DE2928031A1

DE2928031A1 - Zeitgesteuerter schalter und zeitgeber

Info

Publication number: DE2928031A1
Application number: DE19792928031
Authority: DE
Inventors: Rodney Hayden
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1979-07-11
Publication date: 1981-01-29
Also published as: FR2460538B1; FR2460538A1; DE2928031C2

Description

Zeitgesteuerter Halter und Zeitgeber
Die Erfindung betrifft einen zeitgesteuerten Schalter und einen Zeitgeber hierfür zur Lieferung von Strom zu einem Verbraucher während Zeiten, die zwischen einer ersten und einer nachfolgenden Betätigung der Vorrichtung variiert werden können.
Die Vorrichtung findet insbesonäere Anwendung bei der Steuerung eines starken Gleichstroms, der durch Heizelemente in Fahrzeugen, insbesondere durchHeckscheibenheizelemente in Personen-und Lastkraftfahrzeugen, strömt, wo ein anfängliches Enteisen die Anwendung von Strom in einem Intervall von etwa 10 bis 15 minuten vor dem Abschalten erfordern kann. Im Anschluss daran kann es erforaerlich sein, dass das Heckscheibenheizelement zum Beseitigen des Beschlagens erneut aktiviert werden muss.
Die nachfolgenden Perioden können aber zweckmässig kleiner als die erste sein. Bei den zur Zeit verwendeten Zeitgebern für eine einzige Periode muß das gewählte Intervall einen Kompromiss darstellen.
Es wurde in der letzten Zeit immer klarer, dass Energiequellen nicht unerschöpflich sind,dass der Preis für Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge ansteigt und dass alle möglichen Einsparungen an Betriebskosten des Fahrzeugs von Vorteil sind. Ferner entnehmen die zum Enteisen vorgesehenen Heckscheibenheizelemente in einigen Fällen grosse Ströme in der Grössenordnung von 40 A oder sogar mehr bei anhaltendem Trend zu grösseren Glasflächen aus einer 12-Volt Autobatterie. Zu solchen Zeiten, wenn die Scheinwerfer und die Fahrzeuginnenheizung ebenfalls eingeschaltet sind, besteht ein starker Wettstreit um den verfügbaren Ausgang aus der Batterie und der Lichtmaschine.
Wenn das Rücklicht nur einen einfachen EIl-hUS-Schalter aufweist und das Heizelement unter derartigen Bedingungen ständig verwendet wird, insbesondere, wenn sich das Fahrzeug im Stauerkehr befindet, kann die Batterie leerlaufen.
Die Innaberiil hat in ihrer CA-PS 868 629 einen Heckscheibenzeitgeber angegeben, der auf eine Zeitsteuervorrichtung mit langem Intervall gerichtet ist, worauf als XintergrunG hingewiesen wird. Dieser Patentschrift entspricht die US-PS 3 571 665.
Dieser Zeitgeber stellt sicher, dass das Heizelement nicht ständig eingeschaltet ist, indem er ein Betriebsintervall für das Enteisen vorsieht, das in gewissem Ausmass mit den Umgebungstemperaturbedinungen variierten kann.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen zeitgesteuerten Schalters, der nicht nur eine anfänglich lange Betriebsdauer ermöglicht, sondern auch die Gelegenheit für kürzere Betriebszeiten für die zweite und nachfolgende Betätigingen der Vorrichtung vorsieht, wie es etwa für das Beseitigen von Beschlag nach der anfänglichen Enteisungswirkung günstig ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1, 16 bzw 23.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es ist von Vorteil, dass die Vorrichtung nach der Erfindung eine automatische Rückstellung aufweist für das Rückstellen nach dem Anhalten des Kraftfahrzeugs, so dass, wenn das Heckscheiben- heizelement das nächste Mal benötigt wird, die vollständige Steuerperiode zur Verfügung steht. Eine typische Steuerperiode beträgt anfänglich 10 Minuten mit einer 5-minütigen Periode für jeden nachfolgenden Vorgang. Bei einigen Anwendungen genügen zweite und nachfolgende Perioden von 2,5 Minuten.
In Übereinstimmung mit den Gesetzen, die eine ständige Verringerung des Kraftstoffve-rbrauchs fordern, besteht bei der Kraftfahrzeugherstellung auch eine ständige Notwendigkeit zur Verringerung des Gewichts. Die hier angegebene Vorrichtung kann einen Schalter1 ein Kontrollicht, Verdrahtungskabel, Anschlüsse und eine Relais- und Zeitgabeschaltung, wie sie für gewöhnlich in zeitgesteuerten Enteisungsanlagen verwendet werden, durch eine einzige Einheit ersetzen, die normalerweise ein Drittel des Gewichts der zur Zeit in der Industrie verwendeten Anordnungen hat. Aus den niedrigeren Anfangskosten und den Gewichts- und Platzeinsparungen können sich beträchtliche Kostenersparnisse je Kraftfahrzeug ergeben.
