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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Ausgabegerät, insbesondere, aber nicht ausschließlich,
auf ein Ausgabegerät für Luftverbesserer. Die Erfindung
kann besonders bei Ausgabegeräten angewendet werden, bei
denen austauschbare Patronen des auszugebenden Materials
zur Anwendung kommen.
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Es gibt viele Arten von Ausgabegeräten für
Luftverbesserer, einschließlich passiven Ausgabegeräten,
die lediglich Öffnungen in einem Gehäuse bereitstellen,
um einen Vorrat von luftverbesserndem Wirkstoff in dem
Gehäuse der Umgebungsluft auszusetzen, und aktiven
Ausgabegeräten, bei denen eine Art von Gebläse zur Anwendung
kommt, um den verbessernden Wirkstoff zwangsweise in die
Umgebungsluft abzugeben. Hei kommerziellen Anwendungen
wird gemeinhin die letztere Art verwendet. Eine Art von
aktivem Ausgabegerät, die zum Beispiel in der
gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung mit der fortlaufenden Nummer
445 273 veröffentlicht ist, weist eine austauschbare
Patrone auf, die einen Vorrat des luftverbessernden
Wirkstoffs und ein batteriebetriebenes Gebläse zur
Ausgabe des Wirkstoffs enthält. Ein Problem mit
derartigen Ausgabegeräten besteht darin, daß die Benutzer nur
selten daran denken, die Patronen auszuwechseln. Es ist
nicht ungewöhnlich, daß ein Ausgabegerät monatelang leer
bleibt, bevor irgendjemand eine neue Patrone einsetzt. In
der Zwischenzeit erschöpft sich der Vorrat an
luftverbesserndem Wirkstoff und/oder die Batterie entleert sich,
so daß sie das Gebläse nicht mehr antreiben kann.
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Bei derartigen aktiven Ausgabegeräten des Standes
der Technik liegt in der Regel ein Verbindungsmittel an
der austauschbaren Patrone und an ihrem Träger vor, die
beim Montieren der Patrone an den Träger
zusammenarbeiten, um einen elektrischen Stromkreis zwischen dem
Gebläse und der Batterie aufzubauen. Wenn jedoch erst
einmal die Patrone an Ort und Stelle montiert ist, läuft
das Gebläse ständig, auch in der Nacht und an
Wochenenden, an Feiertagen und zu anderen Zeiten, zu
denen die Räumlichkeiten möglicherweise nicht verwendet
werden. Dies verkürzt unnötigerweise die Lebensdauer
sowohl der Batterie als auch des Vorrats an
luftverbesserndem Wirkstoff.
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein verbessertes, batteriebetriebenes
Ausgabegerät bereitzustellen, das die Nachteile von
Ausgabegeräten des Standes der Technik vermeidet und gleichzeitig
zusätzliche Vorteile hinsichtlich Aufbau und Betrieb
bietet. Es ist weiterhin ein Ziel der Erfindung, ein
einfaches Mittel zum Testen der Batterie bereitzustellen.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung wird ein Ausgabegerät nach Anspruch 1
bereitgestellt. Da die Batterie mit der Ausgabeeinheit verbunden
ist, wenn die Gehäuseteile getrennt werden, stellt der
Betrieb des Ausgebens einen Test für die Batterie bereit.
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Zweckmäßigerweise liegt die Substanz in Form
einer austauschbaren Patrone vor.
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Das Steuerkreismittel ist vorzugsweise so
ausgelegt, daß es sowohl Batterieleistung als auch den Vorrat
an luftverbesserndem Wirkstoff schont. So zum Beispiel
können die strombetriebene Ausgabeeinheit oder das
strombetriebene Gebläse zu Zeiten, zu denen sie nicht
gebraucht werden, automatisch ausgeschaltet werden.
Geeigneterweise ist ein erfindungsgemäßes
Ausgabegerät mit austauschbaren Patronen ausgestattet, und das
Steuerkreismittel kann dazu ausgelegt sein, automatisch
ein Signal zu liefern, wenn eine Patrone ausgetauscht
werden muß. Dieses Signal könnte die strombetriebene
Ausgabeeinheit oder das strombetriebene Gebläse
deaktivieren.
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Es können Mittel bereitgestellt sein, um ein
hörbares Patronenaustauschalarmsignal zu erzeugen, das
nachts automatisch abgeschaltet ist.
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Lediglich beispielhaft wird nun eine
Ausführungsform der Erfindung mit besonderem Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Figur 1 eine perspektivische Vorderansicht eines
Ausgabegeräts ist, das gemäß den Merkmalen der
vorliegenden
Erfindung konstruiert ist und sie verkörpert,
einschließlich eines Gehäuses mit einer auf einem Träger
entfernbar montierten Abdeckung;
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Figur 2 eine entlang der Linie 2-2 in Figur 1 als
vertikaler Schnitt vorgenommene Ansicht ist,
einschließlich einer Kontaktabdeckung über der
Kontaktanordnung;
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Figur 3 eine vergrößerte bruchstückhafte Ansicht
der elektrisch verbindbaren Teile der Abdeckung und des
Trägers bei von einem Träger abmontierter Abdeckung ist;
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Figur 4 eine Ansicht ist, die Figur 3 ähnelt und
die Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Träger in
ihrem montierten Zustand zeigt;
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Figur 5 eine perspektivische bruchstückhafte
Ansicht der Gebläseverkleidung des Ausgabegeräts von
Figur 2 ist;
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Figur 6 teils ein Blockschaltbild und teils ein
Prinzipschaltbild der Steuerschaltung für das
Ausgabegerät von Figur 1 ist; und
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Figur 7 ein Logikschaltbild des Logikblocks des
ASIC in Figur 6 ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Unter Bezugnahme auf Figuren 1 und 2 wird ein
Luftverbesserungs-Ausgabegerät 10 gezeigt, das gemäß den
Merkmalen der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und
sie verkörpert. Das Ausgabegerät 10 enthält ein
zweiteiliges Gehäuse 15 mit einem Trägerboden 20 und einer
entfernbaren Abdeckung 40, das an einer zugeordneten
Trägerfläche, wie zum Beispiel einer Wand 17, montiert
werden kann. Der Trägerboden 20 enthält eine
aufrechtstehende, im allgemeinen rechtwinklige Rückplatte 21 mit
darin liegenden Öffnungen 22 zum Empfangen von
Befestigungselementen 23, um die Platte 21 sicher an der Wand 17
anzubringen. In der Platte 21 befindet sich eine nach
vorne vorstehende Hohlrippe 24 (Figur 2), die sich im
wesentlichen über deren Länge senkrecht erstreckt und
einen Verdrahtungskanal festlegt. Einstückig mit der
Rückplatte 21 ausgebildet sind ein Paar im allgemeinen
rechtwinklige Seitenflansche 25, die entlang der
gegenüberliegenden Seitenkanten der Rückplatte verlaufen
und von ihr nach vorne vorstehen. Von der Oberkante der
Rückplatte 21 steht ein kurzer Deckflansch 26 nach vorne
vor, der an seinem entfernten Ende mit einer
aufrechtstehenden Lippe 28 versehen ist.
