DE2842109A1

DE2842109A1 - Pushbutton operated time switch with relay - has PTC resistor and bimetal contact in series with each other and in thermal contact

Info

Publication number: DE2842109A1
Application number: DE19782842109
Authority: DE
Inventors: Leopold Dr Phil Hanke
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1978-09-27
Filing date: 1978-09-27
Publication date: 1980-04-10

Abstract

The switch has a relay with a holding contact in parallel with the push-button, and a delay element and a terminal for the load. The push-button (T), the relay (R) winding and a ceramic PTC resistor (K) are in series in a first circuit between the supply voltage terminals (A, C). A bimetal contact (B) controlled by heat flow, and the terminal for the load (1, 2; L) are in series in a second circuit parallel with the first. A further relay contact (r2) is in parallel with the bimetal contact (B). The PTC resistor (K) body and the bimetal strip (B) are in thermal contact with each other.

Description

Tastenbetätigter Zeitschalter.Button operated timer.

Die Erfindung bezieht sich auf einen tastenbetätigten Zeitschalter, wie er im Oberbegriff des Patentansprunhes angegeben ist.The invention relates to a button-operated time switch, as indicated in the preamble of the patent claim.

Schaltungen für tastenbetätigte Zeitschalter sind seit langer Zeit bekannt und werden z.B. für Treppeclicht-Anlagen, Ventilatoren für Kurzzeitbelüftung und dergl. verwendet. Bekannte Zeitschalter arbeiten z.B. mit Aufzugmechanismen, bei denen nach Betätigung der Taste für die Dauer der Einschaltzeit ein Uhrwerk abläuft.Circuits for button operated time switches have been around for a long time known and are used e.g. for staircase lighting systems, fans for short-term ventilation and the like. Used. Well-known time switches work e.g. with elevator mechanisms, in which, after pressing the button, a clockwork is activated for the duration of the switch-on time expires.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mit einem Relais arbeitende Zeitschalter-Schaltung anzugeben.The object of the present invention is to provide a relay that works with a relay Specify time switch circuit.

Diese Aufgabe wird mit einem tastenbetätigten Zeitschalter erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches gelöst.This object is achieved with a key operated time switch according to the invention solved with the features of the characterizing part of claim.

Unter einem keramischen Kaltleiter ist ein elektronisches Rtfiderstandselement zu verstehen, das im wesentlichen aus Bariumtitanat besteht, das durch entsprechende an sich bekannte Präparation halbleitend gemacht ist. Bei der Curie-Temperatur des Materials hat dieses unterhalb dieser Temperatur zunächst relativ niedrigen Widerstand und in einem engen Temperaturbereich einen Widerstandsanstieg um wenigstens vier Zehnerpotenzen. Ist der Stromdurchfluß durch einen Kaltleiterwiderstand so groß, daß in ihm eine Eigenerwärmung auftritt, so kann ein Zustand erreicht werden, in dem die durch Erwärmung erreichte Temperatur des Ealtleiters und der ihn durchfließende elektrische Strom im Gleichgewicht sind. Der Kaltleiter kann auch Wärme nach außen abgeben, so z.B. zum Beheizen des bei der Erfindung zusätzlich vorgesehenen Bimetall-Eontaktes.Under a ceramic PTC thermistor there is an electronic Rtfistanceelement to understand, which consists essentially of barium titanate, which by corresponding known preparation is made semiconducting. At the Curie temperature of the This material initially has a relatively low resistance below this temperature and an increase in resistance of at least four in a narrow temperature range Powers of ten. If the current flow through a PTC resistor is so great, that self-heating occurs in it, a state can be reached in the temperature of the Ealtleiter reached by heating and the one flowing through it electric currents are in equilibrium. The PTC thermistor can also heat to the outside give off, e.g. for heating the bimetallic contact additionally provided in the invention.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß ein Relais und ein Kaltleiter-Widerstand allein miteinander in Reihe geschaltet eine nicht ausreichend lange Zeit-3sögerung für einen Zeitschalter, z.3. für ein Treppenlicht, haben. Es war auch daran gedacht worden, einen Zeit schalter ohne Relais allein nur mit einem Kaltleiter und einem Bimetall-Kontakt zu realisieren.The invention is based on the idea that a relay and a PTC resistor alone connected in series is not sufficient long time delay for a time switch, e.g. 3. for a staircase light. It thought had also been given to a timer without a relay with just one To realize PTC thermistors and a bimetal contact.

