DE3043936C2

DE3043936C2 - In einem Gehäuse angeordnete selbsttätige Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten eines Verbrauchers

Info

Publication number: DE3043936C2
Application number: DE3043936A
Authority: DE
Inventors: Etsuro Isshi Fujino
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1980-11-21
Publication date: 1987-05-07
Also published as: DE3043936A1; JPS5676196A

Description

Die Erfindung betrifft eine in einem Gehäuse angeordnete selbsttätige Schalteinrichtung nach Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Schalteinrichtung dient insbesondere zum Ein- und Ausschalten von Neonbeleuchtung oder Lichtquellen für Anzeigetafeln, im folgenden Verbraucher genannt.
Es ist üblich, Neonbeleuchtungen oder Beleuchtungsquellen für Anzeigetafeln einzuschalten, wenn es am Abend dunkel wird, und diese auszuschalten, bevor ihr Reklamewert um Mitternacht absinkt, d. h. wenn die gewöhnlichen Betriebsstunden vorbei sind (Polizeistunde).
Um diese Ein- und Ausschaltfunktion selbsttätig zu machen, werden bisher selbsttätige, fotoelektrische Schalteinrichtungen vorgesehen, die einen Zeitgeber zur Begrenzung der Einschaltzeitdauer des Verbrauchers auf einen vorgegebenen Wert aufweisen. Diese herkömmlichen Schalteinrichtungen sind gewöhnlich so ausgelegt, daß gleichzeitig mit dem Verbraucher ein Begrenzungszeitgeber eingeschaltet wird, dessen chronometrische Funktion durch die Betätigung des fotoelektrischen Schalters eingeschaltet wird. Der Verbraucher wird dann abgeschaltet, wenn die chronometrische Funktion des Begrenzungszeitgebers abläuft (Abschaltzeit). Dies hat jedoch den Nachteil, daß der Stromverbrauch unwirtschaftlich ist, weil der Verbrauch in einer Jahreszeit, wenn die Sonne spät untergeht, wie es im Sommer der Fall ist, noch bis lange nach Mitternacht eingeschaltet bleibt, wenn eine lange Zeitdauer an dem Begrenzungszeitgeber eingestellt ist. Wenn die Einschaltzeitdauer auf eine kurze Zeitdauer eingestellt ist, um die Schalteinrichtung auf die Sommerjahreszeit einzustellen, wird der Verbraucher in einer Jahreszeit noch während der Betriebsstunden abgestellt, wenn die Sonne früh untergeht, wie es im Winter der Fall ist. Es ist auch unpraktisch, die Zeitdauer für den Begrenzungszeitgeber je nach der Jahreszeit wiederholt einzustellen.
Aus der US-PS 40 08 415 ist eine selbsttätige Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten elektronischer Lichtquellen bekannt, bei der das Einschalten ebenfalls durch eine fotoelektrische Schalteinrichtung und das Ausschalten durch einen Zeitgeber erfolgt, der den Verbraucher nach einer vorgegebenen Zeitdauer abschaltet. Zur Anpassung der Einschaltzeitdauer an die jeweilige Jahreszeit enthält der Zeitgeber einen Oszillator, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur veränderbar ist.
Weiterhin ist aus der US-PS 39 61 183 eine in einem Gehäuse angeordnete selbsttätige Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgesehen, bei der eine fotoelektrische Steuerschaltung in Abhängigkeit von dem Außenlicht, das auf ein hinter einer Öffnung angebrachtes lichtempfindliches Element einfällt, ein Steuersignal erzeugt, mittels dem ein Antriebsmotor eines Zeitgebers ein- und ausschaltbar ist. Der Antriebsmotor treibt über ein Getriebe mehrere Kurvenscheiben an, mittels denen über Schalter der Antriebsmotor selbst und Verbraucherschaltkreise (Lichtquellen) ein- und ausschaltbar sind. Zusätzlich kann jeder Verbraucherschaltkreis durch unabhängige Programme eines Zeitschalters gesteuert werden. Durch die Verwendung des Antriebsmotors arbeitet die