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Von dem unteren Ende der Rückplatte 21 steht ein
Sockel 30 nach vorne vor, der eine Deckwand 31 enthält,
die mit der Unterkante der Rückplatte 21 einstückig
ausgebildet ist. Vom Vorderende der Deckwand 31 hängt
eine Vorderwand 32 herab, die wiederum an ihrer
Unterkante mit einer nach unten und nach hinten
vorstehenden Bodenwand 34 einstückig ausgebildet ist. Der
Sockel ist von einem Paar Seitenwänden 33 abgeschlossen.
In der Vorderwand 32 sind Öffnungen 35 und 36 gebildet,
und in der Bodenwand 34 ist eine Öffnung 37 gebildet. Es
versteht sich somit, daß die Wände des Sockels 30
zusammenwirken, um ein Fach oder eine Kammer 38 festzulegen,
die sich nach hinten öffnet.
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Die Abdeckung 40 enthält eine rechteckige
Vorderwand 41, die an ihren Seitenkanten mit nach hinten
vorstehenden Seitenwänden 42 einstückig ausgebildet ist.
Lüftungsöffnungen 43 erstrecken sich seitlich über die
Gesamtbreite der Vorderwand 41 und der Seitenwände 42.
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Einstückig mit der Vorderwand 41 und den Seitenwänden 42
ist an deren Oberkanten eine Deckwand 44 ausgebildet, die
an ihrer rückwärtigen Kante mit einem nach hinten
vorstehenden Flansch 45 versehen ist, der einen darin
gebildeten und sich seitlich dazu erstreckenden
unregelmäßigen Schlitz 46 aufweist. In der Deckwand 44 sind auch
Lüftungsöffnungen 47 ausgebildet. Entlang der Innenfläche
der Deckwand 44 ist eine Gleitscheibe angeordnet und an
einem Knopf 49 befestigt, der nach oben durch eine
ergänzende Schlitzöffnung 49a in der Deckwand 44
vorsteht, um eine Gleitbewegung des Gleitstücks 48 zu
bewirken, damit die Öffnung der Lüftungsöffnungen 47
gesteuert wird.
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In der Abdeckung 40 ist eine Gebläsebaugruppe 50
montiert, die von einer Art sein kann, wie sie in der
obenerwähnten US-Anmeldung mit der laufenden Nummer
445 273 offenbart ist, und die eine im allgemeinen
zylindrische Verkleidung 51 mit einem Montierflansch 52
enthält, der davon herunterhängt. Ein senkrechter Schlitz
53 in der Unterkante des Montierflansches 53 ist so
ausgeführt, daß er über einem Paar von der Vorderwand der
Abdeckung 40 nach hinten vorstehenden, senkrecht
ausgerichteten Nasen 54 empfangen werden kann, um die
Verkleidung 51 an Ort und Stelle zu befestigen. Die
Verkleidung 51 ist an ihrem oberen Ende offen; In der
Verkleidung 51 ist koaxial ein Turm 55 angeordnet, der im
allgemeinen die Form einer umgedrehten zylindrischen
Tasse aufweist und dessen unteres Ende über mehrere über
den Umfang beabstandete und sich radial erstreckende
Stege 56 mit der Verkleidung 51 verbunden ist. Im Turm 55
ist ein Gleichstrommotor 57 montiert, der eine
Abtriebswelle 58 aufweist, die nach oben durch eine
ergänzende Öffnung in der Oberwand des Turmes 55 vorsteht
und dort an der Nabe eines Turboventilators 59 zwecks
Drehung durch den Motor 57 befestigt ist.
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Ein nachgiebiger, flexibler, elektrisch
leitfähiger Batteriekontakt 60 ist unmittelbar unter der
Verkleidung 51 angeordnet und mit einem herabhängenden
Montierarm 61 ausgestattet, der fest an den Nasen 54
angebracht ist. Ein unterer, nachgiebiger, metallischer
Batteriekontakt 62 ist neben dem unteren Ende der
Abdeckung 40 angeordnet und mit einem nach oben stehenden
Montierarm 63 ausgestattet, der an einem Paar senkrecht
beabstandeter Nasen 64, die von der Vorderwand 41 der
Abdeckung 40 nach hinten vorstehen, fest angebracht ist.
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Eine im allgemeinen zylindrische, austauschbare
Patrone 65 kann entfernbar an der Abdeckung 40 montiert
werden. Die Patrone 65 legt eine ringförmige Kammer 68
fest, in der ein ringförmiges Medium 66 angeordnet ist,
das einen Vorrat an luftverbesserndem Wirkstoff enthält,
bei dem es sich um eine flüchtige Substanz mit
irgendeinem beliebigen Duft handeln kann. Zum Beispiel kann das
Medium 66 in Form eines zylindrischen Filzkörpers
vorliegen, der mit dem luftverbessernden Wirkstoff
imprägniert ist. Die Patrone 65 enthält auch eine innere,
axiale Kammer 69, in der eine Batterie 67 angeordnet ist,
bei der es sich um eine 1,5-Volt-Zelle handeln kann. Die
ringformige Kammer 68 ist an ihrem oberen und unteren
Ende mit Öffnungen versehen, um eine unbehinderte
Luftströmung durch sie hindurch aufzunehmen, und die axiale
Kammer 69 ist an ihrem oberen und unteren Ende offen, so
daß die Batteriekontakte 60 und 62 den Minus- und Pluspol
der Batterie 67 nachgiebig in Eingriff nehmen können, um
einen elektrischen Kontakt mit ihnen herzustellen, wenn
die Patrone 65 zwischen den Kontakten 60 und 62
eingesetzt wird, die auch dazu dienen, die Patrone 65
nachgiebig an Ort und Stelle zu halten. Die Patrone 65
kann, falls erwünscht, auch mit einer (nicht gezeigten)
Einrichtung gegen Drittprodukte der im US-Patent Nr. 4
931 224 offenbarten Art ausgestattet sein.