Als Nachteil hat sich aber herausgestellt, daß die Einschalttaste mehrere Sekunden lang gedrückt werden müßte, was z.B. für eine Treppenlicht-Schaltung nicht brauchbar ist. Dabei war zugrunde gelegt, daß eine Verkürzung der Aufheizzeit durch hohe Einschaltströme, d.h. durch hohe Belastung des Ealtleiter-lfidertandes, wegen einer möglichen Verkürzung der Lebensdauer nicht zweckmäßig ist.However, it has been found to be a disadvantage that the power button would have to be pressed for several seconds, what e.g. for a staircase light switch is not useful. This was based on a shortening of the heating-up time due to high inrush currents, i.e. due to high load on the Ealtleiter-lfidertand, is not appropriate because of a possible shortening of the service life.

Aus der Figur geht das Schaltbild eines erfindungsgemä- ßen tastenbetätigten Zeitschalters hervor. Zwischen den Anschlußklemmen A und C, z.B. für Netzspannung, liegen in einem ersten Stromkreis die Taste T, die Wicklung des Relais R und der Kaltleiter-Widerstand X miteinander in Reihe. Eine Betätigung der Taste T führt dazu, daß über den anfänglich nochrelativ niederohmigen Kaltleiter-Widerstand K ein ausreichend großer Anzugsstrom durch die Wicklung des Relais R fließt. Das Relais zieht damit an und die Kontakte r1 und r2 werden geschlossen. Der Kontakt r1 ist dabei ein Haltekontakt für das Relais. Wird die Taste nach kurzzeitiger Betätagung wieder losgelassen, so fließt der Haltestrom für das Relais R weiterhin über den nunmehr geschlossen Kontakt r1.From the figure goes the circuit diagram of an inventive eat button-operated timer. Between the terminals A and C, e.g. for mains voltage, the T key, the winding of the Relay R and the PTC resistor X in series with one another. An actuation of the Key T leads to the fact that the PTC resistor, which is initially still relatively low K a sufficiently large starting current flows through the winding of the relay R. That The relay picks up and contacts r1 and r2 are closed. The contact r1 is a holding contact for the relay. If the button is pressed briefly released again, the holding current for the relay R continues to flow through the now closed contact r1.

Ein zweiter, dem ersten Stromkreis parallel geschalteter Stromkreis enthält einen bei Erwärmung sich schließenden Bimetall-Kontakt B und dazu in Reihe die Anschluß klemmen 1,2 für den Verbraucher L. Dieser Verbraucher wird z.B. durch die Leuchtkörper des Treppenhauses gebildet.A second circuit connected in parallel with the first circuit contains a bimetal contact B which closes when heated and in series with it the connection terminals 1,2 for the consumer L. This consumer is e.g. through formed the lighting elements of the stairwell.

Ein weiterer Kontakt r2 des Relais R überbrückt in bei angezogenem Relais geschlossenem Zustand den Bimetall-Kontakt B.Another contact r2 of relay R bridges when it is energized Relay closed state the bimetal contact B.

Mit der Betätigung der Taste beginnt, wie schon oben erwähnt, ein elektrischer Strom durch den Kaltleiter-Widerstand K hindurchzufließen. Die Größe des Kaltleiterkörpers dieses Widerstandes einerseits und der spezifische Kaltwiderstand des Kaltleiter-Materials und die vorgesehene Einschaltstromstärke andererseits sowie auch die Wärmeabfuhr an dem Bimetall-Kontakt B sind derart aufeinander abgestimmt, daß die Erwärmung im valtleiterfil^Jiderst2nd nicht vor Ablauf von 10 bis 15 sec die Curie-Temperatur des Kaltleiter-Materials von z.B.As mentioned above, when the key is pressed, a electric current to flow through the PTC resistor K. The size of the PTC resistor body on the one hand and the specific cold resistance of the PTC thermistor material and the intended inrush current strength on the other hand, as well as The heat dissipation at the bimetal contact B are also coordinated in such a way that that the heating in the valtleiterfil ^ Jiderst2nd does not occur before 10 to 15 sec the Curie temperature of the PTC thermistor material of e.g.