Wie bezüglich der besonderen Ausführungsformen der Erfindung weiter beschrieben, kann gemaß dem Gegenstand des Anspruchs 24 ein energiewirksamer automatischer vereinfachter Zeitgeber gebaut werden mit Handbetätigung und Vorrangsteuerung, der für den Fahrer ein positives Gefühl liefert und eine Kontrclllichtanzeige von ic wesentlichen unbegrenzter Lebensdauer aufweist, wobei das Ganze in einem einziger St-iick zusammengebaut ist. Prototypen spezieller hier beschriebener Ausführungsformen liefern Stromstärken von 50 A in sicherer Weise und ohne jegliche übermässige Kontakterhitzung.
Unter anderem können die Kontakte von Hand geschlossen und gelöst werden, wobei das Rückstellen der Logik durch Vorsehen einer unabhängigen, vom Eingang zum Zeitgeber getrennten Energiezufuhreinrichtung für den Zeitgeber durch Schliessen der Kontakte erfolgen kann.
Die Erfindung betrifft kurz zusammengefasst einen in einem Gehäuse angeordneten zeitgesteuerten elektrischen Schalter für Gleichstromverbraucher, etwa Heizelemente in Fahrzeug fenstern, bei dem von Hand schliessbare Kontakte Strom zum Verbraucher und auch zu'einem digitalen Zeitgeber liefern, der einen Kreis von den Kontakten zu einem Halteelektromagnet für die Kontakte vervollständigt. Bach dem Erreichen einer vorgegebenen Zählung im Zeitgeber wird die Stromzufuhr durch den Halteelektromagnet unterbrochen, wodurch die Kontakte gelöst werden. Es sind Vorkehrungen dafür getroffen, dass die zweite und die nachfolgenden Zeitsteuerperioden von der ersten Zeitsteuerperiode abweichen können auf Grund einer unabhängigen Potentialzufuhr zum Zeitgeber, etwa über den Zündschalter des Fahrzeugs. Die Rückstellung des Zeitgebers zur erneuten Erzeugung der anfänglichen Schaltdauer erfolgt durch Abschalten und Wiecerbetätigen des Zündschalters. Vorzugsweise durch eine Leuchtdiode ist eine Beleuchtungsanzeige vorgesehen, die bei Energiezufuhr zu: Verbraucher arbeitet. Es sind Vorkehrungen getroffen zum andern der Länge und der nachfolgenden Perioden gegenüber der anfänglichen Schaltdauer.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt: Fig. 1 einen Schnitt einer Ausführungsform der vollständigen zeitgesteuerten Einheit; Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtun Fig. 3 eine Ansicht von unten der Vorrichtung von Fig. 1; Fig. 4 ein Schema der elektronischen Schaltung für die Zeitsteuerfunktion der Vorrichtung unter Anwendung einer digitalen integrierten Schaltung.
Gemäss Fig. 1 und 3 ist an einem Gehäuse 1 aus geeignetem Kunststoff, etwa A.B.S, an einem Ende an abstehenden Zapfen 2 (Fig. 3) ein vun Hand kippbarer Betätigungsdeckel 3 angelenkt.
Am anderen Ende des Gehäuses 1 erstrecken sich von einer flontageplatte 4 elektrlsche Kontaktstifte 5 zur Verbindung mit einem Verdrahtungsitabel oder anderen nicht gezeigten Steckanschlüssen. Federansätze 6 am Gehäuse 1 ermöglichen in Verbindung mit Anschlagflanschen 7 eine Schnappsitzbefestigung der Baueinheit, z. B. in einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs.
In einem Sockel 9 des Deckels 3 ist ein Ansatz 8 eines der Betätigung dienenden Arms IC aufgenommen. Der Arm 10 ist an kurzen Achsen 8' angelenkt, die koaxial mit dem Gehäuse 1 aufgenommenen Zapfen 2 verlaufen, und ist mit zwei sich abwärtserstreckenden Abschnitten 10' ausgebildet, von denen sich in Fig. 1 der eine hinter dem anderen befindet und die durch einen Steg 10" gespreizt sind. Eine Feder 11 ergreift Fortsätze am Arm 10 zur Ausführung einer Rückstellung, weno der kippbare Deckel 3 aus seiner in Fig. 1 gezeigten Mittelstellung verstellt wird. Eine hinter der Feder 11 befindliche nicht gezeigte zweite Feder ergreift den Arm 10 nur dann, wenn der Deckel 3 gekipptwird zur Verstellung des Arms im Gegenuhrzeigersinn, wodurch ein grösserer elastischer Widerstand gegen den Deckel 3 vorgesehen ist, wenn der Arm im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, und zwar gegenüber dem Widerstand bei Drehung des Arms im Uhrzeigersinn. Dies verbessert das ausgeglichene "Gefühl" der Vorrichtung, wie noch zu erläutern.
