Elektr(on)ische Zeitprogramm-Schalteinrichtung, insbesondere Schaltuhr

Abstract

 Bei einer elektr(on)ischen Zeitprogramm-Schalteinrichtung, insbesondere einer Uhr mit Prozessor, Ziffernanzeige-Einrichtung, Ein- und Ausgabeeinheit für Schaltvorrichtungen, Stromversorgungs-Baugruppen und/oder weiteren zugehörigen Untergruppen besteht die Neuerung darin, daß 1. in einem ersten Mutter-Gehäuseelement (2) eine erste Bau-Gruppe mit Stromversorgung, eingebauten Bauelementen des Geräts und Schaltereinrichtungen (14) als Grundmodul enthalten ist, wobei mindestens ein Speicherabschnitt vorhanden ist, der bei Trennung von der ersten Baugruppe und anderen und/oder für die Beendigung des bereits abgearbeiteten Teils des Schaltprogramms ausreicht, 2. ferner mindestens eine weitere Bau-Gruppe (22) wahlweise davon trennbar, damit wieder baulich vereinigbar als zweite Gruppe mit elektronischer Steuereinheit verbindbar zur Ausführung bzw. Fortführung des vorbereiteten Schaltprogramms dient, sowie 3. gegebenenfalls eine weitere, nach Bedarf mechanisch-elektrisch-hybride Gruppe enthält, die in gleicher Weise als Module des Geräts kombinierbar/austauschbar sind, wobei alle Baueinheiten der Module elektr(on)isch wahlweise durch Steckverbinder (7, 8) und die Bauelemente der Module mindestens überwiegend mechanisch durch Scharniere bzw. Gelenk oder Verschraubung stationär bzw. mittels Schnappbefestigung (10) betriebsbereit zu setzen sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektronische Zeitpro­gramm-Schalteinrichtung, insbesondere Uhr mit üblichem Taktgenerator, Prozessor mit Rechner- und Speichergruppen, Ziffernanzeige-Einrichtung, Ausgabeeinheit für Schaltvor­richtungen und/oder für Status von Funktionen, Stromver­sorgungs-Baugruppen mindestens mit Leistungsteil, Anschluß­elemente und mechanische Aufnahme von Steckverbindungen und Gehäuseeinheiten mit Verbindungselementen.

[0002] An elektronische Geräte der vorbeschriebenen Gat­tung sind in den vergangenen Jahren von den Anwendern in zunehmendem Maße höhere Anforderungen an die Anpassungs­fähigkeit und damit zunehmende Wünsche an die Variabili­tät der Geräte gestellt worden. Solche zunehmenden Ansprüche waren schon zB. bei dem Vorschlag der OS 26 00 409 aus der Sicht der Kosten und der Zuverlässig­keit der Fertigung gestellt und hierfür geeignete Maß­nahmen vorgeschlagen worden. Diese Entwicklungen haben auch die Bauweise der Geräte beeinflußt, indem sich Ge­häuse aus mehreren Teilen, jedoch ohne komplette Funktion, sondern nur eine Kombination von Teilfunktionen, heraus­gebildet haben, und schließlich das Prinzip der Anbauge­häuse für Zusatzschaltungen mit ähnlichen Beschränkungen angewandt worden ist.

[0003] Im Zusammenhang mit der Tendenz, die Herstellungs­kosten zu senken und die Funktionszuverlässigkeit zu steigern, war es bei dem Anmeldungsgegenstand der ein­gangs erwähnten Offenlegungsschrift ein Ziel und auch ein Erfolg der dort getroffenen Maßnahmen, eine zweck­mäßige Aufteilung des Gehäuses auch unter dem Gesichts­punkt der Vermeidung aufwendiger Justierungsarbeiten und die Untergruppen, soweit notwendig, zugänglich zu montie­ren.

[0004] Alle diese Weiterentwicklungen haben sich auf die Kombination von Teilgeräten und auch von Gerätemodulen bezogen, die aber ausnahmslos allein nicht funktionsfähig waren, vielmehr in eine größere Einheit als Modulteile eingesetzt waren und gedient haben. Erst je nach der Zusammensetzung der Modulteile waren dann entsprechend ausgeweitete Funktionen erreichbar.