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Bezugnehmend auch auf Figuren 3 und 4, enthält
das Gehäuse 15 eine Baugruppe 70 mit elektrischen
Kontakten, die Kontakte am Flansch 45 der Abdeckung 40 und
Kontakte an der Lippe 28 des Trägerbodens 20 enthält, um
miteinander zusammenzuarbeiten, wenn die Abdeckung 40 am
Trägerboden 20 montiert wird, und so die Batterie 67 und
den Motor 57 mit einem Steuerkreis 80 zu verbinden, wie
weiter unten im Zusammenhang mit Figur 7 ausführlicher
erklärt werden wird. Die Kontaktbaugruppe 70 enthält drei
Sätze von Kontakten, die in Figur 6 schematisch gezeigt
werden, wobei die mechanischen Details einer der Sätze in
Figuren 3 und 4 gezeigt werden. Die Sätze sind jeweils
mit den Zusätzen "a", "b" und "c" gekennzeichnet. Zu
Illustrationszwecken wird in Figuren 3 und 4 der Satz "b"
gezeigt.
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Der Satz "b" der Kontaktbaugruppe 70 enthält
einen festen Kontakt 71 am Flansch 45 auf einer Seite des
Schlitzes 46, wobei der Kontakt 71 mit dem
Batteriekontakt 62 verbunden ist, der wiederum so ausgeführt ist,
daß er mit dem Pluspol der Batterie 67 verbunden werden
kann. Ebenfalls vorgesehen ist ein beweglicher Kontakt
72b, der ein am Flansch 45 auf der anderen Seite des
Schlitzes 46 fest angebrachtes Montageteil 73 und eine
bewegliche Blattfeder 74 enthält, die sich über den
Schlitz 46 hinweg erstreckt und in einer Spitze 8 endet,
die üblicherweise nachgiebig in Eingriff mit dem festen
Kontakt 71 gedrängt wird. Das Montageteil 73 ist mit
einer Verbindungsfahne 73b ausgestattet, die wiederum mit
einem Anschluß des Motors 57 verbunden ist. Ebenfalls
vorgesehen ist ein fester Kontakt 75b, der an der Lippe
28 des Trägerbodens 20 montiert ist und ein um die
Oberseite der Lippe 28 gewickeltes Lagerteil 76 und eine
mit dem Steuerkreis 80 verbundene Verbindungsfahne 77
aufweist, wie unten erläutert wird.
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Wie in Figuren 3 und 4 zu sehen ist, ist bei vom
Trägerboden 20 entfernter Abdeckung 40 der bewegliche
Kontakt 72b in elektrischem Kontakt mit dem festen
Kontakt 71 angeordnet, um den Motor 57 direkt an die
Batterie 67 anzuschließen. Wenn die Abdeckung 40 an den
Trägerboden 20 montiert ist, paßt die Lippe 28 in den
Schlitz 46, wobei das Lagerteil 76 des festen Kontaktes
75b die Blattfeder 74 des beweglichen Kontaktes 72b in
Eingriff nimmt, um eine elektrische Verbindung zwischen
ihnen herzustellen und um den beweglichen Kontakt 72b so
zu bewegen, daß er den festen Kontakt 71 nicht mehr
kontaktiert. Somit ist der Motor 57 bei an dem
Trägerboden 20 montierter Abdeckung 40 über die
Steuerschaltung 80 mit der Batterie 67 verbunden.
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Die Sätze "a" und "c" der Kontaktbaugruppe 70
sind im wesentlichen mit dem in Figuren 3 und 4 gezeigten
Satz "b" identisch, mit der Ausnahme, daß sie den festen
Kontakt 71 nicht enthalten. Somit funktionieren die Sätze
"a" und "c" im wesentlichen wie Ein-Aus-Schalter, während
der Satz "b" wie ein Umschalter funktioniert. Falls
gewünscht, kann über dem Schlitz 46 eine Kontaktabdeckung
79 angeordnet sein, um die Kontaktbaugruppe 70
abzudecken, wenn die Abdeckung 40 auf dem Trägerboden 20
montiert ist (siehe Figuren 1 und 2).
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Nun Bezug nehmend auf Figur 6 wird ein
Steuerkreis 80 zur Steuerung des Betriebs des
Ausgabegeräts 10 gezeigt. Der Steuerkreis 80 enthält eine
in der Kammer 38 des Sockels 30 angeordnete Leiterplatte
81 und ist über geeignete, Leiter mit den am Trägerboden
20 montierten festen Kontakten 75a-c der Kontaktbaugruppe
70 verbunden. Genauer gesagt ist ein Leiter 82 mit dem
festen Kontakt 75a verbunden, der wiederum durch den
Kontaktsatz "a" mit dem Pluspol der Batterie 67 verbunden
werden kann, wenn die Abdeckung 40 an dem Trägerboden 20
an Ort und Stelle montiert ist. Ein Leiter 83 ist mit dem
festen Kontakt 75c verbunden, der wiederum durch den
Kontaktsatz "c" mit dem Minuspol der Batterie 67 und mit
einem Anschluß des Motors 57 verbunden werden kann, wenn
die Abdeckung 40 an dem Trägerboden 20 an Ort und Stelle
montiert ist.