An der Nontageplatte 4 ist eine aus einem Relaisåoch, einer Spule und einem Kern bestehende Anordnung 15, eine Zeitgeber schaltplatte 16 und eine aus Federmetall, z. B. Berylliumkupfer oder Phosphorbronze, bestehende Ausgangskontaktstütze 17 angeordnet, die mit einem husgangskontaktstift 18 verbunden ist. Berylliumkupferlegierungen werden für das Stützenmaterial bevorzugt.
Die Relaisanordnung enthält ein Joch 20 mit einer aus einer Spule und einem Spulenkörper bestehenden Anordnung 21, einen bewegbaren Kern 22 mit einem Anker oder einer Verschlussvorrichtung 23 aus einem geeigneten leitenden Federmetall, etwa Berylliumkupfer oder Phosphorbronze. Die Verschlusseinrichtung trägt einen Kontakt 25.Dadurch, dass die Verschlusseinrichtung 23 an ihrem unteren Ende durch Halterung zwischen dem Joch 20 und einer magnetisch durchlässigen Endplatte 26 befestigt ist, bewirkt eine Abwärtsbewegung des Kerns 22 eine Bewegung des Kontakts 25 nach aussen und unten und bewirkt somit eine sebr wirksame Kontaktstreifwirkung zusammen mit dem an der Stütze 17 befestigten Kontakt 30. Die besondere Weise, in der diese Art von Streifwirkung und der Aufbau des Relaisverschlusselements eine sehr wirkungsvolle 3rührung erzeugen, ist in den eigenen US-PS 4 003 011, 4 064 470 beschrieben. Weitere Einzelheiten dieser speziellen Konstruktion werden hier nicht ausgeführt.
Eine Schulter 31 erstreckt sich vom oberen Ende des Korns 22, wo sie mit dem Steg 1011 in Eingriff kommen kann. Ein Kippen des Arms 10 im Uhrzelersinn gemäss Fig. 1 lässt den Steg die Schulter 31 niederdrücken, die den Kern 22 in den Spulenkörper 21 drückt, und lässt den Kontakt 25 den Kontakt 30 berühren.
Wenn der Kern 22 vollstandig in den Spulenkörper 21 gedrückt ist, berührt sein unteres Ende eine Endplatte 26 zur Vervollständigung des magnetischen Kreises durch das Joch 20, den Kern 22 und die Endplatte 26. Da die Wicklung 19 am Spulenkörper 21 durch Schliessen der Kontakte 25 und 30 (das noch erläutert wird) erregt wird, schnappt der Kern gegen die Endplatte 26 und wird in dieser Stellung gehalten, nachdem der kippbare Deckel 3 freigegeben und der Arm 10 in die in Fig.1 gezeigte Stellung zurückgekehrt ist. Das Schliessen des magnetischen Kreises gewährleistet ein sicheres Halten des Relaiskerns auch in Anwesenheit vou starken Schwingungen.
Wenn der Kern freigegeben werden soll, bewirkt ein Kippen des Deckels 3 und des Arms 10 im Gegenuhrzeigersinn, dass der Arm den oberen Schenkel 35 der Stütze 17 berübrt. Diese Wirkung unterbricht die Berührung zwischen den Kontakten 25 und 30, beseitigt den Strom von der Spule 19 am Spulenkörper 21 und ermöglicht einen Zusammenbruch des Magnetflusses im aus dem Joch, dem Kern und der Endplatte bestehenden Kreis (unterstützt durch zufällige Luftspalte zwischen dem Joch und dem Kern am oberen Ende und zwischen dem Kern und der Endplatte am unteren Ende), so dass sich der Kern schnell aus dem Spulenkörper in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückbewegt.
Diese Anordnung erzeugt eine Schnappwirkung, die durch den Fahrer fühlbar ist bei der Betätigung der Vorrichtung und beim Schliessen des Relais, wenn der Kern 22 auf die Platte 26 trifft, und auch beim von Hand erfolgenden Lösen des Relais durch die hämmernde Wirkung der Schulter 31 am Steg 10". Zum Ausgleich des nGefühls" der Vorrichtung im allgemeinen ist die oben angegebene einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn widerstehende zweite Feaer 11 vorgesehen, da der vom Arm 10 angetroffene elastische Widerstand bei einer Bewegung im Uhrzeigersinn zum Eindrücken des Kerns 22 in den Spulenkörper 21 etwas grösser als der Widerstand ist, der angetroffen wird, wenn der Arm 10 zum öffnen der Kontakte 25 und 30 gegen den schenkel 35 gekippt wird. Dies ergibt im wesentlichen, dass die gesamte von Hand aufgebrachte Kippkraft beim Einschalten der Vorrichtung an der Schulter 31 ausgeübt wird, während der von Hand ausgeübten Kraft durch die Federn 11 (und den Schenkel 35) ein Widerstand entgegengesetzt wird, wenn die Vorrichtung von Eanc ausgeschaltet wird.