bekannte Schalteinrichtung nicht wirtschaftlich und außerdem besteht bei der Schalteinrichtung die Gefahr, daß bei einer Verschmutzung der Öffnung, hinter der das lichtempfindliche Material angebracht ist, ein genaues Schalten in Abhängigkeit vom Außenlicht nicht mehr möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Schalteinrichtung zu schaffen, bei der eine wiederholte Einstellung der Einschaltzeitdauer in dem Zeitgeber entfällt, die wirtschaftlich arbeitet und bei der eine Verschmutzung der Öffnung für das lichtempfindliche Element weitgehend vermieden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Schalteinrichtung in der in dem Patentanspruch 1 angegebenen Weise gekennzeichnet. Die Unteransprüche charakterisieren vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Durch die Verwendung eines magnetischen Materials mit zwei Wicklungen für das Ein- und Ausschalten des Hauptkontakts entfällt bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ein verhältnismäßig hoher Strom zum Halten des Hauptkontaktes in seinem eingeschalteten oder seinem ausgeschalteten Zustand. Das Relais kann wirtschaftlich und kompakt ausgeführt sein, weil es immer nur kurzzeitig betätigt wird. Schließlich besteht ein weiterer Vorteil darin, daß durch die Verwendung des Augenglases über der Öffnung ein zuverlässiges Schalten erfolgt, da das Augenglas von Staub und Schmutz durch die reinigende Wirkung des Regenwassers und des Windes befreit werden kann, so daß das Außenlicht immer in ausreichendem Maß hindurchtreten kann.
Schließlich besteht ein Vorteil der Ausgestaltung der Schalteinrichtung nach Anspruch 3 darin, daß sie gegen eine Unterbrechung der Stromversorgung unempfindlich ist, indem eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei Unterbrechung der Stromversorgung einen Hilfsstrom zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit liefert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine zum Teil ausgeschnittene Draufsicht auf das Gehäuse der Schalteinrichtung, wobei die Anordnung der Teile im Innern des Gehäuses durch gestrichelte Linien dargestellt ist;
Fig. 2 ein schematisches Schaltungsdiagramm der selbsttätigen Schalteinrichtung;
Fig. 3 ein Blockdiagramm der Zeitgeberschaltung der Schalteinrichtung; und
Fig. 4 ein schematisches Diagramm der Stromquelle für die Zeitgeberschaltung.
Gemäß Fig. 1 besteht das Gehäuse 19 aus einem Deckel 20 und einer Grundplatte 21, wobei diese Teile aus einem nichttransparenten Kunststoff gegossen sind und zur Bildung eines wasserdichten Gehäuses ineinanderpassen. In dem Gehäuse sind eine - in Fig. 2 dargestellte - fotoelektrische Steuerschaltung 2, eine Zeitgeberschaltung 3 und eine Verbraucherschalteinrichtung 6 angeordnet. Unmittelbar unterhalb des Mittelpunktes der Frontplatte des Deckels 20 ist eine Lichteintrittsöffnung 23 vorgesehen, die durch ein Augenglas 22 abgedeckt ist, welches aus transparentem Kunststoff besteht.
Das Augenglas 22, das an der Lichteintrittsöffnung 23 befestigt ist, hat eine nach außen vorstehende Gußform, wie in Fig. 1 dargestellt ist, so daß das Augenglas von Staub und Schmutz durch die reinigende Wirkung von Regenwasser und Wind befreit werden kann, so daß das Außenlicht immer in ausreichendem Maße hindurchtreten kann. Innerhalb der Lichteintrittsöffnung 23 liegt ein das eintretende Licht aufnehmendes, lichtempfindliches Element 1, das auf einer gedruckten Schaltung 24 montiert ist.
Fig. 2 zeigt die Schaltungsanordnung der in dem Gehäuse 19 untergebrachten Schalteinrichtung. Die gesamte Schaltung enthält eine fotoelektrische Steuerschaltung 2 mit dem lichtempfindlichen Element 1, eine Zeitgeberschaltung 3, eine logische Schaltung 25 und die Verbraucher-Schalteinrichtung 6.