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Der Steuerkreis 80 enthält eine
anwenderspezifische integrierte Schaltung ("ASIC") 90, die eine
Logikeinheit 100 aufweist. Die ASIC 90 weist
Anschlußstifte P1-P18 auf, die mit einzelnen, auf der
Leiterplatte 81 montierten Schaltkreisbauteilen verbunden
werden können. Die ASIC 90 enthält eine Schaltung 84 mit
Rücksetzung beim Einschalten der Stromversorgung und
einen Unterspannungserkennungsvergleicher 85, die
parallel an den Leistungsanschluß P7 und den Masseanschluß P18
des ASIC 90 angeschlossen werden, wobei diese Anschlüsse
wiederum jeweils über die Leiter 82 und 83 mit den Polen
der Batterie 67 verbunden sind. Wenn die Batteriespannung
unterhalb eines von einer Regelschaltung 86 gelieferten
Bezugsspannungspegels liegt, legt der Vergleicher 85
einen Logikpegel an einen
Batterie-Schwach-(LOWBAT-)Eingangsanschluß der Logikeinheit 100 an, um die
Motorsteuer- und Alarmsteuerschaltung darin zu steuern, wie
weiter unten ausführlicher erläutert wird. Liegt der
Ausgangsspannungspegel der Batterie über dem
vorbestimmten Bezugspegel (z.B. 1,2 Volt), wird sie als gute
Batterie erkannt, weshalb das Ausgangssignal von der
Rücksetzungsschaltung 84 bei Anschluß des ASIC 90 an
diese Batteriespannung alle Schaltkreiselemente in der
Logikeinheit 100 zurücksetzt. Falls die
Batterieausgangsspannung unterhalb des Bezugspegels liegt, ist sie zu
niedrig, um das Ausgabegerät 10 zuverlässig zu betreiben,
weshalb das Ausgangssignal vom Vergleicher 85 an die
Motorsteuer- und die Alarmsteuerschaltung in der
Logikeinheit 100 einen Logikpegel liefert, um den
Ventilatormotor 57 abzuschalten und die
Alarmbedingungssignale einzuschalten, wie weiter unten
ausführlich beschrieben wird.
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Das Ausgangssignal des Vergleichers 84 wird auch
an einen Rücksetzanschluß eines Flipflop 87 angelegt.
Pufferverstärker 88 bzw. 89 sind mit ihren Eingängen mit
den Anschlüssen P3 und P6 des ASIC 90 verbunden bzw. mit
ihren Ausgängen mit einem IC-Prüfanschluß (TESTIC) und
mit einem externen Rücksetzanschluß (EXTRST) der
Logikeinheit 100 verbunden. Bei normaler Verwendung sind die
Anschlüsse P3 und P6 der ASIC 90 nicht verbunden, können
aber zum Anschließen von Prüfprozeduren für die ASIC 90
verwendet werden.
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Die ASIC 90 enthält weiterhin einen Oszillator
91, der ein Tonsignal für eine Piezo-Treiberschaltung und
einen kurzen Impuls (5 ms) für eine LED-Blitzschaltung
liefert, wie weiter unten ausführlicher erläutert wird.
Der Oszillator 91 wird von einem Spannungspegel Vc ange
trieben und weist einen Eingang auf, der mit dem Anschluß
P12 der ASIC 90 verbunden ist, der wiederum mit dem
Knotenpunkt zwischen einem Widerstand 92 und einem
Kondensator 93, die in Serie mit den Leitern der
Batteriepole 82 und 83 verbunden sind, verbunden ist. Der
Oszillator 91 erzeugt ein veränderliches, periodisches
Signal mit einer Frequenz (z.B. 3,3 kHz), die von dem
Widerstand 92 und dem Kondensator 93 bestimmt wird, und
legt es an den Eingangsanschluß T des Flipflop 87 an,
dessen Ausgangssignal Q an einen CLKA-Eingangsanschluß
der Logikeinheit 100 angelegt wird. Die ASIC 90 enthält
auch einen Oszillator 95, der ein Signal mit konstanter
Frequenz zur Verwendung als Zeitgabe- oder Tonsignal in
der Logikeinheit 100 bereitstellt, wie weiter unten
ausführlicher erläutert wird. Der Oszillator 94 ist mit
einem Eingang mit dem Anschluß PS verbunden, der wiederum
mit dem Knotenpunkt zwischen einem Widerstand 95 und
einem Kondensator 96, die in Serie mit den Leitern der
Batteriepole 82 und 83 verbunden sind, verbunden ist,
wobei diese Elemente die Frequenz des Ausgangssignals des
Oszillators 94, das an einen Eingangsanschluß CLKB der
Logikeinheit 100 angelegt wird, steuern. Das
Ausgangssignal mit konstanter Frequenz des Oszillators 94
wird durch einen Lade-/Entladezyklus des Kondensators 96
produziert, der sich durch den Widerstand 95 bis auf ca.
5/6 der Batteriespannung aufladen kann und dann durch
einen (nicht gezeigten) Transistor im Oszillator 94
schnell entladen wird.
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Die ASIC 90 enthält Eingangspufferverstärker 97
und 98, deren Eingange jeweils mit den Anschlüssen P17
bzw. P1 der ASIC 90 verbunden sind und deren Ausgänge
jeweils mit den Eingangsanschlüssen SEL0 bzw. SELL der
Logikeinheit 100 verbunden sind. Die Logikeinheit 100
enthält eine Zeitgabeschaltung mit einer
Rückwärtszähldauer, die mit Logikpegeln auswählbar ist, die durch
(nicht gezeigte) entsprechende externe Verbindungen an
den Anschlüssen P17 und P1 eingestellt sind. Dadurch wird
ein zweistelliger binärer Eingangscode bereitgestellt,
der die Auswahl zwischen vier unterschiedlichen Werten
für die Zeitüberwachungsdauer gestattet. Es versteht
sich, daß die Eingangspufferschaltungen 88, 89, 97 und 98
die externen Steuersignale elektrisch von den internen
Logikstromwegen trennen und die externen Logiksignalpegel
in Pegel und Impedanzen umwandeln, die der internen
Logikschaltung der Logikeinheit 100 entsprechen.