Ein hnzeigelicht 40, vorzugsweise eine Leuchtdiode, ist in oberen Ende des Gehäuses 1 vorgesehen und so ausgerichtet, aass ihr Licht auf ein Fenster oder eine Linse 41 im kippbaren Deckel 33 fällt zur Lieferung einer Ar,zeige für den Fahrer, wenn die Vorrichtung betätigt ist und sich die Kontakte 25 und 30 in der geschlossenen Stellung befinden.
Die schematische Darstellung von Fig. 4 zeigt die Kontakte 25, 30, die Leuchtdiode 40, die Spule 19 für den Kern 22 und einen mit einer Heckscheibenheizung verbundenen nschluss 50. Der Eingangsanschluss 18 verbindet den Pluspol 53 der Batterie als Eingang mit dem Kontakt 30 und einem Zündschalter 80, der seinerseits mit einem Einganganschluss 51 verbunden ist.
Der nicht gezeigte Minuspol der Batterie ist an Nasse angeschlossen, die auf den Eingangsanschluss 52 gegeben ist.
Fig. 4 zeigt eine Einheit 55 für eine integrierte Schaltung mit einer Energiezufuhr 56, einem Schwingkreis 57, einem Zähler 58, einer Ausgangslogiksteuerung 59 und einer Ausgangsstufe 60. Die an dieser Einheit 55 vorgesehenen Anschlüsse sind: die Nasse 61, die Eingangsanschlüsse 62 und 63 für den Schwingkreis, ein Energiezufuhreingang 64, ein Starteingang 65, ein Spulenerregungsanschluss 66 für die logische Zeitwahl und ein Ausgang 67. Der Batterieeingang at Anschluss 53 ist auf den Kontakt 30 gegeben. Wenn die Vorrichtung zum Schliessen des Kontakts 25 am Kontakt 30 von Hand betätigt wird, wird die Batterie auf den Anschluss 50 und die Heckscheibenheizung 70 gegeben. Mit der vom Kontakt 25 zum Anschluss 50 führenden Leitung sind verbunden: eine Seite eines Widerstands 75, eine Seite der Relaisspule 1D, ein in Reihe geschalteter Widerstand ?6 und die Leuchtdiode n0, , ceren ancere Seite zur Tasse gerichtet ist. Somit legt die s.us:ibung des Batteriepotentials am Kontakt 25 eine Eingangsspannung an den Eingang 65 und erleuchtet auch die Leuchtdiode 40. Die an der Relaisspule 19 angelegte Spannung bewirkt das Fliessen eines Stroms durch die Relaisspule über den Anschluss 67 und von da aus durch die Ausgangsstufe 60 über den Anschluss 70 zur hasse. Dieser Strom erzeugt einen ausreichenden Nagnetfluss in der aus Relaisjoch, Kern und Endplatte bestehenden Anordnung zum Halten des Kerns in seiner inneren Stellung, wenn auch der Strom selbst nicht ausreicht, den Kern bei Abwesenheit einer durch den Eingriff des Arms i0 an der Schulter 31 erzeugten Handbetätigung in den Kern zu ziehen. Da ein nur geringer Strom für Haltezwecke benötigt wird, ist die Spule mit den Eigenschaften einer Halte spule versehen anstatt mit den viel 'sräftigeren Eigenschaften für eine Einzugwicklung.
Das Schliessen des Zündschalters 80 für das Fahrzeug gibt auch auf den Anschluss 51 Batteriepotential, das über den Widerstand 81 zum Energiezufuhreingang 64 geliefert wird.
Zum Schutz gegen Spannungsspitzen sind ein Londensator 78 zwischen dem Anschluss 65 und der Nasse und ein Kondensator 82 zwischen dem Anschluss 64 und der Nasse vorgesehen.
Das Anlegen der Startspannung bei 65 schaltet den Schwingkreis und die Ausgangsstufe 60 ein. Der Schwingkreis ist grundlegend ein Kippkreis, dessen Zeitsteuerung durch einen Widerstand zwischen den Anschlüssen 62 und 63 und durch einen Kondensator 84 zwischen dem Anschluss 63 und Nasse erfolgt. Eine typische Schwingfrequenz ist 3,4 Hz und wird auf den Zähler 58 gegeben.
Der Zähler gestattet in typischer Weise ein Zählen bis 2,048, was einer Dauer von 10 Minuten entspricht. Der Zähler wird durch die Ausgangslogik 59 gelesen. Wenn der Gesamtbetrag von 2,048 erreicht ist, triggert die Ausgangslogik 59 die Ausgangsstufe 6C, die abschaltet, wodurch der Strom durch die Spule 19 unterbrochen und der Kern 22 zum Austreten veranlasst wird.
