EP1229564A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Spannungszuführung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Spannungszuführung Download PDF

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EP1229564A2
EP1229564A2 EP01130336A EP01130336A EP1229564A2 EP 1229564 A2 EP1229564 A2 EP 1229564A2 EP 01130336 A EP01130336 A EP 01130336A EP 01130336 A EP01130336 A EP 01130336A EP 1229564 A2 EP1229564 A2 EP 1229564A2
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EP
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voltage
electrical
voltage output
monitoring
load
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EP1229564B1 (de
EP1229564A3 (de
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Peter Dr. Becker
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H43/00—Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operation after the programme is completed

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for controlling an electrical Voltage supply.
  • Electrical timers are known which are used to supply power release for an electrical device for a certain period of time. Such electrical Time switches are also offered, for example, as devices that, on the one hand, in a house outlet can be plugged in and on the other hand a receptacle for a device plug of the electrical device.
  • Known timers include setting means to determine a period of time in which the operating voltage for the electrical Device should be made available.
  • the electrical device is either Operating voltage or no voltage available.
  • the object of the invention is an improved device and an improved method to create an electrical power supply that allow the To temporarily limit the supply of an electrical device with an operating voltage and on the other hand the electrical device at times when the provision the operating voltage is switched off, other voltages, in particular a partial voltage to provide.
  • the main advantage that the invention achieves over the prior art is that at times when the operating voltage supply by means of the load switching device is prevented, a standby voltage at the voltage output is available, which serves to operate the electrical device in a standby state ("stand by") hold.
  • a standby voltage With modern electrical devices, in particular in the consumer area, require components such as programming devices or display devices, a standby voltage, even if the usual operating voltage of 220 or 110 V is not available. By means of the invention it can be ensured that these components can be operated continuously.
  • the time limit for the provision of the operating voltage for the electrical device has the advantage that this limits the useful life of the electronic device can.
  • parents wish that the children only have a certain amount of time during the day use the television or the computer.
  • the predetermined period of time can change composed of unconnected periods, so that the user of the electronic device, such as the TV, can decide how to use the predetermined Duration spread over the day. This leads to conscious handling by the user with the specified period of time, which specifies the total period by the operating voltage is available for the electrical device, whereby interruptions are possible.
  • the load measuring device for determining the electrical measurand is an inductive measuring device.
  • the structural engineering effort and the effort to determine the electrical measured variable can be minimized in an expedient embodiment of the invention in that the load measuring device is designed to carry out a threshold value measurement.
  • the monitoring device with a Load measuring device connected consumption timer device with a counting device comprises, wherein an electronic value of the counter during the predetermined period, in which the load measuring device the presence of the operating voltage at the voltage output by means of electrical signals to the consumption timer device, continuously is increased.
  • Training of the invention can be provided that the monitoring device signal means for generating a switch-off signal to be transmitted to the load switching device, when it is determined by the consumption timer device that the electronic value the target device is equal to a maximum setting value.
  • a development of the invention provides that the monitoring device is connected to a signal generator, so that from the monitoring device to the signal generator an electrical signal can be transmitted if the electrical value of the Target device reaches a predetermined limit.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the monitoring device includes a 24 hour consumption timer device with another target device. As a result, the supply of the operating voltage depending on a daily rhythm be monitored.
  • a control device for controlling the consumption timer device and the 24-hour consumption timer device.
  • a clock device connected to the control device for setting the maximum setting value, with the entered identification code in the control device is so electronically evaluable that the setting of the maximum setting value is only released by means of the push button if the entered identification number corresponds to a predefined identification number.
  • connection means for receiving device connection means of an electrical device electrically is connected, the connecting means being operatively connected to the control device include standing locking mechanism, so that by means of the control device and Load switching device the application of the operating voltage to the voltage output from one Time is prevented at which the locking mechanism is locked. hereby it is ensured that the device for controlling the electrical voltage supply can only be used in conjunction with the electrical device for its use it was discontinued.
  • the locking mechanism becomes inexpensive as a mechanical locking mechanism executed.
  • the invention storage means provided can be any trade electronic storage.
  • a plug device 1 comprises a front part 2 and a Rear part 3.
  • Connector pins 4 are arranged on the rear part 3.
  • On a Front 5 of the front part 2 (see FIG. 1A) is a receptacle 6 for a plug of the operating electrical device provided.
  • the receptacle 6 comprises two sockets 7, 8, into which plug pins of the plug of the electrical device to be operated are inserted become. In this way it is possible to use the plug device 1 via the plug pins 4 recorded electrical voltage, partially or completely via the sockets 7, 8 to be transmitted to the electrical device to be operated.
  • the plug device On the front side 5, the plug device also has a display device 9, setting means 10, 11 and a signal device 12.
  • the plug-in device 1 With the help of the plug-in device 1, it is possible to supply the voltage for that to be operated to control electrical device, the plug of which is arranged in the receptacle 6, in such a way that an operating voltage picked up via the plug pins 4 at the plug sockets 7, 8 only is available for a certain period of time.