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Der Steuerkreis 80 enthält auch einen
Fotowiderstand 99, bei dem es sich um eine Cadmiumsulfidzelle
handeln kann, die zwischen dem Leiter 82 des
Batteriepluspols und dem Anschluß P15 der ASIC 90
angeschlossen ist, wobei letzterer wiederum mit einem
Eingangsanschluß eines Fotoverstärkers 101 der ASIC 90
verbunden ist, dessen anderer Eingang an den
Bezugsspannungspegel angeschlossen ist. Der
Bezugsspannungspegel entspricht einem vorbestimmten
Lichtniveau (z.B. 0,5 Fußkerzen), und wenn der
Fotowiderstand 99 feststellt, daß das Niveau des
Umgebungslichts unter diesen Bezugspegel abgefallen ist,
gibt der Fotoverstärker 101 an den Eingangsanschluß
NLT/DRK der Logikeinheit 100 ein Signal ab, um den
Gebläsemotor 57 abzuschalten, und zwar auf eine unten
noch zu beschreibende Weise. Der Fotoverstärker 101 dient
dazu, den lichtabhängigen Widerstand des Fotowiderstands
99 in ein Logikpegelsignal zur ,Verwendung in der
Motorsteuerschaltung der Logikeinheit 100 umzuwandeln.
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Wenn der interne Zeitgeber der Logikeinheit 100
eine Zeitbegrenzung auslöst, gibt er am WAKEUP- (Weck)
-Anschluß ein Signal ab, das durch einen
Ausgangspufferverstärker 102 an den Anschluß P8 der ACIC 90 angelegt
wird, die wiederum mit der Basis eines Transistors 103
verbunden ist, dessen Emitter mit dem Leiter 82 des
Batteriepluspols verbunden ist und dessen Kollektor mit
dem Anschluß P9 der ASIC 90 verbunden ist. Der Transistor
103 stellt dem Anschluß P9 den Spannungspegel Vc bereit,
wobei der Anschluß P9 nicht nur mit dem Oszillator 91,
sondern auch mit einer Treiberschaltung 104 verbunden
ist, von der ebenfalls Eingange jeweils mit dem
Ausgangssignal Q des Flipflop 87 und mit einem Ausgangsanschluß
ALARM der Logikeinheit 100 verbunden sind. Da der
Spannungspegel Vc als Reaktion auf die Zeitauslösung des
Zeitgebers bereitgestellt wird, ist der Oszillator 91
während des Rückwärtszählens des Zeitgebers untätig.
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Bei Betrieb erzeugt der Oszillator 91, wenn der
Spannungspegel Vc vorliegt, ein Ton-Ausgangssignal, das
durch den Flipflop 87 an den Treiber 104 angelegt wird,
der bei Anwesenheit des Ausgangssignals ALARM von der
Logikeinheit 100 ein bipolares Treibersignal niedriger
Impedanz erzeugt, das an die Anschlüsse P10 und P11 der
ASIC 90 angelegt wird, um einen piezoelektrischen
Tonschwinger 105 zu treiben, der ebenfalls mit den
Anschlüssen P10 und P11 verbunden ist. Die Treiberschaltung 104
dient dazu, die Pegel der internen Impedanz und der
Spannung des Tonalarmsignals vom Oszillator 91 auf einen
Pegel zu transformieren, der ausreicht, den Schwinger 105
direkt zu treiben.
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Der Spannungspegel Vc wird auch an eine
Spannungsverdopplerschaltung 106 angelegt, die ein
Eingangssignal auch von einem Ausgangsanschluß LEDON der
Logikeinheit 100 empfängt. Das Ausgangssignal der
Spannungsverdopplerschaltung
106 wird an den Anschluß P1 der ASIC
90 angelegt, die wiederum durch einen Widerstand 107 mit
der Anode einer LED 108 verbunden ist, die auch mit dem
Leiter 82 des Batteriepluspols verbunden ist. Die Kathode
der LED 108 ist durch einen Widerstand 109 mit dem Leiter
83 des Batterieminuspols und durch einen Kondensator 110
mit dem ASIC-Anschluß P1 verbunden. Bei Betrieb dient die
Spannungsverdopplerschaltung 106 dazu, die LED 108 nach
dem Ende des Rückwärtszählens des Zeitgebers, oder wenn
die Batteriespannung unter einen vorbestimmten Pegel
fällt, periodisch blitzen zu lassen. Somit dient bei
Vorliegen des Spannungspegels Vc, die
Spannungsverdopplerschaltung 106 dem Entladen des Kondensators 110 auf
vorübergehende, periodische Weise, gesteuert von einem
Strobe-Signal vom Anschluß LEDON der Logikeinheit 100.
Jede Entladung des Kondensators 110 führt dazu, daß seine
Spannung in Serie mit der Batteriespannung durch den
Widerstand 107 erscheint und dadurch die LED 108
einschaltet, um einen Lichtimpuls zu erzeugen. Der ASIC-
Anschluß P2 ist nicht angeschlossen.
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Die Logikeinheit 100 weist einen Ausgangsanschluß
MTRON auf, der mit dem Eingang einer
Ventilatortreiberschaltung 111 mit offenem Kollektor verbunden ist, deren
Ausgang mit dem Anschluß P12 der ASIC 90 verbunden ist.
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Der Anschluß P12 ist durch einen Widerstand 112 mit der
Basis eines Transistors 113 verbunden, dessen Kollektor
mit dem Kontakt 75b der Kontaktbaugruppe 70 zum Verbinden
mit dem anderen Anschluß des Gebläsemotors 57 verbunden
ist. Der Emitter des Transistors 113 ist mit dem Leiter
82 des Batteriepluspols und mit dem Emitter eines
Transistors 114 verbunden, dessen Basis und Kollektor
jeweils mit den Anschlüssen P14 bzw. P4 der ASIC 90
verbunden sind. Ein Widerstand 115 ist an den Basis-
Emitter-übergang des Transistors 114 angeschlossen. Das
Signal MTRON von der Logikeinheit 100 wird an die
Treiberschaltung 111, angelegt, die ein Treibersignal
niedriger Impedanz zum Einschalten des Transistors 113
bereitstellt und dadurch den Gebläsemotor 57 durch Anschließen
an die Batteriepole einschaltet.
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Es liegen zwei (nicht gezeigte)
Versorgungsspannungs-Sammelschienen vor, die unterschiedliche
Versorgungsspannungspegel an die Logik- und weitere
Schaltungselemente der ASIC 90 liefern, genauer gesagt, die
Batteriespannung, die an den Anschlüssen P7 und P18
erscheint, und ein Spannungspegel VM, der am Anschluß P4
vorliegt und über einen Leiter 116 an die Sammelschiene
VM angelegt wird. Dieser Spannungspegel wird auch an die
Regelschaltung 86 angelegt, bei der ein Ausgang an den.