Eine Zenerdiode 77 begrenzt den Spannungsimpuls, der auf Grund der Induktion der Spule 19 am Anschluss 67 auftritt. Das Austreten des Kerns öffnet die Kontakte 25, 30 bei Unterbrechung der Energiezufuhr zur Heckscheibenbeizung 70, zur Leuchtdiode 40 und zum Eingang 65. Der Zündschalter 80 bleibt jedoch geschlossen, so dass die Energiezufuhr 56 weiter aufrechterhalten bleibt, wobei die Ausgangslogik 59 In einem empfindlichen Zustand bleibt, da sie im Anschluss an die Anfangszäblung durch den Zähler 58 einen Ausgang erzeugt hat.
Wenn nun der Zeitgeber ein zweites Nal durch der Fahrer betätigt wird, der die Kontakte 25, 30 schliesst und einen neuen -Starteingang auf den Anschluss 65 gibt, wird der Schwingkreis wiederum eingeschaltet und der Zähler 58 in Aktion gesetzt. Da die aus gangslogik 59 den Zahler liest, erzeugt dieser jedoch ein Signal zur Ausgangsstufe 60 nach Erreichen einer Zählung von nur 1,024. Diese-Zeit entspricht 5 Minuten9 weshalb die Kontakte 25, 30 nach einer Dauer von 5 Minuten geöffnet werden.
Wenn die Ausgangslogiksteuerung 59 weiterhin dadurch empfindlich ist, dass ein Ausgang erzeugt ist, ergeben nachfolgende Starts der Vorrichtung durch Schliessen der Kontakte 25 und 30 jedes Mal die Schaltdauer von 5 Minuten. Wenn der Zündschalter 50 geöffnet wird, wird der Eingang zum Energiezufuhranschluss 64 beseitigt und wird auch die Ausgangslogik 59 entaktiviert. Jedes nachfolgende Schliessen des Zündschalters 80 führt die Ausgangslogik 59 in ihren Ausgangszustand zurück und ergibt einen anfänglichen Startsteuerausgang nur nach dem Erreichen einer Zählung von 2,048.
Die Ausgangslogik ist mit einem Zeitwählanschluss 66 versehen, der in Abhängigkeit von der an den Anschluss 66 gelegten Spannung unterschiedliche Funktionen der Ausgangslogiksteuerung 59 ermöglicht. Wenn der Stift des Zeitwäblanschlusses 66 gemäß Fig. 4 an die Masse 61 gelegt ist, dann ermöglicht, wie oben beschrieben, das erste Zeitsteuerintervall eine Zählung von 2,048 (10 Einuten3, während die nachfolgenden Zählungen 1,024 (5 Minuten) betragen. Wenn aber der Stift des Zeitwählanschlusses 66 mit der positiven Spannung am Stift 64 verbunden wird, beträgt die Anfangszahlung, wie vorher, 2,048, während die nachfolgenden Zählungen 0,512 (oeer 2,5 Minuten) betragen. Wenn der Anschluß 66 unverbunden gelassen wird, besteht keine Änderung im Ansprechen auf den Zähler zwischen der ersten und jeglicher nachfolgenden Zeitgeberbetätigung.
Somit besteht je nach Bedarf eine beträchtliche Anpassungsfähigkeit an Variationen der Schaltdauer zwischen einer anfänglichen Zeitsteuerung und nachfolgenden Zeitsteuerungen.
Diese Art der Anpassungsfähigkeit ist in einer analogen Art von Zeitgebern nicht möglich, bei dem einem Kondensator gestattet wird, sich nur einmal während des Schaltzyklus aufzuladen. Durch Anwendung einer digitalen Logik mit einem Zähler sind weitaus höhere Schwingfrequenzen zulässig, was ausserordentlich viel kleinere Kondensatoren mit viel höherer Toleranz und niedriger Temperaturempfindlichkeit ergibt. Derartige Xnderungen ergeben eine viel kleinere Einheit, niedrigere Kosten, höhere Genauigkeit und verbesserte Anpassungsfähigkeit sowie Leistung.
Bei der neuen Vorrichtung wird das Prüfen dadurch stæt.k vereinfacht, dass der Schwingkreis mit konstanter Geschwindigkeit läuft und innerhalb einige Sekunden auf genaue Frequenz geprüft werden kann. Bei Anwendung der elektrolytischen analogen Vorgänge ist eine Anpassung der Widerstände-an die Kondensatoren erforderlich und benötigt das Prüfen den gesamten Durchgang der Schaltdauer. Unter Verwendung einer analogen Vorrichtung muss in typischer Weise der Schaltkondensator etwa 220,iF bei Toleranzen von -50 %bis +100 % haben. Bei Verwendung des sich viel geringer aufladenden Kondensators 84 nach der Erfindung (etwa 0,01/UF), der bei enger Toleranz leicht erhältlich ist, ist ein einzelnes Anpassen nicht mehr erforderlich.