  • the specific amount of time can vary divide into several addable individual time periods.
  • the operating voltage corresponds to that available via the house supply network Voltage, for example 220 volts or 110 volts. This is usually the Voltage for operating the electrical connected via the plug sockets 7, 8 Device is necessary. In periods when the supply of operating voltage is on the sockets 7, 8 is prevented, the electrical device via the sockets 7, 8 supplied with a standby voltage. This is a tension that is sufficient to have a standby function in the electrical device maintain. With the help of the standby voltage, for example, display devices of the electrical device, as operated by television sets or stereos are known.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the plug device 1 with those for controlling or regulating the components provided for the voltage supply.
  • Voltage inputs 20, 21 are with voltage outputs 22, 23 connected.
  • the voltage inputs 20, 21 are in the plug device 1 coupled to the connector pins 4, while the voltage outputs 22, 23 with the Sockets 7 and 8 are connected.
  • In an electrical connection 24 between the Voltage input 21 and voltage output 22 are a load circuit 25 and a Measuring device 26 coupled.
  • the load circuit 25 can be implemented by means of relays or thyristors.
  • an electrical measured variable can be determined, which for the Electrical voltage present at the voltage outputs 22, 23, namely the operating or the standby voltage is characteristic, so that with the help of the measured electrical Measured variable can be determined which of the two voltages at the voltage outputs 22, 23 is present.
  • the electrical measured variable can preferably be by means of a inductive measuring method can be determined.
  • the measuring device 26 can be designed that a threshold value measurement is carried out such that when the threshold value is exceeded it is assumed that in this case the operating voltage at the voltage outputs 22, 23 is present. If the electrical measurand is below the threshold, it is assumed that the standby voltage is present at the voltage outputs 22, 23.
  • a switching power supply 27 provides the plug device 1 for operating the individual components necessary power supply available.
  • the switching power supply 27 can it is a transformer or a suitable circuit for power supply.
  • a switching voltage power supply 27 usually provides a DC voltage of 12 volts posed.
  • the time period is determined during which the Voltage outputs 22, 23 the operating voltage is present.
  • the consumption timer 28 at prescribed time intervals, for example at minute intervals, decremented. Decrementing is only carried out if the in the Measuring device 26 measured, electrical measured variable the instantaneous application of the operating voltage signaled at the voltage outputs 22, 23.
  • the time period during which the operating voltage at the voltage outputs 22, 23 for May be available is determined with the help of a control device 29, which is the consumption timer 28 includes.
  • a control device 29 which is the consumption timer 28 includes.
  • the consumption timer 28 determines that only one determined remaining time from the predetermined time period in which the operating voltage to the Voltage outputs 22, 23 may be present, is generated by the consumption timer 28 a signal which is transmitted to a signal generator 30.
  • the signal generator 30 generates a sound and / or light signal in response to the received signal User of the connector 1 indicates that the operating voltage is only during one Remaining time will be applied to the voltage output 22, 23.
  • the load circuit 25 is switched in order to forward the To prevent operating voltage. In this case, the load circuit 25 responds to a signal from the consumption timer 28. After switching the load circuit 25 is to the Voltage outputs 22, 23 provide the standby voltage as long as the voltage inputs 20, 21 are connected to the voltage source.
  • the setting of the predetermined time period in which the operating voltage at the voltage outputs 22, 23 is available, can be adjusted using the setting means 10, 11 (cf. Figure 1A) are executed.
  • the setting means 10, 11 are from the control device 29 (see FIG. 2).
  • the predetermined period of time set by the user becomes the display device 9 and can be extended using the setting means 10, 11 or be shortened.
  • the predetermined, predetermined period of time is then stored in an electronic Memory stored, which is preferably included in the control device 29.
  • the control device 29 is designed so that use of the setting means 11, 10 for Setting the predetermined period of time is only possible when the user of Plug device 1 has previously been entered a PIN code, whose agreement with a predetermined PIN code was checked with the help of the control device 29. To this This prevents unauthorized persons who do not know the PIN code from Can change settings of the connector 1 for controlling the voltage supply.
  • the operating voltage is provided at the voltage outputs 22, 23 is only possible as long as the plug of the electrical to be operated Device is arranged in the receptacle 6 (see FIG. 1A).
  • the plug of the electrical For this purpose, the device is locked in the receptacle 6, for example with the aid of a mechanical locking mechanism (not shown).
  • the locking mechanism is in operative connection with the control device 29, so that the load circuit 25 when Releasing the locking mechanism is switched so that the supply of the operating voltage is prevented at the voltage outputs 22, 23.
  • FIG. 2 there is also a 24-hour timer 31 with the control device 29 and connected to the consumption timer 28.
  • the 24-hour timer 31 is decremented every minute.
