-
Elektrische Kupplung mit eingebautem Zeitschutzschalter
-
Die Erfindung betrifft eine elektrische Kupplung, bei der in einem
der beiden Kupplungselemente eine Einrichtung eingebaut ist, durch die die elektrische
Verbindung zum Netz odei zum Verbraucher erst beim Einstecken hergestellt wird und
at bei eingesteckter Kupplung nach einer vorbestimmten Zeit unterbrochen wird.
-
Bei elektrischen Geräten kommt es vor, daß durch Vergeßlichl oder
aus anderen Gründen übersehen wird, das Gerät durch Herausziehen des Steckers auszuschalten.
Bei Tauchsiedern um Bügeleisen kann es dabei zu gefährlichen Uberhitzungen komme
durch die nicht nur das Gerät zerstört, sondern auch Brände verursacht werden können.
Bei Radio oder Fernsehe«n, die Te le mit begrenzter Lebensdauer enthalten, beispielsweise
eint Bildröhre, bleibt das Gerät unnötig lnge eingeschaltet, wo durch seine Lebensdauer
vermindert wird.
-
Um hier Abhilfe zu schaffen, kann man sich beispielsweise e üblichen
eleI:trischer Schaltuhr bedienen, die jedoch dann b Jeder benutzung neu eingestellt
werden muß.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Rufgabe besteht nun dari] den Ein-
und Ausschaltvorgang so zu automatisieren, daß die leitende Verbindung von Gerät
zum Netz bei der Insbetriebnahr automatisch hergestellt und nach Ablauf einer vorbestimmten
Zeit unterbrochen wird.
-
-Diese Aufgabe r;rd gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in eines
der Kupplungselemente einer elektrischen Kupplung, beispielsweise in dem Stecker
oder in der Muffe bzw. Dose, ein Stifi so eingebaut wird, daD er beim Zusammenstecker
der Kupplung gegen die Wirkung einer Feder eingedrückt wird und dabei mittels einet
Rippe einen Kontaktfedersatz betätigt, der seinerseits ein Triggersignal verursacht,
das einer elektrischen Schaltung zugeführt wird. Bei. dieser Schaltung handelt es
sich um eine Zählschaltung. bei der eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen eines
Taktgebers abgezählt und anschließend ein Ausgangssigna7 abgegeben wird, das ein
Relais ausschaltet, das beim ersten Eindrücken des Stiftes eingeschaltet wurde.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kontaktfedersatz,
der durch den Ringwulst betätigt wird, so ausgebildet, daß nur beim eindrücken ein
Kontakt hergestellt wird, während bei der durch die Federspannung bewirkten Rückführung
des Stiftes in seine Ausgangslage keine Kontaktgabe erfolgt. Dies wird dadurch erreicht,
daß der Kontaktfedersatz eine lange unQ eine kurze Feder aufweist und die lange
Feder so angeordnet ist. daß sie beim Eindrücken der Stifte gegen die kurze Feder
gedrückt wird, während bei der umgekehrten Bewegung die lange Feder -;on der kurzen
Feder weggedrückt wird, so daß keine Kontaktgabe erfolgen kann.
-
Bei der elektrischen Schaltung handelt es sich im wesentlicher um
eine Zählschaltung, wobei die Impulse eines Taktgebers gezählt werden und, wenn
eine vorbestimmte Anzahl erreicht ist, ein Ausgangssignal abgegeben wird, das nach
Verstärkung in einem Transistor ein Relois betätigt. Dieses Relais wird bei der
ersten Kontaktgabe eingeschaltet, so daß eine leitende Verbindung zwischen Netz
und Verbraucher hergestellt wird, und, wenn die vorgesehene Anzahl von Impulsen
erreicht ist, wird dieses Relais wieder ausgeschaltet und die Verbindung unterbrochen.
-
Weitere vorteilhafte Aus gestaltungen sind in den weiteren Unt ansprüchen
angegeben.
-
Eine beispielsweise A-lsfahrungsform. nach der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine Steckdose mit dem erfindungsgemäßen Kupplungselement, Fig. 2 eine teilweise
aufgeschnittene Draufsicht auf diese Steckdose, und Fig. 3 eine elektrische Schaltung
für den Zeitschutzschalter, Die Fig. 1 und 2 zeigen ein kastenförmiges Gehäuse 20
mit einer Steckdose 21. In der Mitte der Steckdose ragt ein Stift 22 vor, der gegen
die Kraft einer Feder 23 von dem nicht dar.
-
gestellten Stecker zwangläufig eingedrückt wird, wenn der Stecker
in die Steckdose angesteckt wird. Auf dem Schaltstift 22 ist ein Ringwulst 24 a.ngeordnet,
der beim Eindrücken des Schaltstiftes 22 an einer Federzunge 25 zum Anliegen kommt
und diese gegen eine kürzere Federzunge 26 drüc wodurch ein e3 elektrischer Kontakt
geschlossen wird. Die unter schiedliche Länge der Federzungen 25 und 26 verhindert,
daß Kontakt ernaut geschlossen wird, wenn der Schaltstift 22 dur die Feder 23 in
die dargestellte Stellung geschoben wird so bald der Stecker aus der Steckdose 21
gezogen ist. Von dem durch die Federzungen 25 und 26 gebildeten Kontakt führt ein
Doppelleitung zu einer elektrischen Schaltung, die in Fig. 3 wiedergegeben ist.
und nur beim Eindrücken des Schaltstiftes getriggert wird.