Bei der dargestellten speziellen Sonstruktion kann ein von Hand erfolgendes Löschen oder vorrangiges Steuern erfolgen zum Abschalten des Zeitgebers zu beliebiger Zeit vor dessen automatischem Ausschalten, da das Entfernen des Potentials vom Eingang 65 durch von Hand erfolgendes Öffnen der Kontakte 25, 30 die Ausgangsstufe 60 abschaltet. Das Entfernen des Eingangs bei 65 entaktiviert auch den Schwingkreis 57, wobei ein nachfolgendes Wiederbeaufschlagen und Starten des Schwingkreises einen Start des Zählers- von Null aus bewirkt. Die zum Aktivieren des Ausgangs von der Ausgangslogik 59 erforderliche Zählung hangt davon ab, ob die Ausgangslogik vor Ausführung der Handlöschung bereits einen ersten Ausgang erzeugt hat oder nicht.
Einzelheiten des Zählers 58 und der Ausgangslogiksteuerung 59 und der Art, in der die kusgangslogik den Zähler 58 unterschiealich zwischen einem anfänglichen und einem nachfolgenden Vorgang liest, ist für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich wie auch die Änderung der Ablesung, die vom Anschluss der Nasse, einer hohen Spannung oder eines offenen Kreises an den Anschluss 66 abhängt. Die Techniken für integrierte I2L-Schalturgslogiken eignen sich besonders für die Konstruktion des Zählers und die Ausgangslogiksteuerung.

Claims

Patentanprüche 1. Zeitgesteuerter Schalter für einen elektrischen Verbraucher, g e k e n n z e i c h e n e t durch in Reife mit dem Verbraucher (70) geschaltete Kontakte (25, 30), wobei der Verbraucher (70) beim Schliessen der Kontakte (25, 30) aktiviert wird, durch einen Zeitgeber (57, 58), durch eine den Zeitgeber (57, 58) anschliessende Einrichtung zu dessen Aktivierung beim Schliessen der Kontakte (25, 30), durch einen den Kontakten (25, 30) zugeordheten Elektromagnet (15), der beim Schliessen der Kontakte (25, 30) betätigbar ist, wodurch die Kontakte (25, 30) in geschlosseinem Zustand gehalten werden, und durch einen den Zeit geber (57, 58) anschliessende Einrichtung zur Steuerung des durch den Elektromagnet (15) fliessenden Stroms und zur Veränderung des Stromflusses durch den Elektromagnet (15) nach einer gewählten Betriebscauer des Zeitgebers (5, 58). wobei die Änderung des Stromflusses durch den Elektromagnet (15) ein Lösen der Kontakte (25, 30) und ein Unterbrechen des Stromflusses durch den Verbraucher (70) bewirkt, wobei der Zeitgeber (57, 58) einen Schwingkreis (57) und eine auf diesen ansprechende Einrichtung (58) aufweist zur Zählung das Ausgangs des Schwingkreises (57) und zur Herbeiführung einer Stromänderung im Elektromagnet (15), nachdem eine vorgegebene Zählung durch die auf den Schwingkreis (57) ansprechende Rinrichtung (5O) ermittelt ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Strcmfluss durch den Elektromagnet (15) dieser die Kontakte (25, 30) in geschlossenem Zustand hält, und dass nach dem Erreichen der vorgegebenen Zählung der Zeitgeber (57, 5) den Stromfluss durch den Elektromagnet (15) unterbricht.
Schalter nach anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schliessen der Kontakte (25, 30) eine Potentialzufuhr zum Verbraucher bewirkt, und dass die Anschlusseinrichtung für den Zeitgeber (57, 58) das Potential beim Schliessen der Kontakte (25, 30) empfängt zum Starten der Zeitgabe durch den Zeitgeber (5, 58).
4. Schalter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine unabhängige Energiezufuhreinrichtung (56) für den Zeitgeber (57, 58) zu dessen. Bereitschaft für das Starten unabhängig vom Schliessen der Kontakte (25, 30).
5. Schalter nach anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (25, 30) eine Gleichstromversorgung für den Verbraucher (70) empfangen und eine mit dem Verbraucher (70) parallel geschaltete Leuchtdiode (40) aufweisen, die beim Schliessen der Kontakte (25, 30) und bei der Energiezufuhr zum Verbraucher (70) aufleuchtet, und durch eine unabhängige Schalteinrichtung zur Erregung der unabhängigen Energiezufuhr für den Zeitgeber (57, 58).
8 Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf den Schwingkreis (57) ansprechende Einrichtung mit einem Zähler (5£) und mit einer logischen Einrichtung (59) zum Lesen des Zählers (58'), zum Erzeugen eines Ausgangs beim Lesen einer durch den Zähler (58) vorgegebenen Zählung und zum Unterbrechen des durch den Elektromagnet (15) fliessenden Stroms.
7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Einrichtung (59) eine Einrichtung aufweist, die bei Erzeugung eines ersten Ausgangs zum Schalten der logischen Einrichtung (59) wirksam wird zur Erzeugung eines nachfolgenden Ausgangs beim Lesen einer von der vorhergehenden Zählung abweichenden Zählung vom Zähler (58).