[0005] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf der Basis des vorbeschriebenen Standes der Technik die Variabilität der einschlägigen Geräte der Art zu gestal­ten, daß ihre Baugruppen nicht nur nach Wunsch und Be­dürfnis konstruktiv trennbar und für Prüfzwecke, für Betriebsvorbereitung und für eigentlichen Betrieb funk­tionstechnisch kompatibel wieder vereinigbar sind, wobei jede Teileinheit so weit komplettiert ist, daß sie an beliebigem Ort unabhängig von anderen Baugruppen bzw. in gefordertem Umfange programmiert bzw. in Betrieb genommen werden können.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einem elektronischen Gerät mit den Teilmerkmalen gemäß dem Oberbegriff des 1.An­spruchs durch Kombination mit den Teilmerkmalen des kennzeichnenden Teils des 1.Anspruchs gelöst. Besonder­heiten dieser Lösung sind Gegenstände der Unteransprüche. Der grundsätzliche Lösungsgedanke der eingangs gestell­ten Aufgabe läßt sich in vielseitiger und verschieden­artiger Weise verwerten. Zum einen sind die einschlägigen Geräte nicht nur auf solche beschränkt, die ein Grundteil, vorwiegend für Stromversorgung, Starkstrom-Anschlüsse usw. einerseits und andererseits für den Schaltuhr-Modul mit Anzeige-Einheiten, Bedienelementen und weiterer Elektro­nik umfaßt, die Modulaufteilung kann sich vielmehr auch auf weitere Unterteilung vor allem in mehrere Modulteile erstrecken. Dabei spielen auch die Probleme eine Rolle, in welcher Unterteilung die Sicherheits- bzw. Prüfvorschriften eingehalten oder getrennt behandelt werden sollen oder können.

[0007] Der grundsätzliche Lösungsgedanke beinhaltet also auch das Konstruktionsprinzip, daß die Baugruppen
    
    
    
    
    
    
Winterzeit-Umschaltung, versehene Uhrenmodul aufgesetzt. Soll unbefugtes oder versehentliches Verändern des Schalt­programms verhindert werden, braucht lediglich das als zweite Baugruppe oben beschriebene, das Bedienteil ent­haltende Uhrenmodul nur für kurze Zeit zum Übertragen des Schaltprogramms auf das Modul in dem Muttergehäuse­element aufgesetzt und dann wieder abgenommen zu werden. Auch weitere Übertragungsfunktionen lassen sich anhand des räumlich selbständigen Bedienteils in der Praxis ohne weiteres verarbeiten, sei es durch Protokollierung mittels eines Druckers oder Aufsetzen eines Adapters an der Signalübertragungs-Einrichtung.

[0008] Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnung in der ausführlichen Beschreibung abgehandelt; es stellen dar:

Fig.1: Eine 6-Modul breite Digitalschaltuhr für stationären Verteiler-Einbau, enthaltend

a) einen Leistungsteil, der als Grundteil dient,

b) ein abnehmbares Bedienteil, bzw. ein Schaltuhr-Modul,

c) einen Deckel, mit Ausschnitt für die Anzeige-Einheit, wahlweise anstelle eines aufklappbaren Klarsichtdeckels in a);

Fig.2: eine Digitalschaltuhr
links: für Fronttafel-Einbau
a) Grundteil
b) aufsetzbares und abnehmbares Bedienteil bzw. Schaltuhr-­Modul (1-/2-Modulgröße)
c) Deckel zur Abdeckung des Bedienteils mit Schnappbe­festigung bzw. Schraubbe­festigung
rechts: für Unterputz-Installation
d) Grundteil, im übrigen gleich wie a)
e) vorzugsweise versenkt einge­bautes Bedienteil
f) Deckel wie c);

Fig.3: abnehmbares und einsetzbares Bedienteil und zwar für Verteilereinbau wahlweise Fronttafeleinbau,
oben - Vorderansicht
unten - Rückansicht,
in der Rückansicht sichtbar der (auswech­selbare) Energiespeicher (Primärbatterie/­Akkumulator);

Fig.4: a) eine Variante des Bedienteils, bei der die Anzeige-Einheit von dem Bedienteil von oben weg klappbar ist, bei Aufrechterhaltung der Be­triebsbereitschaft,
b) Beispiel einer Digitalschaltuhr mit kundenspezifisch ausgebildetem Gehäuse für ausgewählte Kombination von betriebsfähigen Modulen.