  • the load circuit 25 can be operated, for example, so that the with the help of the control device 29 predetermined period of time for applying the operating voltage at the voltage outputs 22, 23 only for a period of 24 hours is possible. Should the predetermined period of time by means of the consumption timer in this period 28 are not fully registered, the remaining one expires Remaining time and is no longer available to the user of the plug device 1.
  • the consumption timer 28, the 24-hour timer 31 and the control device 29 can be included by a monitoring device 32. This is shown in FIG dashed line indicated.
  • the connector 1 is initially in a locked State (cf. step 40) in which there is no voltage at the voltage outputs 22, 23 is applied.
  • a PIN code (Step 41), which is checked using the control device 29, can be done using the setting means 10, 11 (cf. FIG. 1A)
  • the predetermined time period is set (step 42), in which the operating voltage may be applied to the voltage outputs 22, 23. in this connection is a total time that is divided into several accumulable periods can divide.
  • the electrical measured variable is determined, which indicates whether on the voltage outputs 22, 23 are the operating voltage or the standby voltage (see step 43 in Figure 3). If the operating voltage at the voltage outputs 22, 23 is present, an electronic count of the consumption timer 28 is increased. Furthermore it is constantly checked whether the 24-hour timer 31 has expired (step 44). If the Consumption timer 28 reaches a limit value, a signal is generated and sent to the signal generator 30 transmitted (step 45) so that it emits a warning tone and / or a warning signal (Step 46).
  • Step 47 the operating voltage is applied from this point in time prevented at the voltage outputs 22, 23 by switching the load circuit 25 (Step 48).

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Measurement Of Predetermined Time Intervals (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Sapnnungszuführung beim Betreiben eines elektrischen Geräts. Die Vorrichtung umfaßt einen Spannungseingang und einen hiermit verbundenen Spannungsausgang. Mit Hilfe einer Lastmeßeinrichtung wird eine elektrische Meßgröße ermittelt, die für eine an dem Spannungsausgang anliegende, elektrische Spannung charakteristisch ist. Mittels einer Lastschalteinrichtung wird die elektrische Verbindung zwischen dem Spannungseingang und dem Spannungsausgang derart geschaltet, daß an dem Spannungsausgang eine Bereitschaftsspannung oder eine Betriebsspannung anliegen. In Abhängigkeit von der ermittelten, elektrischen Meßgröße, wird die Lastschalteinrichtung so gesteuert, daß das Anlegen der Betriebsspannung an dem Spannungsausgang auf eine vorgegebene Zeitdauer begrenzt ist und zu Zeitpunkten, die nicht von der vorgegebenen Zeitdauer umfaßt sind, die Bereitschaftsspannung an dem Spannungsausgang anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Spannungszuführung.
Es sind elektrische Zeitschaltuhren bekannt, die dazu benutzt werden, die Spannungsversorgung für ein elektrisches Gerät für eine bestimmte Zeitdauer freizugeben. Solche elektrischen Zeitschaltuhren werden beispielsweise als Vorrichtungen auch angeboten, die einerseits in eine Hausanschlußsteckdose einsteckbar sind und andererseits eine Aufnahme für einen Gerätestecker des elektrischen Geräts umfassen. Bekannte Zeitschaltuhren umfassen Einstellmittel zum Festlegen einer Zeitdauer, in welcher die Betriebsspannung für das elektrische Gerät zur Verfügung gestellt werden soll. Hierbei steht dem elektrischen Gerät entweder die Betriebsspannung oder keinerlei Spannung zur Verfügung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Steuern einer elektrischen Spannungszuführung zu schaffen, die es ermöglichen, die Versorgung eines elektrischen Geräts mit einer Betriebsspannung einerseits zeitlich zu begrenzen und andererseits dem elektrischen Gerät zu Zeitpunkten, in denen die Bereitstellung der Betriebsspannung abgeschaltet ist, andere Spannungen, insbesondere eine Teilspannung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst.
Der wesentlichen Vorteil, welcher mit der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erreicht ist, besteht darin, daß zu Zeitpunkten, in denen die Betriebsspannungsversorgung mittels der Lastschalteinrichtung verhindert ist, eine Bereitschaftsspannung am Spannungsausgang zur Verfügung steht, die dazu dient, das zu betreibende elektrische Gerät in einem Bereitschaftszustand ("stand by") zu halten. Bei modernen elektrischen Geräten, insbesondere im Konsumentenbereich, benötigen Bauteile, wie Programmiereinrichtungen oder Anzeigeeinrichtungen, eine Bereitschaftsspannung, auch wenn die übliche Betriebsspannung von 220 bzw. 110 V nicht zur Verfügung steht. Mittels der Erfindung kann gewährleistet werden, daß diese Bauteile ununterbrochen betrieben werden können.
