DE2750941A1

DE2750941A1 - Vorrichtung zum elektrischen anschliessen eines geraetes an ein stromversorgungsnetz

Info

Publication number: DE2750941A1
Application number: DE19772750941
Authority: DE
Inventors: Ian Charles Jones; Norman Alex Lessiter; Leonard Gordon Mcdowell
Original assignee: MCDOWELL GORDON LEONARD
Current assignee: MCDOWELL GORDON LEONARD
Priority date: 1976-11-16
Filing date: 1977-11-15
Publication date: 1978-05-18
Also published as: US4155082A; ZA776841B; NL7712635A; DK508677A; NO773922L; ES464197A1; PT67285B; SE7712928L; PT67285A; FR2371073A1; BE860869A; IT1088115B; FI773465A; YU273477A; GB1595897A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrischen Anschließen eines Gerätes an ein Stromversorgungsnetz .

Immer mehr Geräte für Heim, Büro, Laden und Industrie sind auf eine ständige Netzstromversorgung angewiesen. Zu solchen Geräten gehören Tiefkühltruhen, Kühlschränke, medizinische Geräte und Fernschreiber.

Viele dieser Geräte sind für schnelle, leichte und billige Installation durch einen konventionellen Netzstecker, der in eine feste Wandsteckdose eingesteckt ist, mit der Netzstromversorgung verbunden. Bei dieser Anschlußart besteht die Gefahr, daß irrtümlich entweder der Stecker aus der Steckdose gezogen oder ein am Stecker angebrachter Schalter ausgeschaltet wird, ohne daß man sich der dadurch heraufbeschworenen unerwünschten oder gefährlichen Situation bewußt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß in einem solchen Falle ein akustisches Alarmsignal abgegeben wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch Einrichtungen zum Anschließen an eine Netzversorgung, Einrichtungen zum Feststellen der Abwesenheit der Netzspannung an den Anschließeinrichtungen, und durch eine an eine Stromquelle anschließbare, in Abhängigkeit von den Feststelleinrichtungen auf eine Netzspannungsabwesenheit ansprechende Anzeigeeinrichtung.

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Diese in die Vorrichtuna integrierten Einrichtungen geben vorzugsweise auch dann ein Warnsignal ab, wenn eine in die Anschlußvorrichtung eingebaute Sicherung durchbrennt.

Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, zusätzlich zu der erstgenannten Alarmfunktion auch dann zu warnen, wenn die Stromversorgung nach einem Ausfall wieder zurückgekehrt ist, und diese besondere Warnung kann durch einen Rücksetzschalter beendet werden. Außerdem kann ein akustisches Warnsignal abgegeben werden, wenn die Spannung der eingebauten Stromquelle einen bestimmten Wert unterschreitet. Die akustische Warnung kann in periodisch unterbrochenen Intervallen bestehen, wobei die Periode und/ oder die Frequenz des Warnsignals je nach der Ursache der ausgegebenen Warnung unterschiedlich sein können. Ein weiterer Vorteil einer solchen unterbrochenen Warnung besteht darin, daß auf diese Weise die Lebensdauer der Stromquelle im Alarmfalle wesentlich verlängert wird.

Nach einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens können die Überwachungs- und Warneinrichtungen auch in einem besonderen Adapter untergebracht sein, welcher dann zwischen einem konventionellen Netzstecker und der Netzsteckdose installiert wird. Dieser Adapter kann ein Alarmsignal abgeben, wenn entweder der Gerätestecker aus dem Adapter entfernt, der Adapter aus der Netzsteckdose entfernt, oder wenn beide Trennfälle vorliegen. Die Adapterausführung läßt sich auch dann noch einsetzen, wenn die üblicherweise verwendeten Metzstecker zu klein sind, um die zusätzlichen Einrichtungen aufzunehmen.

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Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der Anordnung von Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild von der Elektronik des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild zu einem

anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, und

Fig. 7 einen Schnitt durch die Ausführung von Fig. 6.

Zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Stecker-Ausführung gehört ein konventionelles 13A-Stecker-ünterteil mit drei Steckerstiften, ein mittleres Formteil 2, in welchem eine die in Fig. 4 dargestellten elektronischen Bauelemente tragende Printplatte 3 gegenüber dem Stecker-Unterteil 1 isoliert untergebracht ist, und schließlich eine die Printplatte 3 isolierende äußere Kappe 4, welche durch eine Schraube 5 gegenüber dem mittleren Formteil 2 fixiert ist. Weitere Schrauben 6 bilden konventionelle Kabelklemm- , anschlüsse am Stecker-Unterteil 1. Eine in der äußeren Kappe 4 angebrachte Druckentlüftung 7 ermöglicht eine Schallausbreitung.