2200C erreicht, d.h. daß mehr als 10 bis 15 sec vergeollen, ehe aufgrund des eintretenden Widerstandsanstiegs im Kaltleiter-Widerstand K der Einschaltstrom erheblich kleiner wird. Mit der Verringerung des durch diesen ersten Stromkreis hindurchfließenden Stromes fällt nämlich auch das Relais R wieder ab.2200C reached, i.e. more than 10 to 15 seconds were lost before due to of the increase in resistance occurring in the PTC resistor K is the inrush current becomes considerably smaller. With the reduction in through this first circuit of the current flowing through it, the relay R also drops out again.

Würde der gemäß einem Merkmal der Erfindung zusätzlich vorgesehene Bimetall-Kontakt nicht vorhanden sein, würde die Spannung an den Anschlüssen für den Verbraucher wieder wegfallen.Would that additionally provided according to a feature of the invention Bimetal contact would not be present, the voltage on the connections for the consumer will disappear again.

Erfindungsgemäß ist jedoch durch die Wärmeübertragung vom Kaltleiter-Widerstand K auf den Bimetall-Kontakt B und der damit bewirkte Kontakt desselben erreicht, daß nunmehr über den Bimetall-Kontakt auch dann noch elektrische Spannung zwischen den Anschlüssen 1 und 2 vorliegt, wenn durch Abfallen des Relais R der Arbeitskontakt r2 wieder geöffnet ist.According to the invention, however, is due to the heat transfer from the PTC resistor K reaches the bimetallic contact B and the contact caused by it, that now also electrical voltage between the bimetal contact connections 1 and 2 are present when the normally open contact is released due to the relay R dropping out r2 is open again.

Nachdem durch Abfallen des Relais R auch der Arbeitskontakt r1 geöffnet ist und im ersten Stromkreis kein Strom mehr fließt, kühlt sich der Kaltleiter-Widerstand K wieder ab, womit auch das Bimetall des Bimetall-Eontakts B wieder abgekühlt wird. Nach einer passend zu bemessenden Zeitdauer kann dann der Bimetall-ontaxt B wieder öffnen und es liegt keine Spannung mehr zwischen den Anschlüssen 1 und 2 für den Verbraucher vor.After the relay R has dropped out, the normally open contact r1 has also opened and there is no more current flowing in the first circuit, the PTC resistor cools down K again, whereby the bimetal of the bimetal Eontakts B is cooled down again. After a suitably dimensioned period of time, the bimetallic ontaxt B can then again open and there is no longer any voltage between connections 1 and 2 for the Consumer before.

Der Zeitschalter ist damit, und zwar sofort, für eine weitere Tastenbetätigung, d.h. für ein weiteres Einschalten, bereit.The time switch is then, and immediately, for another key press, i.e. ready for another switch-on.

Für eine Bemessung einer wie erfindungsgemäßen Schaltung eignat sich beispielsweise ein Kaltleiter-Wider- stand in Form einer Scheibe mit 12 mm Durchmesser und 2 mm Dicke und einem spezifischen Widerstand von 2500 Ohm.cm. Diese Scheibe hat damit einen Widerstand von etwa 500 Ohm. Das Kaltleiter-Material hat beispielsweise eine Curie-Temperatur von 2200 C. Für das Relais R ist ein Wicklungswiderstand von 500 Ohm vorgesehen, was vorteilhafterweise relativ wenigen Windungen entspricht. Bei 220 Volt Netzspannung (zwischen den Anschlossen A und C) ergibt sich eine Aufheizzeit von wenig mehr als 5 sec für diesen Kaltleiter-Widerstand K.It is suitable for dimensioning a circuit such as that according to the invention for example a PTC resistor stood in the form of a disk with a diameter of 12 mm and a thickness of 2 mm and a specific resistance of 2500 Ohm.cm. This disk has a resistance of around 500 ohms. The PTC material has a Curie temperature of 2200 C. For the relay R is a winding resistance of 500 ohms provided, which advantageously corresponds to relatively few turns. At 220 volts mains voltage (between terminals A and C) there is a heating-up time of little more than 5 seconds for this PTC resistor K.