Die zeitliche Begrenzung der Bereitstellung der Betriebsspannung für das elektrische Gerät hat den Vorteil, daß hierdurch die Nutzungsdauer des elektronischen Geräts begrenzt werden kann. So wünschen Eltern beispielsweise, daß die Kinder am Tage nur eine bestimmte Zeitdauer den Fernseher oder den Computer nutzen. Hierbei kann die vorgegebene Zeitdauer sich aus nicht miteinander verbundenen Zeitabschnitten zusammensetzen, so daß der Nutzer des elektronischen Geräts, beispielsweise des Fernsehers, entscheiden kann, wie er die vorgegebene Zeitdauer über den Tag verteilt. Dieses führt beim Benutzer zu einem bewußten Umgang mit der vorgegebenen Zeitdauer, die den Gesamtzeitraum vorgibt, indem die Betriebsspannung für das elektrische Gerät zur Verfügung steht, wobei Unterbrechungen möglich sind.
Eine exakte und zuverlässige Ermittlung der elektrischen Meßgröße ist bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Lastmeßeinrichtung zum Ermitteln der elektrischen Meßgröße eine induktive Meßeinrichtung ist.
Der bautechnische Aufwand sowie der Aufwand zum Ermitteln der elektrischen Meßgröße können bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dadurch minimiert werden, daß die Lastmeßeinrichtung ausgebildet ist, um eine Schwellwertmessung auszuführen.
Um mit Hilfe der Überwachungseinrichtung den Zeitraum zuverlässig erfassen zu können, in welchem die Betriebsspannung an dem Spannungsausgang anliegt, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Überwachungseinrichtung eine mit der Lastmeßeinrichtung verbundene Verbrauchszeitgebereinrichtung mit einer Zähleinrichtung umfaßt, wobei ein elektronischer Wert der Zähleinrichtung während der vorgegebenen Zeitdauer, in welcher die Lastmeßeinrichtung das Anliegen der Betriebsspannung am Spannungsausgang mittels elektrischer Signale an die Verbrauchszeitgebereinrichtung anzeigt, fortlaufend erhöht wird.
Um die Bereitstellung der Betriebsspannung am Spannungsausgang nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer mit Hilfe einfacher Mittel zu gewährleisten, kann bei einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Überwachungseinrichtung Signalmittel zum Erzeugen eines an die Lastschalteinrichtung zu übertragenden Abschaltsignals umfaßt, wenn mittels der Verbrauchszeitgebereinrichtung festgestellt wird, daß der elektronische Wert der Zieleinrichtung gleich einem maximalen Einstellwert ist.
Um den Benutzer der Vorrichtung über den baldigen Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer zu informieren, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Überwachungseinrichtung mit einem Signalgeber verbunden ist, so daß von der Überwachungseinrichtung an den Signalgeber ein elektrisches Signal übermittelt werden kann, wenn der elektrische Wert der Zieleinrichtung einen vorgegebenen Grenzwert erreicht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Überwachungseinrichtung eine 24-Stunden-Verbrauchszeitgebereinrichtung mit einer weiteren Zieleinrichtung umfaßt. Hierdurch kann die Bereitstellung der Betriebsspannung in Abhängigkeit von einem Tagesrhythmus überwacht werden.
Um eine effiziente und funktionsgerechte Nutzung der Zeitgebereinrichtung zu gewährleisten, kann eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung eine Steuereinrichtung zum Steuern der Verbrauchszeitgebereinrichtung und der 24-Stunden-Verbrauchszeitgebereinrichtung vorsehen.
Um die Eingabe eines Ziffern-/Buchstabencodes zu ermöglichen, sieht eine Fortbildung der Erfindung Eingabemittel zum Eingeben einer Identifizierungskennziffer vor, wobei die Eingabemittel mit der Steuereinrichtung verbunden sind.
Zum Verhindern eines Mißbrauchs der Vorrichtung sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung eine mit der Steuereinrichtung verbundene Takteinrichtung zum Einstellen des maximalen Einstellwerts vor, wobei die eingegebene Identifizierungskennziffer in der Steuereinrichtung derart elektronisch auswertbar ist, daß das Einstellen des maximalen Einstellwerts mittels der Tasteinrichtung nur freigegeben wird, wenn die eingegebene Identifizierungskennziffer einer vorgegebenen Identifizierungskennziffer entspricht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Spannungsausgang mit Anschlußmitteln zur Aufnahme von Geräteanschlußmitteln eines elektrischen Geräts elektrisch verbunden ist, wobei die Anschlußmittel einen mit der Steuereinrichtung in Wirkverbindung stehenden Verriegelungsmechanismus umfassen, so daß mittels der Steuereinrichtung und der Lastschalteinrichtung das Anlegen der Betriebsspannung an den Spannungsausgang ab einem Zeitpunkt verhindert ist, zu welchem der Verriegelungsmechanismus verriegelt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Vorrichtung zum Steuern der elektrischen Spannungszuführung nur in Verbindung mit dem elektrischen Gerät genutzt werden kann, für dessen Nutzung es eingestellt wurde.
Der Verriegelungsmechanismus wird kostengünstig als ein mechanischer Verriegelungsmechanismus ausgeführt.
Zum elektronischen Speichern des maximalen Einstellwerts sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung Speichermittel vorgesehen. Hierbei kann es sich um einen beliebigen elektronischen Speicher handeln.