Die logische Schaltung 25 kann die Ausgangssignale der Steuerschaltung 2 und der Zeitgeberschaltung 3 aufnehmen und die Verbraucher-Schalteinrichtung 6 in Abhängigkeit von den aufgenommenen Signalen schalten. Die logische Schaltung 25 ist so aufgebaut, daß sie ein auf einem hohen Niveau liegendes Ausgangssignal abgibt, wenn sie ein Ausgangssignal von der Steuerschaltung 2 erhält, welches anzeigt, daß das lichtempfindliche Element kein Licht empfängt, und daß sie das ein hohes Niveau aufweisende Ausgangssignal in ein ein niedriges Niveau aufweisendes Ausgangssignal umkehrt, wenn die Zeitgeberschaltung 3 ein Ausgangssignal abgibt.
Die Steuerschaltung 2 enthält das lichtempfindliche Element 1, beispielsweise einen Fototransistor, und ist so ausgelegt, daß sie ein auf einem niedrigen Spannungsniveau liegendes Ausgangssignal abgibt, wenn das lichtempfindliche Element Licht empfängt, und daß sie ein auf einem hohen Spannungsniveau liegendes Signal abgibt, wenn das lichtempfindliche Element kein Licht empfängt.
Das Ausgangssignal der Steuerschaltung 2 wird von einem Schaltkreis 26 erfaßt, der in der logischen Schaltung 25 enthalten ist, und dann einer Wellenformung unterworfen. Wenn kein Licht empfangen wird, wird ein Ausgangssignal von dem Schaltkreis 26 als Ausgangssignal der logischen Schaltung 25 an die Verbraucher-Schalteinrichtung 6 abgegeben, wo das Signal eine erste Schalteinrichtung 18 a, beispielsweise einen Thyristor mit drei Anschlüssen über Transistoren Tr ₂ und Tr ₁ triggert. Wenn Licht empfangen wird, ändert sich das Ausgangssignal des Schaltkreises 26 auf ein Signal mit niedrigem Niveau und triggert eine zweite Schalteinrichtung 18 b über einen Transistor Tr ₃, wenn ein RS-Flip-Flop 27 in der logischen Schaltung 25 sich in dem zurückgesetzten Zustand befindet.
Wie oben angegeben wurde, weist die logische Schaltung 25 den Schaltkreis 26 und das RS-Flip-Flop 27 auf. Der Schaltkreis 26 erfaßt das Ausgangssignal der Steuerschaltung 2, gibt diesem Ausgangssignal eine bestimmte Wellenform und setzt das RS-Flip-Flop 27, wenn die Steuerschaltung 2 ein ein niedriges Niveau aufweisendes Ausgangssignal abgibt, welches anzeigt, daß kein Licht empfangen wird. In diesem Zustand gibt die logische Schaltung 25 ein auf einem hohen Niveau liegendes Ausgangssignal an seinem Ausgangsanschluß ab und setzt das RS-Flip-Flop 27 zurück, so daß es ein ein niedriges Niveau aufweisendes Ausgangssignal an seinem Ausgangsanschluß abgibt, wenn ihm zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ein ein hohes Niveau aufweisendes Signal von der Zeitgeberschaltung 3 zugeführt wird.
Eine Spannungsstoß-Schutzeinrichtung 31, beispielsweise ein bi-direktionales, nicht-lineares Halbleiterbauelement, ist vorgesehen, um die Schaltung gegen Übergangsstöße zu sichern.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm der Zeitgeberschaltung 3, die als CMOS-IC-Schaltung ausgeführt ist. Die Zeitgeberschaltung 3 enthält einen Oszillator 7, beispielsweise einen quarzgesteuerten Oszillator, dessen Ausgangssignal durch einen Frequenzteiler 8 geleitet wird. Die Ausgangssignale dienen einer chronometrischen Funktion, indem die Ausgangssignale des Frequenzteilers 8 durch einen Sekundenzähler 28, einen Minutenzähler 9 und einen Stundenzähler 10 gezählt werden, die nacheinander aufwärts zählen. Es sind eine Minuten-Stellschaltung 11, die dem Minutenzähler 9 entspricht, und eine Stunden- Stellschaltung 12 vorgesehen, die