Für den Bimetall-Kontakt ist ein Material und eine Konstruktion vorgesehen, bei denen bei 100 bis 1200C ein Kontaktschluß erfolgt. Vorzugsweise soll dieser Kontaktschluß bei einer Temperatur eintreten, die etwa 10O0C unterhalb der Curie-Temperatur des Ealtleiter-lfiderstandes K liegt.A material and construction is provided for the bimetal contact, where a contact closure takes place at 100 to 1200C. Preferably this should Contact closure will occur at a temperature approximately 100 ° C. below the Curie temperature of the Ealtleiter-lfiderstandes K is.

Ein wie erfindungsgemäß ausgebildeter Zeitschalter ist auch gegen unsachgemäße Betätigung unempfindlich. Auch bei dauernder Betätigung der Taste T fällt das Relais R nach der vorgegebenen Zeitdauer ab, da die Erwärmung des Kaltleiter-Widerstandes und dessen Erreichen eines hohen Widerstandes dadurch nicht zu beeinflussen ist.A time switch designed according to the invention is also against improper operation insensitive. Even if the T button is pressed continuously the relay R drops out after the specified period of time, because the PTC resistor has heated up and the achievement of a high resistance cannot be influenced thereby.

Es unterbleibt lediglich bei dauernder Betätigung der Taste T das Wiederabkühlen des Ealtleiter-lsriderstandes, so daß der Bimetall-Kontakt B auf Dauer geschlossen bleibt. Beide Bauelemente, der Kaltleiter-Widerstand und der Bimetall-Kontakt, erleiden dabei ebenso wenig wie im normalen Betrieb irgendeine Belastung, durch die eine Verkürzung der Lebensdauer eintreten könnte.The only thing that happens is that the T key is pressed continuously Cooling down of the Ealtleiter-Isriderstandes so that the bimetallic contact B on Duration remains closed. Both components, the PTC resistor and the bimetal contact, suffer just as little as in normal operation which could shorten the service life.

Der erfindungsgemäße Zeitschalter hat sogar den Vorteil, daß mit Hilfe einer Dauerbetätigung der Taste T für eine ununterbrochene Spannung an den Anschlüssen 1 und 2, d.h. für ein dauerndes Brennen des Treppenlichtes, ge- sorgt werden kann. Hierzu kann z.B. parallel zur Taste T ein Schalter vorgesehen sein, der von einer dazu befugten Person z.B. mit Hilfe eines Schlüssels ein-und ausgeschaltet wird.The time switch according to the invention even has the advantage that with the help Continuous actuation of the T button for uninterrupted voltage at the connections 1 and 2, i.e. for a permanent burning of the staircase light, cares can be. For this purpose, e.g. a switch can be provided parallel to the T button, switched on and off by an authorized person, e.g. with the help of a key will.

1 Patentanspruch 1 Figur1 claim 1 figure

Claims

Claim: Button operated timer with a relay with Holding contact parallel to the button and with a delay element and with one Connection for the consumer, indicated by the fact that between the two connections of the supply voltage (A, C) in a first circuit in Row with each other the key (T), the winding of the relay (R) and a ceramic PTC resistor (E) and in a second, parallel to the first circuit Circuit in series with one another a bimetallic contact to be actuated by the supply of heat (3) and the connection for the consumer (1, 2; L) are that another relay contact (r2) is parallel to the bimetal Eontakt (B) and that an thermal contact between the body of the PTC resistor (g) and the bimetal of the bimetal contact (B) is provided.