Die Verfahrensansprüche weisen die in Verbindung mit den zugehörigen Vorrichtungsansprüchen beschriebenen Vorteile entsprechend aus.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figuren 1A u. 1B
eine Vorrichtung zum Steuern einer Spannungszuführung in Vorderbzw. Seitenansicht, wobei die Vorrichtung als Aufsteckteil für eine Steckdose ausgebildet ist;
Figur 2
ein schematisches Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung nach den Figuren 1A und 1B; und
Figur 3
ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Steuern der Spannungszuführung eines elektrischen Geräts.
Gemäß den Figuren 1A und 1B umfaßt eine Steckvorrichtung 1 ein Vorderteil 2 sowie ein Hinterteil 3. An dem Hinterteil 3 sind Steckerstifte 4 angeordnet. Um die Steckvorrichtung 1 zum Regeln einer Spannungszuführung für ein elektrisches Gerät nutzen zu können, werden die Steckerstifte 4 in Aufnahmen einer Steckdose (nicht dargestellt) eingeführt. Auf einer Vorderseite 5 des Vorderteils 2 (vgl. Figur 1A) ist eine Aufnahme 6 für einen Stecker des zu betreibenden elektrischen Geräts vorgesehen. Die Aufnahme 6 umfaßt zwei Steckbuchsen 7, 8, in welche Steckerstifte des Steckers des zu betreibenden, elektrischen Geräts eingeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die von der Steckvorrichtung 1 über die Steckerstifte 4 aufgenommene elektrische Spannung, teilweise oder vollständig über die Steckbuchsen 7, 8 an das zu betreibende elektrische Gerät zu übertragen.
Auf der Vorderseite 5 weist de Steckvorrichtung weiterhin eine Anzeigeeinrichtung 9, Einstellmittel 10, 11 sowie eine Signaleinrichtung 12 auf.
Mit Hilfe der Steckvorrichtung 1 ist es möglich, die Spannungszuführung für das zu betreibende elektrische Gerät, dessen Stecker in der Aufnahme 6 angeordnet ist, so zu regeln, daß eine über die Steckerstifte 4 aufgenommene Betriebsspannung an den Steckerbuchsen 7, 8 nur für eine bestimmte Zeitdauer zur Verfügung steht. Die bestimmte Zeitdauer kann sich hierbei in mehrere addierbare Einzelzeitabschnitte unterteilen.
Wenn die Steckvorrichtung 1 in einer Steckdose einer Hausversorgungsleitung eingeführt ist, entspricht die Betriebsspannung der über das Hausversorgungsnetz zur Verfügung stehenden Spannung, beispielsweise 220 Volt oder 110 Volt. Hierbei handelt es sich in der Regel um die Spannung, die zum Betreiben des über die Steckerbuchsen 7, 8 angeschlossenen elektrischen Geräts notwendig ist. In Zeitabschnitten, in denen die Bereitstellung der Betriebsspannung an den Steckerbuchsen 7, 8 unterbunden ist, wird das elektrische Gerät über die Steckerbuchsen 7, 8 mit einer Bereitschaftsspannung versorgt. Hierbei handelt es sich um eine Spannung, die ausreichend ist, um eine Bereitschaftsfunktion ("stand by"-Betrieb) in dem elektrischen Gerät aufrecht zu erhalten. Mit Hilfe der Bereitschaftsspannung können beispielsweise Anzeigeeinrichtungen des elektrischen Geräts betrieben werden, wie sie von Fernsehgeräten oder Stereoanlagen bekannt sind.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild der Steckvorrichtung 1 mit den zum Steuern bzw. Regeln der Spannungszuführung vorgesehenen Bauteilen. Spannungseingänge 20, 21 sind mit Spannungsausgängen 22, 23 verbunden. Die Spannungseingänge 20, 21 sind in der Steckvorrichtung 1 an die Steckerstifte 4 gekoppelt, während die Spannungsausgänge 22, 23 mit den Steckbuchsen 7 bzw. 8 verbunden sind. In eine elektrische Verbindung 24 zwischen dem Spannungseingang 21 und dem Spannungsausgang 22 sind eine Lastschaltung 25 sowie eine Meßeinrichtung 26 gekoppelt. Mit Hilfe der Lastschaltung 25 wird die an den Spannungsausgängen 22, 23 anliegende elektrische Spannung so geschaltet, daß entweder die Betriebsspannung oder die Bereitschaftsspannung anliegen, wenn die Spannungseingänge 20, 21 mit einer Spannungsquelle verbunden sind, die die Betriebsspannung zur Verfügung stellt. Die Lastschaltung 25 kann mittels Relais oder Thyristoren implementiert werden.