dem Stundenzähler 10 entspricht. Die Minuten-Stellschaltung 11 und die Stunden- Stellschaltung 12 werden durch Betätigung eines Minuten- Stellknopfes 29 und eines Stunden-Stellknopfes 30 dadurch eingestellt, daß die eingestellten Werte um "1" bei jeder Betätigung erhöht werden, so daß der Zeitpunkt in der Zeitgeberschaltung eingestellt werden kann, an dem dieser ein Ausgangssignal abgibt. Vergleicher 13 und 14 sind so angeschlossen, daß sie den Ausgang des Minutenzählers 9 mit dem in der Minuten-Stellschaltung 11 eingestellten Wert und den Ausgang des Stundenzählers 10 mit dem in der Stunden-Stellschaltung 12 eingestellten Wert vergleicht, worauf sie ein dem hohen Niveau entsprechendes Ausgangssignal abgeben, wenn die beiden Ausgangssignale der Zähler so groß wie die eingestellten Werte sind. Dieses ein hohes Niveau aufweisende Ausgangssignal wird an eine UND-Schaltung 33 abgegeben, die daraufhin ein Ausgangssignal mit einem hohen Niveau abgibt, wenn beide Vergleicher 13 und 14 Signale abgeben, die eine Übereinstimmung der eingestellten Zeit mit der gemessenen Zeit angeben. Ein Rückstellknopf 4 ist dafür vorgesehen, daß die chronometrische Einheit, die den Sekundenzähler 28, den Minutenzähler 9 und den Stundenzähler 10 umfaßt, zurückgesetzt werden kann, und daß gleichzeitig die eingestellten Werte in der Stelleinrichtung, die aus der Minuten-Stellschaltung 11 und der Stunden-Stellschaltung 12 besteht, gelöscht werden. Das Löschen erfolgt durch Betätigung des Rückstellknopfes 4. Bei Zurücksetzung fängt die chronometrische Einheit bei null Sekunden, null Minuten und Null-Uhr neu zu zählen an, und der Betätigungszeitpunkt in der Stelleinrichtung wird auf null Minuten und Null-Uhr zurückgesetzt.
Wenn die Zeitgeberschaltung 3 so ausgelegt ist, daß ein Arbeitszyklus vierundzwanzig Stunden dauert, erzeugt die Zeitgeberschaltung 3 ein Ausgangssignal, welches die Erfassung der eingestellten Zeit anzeigt, alle vierundzwanzig Stunden gerechnet von dem Zeitpunkt der Betätigung des Rücksetzknopfes 4 an. Wenn der Arbeitszyklus der Zeitgeberschaltung 3 zwölf Stunden beträgt, erzeugt sie ein Ausgangssignal, welches die Erfassung der eingestellten Zeit anzeigt, jede zwölf Stunden nach der Zeiteinstellung. Wenn daher der Rücksetzknopf 4 einmal zu einem Zeitpunkt betätigt worden ist, der zum Abschalten des Verbrauchers 5 ausgewählt wurde, wird das Abschalten des Verbrauchers 5 jeden Tag zur selben Zeit durchgeführt.
Wie oben angegeben wurde, ist die Zeitgeberschaltung 3 so ausgelegt, daß sie das Ausgangssignal der UND-Schaltung 33 an das RS-Flip-Flop 27 in der Logikschaltung 25 an dessen Rücksetzeingang abgibt. Wenn daher das RS-Flip-Flop 27 in dem gesetzten Zustand ist, der durch das Ausgangssignal der Steuerschaltung 2 eingestellt wird, setzt das Ausgangssignal der Zeitgeberschaltung 3 tatsächlich das RS-Flip-Flop 27 zurück, um das Ausgangssignal der logischen Schaltung 25 auf das niedrige Niveau einzustellen.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann der Rückstellknopf 4 an der Unterseite des Gehäuses 19 wasserdicht angebracht sein. Andernfalls kann der Rückstellknopf auch als separater und an einem entfernten Ort angeordneter Schalter ausgeführt sein, wobei die Drähte einer Verbindungsleitung mit den Anschlüssen des Rückstellknopfes 4 verbunden sind. Obwohl der Minuten- Stellknopf 29 und der Stunden-Stellknopf 30 von außen zugänglich angeordnet sein können, können sie auch in dem Gehäuse 19 im Innern angeordnet sein, so daß sie nur dann zur Einstellung der Betriebszeit betätigt werden können, wenn der Deckel 20 von der Grundplatte 21 abgenommen ist.