Zur elektrischen Verbindung der in Fig. 4 dargestellten elektronischen Schaltung mit den im Betriebsfall mit den Netzphasen in Verbindung gebrachten Steckerstiften 9 dienen Durchbrüche im mittleren Formteil 2 durchragende Feder-

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platten 8, welche geqenüber den Schrauben 6 der Steckerstifte 9 Kontakt qeben.

Zur Stromversorgung einer in die Stecker-Anordnunq eingebauten Alarmeinrichtung, die bei Ausfall der Netzspannung anspricht, dient eine Batterie 10, die sich nur dann erreichen läßt, nachdem man die gesamte Anordnung vom Netz abgetrennt und die Schraube 5 gelöst hat; auf diese Weise werden grundsätzlich Gefahren durch an Netzspannung liegende freigelegte Teile vermieden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Schaltung kommt die Netzspannung an den beiden Federplatten 8 herein, und ein Brückengleichrichter 20 erzeugt daraus einen Gleichspannungsausgang, welcher an einem Widerstand 19 liegt, an dessen eines Ende die Basis eines Transistors 15 angeschlossen ist. In diesem Betriebszustand ist nur der Transistor 15 durchgeschaltet und läßt einen Strom von der Batterie 10 durch einen Widerstand 18 fließen, dessen Wert so hoch liegt, daß nur ein sehr kleiner Strom in der Größenordnung von μΛ der Batterie 10 entnommen wird. Wenn man für die Batterie 10 eine Alkali-Type nimmt und die Schaltung ansonsten nicht benutzt, dann wird man eine Batterie-Lebensdauer erzielen, die etwa deren Lager-Lebensdauer entspricht. Alternativ könnte die Batterie 10 auch eine wiederaufladbare NC-Batterie sein, vorausgesetzt, daß dem Brückengleichrichter 20 über einen nicht darqestellten Vorwiderstand ein kleiner Pufferladestrom entnommen wird. Solange an den Eingangs-Federplatten 8 keine Netzspannung anliegt, sperrt der Transistor 15, und ein durch den Widerstand 18 fließender Strom schaltet einen Transistor 13 durch, welcher wiederum über einen Widerstand 17 einen Transistor 14, und dieser wiederum über einen Widerstand einen Transistor 12 durchschaltet. Sobald der Transistor durchgeschaltet ist, fließt über ihn aus der Batterie 10

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ein Strom durch eine konventionelle akustische Alarmeinrichtung 11, und diese liefert ein hörbares Alarmsignal, welches solange anhält, wie die Kapazität der Batterie 10 reicht.

Die in Fig. 5 dargestellte Schaltung basiert auf der von Fig. 4, aber bietet dem Benutzer mehr Information als die zuvor beschriebene einfache akustische Dauerwarnung. In Fig. 5 sind gleiche Einzelheiten mit gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 4 bezeichnet. Bei der Schaltung von Fig. 5 kommt die Eingangs-Netzspannung an Kontakten 44 herein, geht über einen Strombegrenzungswiderstand 21 zum Brückengleichrichter 20, und dessen Gleichspannungsausgang liegt über einen Widerstand 19 an der Basis von Transistor 15. Bei anliegender Netzspannung ist nur Transistor 15 durchgeschaltet, und dabei fließt ein Strom aus der Batterie 10 durch den Widerstand 18, dessen Widerstandswert so hoch ist, daß nur ein extrem kleiner Strom in der Größenordnung von μΑ aus der Batterie 10 entnommen wird. Wenn keine Netzspannung an den Eingangs-Kontakten 44 anliegt, dann ist der Transistor 15 gesperrt, und der durch Widerstand 18 fließende Strom schaltet jetzt den Transistor 13, und dieser über einen Widerstand 17 einen Transistor 22 durch. Wenn Transistor 22 durchgeschaltet ist, dann entspricht die Spannung auf einer Leitung 23 ungefähr der Spannung der Batterie 10. Diese Spannung versorgt jetzt Mittel, vorzugsweise in Form eines Oszillators 24, zum Modulieren der Alarmeinrichtung 11.