Anschluß P14 der ASIC 90 angeschlossen ist. Die
Regelschaltung 86 dient zum Stabilisieren des Spannungspegels
VM über die Lebensdauer der Batterie 67. Im wesentlichen
vergleicht sie den Spannungspegel VM mit der
Batteriespannung, und während die Batteriespannung abnimmt,
verändert die Regelschaltung 86 die Vorspannung am
Transistor 114, um den Spannungspegel VM
aufrechtzuerhalten und dadurch bei der Logikschaltung für einen Betrieb
mit konstanter Stromstärke zu sorgen.
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Bezug nehmend auf Figur 7 wird ein Logikdiagramm
der Elemente der Logikeinheit 100 gezeigt. Die
Logikeinheit 100 enthält einen Zeitgeberabschnitt 120, bei dem es
sich um ein Kaskadennetz aus 26 Flipflop-Teilern, einer
Multiplexschaltung 121 und einem Gate-Array 122 handelt.
Die Logikeinheit 100 enthält auch Multiplexschaltungen
123-126 zusammen mit zugeordneten Gattern und Puffern.
Das Kaskadennetz ist in vier seriell verbundene Ketten
120a, 120b, 120c und 120d unterteilt.
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Die Logikeinheit 100 weist zwei Betriebszustände
auf, genauer gesagt einen Betriebszustand Rückwärtszählen
und einen Betriebszustand Alarm. Der Betriebszustand
Rückwärtszählen wird von dem Rücksetzablauf bei
Einschalten der Stromversorgung eingeleitet. Wenn die
Batterie an den Steuerkreis 80 angeschlossen wird, und
falls es sich um eine gute Batterie handelt, setzt somit
das Ausgangssignal der Rücksetzschaltung 84 alle
Flipflops in der Logikeinheit 100 zurück. Das Taktsignal CLKB
vom Oszillator 94 wird an den Anfang der ersten
Teilerkette 120a des Zeitgeberabschnitts 120 und auch an die
Multiplexschaltung 123 angelegt. Der Zeitgeberabschnitt
120 kann bis zu irgendeinem von vier verschiedenen Werten
für die Rückzähldauer zurückzählen, je nach Auswahl durch
die Logikeingangssignale SEL0 und SEL1, die an die
Multiplexschaltungen 124 und 125 angelegt werden.
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Das Ausgangssignal des siebten Teilers 127 der
ersten Teilerkette 120a wird durch die Multiplexschaltung
123 angelegt, wobei es von dessen Ausgang C1 durch die
Multiplexschaltung 121 an den ersten Teiler der nächsten
Teilerkette 120b weitergegeben wird. Auf ähnliche Weise
wird das Ausgangssignal des letzten Teiler-Flipflops 128
der Teilerkette 120b durch die Multiplexschaltung 123 und
über ihren Ausgang C2 an den ersten Teiler 129 der
Teilerkette 120c weitergegeben. Danach wird das
Ausgangssignal des letzten Teilers 130 in der Teilerkette 120c
durch die Multiplexschaltung 123 und über ihren Ausgang
C3 an den ersten Teiler 131 in der letzten Teilerkette
120d weitergegeben. Die Ausgangssignale Q der letzten
drei Teiler in der Teilerkette 120d werden jeweils an
drei der Eingänge der Multiplexschaltung 125 angelegt,
während die Ausgangssignale -Q des letzten Teilers, des
zweiten bis letzten Teilers und des vierten bis letzten
Teilers in der Kette durch das NOR-Gate 136 an den
vierten Eingangsanschluß der Multiplexschaltung 125
angelegt werden. Es steht die Anzahl von 223, 224, 225 und
2²² + 2²&sup4; + 2²&sup5; Zeitperioden zur Verfügung. Diese
Teilerfolgen entsprechen jeweils 14, 28, 56 bzw. 91 Tagen
bei einem Nenn-Takteingangssignal von 6,93 Hz. Während
des Rückwärtszählens funktioniert der Zeitgeberabschnitt
120 weiter, es sein denn, sein Betriebszustand wird durch
ein Eingangssignal am externen Rücksetzanschluß (EXTRST),
am IC-Prüfanschluß (TESTIC) oder am Anschluß (LOWBAT) zum
Feststellen schwacher Batterien modifiziert.
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Bei der Zeitauslösung des ausgewählten
Zeitintervalls erzeugt die Multiplexschaltung 125 ein
Alarmausgangssignal, wobei dieses Ausgangssignal durch
die NOR-Gates 137 und 138 gepuffert wird, um ein Signal
bereitzustellen, das wiederum durch ein NOR-Gate 139
geführt wird, um das Ausgangssignal WAKEUP (Wecken)
bereitzustellen. Das ausgewählte
Zeitüberwachungsintervall
ist die Lebenserwartung des Vorrats an
luftverbesserndem Wirkstoff und/oder der Batterie in der
Patrone 65. In diesem normalen Betriebszustand
Rückwärtszählen wird das Ausgangssignal MTRON erzeugt,
indem das Eingangssignal NLT/DRK in dem NOR-Gate 140 mit
dem invertierten Eingangssignal LOWBAT und mit dem
Ausgangssignal des Gate 138 verknüpft wird. Somit wird
der Gebläsemotor 57 eingeschaltet sein, falls das Niveau
des Umgebungslichts über 0,5 Fußkerzen und die
Batteriespannung über 1,2 V Gleichstrom liegt und das
Zeitintervall noch nicht abgelaufen ist. Dies ist der
gewöhnliche Betriebszustand für die Schaltung. Das
Treibersignal MTRON wird herausgenommen, falls das Niveau
des Umgebungslichts unter 0,5 Fußkerzen fällt oder falls
die Batteriespannung unter 1,2 V Gleichstrom fällt oder
falls das ausgewählte Zeitintervall abläuft.