8. Schalter nach anspruch 7, gekennzeichnet durch eine unab-Längige Energiezufuhreinrichtung (56) für den Zeitgeber (57, 5) zu dessen Vorbereitung auf den Start, wobei die logische Einrichtung (59) eine Steuerelektrode aufweist, die die logische Einrichtung (59) stellt zur Ausführung eines Ausgangs bei der zweiten Zeit lung, wodurch die zweite Zählung von der Potentialzufuhr zur Steuerelektrode abhängt, verglichen mit dem durch die unabhängige Energiezufuhreinrichtung (56) zugeführten Potential.
9. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingkreis (57) ein mit Widerstand und Kondensator arbeitender Kippschwingkreis ist.
10. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (25, 30) von Hand schliessbar sind, und dass der Schalter eine von Hand betätigbare Einrichtung (3, 10) aufweist zur Bewegung eines Kerns (22) in den Elektromagnet (15) zum Schliessen der Kontakte (25, 30), wodurch über den Zeitgeber (57, 58) ein Stromfluss durch den Elektromagnet (15) und ein resultierendes Schnappen des Kerns (22) in eine erregte Stellung eingeleitet wird zur Erzeugung eines an der von Hand betätigbaren Einrichtung (3, 10) fühlbaren physikalischen Schliessimpulses.
11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen der Kontakte (25, 30) durch Betätigen der von Hand betätigbaren Einrichtung (3, 10) erfolgen kann zum Entaktivieren des Zeitgebers (57, 58) und zurm Abschalten des Stromflusses durch den Elektromagnet (15), wodurch eine durch Federkraft erfolgende Freigabe des Kerns (22) aus seinem Schliesazustand und ein physikalischer Impuls bewirkt werden, wenn der Kern (22) seinen offenen Zustand erreicht, wobei der Impuls an der von Hand betätigbaren Einrichtung (3, 10) fühlbar ist.
12. Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schaltgehause (1) und durch einen von Hand betätigbaren Deckel (13), der am Schaltgehäuse (1) schwenkbar gelagert ist zum Bewegen des Kerns (22) in den Elektromagnet (15).
13. Schalter nach hnsprch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (25, 30) auf einem gekrümmten streifenförmigen Verschlussarrn (23) getragen sinc, der an einem seiner Enden angrenzend an den Elektromagnet (15) befestigt und an seinem anderen Ende mit dem Kern (22) verbunden ist, wobei der Verschlussarm (23) zum Schliessen der Kontakte (25, -zo) auf die Bewegung des Kerns (22) in den Elektromagnet (15) anspricht und der Kontakt schluss durch eine streifende wirkung erfolgt.
14. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Einrichtung (59) für das Lesen der vorgegebenen Zahlung zurückgestellt wird auf Grund einer Unterbrechung und nachfolgenden Wiederausübung von Energie von der unabhängigen Energiezufuhr zum Zeitgeber (57, 58).
15. Schalter nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung, die erregbar ist zum Anzeigen eines Einschaltzustands in Abhängigkeit von der Betätigung der von Hand betätigbaren Einrichtung (3, 10) für das Schliessen der Kontakte (25, 30).
16. Zeitgesteuerter Schalter für einen elektrischen Verbraucher, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1), durch zwei im Gehäuse (1) angeordnete Kontakte (25, 30), die mit dem Verbraucher (70) in Reihe geschaltet sind, durch einen im Gehäuse (1) angeordneten Zeitgeber (57, 58), durch eine vom Gehäuse (1) getragene, von Hand betätigbare Einrichtung (3, 10) zum Schliessen der Kontakte (25, 30) und für den Startvorgang des Zeitgebers (57, 58), durch eine mit den Kontakten (25, 30r verbundene 2,alteeinrichtung zum Halten der Kontakte (25, 30) im geschlossenen Zustand und zum Freigeben der Kontakte (2=, 30) in den geöffneten Zustand, und durch eine den Zeitgeber (57, 58) mit der Halteeinrichtung verbiiidende Einrichtung zum Lösen der Kontakte (25, 30) bem Ende einer vom Taktgeber (5?, 5) gemessenen vorgegebenen Zeitdauer, wobei die von Hand betätigbare Einrichtung (3, 10) eine einriciltung aufweist, die bei ihrer Betätigung ein öffnen der Kontakte (25, 30) bewirkt.
17. Schalter nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen mit dem Gehäuse (1) verbundenen starren Halter, wobei der Zeitgeber (57, 58) eine Schaltplatte (16) aufweist, und durch eine Einrichtung zur Befestigung der Schaltplatte (16) am starren Halter.
18. Schalter nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse (1) angeordnete beleuchtbare Anzeigeeinrichtung (40, 41), die für eine Beleuchtung beim Schliessen der Kontakte (25, 30) geschaltet ist.
19. Schalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (40, 41) angrenzend an die von Hand betätigbare Einrichtung (3, 10) eine ausserhalb des Gehäuses (1) sichtbare Beleuchtungsanzeige liefert.