Mit Hilfe der Meßeinrichtung 26 kann eine elektrische Meßgröße ermittelt werden, die für die an den Spannungsausgängen 22, 23 anliegende elektrische Spannung, nämlich die Betriebsoder die Bereitschaftsspannung, charakteristisch ist, so daß mit Hilfe der gemessenen elektrischen Meßgröße festgestellt werden kann, welche der beiden Spannungen an den Spannungsausgängen 22, 23 anliegt. Hierbei kann die elektrische Meßgröße vorzugsweise mittels eines induktiven Meßverfahrens ermittelt werden. Die Meßeinrichtung 26 kann so ausgebildet sein, daß eine Schwellwertmessung derart ausgeführt wird, daß beim Überschreiten des Schwellwerts davon ausgegangen wird, daß in diesem Fall die Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 anliegt. Wenn die elektrische Meßgröße unterhalb des Schwellwerts liegt, wird angenommen, daß die Bereitschaftsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 anliegt.
Ein Schaltnetzteil 27 stellt die in der Steckvorrichtung 1 zum Betreiben der einzelnen Bauelemente notwendige Spannungsversorgung zur Verfügung. Bei dem Schaltnetzteil 27 kann es sich um einen Transformator oder eine geeignete Schaltung zur Stromversorgung handeln. Üblicherweise wird mittels des Schaltnetzteils 27 eine Gleichspannung von 12 Volt zur Verfügung gestellt.
Mit Hilfe eines Verbrauchszeitgebers 28 wird die Zeitdauer ermittelt, während der an den Spannungsausgängen 22, 23 die Betriebsspannung anliegt. Zu diesem Zweck wird der Verbrauchszeitgeber 28 in vorgeschriebenen zeitlichen Abständen, beispielsweise in Minutenabstände, dekrementiert. Das Dekrementieren wird stets nur dann ausgeführt, wenn die in der Meßeinrichtung 26 gemessene, elektrische Meßgröße das momentane Anliegen der Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 signalisiert.
Die Zeitdauer, während der die Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 zur Verfügung stehen darf, wird mit Hilfe eine Steuereinrichtung 29 festgelegt, welche den Verbrauchszeitgebers 28 umfaßt. Wenn der Verbrauchszeitgeber 28 feststellt, daß nur noch eine bestimmte Restzeit von der vorbestimmten Zeitdauer, in welcher die Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 anliegen darf, zur Verfügung steht, erzeugt der Verbrauchszeitgeber 28 ein Signal, welches an einen Signalgeber 30 übermittelt wird. Der Signalgeber 30 erzeugt als Reaktion auf das empfangene Signal ein Ton- und/oder Lichtsignal, welches dem Benutzer der Steckvorrichtung 1 anzeigt, daß die Betriebsspannung nur noch während einer Restzeitdauer an dem Spannungsausgang 22, 23 anliegen wird. Wenn mit Hilfe des Verbrauchszeitgebers 28 festgestellt wird, daß die mittels der Steuereinrichtung 29 festgelegte vorbestimmte Zeitdauer für die Bereitstellung der Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 abgelaufen ist, wird die Lastschaltung 25 geschaltet, um ein Weiterleiten der Betriebsspannung zu verhindern. Die Lastschaltung 25 reagiert in diesem Fall auf ein Signal von dem Verbrauchszeitgeber 28. Nach dem Schalten der Lastschaltung 25 steht an den Spannungsausgängen 22, 23 die Bereitschaftsspannung solange zur Verfügung, wie die Spannungseingänge 20, 21 mit der Spannungsquelle verbunden sind.
Das Einstellen der vorbestimmten Zeitdauer, in welcher die Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 zur Verfügung steht, kann mit Hilfe der Einstellmittel 10, 11 (vgl. Figur 1A) ausgeführt werden. Die Einstellmittel 10, 11 sind von der Steuereinrichtung 29 (vgl. Figur 2) umfaßt. Die von dem Benutzer eingestellte, vorbestimmte Zeitdauer wird auf der Anzeigeeinrichtung 9 dargestellt und kann mit Hilfe der Einstellmittel 10, 11 verlängert oder verkürzt werden. Die festgelegte, vorbestimmte Zeitdauer wird dann in einem elektronischen Speicher gespeichert, der vorzugsweise von der Steuereinrichtung 29 umfaßt ist.
Die Steuereinrichtung 29 ist so ausgebildet, daß eine Benutzung der Einstellmittel 11, 10 zum Festlegen der vorbestimmten Zeitdauer erst dann möglich ist, wenn von dem Benutzer der Steckvorrichtung 1 vorher ein PIN-Code eingegeben wurde, dessen Übereinstimmung mit einem vorgegebenen PIN-Code mit Hilfe der Steuereinrichtung 29 überprüft wurde. Auf diese Weise wird verhindert, daß unberechtigte Personen, denen der PIN-Code nicht bekannt ist, Einstellungen der Steckvorrichtung 1 zum Steuern der Spannungszuführung verändern können.