[0009] In Fig.1a ist eine Digitalschaltuhr, zB. in 6-­Modul-Breite nach DIN 43 880 für Verteilereinbau dar­gestellt, die vorbereitet ist zunächst für die Montage auf Schienen mit einer Rückwand 1, dem eigentlichen Grund­teil 2 mit abgestuftem Frontteil 3, wobei der obere 4a und der untere Teil 4b zurückgesetzt sind hinter dem mittle­ren Abschnitt 5, der durch einen Klarsichtdeckel 11, hinter dem Bedienteile, wie zB. Handschalter 6, die Steckbuchsen 7 des Steckverbinder-Aggregats 8 und Leuchtdioden für Zustandsanzeigen 9 bleibend einge­baut sind. Im unteren Absatz sind versenkt Schraub­anschlüsse untergebracht, am oberen, vorspringenden Ende sind Schnappbefestigungen 10 vorgesehen.

[0010] Das Gehäuse des Grundteils 2 ist vorzugsweise in einer der genormten Größen ausgebildet, wobei die Grundausführung vor allem das Netzteil 12, die Klemmen 13, Schalter 14, Relais 15, Halbleiter und gegebenenfalls andere entsprechende Bauelemente 16 (Leistungsteil) enthält. Ge­gebenenfalls können in das Grundteil die Baueinheiten Zusatz-Energiespeicher 17 und/oder Datenspeicher 18 eingebaut sein. Die elektronische Zeitprogramm-Einrichtung nach der Neuerung kann gemäß einem Schema mehrerer Breite­stufen gebaut werden, beispielsweise, wie das Ausfüh­rungsbeispiel Fig.1a zeigt, als eine sechs Einheiten breite Schaltuhr, dh. - kurz - als eine 6-Moduluhr.

[0011] In den Rahmen 19 , der vor der Frontplatte 20 vor­steht und eine Eintiefung 21 hat, ist das eigentliche Schalt­uhr-Modul versenkt einsetzbar, so daß es mit dem Bedien­teil 22 hinter dem schwenkbaren Klarsichtdeckel 23 ein­gebaut ist, der die Anzeigeeinheit 24 für EIN-/AUS-­Schaltzeiten mit den Wochentage-Merkern, den Kanalan­zeigen usw. sichtbar läßt, sowie Bedienelemente 25 verschiedener Form abdeckt, damit sie gegen versehent­liche Betätigung gesichert sind. An der Rückseite des abnehmbaren Bedien teils 22 ist der Steckerteil 26 des Steckverbinder-Aggregats 8 eingebaut, der in das Steck­buchsenteil 27 des Steckverbinder-Aggregats 8 im Grundteil 2 eingesteckt wird. Andererseits ist nahe dem rechten Ende 28 des Schaltuhr-Moduls der Handschalter 6 im Lei­stungsteil 29 und passend hierzu im Bedienteil 22 ein Fenster 30 vorgesehen. Die Griffe 31, 32 dienen der leichteren Einführung und Abhebung des Bedienelements.

[0012] Außer der bereits erwähnten Anzeigeeinheit 24 und den Bedienelementen 33 sind in dem abnehmbaren Bedienteil 22 noch die komplette Schaltuhr und ein zu­sätzlicher Energiespeicher 17, der gegebenenfalls benötigt wird, eingebaut, wenn das Bedienteil 22 ohne Leistungsteil 29 betrieben werden soll. Dieser neue Aufbau der Schaltuhr aus Grundteil 2 und Bedienteil 22 vermittelt gerade den Vorteil, daß der Leistungsteil 29 komplett in die Vertei­lung 34, das Montagegestell 35 oder den Schrank 36 eingebaut und dort angeschlossen werden kann, ohne daß das Schaltuhr-­Modul hierfür benötigt wird. Andererseits kann die Schaltuhr ohne Leistungs- 29 bzw. Grundteil 2 in Betrieb mit vollständiger Funktion des Schaltuhr-Moduls genom­men und programmiert werden, ohne daß die Stromversor­gung des Leistungsteils 29 benötigt wird, weil hilfsweise ein Energiespeicher 17, zB. eine Primärbatterie oder ein NiCd-Akkumulator oder ein Kondensator eingesetzt werden kann.

[0013] Der Vorteil der Schaltuhr aus modularem Bedienteil 22 und Leistungs- 29/bzw. Grundteil 2 besteht unter anderem darin, daß nicht nur das abnehmbare Bedienteil 22 für sich allein programmiert werden kann, sondern daß es auch ohne Komplikationen ausgetauscht werden kann, sei es im Falle eines Defekts oder im Falle der Auswechs­lung durch einen anderen Typ von Bedienteil 22. Im Falle eines Fehlers im Leistungsteil 29 kann dieser ausgewechselt werden, das Bedienteil 22 bleibt beim Kunden und damit das Programm der Schaltuhr erhalten.