-
Ir dem Gehäuse 20 ist, wie Fig. 2 zeigt, ein Transformator und eine
Platte 28 mit der elektrischen Schaltung angeordnet Durch den Transformator 27 wird
die Netzspaniiung auf etwa 10 V heruntertransformiert. Diese Niederspannung wird
dann
in einem Doppelweggleichrichter 29, beispielsweise des Typs
1N0043, gleichgerichtet und in einem aus Kondensatoren und Widerstand bestehenden
Siebteil geglättet, wobei dann eine der Scheitelspannung der angelegten Wechselspannung
entsprechende Spannung von 14 V entsteht.
-
Das eigentliche Kernstück der elektrischen Schaltung ist ein IC, beispielsweise
vom Typ MC 14536. An den Eingang , dieses IC ist über einen Widerstand von 120 Ohm
der Kontaktfedersatz 25, 26 angeschlossen, der durch den Schaltstift 22 betätigt
wird.
-
Die Minusleitung g des Gleichrichterteils ist über ein Siebglied und
weitere widerstände mit den Eingängen 3 und 4 des IC verbunden, wobei beim Eingang
4 stets über den aus den Widerständen R5 und R6 sowie den Kondensator C5 gebildeten
Tiefpaß die Netzfrequenz von z.B. 50 Rz anliegt. Diese Frequenz wird zur Impulszählung
im IC benutzt.
-
Das über den Eingang 1 getriggerte IC gibt am Ausgang 13 während der
Zählung die Basis eines Transistors 30 frei, wodurch ein Relais 31 angezogen wird.
Hierdurch wird die elektrische Verbindung zwischen Verbraucher und Netz hergestellt
Die Zählrate wird durch die Eingänge 9 bis 12 bestimmt. Diese liegen Jeweils über
Widerstände an Masse und sie sind gleichzeitig über Schalter A bis D mit dem Pluspol
der Versorgungsspannung verbunden. Diese Verbindungen kennen nach einem vorbestimmten
Schema überbrückt und unterbrochen werden, wodurch da Zählrate des IC von beispielsweise
etwa 5 Sekunden bis 46 Stunden eingestellt werden kann. Durch diese Schalter A bis
D kann somit das IC programmiert werden. Das IC stellt einen Zahler dar, der als
Untersetzer verwendet wird.
-
Erfindungsgemäß wird eine Ausführungsform vorgeseLen, bei welcher
einzelne der' Schalter A bis D durch Lötbrücken verbunden und damit das IC auf eine
vorbestimmte Zählrate eingestellt ist, die vom 3enutzer des Gerätes nicht verstellt
werden kann. So kann
beispielsweise eine elektrische Schaltung auf
10 Minuten, bei spie'.sweise für Tauchsieder, eine andere auf 4 Stunden, beispielsweise
für Fernsehgeräte, und eine andere für 8 Stunden, beispielsweise für Bürobetriebe
eingestellt sein. Die entsprechenden Gehäuse können beispielsweise durch Farben
geken zeichnet sein, Nach einer anderen Ausführungsform kann am Gehäuse der Steckdose
ein Schalter vorgcsehen werden, mit dem dia Schalter A bis D auf eine bestimmte
Zeit eingestellt werden können. Es ist auch möglich, diesen von Rand zu betätigenden
Schalter m: begrenzten Schaltstellungen zu versehen, so daß beispielsweise eine
kurze, eine mittlere und eine lange Haltezeit für das Relais 31 eingestellt werden
kann. Jedoch ist es auch möglich nehrere Schaltstellungen für verschiedene Zeiten
vorzusehen.
-
Die Eingänge 8, 7 und 8 des IC liegen an Masse und die Klemme 16 liegt
an der positiven Versorgungsspannung. Die Klemme 15 liegt über einem Widerstand
von 12 kOhm an Masse und die Klemme ,4 liegt direkt an Nasse. Die Klemme 13 liegt
über ei: Widerstand von 22 kOka an der basis des Transistors. Emitter und Basis
sind mit einem Widerstand von 100 kobm überbrückt.
-
In der Kollektorleitung liegt die Spule des Relais 31, das gleichzeitig
durch eine Diode überbrückt ist.
-
Damit das IC dach dem ersten Eingangsimpuls weiterarbeitet, ist eine
Selbsthalteschaltung vorgesehen, die durch Überbrückung der Eingänge 1 und 13 mittels
eines Widerstands von 12 kOhm erfolgt. Der Eingang 1 liegt außerdem noch uroer eine
Elektrolytkondensator von 1 pF am positiven Pol der Versorgungsquelle.
-
Die beschriebene Zeitschutzschaltung kann an jeder elektrische Kupplung
vorgesehen werden, sie kann auch in oder an einem Stecker vorgesehen werden. Es
sind verschiedene Abwandlungen des Schaltelementes möglich, das beim Kuppeln der
Kupplungselemente
zwangsläufig und selbsttätig die Triggerung des
IC auslöst. So kann beispielsweise an Stelle eines vorstehenden Stiftes auch eine
Feder vorgesehen sein, die beim Zu-ammenstecken der Kupplungselemente verformt wird
und dabei einen Kontakt schließt. An Stelle des Relais kann auch ein Thyristor vorgesehen
werden.
-
Die vorstehend angegebenen Dimensionierungen der Widerstände und Kondensatoren
sowie der Betriebsspannung der Schaltung stellen lediglich Beispiele dar; diese
Werte können bei Einsatz anderer ICs und Transistoren in Abhängigkeit von deren
Daten variiert werden.
-
Die beschriebene Zeitschutzschaltur kam insbesondere auch in einem
Stecker vorgesehen werden, der mit dem zu schützenden Gerät elektrisch fest verbunden
ist.
-
Ebenso kann die anmeldungsgemäße Zeitschutzschaltung auch in einer
Steckdose selbst, z.B. in einer fest montierten Wandsteckdose vorgesehen werden.