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Wenn dieses Intervall abläuft, wird das
Ausgangssignal des Gate 138 in einem NOR-Gate 141 auch mit dem
invertierten Signal LOWBAT verknüpft, um ein Signal TMOUT
bereitzustellen, das in einem NOR-Gate 142 mit
Ausgangssignalen von den letzten vier Teilern der Teilerkette
120a verknüpft wird, wobei das Ausgangssignal des NOR-
Gate 142 durch die NOR-Gates 143 und 145 geführt wird, um
das Signal ALARM zu erzeugen, so daß die Treiberschaltung
104 freigegeben wird. Die Anwesenheit des Signals WAKEUP
schaltet den Transistor 103 ein, so daß er den
Spannungspegel Vc anlegt, um den Treiber 104 anzutreiben (siehe
Figur 6). Das Signal TMOUT wird auch an die
Multiplexschaltung 121 angelegt, um das Oszillatorsignal CLKA an
die Teilerkette 120b weiterzugeben, deren Ausgangssignal
an das Gate-Array 122 angelegt wird, das ebenfalls das
Signal TMOUT empfängt, um ein Strobe-Signal an die
Multiplexschaltung 126 anzulegen, die das Signal LEDON
zum Auslösen der LED 108 durch die Spannungsverdoppler
schaltung 106 erzeugt.
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Das Ausgangssignal des ersten Teilers in der
Teilerkette 120a, das eine Frequenz von ca. 4 Hz
aufweist, wird an die NOR-Gates 144 und 145 angelegt, von
denen jedes auch das Signal NLT/DRK empfängt. Das
Ausgangssignal
des Gate 144 wird auch an die
Multiplexschaltung 126 angelegt, um das Signal LEDON ca. 4mal pro
Sekunde auszulösen, wobei auch das Ausgangssignal eines
Flipflop 146 zum Abschalten des Signals LEDON an die
Multiplexschaltung angelegt wird. Der Flipflop, 146 wird
vom Ausgangssignal des dritten Teilers in der Teilerkette
120a angesteuert, so daß jeder LEDON-Impuls ca. 5 ms
dauert.
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In der IC-Prüfbetriebsart wird die
Multiplexschaltung 123 dazu verwendet, für Prüf zwecke Tonsignale
mit einer vorbestimmten Rate zu erzeugen.
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Im Betrieb, wenn es wünschenswert ist, eine
Patrone 65 in das Ausgabegerät 10 einzubauen, wird die
Abdeckung 40 vom Trägerboden 20 entfernt, und die Patrone
wird in die Abdeckung 40 zwischen den
Batteriekontakten 60 und 62 eingesetzt, wie in Figur 2
gezeigt. Dadurch wird die Batterie 67 an die Anschlüsse
des Gebläsemotors 57 angeschlossen, wie in Figur 6 durch
die Kontaktpositionen mit gestrichelten Linien angedeutet
ist. Falls die Batterie 67 gut ist, fängt die
Gebläsebaugruppe 50 an, zu arbeiten, was als schneller
Test für die Batterie dient. Es versteht sich, daß die
Leiterplatte 81 so in der Kammer 38 des Sockels 30
positioniert ist, daß die LED 108 mit der Öffnung 35 in
der Vorderwand 32 des Sockels fluchtet, die Fotozelle 99
mit der Öffnung 36 in der Vorderwand 32 fluchtet und der
piezoelektrische Schwinger 105 mit der Öffnung 37 in der
Bodenwand 34 fluchtet.
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Die Abdeckung 40 wird dann am Trägerboden 20
montiert, wie in Figuren 2 und 4 gezeigt, wodurch die
Sätze 72a-c und 75a-c der Kontaktbaugruppe 70 miteinander
verbunden werden, um die Verbindung zwischen dem Motor 57
und der Batterie 67 zu unterbrechen und die Leiterplatte
81 zwischen die Batterie 67 und den Motor 57 zu schalten,
wie durch die Kontaktpositionen mit ausgezogenen Linien
in Figur 6 gezeigt ist. Dies unterwirft den Motor 57 der
Steuerung durch den Steuerkreis 80. Unter der Annahme,
daß die Batterie 67 gut ist, führt ihr Anschluß an die
Leiterplatte 81 dazu, daß ein Rücksetzsignal von der
Rücksetzschaltung 84 an den Eingang POR der Logikeinheit
100 abgegeben wird, was den Zeitgeberabschnitt 120 (Figur
7) zurücksetzt, der dann sofort damit beginnt, das an den
Eingang CLKB geführte Oszillatoreingangssignal zu teilen
und die Zeitgeberintervalldauer, die vorzugsweise durch
entsprechende Auswahl der Eingangssignale SEL0 und SEL1
an die Logikeinheit 100 ab Fabrik voreingestellt ist,
rückwärtszuzählen. Falls das Niveau des Umgebungslichts
über 0,5 Fußkerzen liegt, wird das Ausgangssignal MTRON
erzeugt, das auf die oben beschriebene Weise den
Gebläsemotor 57 einschaltet, und das Ausgabegerät 10 beginnt mit
dem Betrieb in seinem normalen Betriebszustand. In dieser
Hinsicht versteht es sich, daß der Gebläseventilator 59
Luft in die Lüftungsöffnungen 43 hineinzieht, durch die
Patrone 65 und über das Medium 66 mit dem verbessernden
Wirkstoff und dann durch die Lüftungsöffnungen 47 hinaus
und in die Umgebungsluft zieht, um den luftverbessernden
Wirkstoff auszugeben. Es versteht sich, daß die
Lüftungsöffnungen 47 mit Hilfe des Gleitstücks 48 eingestellt
werden können.
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Dieser normale Betrieb geht weiter, bis das
Niveau des Umgebungslichts unter 0,5 Fußkerzen abfällt,
was in der Regel nachts oder an Wochenenden, Feiertagen
oder anderen Zeitabschnitten des Nichtgebrauchs auftritt,
wenn entweder Sonnenlicht nicht zur Verfügung steht oder
künstliche Lichter ausgeschaltet worden sind. Da es zu
diesen Zeiten nicht notwendig ist, den luftverbessernden
Wirkstoff auszugeben, gibt der Verstärker 101 ein Signal
in den Eingang NLT/DRK der Logikeinheit 100 ein (Figur
6), das durch das Gate 140 angelegt wird, um das Signal
MTRON zu beenden und den Gebläsemotor 57 stromlos zu
schalten. Dies stoppt die Luftströmung über dem Medium
66, wodurch die Verdunstung des luftverbessernden
Wirkstoffs verlangsamt und sein Vorrat geschont wird. Durch
das Abschalten des Gebläsemotors 57 wird auch die
Batterieleistung geschont und die Lebensdauer der Batterie
67 verlängert. Wenn das Niveau des Umgebungslichts wieder
über 0,5 Fußkerzen hinaus ansteigt, wird der Gebläsemotor
57 wieder eingeschaltet. Aus der Figur 7 versteht es
sich, daß das Signal NLT/DRK, wenn es an die Logikeinheit
100 angelegt wird, auch das Ausgangssignal ALARM erzeugt,
das an den Treiber 104 angelegt wird. Allerdings wird
kein hörbarer Alarm erzeugt, weil die Treiberschaltung
104 nicht unter Strom steht, da der Transistor 103
abgeschaltet ist. Auf ähnliche Weise wird das Signal
LEDON erzeugt, nur hat es keine Wirkung, da der
Spannungsverdoppler 106 nicht unter Strom steht.