[0014] Nach Fertig-Montage und Einbau des abnehmbaren und getrennt programmierbaren Bedienteils 22 wird der Deckel 26 auf das Bedienteil 21 und das Leistungs-29 bzw. Grundteil 2 aufgesetzt, wobei die Griffe 31, 32 in die Versenkung 37 des Deckels 23 eingetaucht werden und die Anzeigeeinheit 24 hinter dem Fenster 30 ver­senkt sichtbar ist. Wahlweise kann die Schaltuhr statt mit dem aufsteckbaren Deckel 23 auch mit dem Klappdeckel 38 verschlossen werden.

[0015] In Fig.2 a) - c) ist eine Digitalschaltuhr in Ex­plosions-Zeichnung für Fronttafel-Einbau und in Fig.2 d) - f) für Unterputz-Installation dargestellt. Im Bild 2a erkennt man den in die Schalttafel eingesetzten Leistungs­teil 29 mit Rückwand 39 und Frontrahmen 40 sowie die ver­senkte Zwischenwand 41 mit dem Steckverbinder-Aggregat 8, in Fig.2b ist das aufsteckbare Bedienteil 42 mit dem eigentlichen Uhrenmodul 43, dem Anzeigedisplay 44 und den Bedienelementen 33 zu sehen; Fig.2c zeigt den Schutz­deckel 45. Fig.2d zeigt den Leistungsteil 46 für die Unter­putz-Installation, den Montagerahmen 47 mit Befestigungs­löchern 48 und das versenkte Unterputzgehäuse 49. Das abnehmbare Bedienteil 50 ist in beiden Fällen mit Anzei­ge-Einheit 24 und Bedienelementen 33 an der Vorderseite 51 dargestellt und an der Rückseite 52 mit Steckverbindung 53 für den Anschluß des Gehäuses. Im wesentlichen sind die Be­dienteile in beiden Fällen gleich, Unterschiede bestehen lediglich in den Formen, zB. der für die Versenkung 54 auf der Zwischenwand 41 oder in dem Abdeckrahmen 55 bzw. bei der konstruktiv bedingten Abdeckung 56 (nicht darge­stellt). Schließlich sind ebenfalls in beiden Fällen abnehmbare Deckel 57 vorgesehen mit Fenster 57a für die An­zeigeeinheit 24. Die Handhabung der Schaltuhr nach Fig.2 ist prinzipiell die gleiche wie im Falle der Fig.1. Das abnehmbare Bedienteil 22 kann bei dieser Montageart auch unabhängig von dem Grundteil 2 programmiert werden, da das Bedienteil 22 einen Hilfsenergie-Speicher 17 und einen Datenspeicher 18 enthält. In jedem Falle kann das komplette Gerät zunächst mit seinem Grundteilgehäuse 58 vorausmontiert werden, dann der abnehmbare Bedienteil 50 für sich allein programmiert werden und schließlich können die Teile fertig kombiniert werden.

[0016] Ein austauschbares Bedienteil 22 , wie Fig.3 zeigt, ist dargestellt wiederum mit Kontakt 60 für Steck­verbindung des Bedienteils 22 mit dem Grundteil 2, wobei oben die Vorderansicht 61 und unten die Rückansicht 62 darge­stellt ist; letztere mit einer austauschbaren Batterie bzw. einem austauschbaren Akkumulator 63 für die Spannungs­versorgung, wenn das Bedienteil 22 vom Grundgerät 64 abgenom­men ist.

[0017] In Fig.4a ist eine Variante des Bedienteils 22 dar­gestellt, bei der dieses aus dem eigentlichen Bedienteil = Tastenfeld 65 und 65a einer davon durch ein Gelenk 66 ab­schwenkbaren Anzeigeeinheit 24a zusammengesetzt ist, wo­bei dann im zusammengeklapptem Zustand sowohl das Bedien­teil 22 als auch die Anzeige-Einheit 24 sich gegenseitig abdecken. An der Rückseite des Bedienteils 22 ist wiederum die Steckverbindung für den Anschluß an das Grundteil 2 zu sehen. Der Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß die Anzeigeeinheit 22 , das Tastenfeld 65 und die Bedien­elemente 33 doppelt so groß ausgebildet sein können wie in den vorherigen Beispielen, so daß die Bedienung und die Ablesung wesentlich erleichtert werden. Mit dem Ansatz 65a hinter dem Tastenfeld 65 läßt sich das Bedien­teil 22 aufgeklappt oder geschlossen ohne Komplikationen in die hierfür vorgesehene Vertiefung 67a des Frontrahmens 67 (Fig.2a) einsetzen, wie zB. im Falle von Fig.1a.