Als Oszillator 24 kann ein an den Kollektor von Transistor angeschlossener astabiler Multivibrator benutzt werden, der bei vorhandener Batteriespannung auf Leitung 23 Impulse mit einer langen Zeitkonstante erzeugt, die über einen Widerstand 25 den Transistor 14 periodisch durchschalten, so daß dieser jetzt die Alarmeinrichtung 11 (bzw. 26) aktiviert, wie zuvor in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben. Der Oszillator 24 muß nicht einen ausgeglichenen Arbeitszyklus

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aufweisen, vielmehr kann der von der Alarmeinrichtung abgegebene Schall aus kurzen Tonintervallen bestehen, die sich mit längeren dazwischenliegenden Ruheintervallen abwechseln. Auf diese Weise erhöht sich die nutzbare Lebensdauer der Batterie 10 im Alarmfalle wesentlich.

Soweit ist die von den Schaltungen in Fig. 4 und 5 erzeugte Warnung im wesentlichen äquivalent. Sobald die Netzspannung wieder da ist, wird die Warnung aufgehoben, und nichts deutet mehr darauf hin, daß die Netzversorgung einmal unterbrochen war. Im Gegensatz dazu macht die nachstehend beschriebene Schaltung darüber eine Aussage möglich.

Eine bistabile Verriegelung 27 ist mit ihrem Setzeingang an die Spannung auf Leitung 23 angeschlossen, so daß an einem Ausgang 28 der Verriegelung 27 ein logisches Signal. erzeugt wird. Fin Ausgang eines UND-Gatters 29 ist an diesen Verriegelungs-Ausgancj 28 angeschlossen, während der andere Gatter-Eingang über einen Inverter 30 mit der Leitung 23 verbunden ist. Bei fehlender Netzspannung erhält das UND-Gatter 29 von der Verriegelung 27 den logischen Zustand 1 und vom Inverter 30 einen Logischen Zustand 0, so daß in diesem Falle der Gatterausgang sich im logischen Zustand 0 befindet. Sobald die Netzspannung wiederhergestellt ist und an den FederpLatten 8 bzw. den Kontakten vorhanden ist, schaltet der Transistor 15 wieder durch, während die Transistoren 13 und 22 sperren. Damit liegt die Leitung 23 wieder auf O-Potential. Somit erzeugt der Inverter 30 ausgangsseitig einen logischen Zustand 1, und weiL der logische Zustand 1 am Ausgang der bistabilen Verriegelung 27 noch vorhanden ist, wird jetzt das UND-Gatter 29 ausgangsseitig ebenfalls den logischen Zustand 1 produzieren. Ein beispielsweise aLs astabiler Multivibrator ausgebildeter Oszillator 32, von ähnlicher Bauart wie Oszillator 24, wird jetzt über den Ausgang des UND-Gatters 29 aktiviert und erzeugt über einen Widerstand 3 3 Impulse, welche den

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Transistor 14 periodisch ein- und ausschalten. Der Transistor 14 aktiviert daraufhin die Alarmeinrichtung 26 wie zuvor beschrieben. Die vom Oszillator 32 abgegebene Warnung unterscheidet sich von der, die der Oszillator 24 gibt. Beispielsweise können sich die beiden Oszillatoren 32 und 24 durch ihre Impulsintervalle unterscheiden, so daß man aufgrund der unterschiedlichen Impulsintervalle den Alarmzustand "Akuter Netzausfall" von dem anderen Alarmzustand "Netz war ausgefallen, ist wieder da" unterscheiden kann. Der durch Oszillator 32 ausgelöste Alarmzustand läßt sich beenden, indem man einen Rücksetzschalter 34 schließt, welcher an den Rücksetzanschluß der Verriegelung 27 angeschlossen ist. Der Rücksetzschalter 34 kann eine Drucktaste mit Arbeitskontakt sein. Wird der Rücksetzschalter 34 geschlossen, dann wird damit die Verriegelung 27 zurückgesetzt, so daß an ihrem Ausgang wieder der logische Zustand hergestellt wird. Damit sperrt das UND-Gatter 29, der Oszillator 32 schweigt, und die Alarmeinrichtung 26 gibt keinen hörbaren Alarm mehr ab.