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Wenn das ausgewählte Zeitgeberintervall abläuft,
erzeugt die Multiplexschaltung 125 ein Ausgangssignal,
das durch die Gates 137-139 angelegt wird, um das Signal
WAKEUP (Wecken) bereitzustellen, das den Transistor 103
einschaltet, wodurch die Spannung Vc an die ASIC 90
angelegt wird. Diese Spannung schaltet den Oszillator 91
ein und bewirkt so, daß er ein Tonsignal durch den
Flipflop 87 an den Eingangsanschluß CLKA der Logikeinheit
100 und an den Treiber 104 abgibt. Der Spannungspegel Vc
wird auch direkt an den Treiber 104 und an die
Spannungsverdopplerschaltung 106 angelegt, um sie zu
speisen. Auch das Zeitüberwachungsdauersignal TMOUT wird
durch die Gates 142, 143 und 145 angelegt, um das Signal
ALARM zu erzeugen, das an den Treiber 104 angelegt wird
und ihn ansteuert, das Oszillatorsignal vom Flipflop 87
weiterzuleiten, um den piezoelektrischen Treiber 105 in
Schwingung zu bringen, damit er ein hörbares Alarmsignal
erzeugt. Durch ein Ausgangssignal vom ersten Teiler in
der Teilerkette 120a wird das hörbare Alarmsignal
intermittierend, d.h., das piezoelektrische Element 105
wird ca. 4mal pro Sekunde in einem kurzen Impuls
ausgelöst, der alle 16 Sekunden einmal wiederholt wird.
Das 16-Sekunden-Intervall wird durch das Ausgangssignal
vom Teiler 127, das durch das Gate 142 angelegt ist,
gesteuert. Das Ausgangssignal des Gate 144 steuert auch
das Signal LEDON an, und da die
Spannungsverdopplerschaltung 106 nun unter Strom steht, wird die LED 108 von
dem Signal LEDON ausgelöst, um ein sichtbares Alarmsignal
zu erzeugen. Das Ton- und das LED-Signal gehen weiter,
bis in der Batterie 67 nicht mehr genügend Leistung
vorhanden ist, um die Schaltung anzutreiben. Der hörbare
und
der sichtbare Alarm signalisieren den Benutzern, daß
es an der Zeit ist, den Vorrat an luftverbesserndem
Wirkstoff in der Patrone 65 wiederaufzufüllen.
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Wenn die Batteriespannung unter ca. 1,2 Volt
fällt, unabhängig davon, ob der Zeitgeberabschnitt 120
eine Zeitbegrenzung ausgelöst hat oder nicht, entfernt
das Anlegen des invertierten Signals LOWBAT an das Gate
140 das Signal MTRON und schaltet so den Gebläsemotor 57
ab. Dieses invertierte Signal LOWBAT wird auch an die
Gates 139 und 141 angelegt, um das Alarmsignal WAKEUP zu
erzeugen und das Signal TMOUT zu erzeugen, das den
LED-Alarm und den hörbaren Alarm ansteuert, genauso, wie
es oben für den Fall der Zeitauslösung des Zeitgebers
erklärt wurde. Auf diese Weise wird der Benutzer gewarnt,
daß die Batterie ausgetauscht werden muß.
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Da die gleichen Alarmsignale in jeder
Alarmbedingung abgegeben werden, weiß der Benutzer nicht, ob das
Alarmsignal von einer Zeitauslösung des
Zeitgeberabschnitts 120 oder von einem schwachen Batteriezustand
hervorgerufen wird. Dies braucht er aber auch nicht zu
wissen, da vorzugsweise dafür gesorgt ist, daß der Vorrat
an luftverbesserndem Wirkstoff in der Regel die gleiche
Lebenserwartung wie die Batterie aufweist. Wenn somit
eine Alarmbedingung ertönt, tauscht der Benutzer einfach
die ganze Patrone 65 aus und sorgt so für eine frische
Batterie und einen frischen Vorrat an luftverbesserndem
Wirkstoff.
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Es ist ein bedeutender Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung, daß der Steuerkreis 80 derart ausgelegt
ist, daß er sehr wenig Leistung verbraucht. Selbst wenn
die Batteriespannung unter 1,2 Volt gefallen ist, werden
so die Alarmsignale weiterhin ca. vier Tage lang erzeugt,
sofern es sich bei der Batterie 67 um eine standardmäßige
1,5 Volt "D"-Zelle handelt. Außerdem ist der Steuerkreis
80 so ausgelegt, daß, während eine "ausgelaugte" Batterie
zwar noch ausreichend Leistung haben mag, um weiterhin
die Alarmsignale zu bewirken, sie jedoch nicht mehr in
der Lage sein wird, die Zeitgabeschaltung rückzusetzen
und neuzustarten, nachdem ihre Ausgangsspannung unter
1,2 Volt gefallen ist. Vielmehr kann diese Schaltung
solange nicht rückgesetzt werden, bis eine gute Batterie
mit genügend Spannung eingebaut wird.
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Aus dem oben Gesagten ist zu sehen, daß ein
verbessertes Ausgabegerät für Luftverbesserer
bereitgestellt worden ist, das einen einfachen und
wirtschaftlichen Aufbau hat und einen positiven Test des
Batteriezustands bereitstellt, und den Benutzer deutlich auf die
Notwendigkeit aufmerksam macht, entweder die
Gebläsebatterie oder den Vorrat an luftverbesserndem
Wirkstoff auszutauschen.