Im folgenden wird die Anordnung und die Arbeitsweise der Verbraucher-Schalteinrichtung 6 beschrieben. Es ist ein Hauptkontakt 15 zum Abschalten des Verbrauchers 5 vorgesehen, wobei der Hauptkontakt Bestandteil eines magnetischen Halterelais 16 mit zwei Wicklungen 16 a, 16 b ist. Zusätzlich zu dem Hauptkontakt 15 hat das Relais 16 zwei Hilfskontakte 17 a und 17 b in Form eines Umschalters, wobei der Hilfskontakt 17 a sich schließt, wenn der Hauptkontakt 15 schließt, und der andere Hilfskontakt 17 b schließt, wenn der Hauptkontakt 15 öffnet. Das Relais 16 hat eine erste Wicklung 16 a und eine zweite Wicklung 16 b, die so angeordnet sind, daß der Hauptkontakt 15 geschlossen wird, wenn die erste Wicklung 16 a erregt wird, und daß der Hauptkontakt 15 geöffnet wird, wenn die zweite Wicklung 16 b erregt wird. Ferner sind in dem Relais 16 zwei Permanentmagnete vorgesehen, um die beweglichen Kontakte auf den jeweils feststehenden Kontakt zu halten.
Durch diese Anordnung wird eine Erregerschaltung durch eine Reihenschaltung des ersten Hilfskontaktes 17 b, der ersten Wicklung 16 a und des ersten Schaltelementes 18 a und durch eine Reihenschaltung des Hilfskontaktes 17 a, der zweiten Wicklung 16 b und des zweiten Schaltelementes 18 gebildet.
Wenn der Hilfskontakt 17 b tagsüber geschlossen gehalten wird, und wenn das auf das lichtempfindliche Element 1 einfallende Licht verschwindet, wenn es Nacht wird, geht das Ausgangssignal der Steuerschaltung 2 auf ein hohes Spannungsniveau, so daß das Ausgangssignal der logischen Schaltung 25 auf ein auf einem hohen Niveau liegenden Signal geht. Dadurch wird der Transistor Tr ₂ eingeschaltet, und der Transistor Tr ₁ wird ausgeschaltet, so daß ein Triggersignal an den Steueranschluß (Gate) der ersten Schalteinrichtung 18 a gegeben wird, um diese leitend zu machen.
Auf diese Weise fließt ein Erregerstrom für die erste Wicklung 16 a durch den geschlossenen Schaltkreis, der aus dem Hilfskontakt 17 b, der ersten Wicklung 16 a und der ersten Schalteinrichtung 18 a besteht, um den Hauptkontakt 15 zu schließen und den Verbraucher 5 einzuschalten. Gleichzeitig werden die beiden Hilfskontakte so umgeschaltet, daß der Hilfskontakt 17 b geöffnet und der Hilfskontakt 17 a geschlossen wird, um den Erregerstrom zu unterbrechen, der durch die erste Wicklung 16 a geflossen ist. In dem oben beschriebenen Fall wird dieser Schaltzustand aufrechterhalten, bis die zweite Wicklung 16 b erregt wird, weil das Relais 16 als magnetisches Halterelais ausgebildet ist.
Wenn es nun Mitternacht wird, und die Zeitgeberschaltung 3 ein Ausgangssignal abgibt, wird das RS-Flip-Flop 27 durch ein von der Zeitgeberschaltung 3 abgegebenes, auf einem hohen Niveau liegendes Impulssignal zurückgesetzt, um das Ausgangssignal der logischen Schaltung 25 zwangsweise auf ein auf einem niedrigen Niveau liegendes Ausgangssignal umzuschalten. Folglich geht das Ausgangssignal an dem Kollektor des Transistors Tr ₃ auf ein hohes Niveau, um die zweite Schalteinrichtung 18 b in den leitfähigen Zustand zu triggern, um den Schaltkreis zu schließen, der aus dem Hilfskontakt 17 a, der zweiten Wicklung 16 b und der zweiten Schalteinrichtung 18 b besteht. Dadurch kann ein Erregerstrom für die zweite Wicklung 16 b fließen, um den Hauptkontakt 15 auszuschalten ( unterbrochener Kontakt) und um die beiden Hilfskontakte von 17 a auf 17 b zurückzuschalten, so daß der anfängliche Zustand wieder hergestellt ist.