Darüber hinaus ist vorgesehen, daß eine Bereitstellung der Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 nur solange möglich ist, wie der Stecker des zu betreibenden elektrischen Geräts in der Aufnahme 6 (vgl. Figur 1A) angeordnet ist. Der Stecker des elektrischen Geräts wird zu diesem Zweck in der Aufnahme 6 verriegelt, beispielsweise mit Hilfe eines mechanischen Verriegelungsmechanismus (nicht dargestellt). Der Verriegelungsmechanismus steht mit der Steuereinrichtung 29 in einer Wirkverbindung, so daß die Lastschaltung 25 beim Lösen des Verriegelungsmechanismus so geschaltet wird, daß die Bereitstellung der Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 unterbunden ist.
Gemäß Figur 2 ist weiterhin ein 24-Stunden-Zeitgeber 31 mit der Steuereinrichtung 29 und dem Verbrauchszeitgeber 28 verbunden. Der 24-Stunden-Zeitgeber 31 wird jede Minute dekrementiert. Auf diese Weise ist die Lastschaltung 25 beispielsweise so betreibbar, daß die mit Hilfe der Steuereinrichtung 29 vorbestimmte Zeitdauer für das Anlegen der Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 nur während eines Zeitabschnitts von 24 Stunden möglich ist. Sollte in diesem Zeitabschnitt die vorbestimmte Zeitdauer mittels des Verbrauchszeitgebers 28 nicht vollständig registriert werden, so verfällt die noch verbleibende Restzeit und steht dem Benutzer der Steckvorrichtung 1 nicht länger zur Verfügung.
Der Verbrauchszeitgeber 28, der 24-Stunden-Zeitgeber 31 und die Steuereinrichtung 29 können von einer Überwachungseinrichtung 32 umfaßt sein. Dieses ist in Figur 2 mittels einer gestrichelten Linie angedeutet.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Figur 3 ein Verfahren zum Betrieb der Steckvorrichtung 1 beschrieben. Die Steckvorrichtung 1 befindet sich zunächst in einem verriegelten Zustand (vgl. Schritt 40), in welchem an den Spannungsausgängen 22, 23 keine Spannung anliegt. Nachdem der Benutzer der Steckvorrichtung 1 einen PIN-Code eingegeben hat (Schritt 41), der mit Hilfe der Steuereinrichtung 29 überprüft wird, kann mit Hilfe der Einstellmittel 10, 11 (vgl. Figur 1A) die vorbestimmte Zeitdauer eingestellt werden (Schritt 42), in welcher an den Spannungsausgängen 22, 23 die Betriebsspannung anliegen darf. Hierbei handelt es sich um eine Gesamtzeitdauer, die sich in mehrere akkumulierbare Zeitabschnitte unterteilen kann.
Mit Hilfe der Meßeinrichtung 26 wird die elektrische Meßgröße ermittelt, die anzeigt, ob an den Spannungsausgängen 22, 23 die Betriebsspannung oder die Bereitschaftsspannung anliegt (vgl. Schritt 43 in Figur 3). Wenn die Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 anliegt, wird ein elektronischer Zählstand des Verbrauchszeitgebers 28 erhöht. Des weiteren wird ständig geprüft, ob der 24-Stunden-Zeitgeber 31 abgelaufen ist (Schritt 44). Wenn der Verbrauchszeitgeber 28 einen Grenzwert erreicht, wird ein Signal erzeugt und an den Signalgeber 30 übermittelt (Schritt 45), so daß dieser einen Warnton und/oder ein Warnsignal abgibt (Schritt 46).
Wenn mit Hilfe des Verbrauchszeitgebers 28 festgestellt wird, daß die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist (Schritt 47), wird ab diesem Zeitpunkt das Anliegen der Betriebsspannung an den Spannungsausgängen 22, 23 mit Hilfe des Schaltens der Lastschaltung 25 verhindert (Schritt 48).
Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Steuern einer elektrischen Spannungszuführung mit:
    einem Spannungseingang, der mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbar ist;
    einem Spannungsausgang, der über eine elektrische Verbindung mit dem Spannungseingang verbunden ist und mit einem elektrischen Gerät verbindbar ist;
    einer Lastmeßeinrichtung zum Ermitteln einer elektrischen Meßgröße, welche für eine am Spannungsausgang anliegende, elektrische Spannung charakteristisch ist;
    einer Lastschalteinrichtung zum Schalten der elektrischen Verbindung zwischen dem Spannungseingang und dem Spannungsausgang, derart, daß nach dem Verbinden des Spannungseingangs mit einer Spannungsquelle an dem Spannungsausgang eine Bereitschaftsspannung oder eine Betriebsspannung anliegen; und
    einer mit der Lastmeßeinrichtung und der Lastschalteinrichtung verbundenen Überwachungseinrichtung zum elektronischen Verarbeiten der mit Hilfe der Lastmeßeinrichtung ermittelten, elektrischen Meßgröße, derart, daß die Lastschalteinrichtung mittels der Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf der ermittelten, elektrischen Meßgröße so betrieben werden kann, daß das Anliegen der Betriebsspannung an dem Spannungsausgang auf eine vorgegebene Zeitdauer begrenzt ist und zu Zeitpunkten, die nicht von der vorgegebenen Zeitdauer umfaßt sind, die Bereitschaftsspannung an dem Spannungsausgang anliegt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastmeßeinrichtung zum Ermitteln der elektrischen Meßgröße eine induktive Meßeinrichtung ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastmeßeinrichtung ausgebildet ist, um eine Schwellwertmessung auszuführen.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung eine mit der Lastmeßeinrichtung verbundene Verbrauchszeitgebereinrichtung mit einer Zähleinrichtung umfaßt, wobei ein elektronischer Wert der Zähleinrichtung während der vorgegebenen Zeitdauer, in welcher die Lastmeßeinrichtung das Anliegen der Betriebsspannung am Spannungsausgang mittels elektrischer Signale an die Verbrauchszeitgebereinrichtung anzeigt, fortlaufend erhöht wird.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung Signalmittel zum Erzeugen eines an die Lastschalteinrichtung zu übertragenden Abschaltsignals umfaßt, wenn mittels der Verbrauchszeitgebereinrichtung festgestellt wird, daß der elektronische Wert der Zähleinrichtung gleich einem maximalen Einstellwert ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung mit einem Signalgeber verbunden ist, so daß von der Überwachungseinrichtung an den Signalgeber ein elektrisches Signal übermittelt werden kann, wenn der elektrische Wert der Zähleinrichtung einen vorgegebenen Grenzwert erreicht.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung eine 24-Stunden-Verbrauchszeitgebereinrichtung mit einer weiteren Zähleinrichtung umfaßt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Steuern der Verbrauchszeitgebereinrichtung und der 24-Stunden-Verbrauchszeitgebereinrichtung.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Eingabemittel zum Eingeben einer Identifizierungskennziffer, wobei die Eingabemittel mit der Steuereinrichtung verbunden sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine mit der Steuereinrichtung verbundene Tasteinrichtung zum Einstellen des maximalen Einstellwert, wobei die eingegebene Identifizierungskennziffer in der Steuereinrichtung derart elektronisch auswertbar ist, daß das Einstellen des maximalen Einstellwerts mittels der Tasteinrichtung nur freigegeben wird, wenn die eingegebene Identifizierungskennziffer einer vorgegebenen Identifizierungskennziffer entspricht.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsausgang mit Anschlußmitteln zur Aufnahme von Geräteanschlußmitteln eines elektrischen Geräts elektrisch verbunden ist, wobei die Anschlußmittel einen mit der Steuereinrichtung in Wirkverbindung stehenden Verriegelungsmechanismus umfassen, so daß mittels der Steuereinrichtung und der Lastschalteinrichtung das Anliegen der Betriebsspannung an dem Spannungsausgang ab einem Zeitpunkt verhindert ist, zu welchem der Verriegelungsmechanismus entriegelt wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus ein mechanischer Verriegelungsmechanismus ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, gekennzeichnet durch Speichermittel zum elektronischen Speichern des maximalen Einstellwerts.
  14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichn e t, daß die Vorrichtung als ein Aufsteckteil für eine Steckdose einer Hausversorgung ausgeführt ist.
  15. Verfahren zum Steuern einer Spannungszuführung, das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfassend:
    Schalten einer elektrischen Verbindung zwischen einem Spannungseingang und einem Spannungsausgang mit Hilfe einer Lastschalteinrichtung, so daß an dem Spannungsausgang eine Bereitschaftsspannung oder eine Betriebsspannung anliegen, wenn der Spannungseingang mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden ist;
    Überwachen der elektrischen Verbindung zwischen einem Spannungseingang und einem Spannungsausgang mit Hilfe einer Lastmeßeinrichtung, um eine elektrische Meßgröße zu ermitteln, die für eine an dem Spannungsausgang anliegende Spannung charakteristisch ist; und
    Steuern der Lastschalteinrichtung mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf der ermittelten, elektrischen Meßgröße, derart, daß das Anliegen der Betriebsspannung an dem Spannungsausgang auf eine vorgegebene Zeitdauer begrenzt wird und zu Zeitpunkten, die nicht von der vorgegebenen Zeitdauer umfaßt sind, die Bereitschaftsspannung an dem Spannungsausgang angelegt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festlegen der vorgegebenen Zeitdauer ein mit Hilfe von Eingabemitteln eingegebener, maximaler Einstellwert elektronisch erfaßt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem festgelegten Zeitpunkt vor dem Erreichen der vorgegebenen Zeitdauer eines elektrisches Signal von den Überwachungsmitteln an einen Signalgeber übermittelt wird und der Signalgeber als Reaktion auf das elektrische Signal ein optisches und/oder ein akustisches Signal erzeugt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Wert einer Zähleinrichtung während der vorgegebenen Zeitdauer fortlaufend erhöht wird, wobei die Zähleinrichtung von einer mit der Lastmeßeinrichtung verbundenen Verbrauchszeitgebereinrichtung der Überwachungseinrichtung umfaßt ist.
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