Außerdem enthält die Schaltung von Fig. 5 noch Mittel zur Anzeige einer niedrigen Batteriespannung. Ein beispielsweise ein langschwänziges Transistorpaar enthaltender Komparator 35 vergleicht die von der Batterie 10 abgegebene Spannung mit einem Spannungsabfall, der in der Mitte einer aus einer vorgespannten Diode 36 und einem Widerstand 37 gebildeten Serienschaltung erzeugt wird. Für die Diode 36 wurde ein Typ gewählt, der über einen weiten Strombereich hinweg eine im wesentlichen konstante Spannung behält. Sinkt die Spannung der Batterie 10 ab, dann erzeugt d.er Komparator 35 einen Ausgang, der einem Oszillator 38 eingegeben wird, welcher ein asfca.biler Multivibrator sein kann, ähnlich wie Oszillator 24. Sobald der Oszillator 38 aktiviert ist, schaltet er periodisch über den Widerstand den Transistor 14 durch, und dieser aktiviert seinerseits die Alarmeinrichtung 26 in zuvor beschriebener Weise.

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Die von dem Oszillator 38 abgegebene Warnung unterscheidet sich wieder von der V/arnung des Oszillators 24 und der seitens des Oszillators 32, beispielsweise im Impulsverhältnis und/oder in der Oszillatorfrequenz. Die in Fig. 5 dargestellte Schaltung kann unter Anwendung der integrierten Schaltungstechnik so weit miniaturisiert werden, daß sie so wenig wie möglich Platz beansprucht.

Für bestimmte Fälle mag es erwünscht sein, mit der Einrichtung zur Warnung bei Netzausfall einen Adapter anstelle eines Steckers zu versehen. Dies gilt insbesondere für die U.S.A., wo die Stecker gewöhnlich kompakter als in Europa gebaut werden. Ein für diesen Zweck geeigneter Adapter 40 ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt.

In einem aus Isoliermaterial hergestellten Körper dieses Adapters 40 befinden sich öffnungen 42 zum Einführen der Steckerstifte eines Netzsteckers. Je nach Steckerart können zwei oder drei dieser öffnungen 42 vorhanden sein. Auf der gegenüberliegenden Seite besitzt der Adapter 40 selbst Stifte 43 zum Einführen in eine Netzsteckdose. Ferner enthält der Adapter 40 die bereits in Fig. 5 beschriebenen, mit den Federplatten 8 von ¹⁷Ig. 4 vergleichbaren Kontakte 44, an welche die Warnschaltuna von Fig. 4 oder 5 angeschlossen ist. Zu den Stiften 43 des Adapters gehören federnde Kontaktabschnitte 43a, welche die Stifte 43 elektrisch mit den Kontakten 44 verbinden, sobald die Steckerstifte eines, Netzsteckers in die öffnungen 42 eingeführt sind. Dieser Zustand ist in Fig. 5 mit unterbrochenen Linien angedeutet. Somit kommt es zur Alarmauslösung, sobald entweder der Netzstecker vom Adapter 40 getrennt und/oder der Adapter aus Netzsteckdose gezogen worden ist.

Selbstverständlich kann sich die Anzahl, Lage und Form der verwendeten Stifte am Stecker oder Adapter je nach den

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regionalen Normen oder Gepflogenheiten ändern.

Zusammenfassung: In ein elektrisches Steckverbindungselement in Form eines Netzsteckers oder eines Netzstecker-Adapters ist eine akustische Warneinrichtung integriert, die bei Abwesenheit der Netzspannung eine akustische Warnung abgibt. Die Warneinrichtung kann weitere elektrische Schaltungselemente enthalten, mit denen sich eine besondere Warnung abgeben läßt, sobald nach einem Netzspannungs-Ausfall die Spannung wiedergekehrt ist und/oder sobald eine interne Batterie für die Stromversorgung der elektrischen Schaltungseinrichtungen spannungsmäßig einen vorbestimmten VJert unterschreitet. Im Falle eines Adapters spricht die Warneinrichtung auch an, sobald der Netzstecker vom Adapter und/oder der Adapter von der Netzsteckdose getrennt wird.