Wenn nun einige Zeit vergangen ist und der Morgen anbricht, empfängt das lichtempfindliche Element 1 wiederum einfallendes Licht, so daß die Klemmenspannung des lichtempfindlichen Elementes 1 herabgesetzt wird. Das Ausgangssignal des Schaltkreises 26 wird jedoch immer noch auf seinem hohen Niveau gehalten, und der Verbraucher 5 bleibt ausgeschaltet. Wenn es wieder Abend wird, und das einfallende Licht, das von dem lichtempfindlichen Element 1 empfangen wird, geringer wird, wiederholt die Einrichtung den oben beschriebenen Funktionsablauf.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine mit der Zeitgeberschaltung 3 verwendbare Stromquelle, die die Funktion hat, daß die Zeitgeberschaltung gegen einen Stromausfall unempfindlich gemacht wird. Die Zeitgeberschaltung 3 ist als CMOS-IC-Schaltung aufgebaut, die eine Stromversorgung mit nur geringer Spannung, beispielsweise 1,5 V, benötigt, und eine hohe Stromquellen-Eingangsimpedanz von beispielsweise 200 kΩ hat. Eine stabilisierte Gleichsstromquelle 32 ist vorgesehen, um eine stabilisierte Spannung von etwa 10 V zu liefern. Die Stromquelle 32 liefert den Strom auch an die Steuerschaltung 2, die Verbraucher-Schalteinrichtung 6 und die logische Schaltung 25, obwohl dies in Fig. 4 zur Vereinfachung nicht dargestellt ist. Eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R ₂ zur Spannungsteilung und Strombegrenzung und aus einer Reihenschaltung von Dioden D ist parallel zu der stabilisierten Spannungsquelle 32 geschaltet, um eine stabilisierte Ausgangsspannung an der Reihenschaltung der Dioden D als Resultat der Aufteilung der 10 V-Versorgungsspannung zu erzeugen. Eine Reihenschaltung bestehend aus einem Widerstand R ₁ und einer Kapazität C ist zu der Reihenschaltung der Dioden D über eine Diode D ₁ parallel geschaltet, um einen Strom in Rückwärtsrichtung zu verhindern. Die Zeitgeberschaltung 3 ist ihrerseits zu der Reihenschaltung aus dem Widerstand R ₁ und der Kapazität C parallel geschaltet.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Schaltung wird folglich die Zeitgeberschaltung 3 mit Strom von der stabilisierten Stromquelle 32 über den Widerstand R ₂ und die Diode D ₁ unter Normalbedingungen versorgt. Die elektrische Ladung, die sich auf der Kapazität C angesammelt hat, wird von dieser jedoch abgegeben und an die Zeitgeberschaltung geliefert, wenn der Versorgungsstrom unterbrochen wird, um die Zeitgeberschaltung 3 gegen einen Stromausfall unempfindlich zu machen. Dadurch wird eine genaue chronometrische Funktion der Zeitgeberschaltung 3 sichergestellt, selbst wenn ein Stromausfall auftritt.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Zeitgeberschaltung 3 so ausgeführt, daß sie von beiden Enden der Reihenschaltung aus der Kapazität C und dem Widerstand R ₁ mit Strom versorgt wird. Daher ist gewöhnlich eine verhältnismäßig lange Zeitdauer erforderlich, bevor die Zeitgeberschaltung 3 in ihren normalen Betriebszustand gebracht wird, weil die Kapazität C eine bestimmte Zeitdauer benötigt, die durch die Zeitkonstante (R ₁ · C) gegeben ist, um eine bestimmte Spannung an ihren Eingängen aufzubauen, wenn der Strom am Anfang eingeschaltet wird.
Die Zeitgeberschaltung 3 ist daher so ausgelegt, daß sie eine verhältnismäßig große Stromquellen-Eingangsimpedanz (200 kΩ) hat, die direkt an der Reihenschaltung der Dioden D parallel geschaltet ist, die ein verhältnismäßig hohes Spannungsteilungsverhältnis (1,5/10) in Kombination mit dem Widerstand R ₂ bei dem in Fig. 4 gezeigten Schaltungsbeispiel hat. Durch diese Schaltungsanordnung wird die Zeitgeberschaltung 3 selbst im Anfangsstadium nach der Einschaltung des Stromes schnell in den normalen Betriebszustand gebracht.