20. Schalter nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch mit dem Gehäuse (1) verbundene Anschlüsse (18, 50) zum Verbraucher (70) und für die Energiezufuhr zum Schalter.
21. Schalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitgeber (57, 58) eine Einrichtung enthält zur hessung einer ersten und einer zweiten Geberzeitdauer bei einer ersten und einer nachfolgenden Betätigung des Zeitgebers (57, 58), durch eine im Zeitgeber (57, 58) angeordnete potentialecpfinliche Einrichtung zur Abänderung wenigstens der zweiten Vorgabezeitdauer, und durch eine mit der potentialempfindlichen Einrichtung geschaltete Einrichtung, die ein bestimmtes Potential daran anlegt.
22. Schalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die von Hand betätigbare Einrichtung (3, 10) wenigstens einen (30) der beiden Kontakte (25, 30) vom anderen Kontakt (c5) zurn Öffnen der Kontakte (25, 30) wegbewegt.
23. Zeitgesteuerter Schalter für einen elektrischen Verbraucher, gekennzeichnet durch zwei Kontakte (25, 30) zur Steuerung der Energiezufuhr zum Verbraucher (70), der bei Betätigung der Kontakte (25, 30) bezüglich der Energiezufuhr in einen ersten Zustand versetzt wird und in einen zweiten Zustand versetzt wird, wenn sich die Kontakte (25, 30) im nichtbetätigten Zustand befinden, durch einen Zeitgeber (57, 58), durch eine den Zeitgeber (57, 58) anschliessende Einrichtung zu dessen Aktivierung bei Betätigung der Kontakte (25, 30), wodurch der Verbraucher (70) in den ersten Zustand versetzt wird, durch einen mit den Kontakten (25, 50) verbundenen Elektromagnet (15), der bei Betätigung der Kontakte (25, 30) erregbar ist, wodurch die Kontakte (25, 30) im betätigten Zustand gehalten werden, durch eine den Zeitgeber (57, 58-) anschliessende Einrichtung zur Steuerung des durch den Elektromagnet (15) fliessenden Stroms und zur Änderung des Stromflusses durch den Elektromagnet (15) nach einer gewählten, Betriebsdauer des Zeitgebers (57, 58), wobei die Änderung des Stromflusses durch den Elektromagnet (15) eine Rückkehr der Kontakte (25, 30) in den nichtbetätigten Zustand und den zweiten Zustand des Verbrauchers (70) bewirkt, wobei der Zeitgeber (57, 58) einen Schwingkreis (57) und eine auf diesem ansprechende Einrichtung (58) aufweist zum Zählen des Ausgangs des Schwingkreises (57) und zur Ausführung der Stromänderung im Elektromagnet (15) nach der Ermittlung einer vorgegebenen Zählung durch die auf den Schwingkreis (57) ansprechende Einrichtung (58).
24. Zeitgeber, gekennzeichnet durch einen Schwingkreis (57), durch einen auf den Schwingkreis (5?) ansprechenden Zahler (5&), durcn eine Starteinrichtung für den Zeitgeber (57, 5£) zur Zählung des Ausgangs aus dem Schwingkreis (57) bei Betätigung der Starteinrichtung und zur Durchführung einer Zählung im Zähler (56), durch eine mit dem Zähler (58) verbundene logische Einrichtung (;C!) zum Lesen der Zählung und zum Erzeugen eines zeitgesteuerten Ausgangs als Anzeige einer vorgegebenen verstrichenen Zeit, wenn die Zählung einen vorgegebenen Wert erreicht, und durch eine die logische Einrichtung (59) bei Erzeugung des zeitgesteuerten Ausgangs schaltende Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten zeitgesteuerten Ausgangs aus der logischen Einrichtung (59) entsprechend einer zweiten Zählung im Zähler (58) unc zur Erzeugung eines zweiten vorgegebenen Werts im Anschluss an eine zweite Betätigung der Starteinrichtung.
25. Zeitgeber nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung eine Steuerelektrode für die logische Einrichtung (59) aufweist,und dass der zweite vorgegebene Wert von der Potentialzufuhr zur Steuerelektrode abhängt.
26. Zeitgeber nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Energiezufuhreinrichtung (56) für den Zeitgeber (57, 58) und durch eine Einrichtung zum Zurückstellen der logischen Einrichtung (59) bei Trennung und Wiederanschluss der Energiezufuhreinrichtung (56) an den Zeitgeber (57, 58), wodurch die Rückstelleinrichtung die logische Einrichtung (59) in einen Zustand zur Ausführung eines zeitgesteuerten Ausgangs zurückführt, der die erste vorgegebene verstrichene Zeit und den ersten vorgegebenen Wert anzeigt.
27. Zeitgeber nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine auf den zeitgesteuerten Ausgang ansprechende Einrichtung zum Schalten eines elektrischen Verbrauchers (70).