 30 aufgesteuert, d.h.,

kathodenröhre 13. über den Trimmerwiderstand 31, die Emitter-Kollek-

Bei einer Ausführung des elektronischen Schalters 45 tor-Srrecke des Transistors 25 und den Widerstand nach F i g. 5 sind zwei Transistoren 25, 26 zur Ver- 29 kann ein verstärkter Strom fließen; der Thyristor Stärkung des durch beispielsweise Handannäherung 19 wird auf Grund des Spannungsabfalles am Wideran eine Metallsonde 27 entstehenden Ableitstromes stand 31 leitend; die Hauptstrombahn von der eingesetzt. Über den Spannungsteiler 23, 24 wird ein Klemme 2 über das Stromstoßrelais 8 und die Diode Kondensator 28 auf eine Spannung aufgeladen, die 50 17 sowie den Widerstand 18 zur Klemme 1 wird frei, etwas unter der Sperrspannung des Transistors liegt. das Stromstoßrelais spricht an. Durch ein RC-Filter. Zwischen den Kollektoren der Tratisistoren 25, 26 dargestellt durch Widerstand 18 und Kondensator liegt ein Widerstand 29. Das erforderliche Basis- 16, werden Netzspannungsspitzen abgebaut, die den potential für den Transistor 26 wird durch den Ab- Thyristor 19 durch Überschreiten seiner Sperrleitstrom, das des Transistors 25 durch Widerstand 55 spannung ohne Toransteuerung direkt zünden wür-30 eingestellt. Widerstand 31 liefert die Steuer- den (willkürliches Ansprechen). Der Thyristor kann spannung für Thyristor 19. Für den letzteren kann als Schaltglied durch andere elektronische Elemente ein Trimmerwiderstand eingesetzt werden. Die wei- ersetzt werden.

teren Elemente erfüllen ähnliche oder gleiche Funk- Die Erfindung hat den Vorteil, wegen der Ver-

tionen, wie zuvor beschrieben wurde. 60 wendung eines Stromstoßrelais für hohe Schaltlei-

Eine räumliche Trennung von Sonde 27 und Ge- stungen bei häufigen Schaltspielen eingesetzt werden

rät, die über eine Leitung 33 mit einer Abschirmung zu können. Gleichzeitig wird dadurch eine KaIt-

34 miteinander verbunden sind, wird schematisch kathodenröhre eingespart.

durch Fig. 6 dargestellt. Weiterhin kann eine Auf- Die Schaltgeräte für mehrere Verbraucher können

teilung und Hinfühnjng der Leitung zu mehreren 6s vorteilhafterweise zentralisiert und die Schalterstellen

Schaltstellen bzw. Sonden durchgeführt werden. bzw. Sonden an mehreren Stellen als dünnes Metall-

Der elektronische Schalter nach Fi g. 1 arbeitet in blättchen an der Wand, eventuell unter der Tapete, folgender Weise: Bei Annähern oder Berühren der angebracht werden. Die abgeschirmten, geerdeten

Leitungen sind im Sinne von VDEOlOO nicht als Starkstromleitungen anzusehen und brauchen deshalb nicht mit dem üblichen Installationsaufwand verlegt werden.

Die vorteilhafte Verwendung als Geheimschalter, z. B. Safe-Schalter, liegt nahe. Das Anwendungsgebiet kann jedoch sehr weit reichen, von der normalen Hausinstallation an Steile der herkömmlichen Schalter bis zum Einsatz für wissenschaftliche Zwecke, z. B. der biologischen und bautechnischen Dehnungsmessung, bei eventuell verfeinerter Schaltung zur Abstandsmessung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 richtungen sind aufwendig, teuer und für den vorPatentansprüche: liegenden Anwendungsfall nicht geeignet Kaltkathodenröhre^ die so empfindlich sind, daß

1. Kapazitiv, beispielsweise durch Annäherung sie bei Annähern oder Berühren der Hand an die einer Hand, zu schaltender elektronischer Schal- 5 äußere Zündelektrode zünden, können zur Ansteueter mit Schaltrelais, dadurch gekenn- rung eines Schaltrelais verwendet werden. Die bezeichnet, daß das Schaltrelais ein Stromstoß- kannten Anordnungen arbeiten über eine als Berelais (8) ist und daß der Stromkreis des Strom- rührungstaste ausgebildete besonders empfindliche stoßrelais (8) wahlweise direkt von einem durch Kaltkathodenröhre (»Erprobte Schaltung mit Relaiseine Sonde (14, 27) gesteuerten elektronischen io röhren«, Informationsschrift der Elesta AG., Schaltglied (13, 19) oder zusätzlich über ein ver- Schweiz). Bei diesen Schaltungen sind aber zum stärkendes Schaltelement (11,19, 22, 25, 26) ge- Anziehen und Abfallen des Relais je eine Kaltschaltet ist. kathodenröhre notwendig.

2. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische 15 Ein- und Aus- oder Wechselschaltung relatiy hoher Schaltglied eins Kaltkathodenröhre (13) und Ströme einen einfachen elektronischen Schalter einderen Zündelektrode die Sonde (14) ist. zusetzen, der allein bei bloßer Annäherung, bei-

3. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 spieteweise der Hand, schaltet. Folgende Bedingun- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum gen sollen erfüllt sein: Einmaliges Nähern führt zum Stromstoßrelais (8) Abfall-Verzögerungsglieder »o Einschalten und nochmaliges zum Ausschalten. Im (9, 21) geschaltet sind. Gegensatz zu den herkömmlichen Schaltungen ist im

4. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 Prinzip nur ein elektronisches Schaltglied, z. B. eine bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt- Kaltkathodenröhre, notwendig. Es ist möglich, die element ein empfindliches Relais (11) mit par- Annäherungstaste bzw. das Steuerorgan dieses Schalallelliegender Diode (12) ist. as ters ohne aufwendige Installation in einiger Entfer-

5. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 nung vom Gerät anzubringen.

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt- Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch ge-

element ein Thyristor (19) oder Transistor (22) löst, daß der kapazitiv zu schaltende elektronische

mit an sich bekannter Widerstandsbeschaltung ist. Schalter mit einem Stromstoßrelais als Schaltrelais

6. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 30 ausgerüstet ist und daß der Stromkreis des Strom- und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableit- stoßrelais wahlweise direkt von einem durch eine strom einer Metallsonde (27) durch mehrfache Sonde gesteuerten elektronischen Schaltglied oder Transistor- (25, 26) und Thyristorstufen (19) der- zusätzlich über ein verstärkendes Schaltelement geart verschränkt wird, daß er das Stromstoßrelais schaltet ist. Das robuste Stromstoßrelais hat zwei (8) schaltet. 35 stabile Schaltstellungen und arbeitet direkt auf die

7. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1 zu betätigenden Kontakte, so daß auch bei höheren und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall- Strömen kein zusätzlicher Aufwand erforderlich ist. sonde (27) als Annäherungs- oder Berührungs- Als Sonde bzw. als Annäherungs- oder Beriihtaste vom Schalter entfernt angeordnet und mit rungstaste kann die Zündelektrode einer empfindeiner abgeschirmten, geerdeten Leitung (33) ver- 40 liehen Kaltkathodenröhre dienen. Die Ventileigenbunden ist. schäften der Kaltkathodenröhre werden vorzugsweise

durch eine Diode in der Hauptstrombahn ergänzt.

Zum Abbau der Spannungsspitzen des Versorgungs-

netzes wird zweckmäßigerweise ein RC-Filter ein-

45 geschaltet. Zur Vermeidung mehrfacher Zündung der

Rohre bei Handannäherung kann dem Stromstoß-

Die Erfindung betrifft einen kapazitiv, beispiels- relais ein Kondensator parallel geschaltet werden; weise durch Handannäherung, zu schaltenden elek- letzterer kann in Reihe zu einem Widerstand liegen, tronischen Schalter mit Schaltrelais. Schalter, die bei Der Zündstrom der Kaltkathodenröhre kann entextrem leichter Berührung oder bloßer Annäherung 50 weder das Stromstoßrelais direkt schalten oder über schalten, können beispielsweise zur Positionierung zusätzliche verstärkende Schaltelemente den notvon sich bewegenden Teilen, wie Werkzeugschlitten, wendigen Impuls für das Stromstoßrelais verals Lichtschalter, Alarmgeber und zur Steuerung von Ursachen. Zu diesem Zweck kann ein zusätzliches Verriegelungseinrichtungen Verwendung finden. empfindliches Relais mit paralleler Diode, ein Thy-Es sind elektronische Schalter bekannt, die als 55 rislor oder ein Transistor dienen. Der bei Hand-Meßglied einen Oszillator besitzen, der durch Au- annäherung fließende Ableitstrom einer isoliert ausnäherung der Hand oder eines geerdeten metal- geführten Metallsonde kann durch mehrfache Tranlischen Gegenstandes verstimmt wird. Diese Ver- sistor- und Thyristorstufen derart verstärkt werden, Stimmung wird weiter verarbeitet und über elektro- daß schließlich ein genügend hoher Strom das Stromnische Schaltglieder wird z. B. eine Lichtquelle ein- 60 stoßrelais schaltet. Die letzte Stufe vor dem Stromgeschaltet. Solche bekannten elektronischen Schalter stoßrelais kann ein Thyristor sein, der dann vorteilkönnen sein: Eine Initiatorvorschaltung mit Tran- haft gleichzeitig als elektronisches Schaltglied und sistoroszUlator zum kontaktlosen, mechanischen verstärkendes Schaltelement eingesetzt ist. Es kann Schalter (AEG-Handbuch, Bd. 3, S. 209), eine elek- weiterhin vorteilhaft sein, die Metallsonde vom trisch betriebene Sicherheitsvorkehrung, bei der 65 Schalter entfernt anzuordnen und über eine abdurch Kapazitätsänderung die Verstimmung eines geschirmte, geerdete Leitung mit dem Gerät zu ver-Röhrensenders erreicht wird (deutsches Patent binden.
762) oder eine Mikrophonschaltung. Diese Ein- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den