Claims

1. In einem Gehäuse angeordnete selbsttätige Schalteinrichtung mit

(a) einem lichtempfindlichen Element (1), welches innerhalb einer Außenlicht-Eintrittsöffnung (23) des Gehäuses (19) angeordnet ist und ein Ausgangssignal je nach der Intensität seiner Belichtung abgibt,

(b) einer photoelektrischen Steuerschaltung (2), die das Ausgangssignal des lichtempfindlichen Elements (1) aufnimmt und in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal erzeugt,

(c) einer Zeitgeberschaltung (3), die ein Ausgangssignal unabhängig vom Ausgangssignal des lichtempfindlichen Elements (1) an einem vorgegebenen Zeitpunkt während eines Tages abgibt,

(d) einer logischen Schaltung (25), die ein Ausgangssignal mit hohem Niveau oder mit niedrigem Niveau in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der photoelektrischen Steuerschaltung (2) und der Zeitgeberschaltung (3) abgibt, und

(e) eine Verbraucher-Schalteinrichtung (6), die einenVerbraucher (5) in Abhängigkeit von dem auf einem hohen oder einem niedrigen Niveau befindlichen Ausgangssignal der logischen Schaltung (25) mittels eines Hauptkontaktes (15) ein- oder ausschaltet, wobei

(f) die photoelektrische Steuerschaltung (2), die Zeitgeberschaltung (3), die logische Schaltung (25), und die Verbraucher-Schalteinrichtung (6) derart betriebsmäßig miteinander verbunden sind, daß der Verbraucher (5) eingeschaltet wird, wenn die Intensität der Beleuchtung unter einen vorgegebenen Wert abfällt, und daß der Verbraucher (5) ausgeschaltet wird, wenn das Ausgangssignal von der Zeitgeberschaltung (3) abgegeben wird,

dadurch gekennzeichnet,

(g) daß als Teil der Verbraucher-Schalteinrichtung (6) ein als magnetisches Halterelais ausgebildetes Relais (16) vorgesehen ist, das zwei Wicklungen (16 a, 16 b) aufweist, die Teile von zwei Reihenschaltungen bilden, wobei jeweils:

(g₁) eine Reihenschaltung aus einem Hilfskontakt (17 b), der bei Erregung der zweiten Wicklung (16 b) schließt, der ersten Wicklung (16 a), die den Hauptkontakt (15) einschaltet, wenn sie erregt wird, und einer ersten Schalteinrichtung (18 a) besteht, die sich durch das Ausgangssignal der photoelektrischen Steuerschaltung (2) einschaltet, und

(g₂) eine Reihenschaltung aus einem weiteren Hilfskontakt (17 a), der sich bei Erregung der ersten Wicklung (16 a) schließt, der zweiten Wicklung (16 b), die den Hauptkontakt (15) ausschaltet, wenn sie erregt wird, und einer zweiten Schalteinrichtung (18 b) besteht, die sich durch das Ausgangssignal der Zeitgeberschaltung (3) einschaltet, und

(h) daß die Außenlicht-Eintrittsöffnung (23) im Gehäusedeckel (20) durch ein Augenglas (22) mit nach außen vorstehender Form abgedeckt ist.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelais (16) über die logische Schaltung (25) von der Zeitgeberschaltung (3) ansteuerbar ist, die aufweist:

(j) einen Oszillator zur Erzeugung eines Standard-Takt-Ausgangssignales,

(k) einen Frequenzteiler (8), um die Frequenz des Standard- Takt-Ausgangssignales zu teilen,

(l) einen Minutenzähler (9) und einen Stundenzähler (10), die die Ausgangssignale des Frequenzteilers (8) zählen und dabei sequentiell aufwärts geschaltet werden,

(m) eine Minutenstellschaltung (11) und eine Stundenstellschaltung (12), die jeweils entsprechend dem Minutenzähler (9) und dem Stundenzähler (10) geschaltet sind, um die Betätigungszeit einzustellen, und

(n) Vergleicher (13, 14), um jeweils die Ausgangssignale des Minutenzählers (9) und des Stundenzählers (10) mit den vorher eingestellten Werten der Minutenstellschaltung (11) bzw. der Stundenstellschaltung (12) zu vergleichen und ein Ausgangssignal zur Steuerung des Verbrauchers (5) zu erzeugen, wenn die Vergleicher (13, 14) die Übereinstimmung dieser Ausgangssignale mit den vorher eingestellten Werten feststellen, und

(o) einen Rückstellknopf (4), der in der Lage ist,

(o₁) den Minuten- und den Stundenzähler (9, 10) und die Minuten- und die Stundenstellschaltung (11, 12) zurückzusetzen,

(o₂) den Ein-Aus-Zustand des Verbrauchers (5) umzuschalten, und

(o₃) zu bewirken, daß die Zeitgeberschaltung (3) ihre neue chronometrische Funktion mit ihren Minuten- und Stundenzählern (9, 10) gleichzeitig mit der Betätigung des Rückstellknopfes (4) wieder aufnimmt.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeberschaltung (3)

(p₁) als CMOS-IC-Schaltung mit einer hohen Quellen-Eingangsimpedanz und geringer Arbeitsspannung ausgebildet ist, und

(p₂) mit beiden Enden einer Reihenschaltung eines Widerstandes (R ₁) und eines Kondensators (C) verbunden ist, wobei

(p₃) der Kondensator (C) von einer stabilisierten Gleichstromquelle (32) mit Strom über einen Spannungsteiler versorgt wird, der aus einem Widerstand (R ₂) und einer Reihenschaltung von Dioden (D) gebildet ist, die ein großes Spannungsteilungsverhältnis aufweisen.