[0018] Die Digital-Schaltuhr mit kundenspezifisch aus­gebildetem Gehäuse für ausgewählte Kombination von be­triebsfähigen Modulen ist in Fig.4b dargestellt, wobei in der linken Hälfte das Bedienteil 22 in ein Gehäuse eingesetzt ist, welches das Grundteil 2 enthält, während der übrige Raum des Gehäuses 68 für Regler 69 für Nacht­schaltung und 70 für Tagschaltung, sowie für eine kon­tinuierliche Einstellung 71 nach Kundenwunsch vorgesehen ist. Auch bei dieser Konstruktion kann das Bedienteil 22 mit einem anderen Schaltuhren-Programm oder anderen Funktionen ausgetauscht werden.

Ansprüche

1. Elektr(on)ische Zeitprogramm-Schalteinrichtung, insbe­sondere Uhr mit üblichem Taktgenerator, Prozessor mit Rechner- und Speicher-Gruppen, Ziffernanzeige-Einrich­tung, Ausgabeeinheit für Schaltvorrichtungen und/oder für Status von Funktionen, Stromversorgungs-Baugruppen mindestens mit Leistungsteil, Anschlußelementen und me­chanischer Aufnahme von Steckverbindungen und Gehäuse­einheiten mit Verbindungselementen,
dadurch gekennzeichnet, daß
1. in einem ersten Mutter-Gehäuseelement eine als Grundmodul ausgebildete erste Bau-Gruppe - Lei­stungs- bzw. Grundteil (2) - vor räumlichen Untergruppen zur Stromversorgung enthalten ist, in welcher die mechanischen und elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente des Geräts eingebaut sind, zusammen mit Schaltereinrichtungen,
wobei mindestens ein Speicherabschnitt für die Prüfung bzw. Ergänzung des Endstatus der Schalt­daten vorhanden ist, der bei Trennung von der ersten Baugruppe und anderen und/oder für die Beendigung des bereits abgearbeiteten Teils des Schaltprogramms ausreicht,
2. ferner mindestens eine weitere als Modul ausgebil­dete Bau-Gruppe wahlweise als konstruktive Einheit - Bedienteil (12) - davon trennbar und damit wieder baulich ungeändert vereinigbar als zweite Gruppe von Untergruppen, in einem zweiten Gehäuseelement verbindbar
mit organisch damit kompatibel schaltungs- und funktionstechnisch ausreichender elektronischer Steuereinheit mit Rechner-, Anzeige- und Bedien-­Gruppe zur Ausführung bzw. Fortführung des vorbe­reiteten Schaltprogramms dient, sowie
3. gegebenenfalls eine weitere, nach Bedarf mecha­nisch-elektrisch-hybride Gruppe enthält, die in gleicher Weise als Module des Geräts kombinier­bar/austauschbar sind,
wobei alle Baueinheiten der Module elektr(on)isch wahl­weise durch Steckverbinder (7, 8) und die Bauelemente der Module mindestens überwiegend mechanisch durch Scharniere bzw. Gelenk (44) oder Verschraubung stationär bzw. mittels Schnappbefestigung (10) betriebsbereit zu setzen sind.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen sowohl selbstän­dig aus getrennten - gegebenenfalls steckbaren - Zusatz-­Stromquellen, als auch mindestens teilweise gemeinsam aus dem Stromversorgungsteil der Mutter-Baugruppe gespeist werden.

3. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Betätigungselemente für Handbetätigung der Schalteinrichtung in der ersten Baugruppe mindestens teilweise fest eingebaut sind.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltzustands-Anzeige für Betriebsbereitschaft und/oder bei Trennung der elektronischen Steuergeräte ein für die Aufrechterhal­tung des Status im Datenspeicher mindest-notwendiger Teil des Speichers in der Mutter-Baugruppe fest einge­baut ist.

5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe - gege­benenfalls in gesonderten Gehäuseelementen bzw. über eine Gelenkverbindung mechanisch und elektrisch ver­bunden - mit der Bedieneinheit zum Eingeben des Schalt­programms und der Anzeigeeinheit mit Zeichen für aktu­elle Uhrzeit, Schaltzustände des Daten-Ausgangs bzw. der -Ausgänge und der gespeicherten Schaltzeiten ver­bunden sind.

6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Gruppe der Prozessor mit seinen Untereinheiten und Signal-Übertra­gungs-Einrichtungen untergebracht sind.

Zeichnung