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Claims

EISENFÜHR & SPEISER Patentanwälte

Dm. Ing GÜNTHER EISENFUHR DiPi. Ing DIETER K SPEISER

BREMEN *\ncna I 1 »«*«·«' hörst zinngrebe

UNS ZEICHEN J 120

Anmelder / iNH Jones/McDowe 11
Aktenzeichen Neuanmeldung

datum 11. November 1977

lan Charles Jones, 29 Lavender !toad, Kempshott Hill, Basingstoke, Hampshire, England, und Leonard Gordon McDowell, 1 Zinnia Close, Basingstoke, Hampshire, England

Vorrichtung zum elektrischen Anschließen eines Gerätes an ein Stromversorgungsnetz

Ansprüche

1 J Vorrichtung zum elektrischen Anschließen eines Gerätes an ein Stromversorgungsnetz, gekennzeichnet durch Einrichtungen (9; 43) zum Anschließen an eine Netzversorgung, Einrichtungen (15 ...) zum Feststellen der Abwesenheit der Netzspannung an den Anschließeinrichtungen, und durch eine an eine Stromquelle (10) anschließbare, in Abhängigkeit von den Feststelleinrichtungen auf eine Netzspannungsabwesenheit ansprechende Anzeigeeinrichtung (11 bzw. 26).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Feststelleinrichtungen Halbleiterschalter (z.B. 12) zur Inbetriebsetzung der Anzeigeeinrichtung (11) gehören.

DKS/KG/ii 8 0 9820/1005

D 2800 BREMEN 1 EDUARD-GRUNOW-STRASSE 27 TELEFON ( 0421 ) "7 20 48

IbLEGRAMMEFERROPAT TELEX 02 44 020 FEPAT BREMER BANK 100 9072 ■ POS TSCHECK HAMBURG 25 57
3. Vorrichtunq nach Anspruch 1 oder 2, qekennzoichnet
durch eine Gleichrachtereinrichtunq (20) zur Versorqunq
der Feststelleinrichtunqen (15 ...) mit Gleichstrom.
4. Vorrichtunq nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß die Anzeiqeeinrichtunq (11) Mittel zur Erzeuqunq von hörbarem Schall enthält.
5. Vorrichtunq nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet,

daß der Anzeiqeeinrichtunq (11; 26) Einrlchtunqon (24; 12; 58) zum Modulieren der Schallerzeuqunqsinitte 1 zuqeordnet sind, so daß Schall impulse erzeuqt werden.
6. Vorrichtunq nach Anspruch 5, dadurch qokennzeichnet, daß mehrere Schal lerzeuqunqsini t te 1-Modul iere inr ichtunq en (24; 32; 38) vorhanden sind, die durch Auswähleinrichtunqen (27 ...; 35) selektiv betätiqbar sind.
7. Vorrichtunq nach Anspruch 6, dadurch qekennzeicb.net, daß zu den Auswahleinrichtunqen mindestens ein loqisches Element (27) qehört.
8. Vorrichtunq nach Anspruch 5, dadurch qekennzeich.net, daß mehrere Schallerzeuqunqsmittel-Moduliere inr ichtunqen vorhanden sind, von denen eine (38) an eine Spannunqs-Meßschaltunq (35) angeschlossen ist, welche die Spannunq der SpannunqsnuelIe (10) mißt und bei einem Spannumjsabfa dieser Quelle ein hörbares Warnsiqnal erzeuqt.
9. Vorrichtunq nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch qekennzeichnet, daß die Festste I Ieinrichtunqen (15 ...) und die Anzeiqeeinrichtunq (II; 26) auf
einer qedruckten Schaltunqsplatte (11) montiert sind.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Schaltungsplatte Eingangskontakte (8; 44) besitzt, welche durch federnde Anschlüsse mit den Anschließeinrichtungen (9; 43) verbunden sind.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe als Steckerteil ausgebildet ist, bei dem die Anschließeinrichtungen

(9) zur Aufnahme in einer Netzsteckdose eingerichtete Steckerstifte sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Steckerteil ein mit den Steckerstiften (9) versehenes Stecker-Unterteil (1), eine äußere Kappe (4) und ein die Feststelleinrichtungen (15 ...) und die Anzeigeeinrichtung (11) tragendes, zwischen den beiden erstgenannten Teilen sandwichartig angeordnetes Teil (2) gehören.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kappe (4) eine Batterie enthält, welche die Stromquelle (10) bildet.
14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Adapter

(40) ist, dessen Anschließeinrichtungen Stifte (43) sind, welche in einer Netzsteckdose aufnehmbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Anschließeinrichtungen (4 3) Kontakte (43a) gehören, welche in Abhängigkeit von der Anwesenheit eines Steckers die Feststelleinrichtungen (15 ...) mit den Stiften (43) verbinden.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (44) und die Stifte (43) innerhalb des

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Adapters (40) voneinander durch einen spaltförmigen Abstand getrennt sind, welcher durch die Steckerstifte (z.B. 9) eines eingesteckten Steckverbindungsteils überbrückbar ist.

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