Zeitschaltuhr
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Eine Zeitschaltuhr dient dem zeitgesteuerten Ein- oder Ausschalten des elektrischen Stromes für die daran angeschlossenen Betriebsmittel.
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[Bearbeiten] Bauformen und Zeitbasis
[Bearbeiten] Absolutzeit-Schaltuhren
Ursprünglich wurden Räderuhren mit Pendel- oder Unruh-Zeitbasis als Schaltuhren ausgeführt. Die bekanntesten Zeitschaltuhren aus dieser Epoche dürften wohl der Wecker oder auch die Kirchturmuhr sein, die zur eingestellten Zeit einen Klingelmechanismus bzw. Glockenschlag auslösten.
Auch die in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts verbreiteten Synchronuhren besaßen oft Schaltkontakte.
Elektromechanische Zeitschaltuhren für den Hausgebrauch werden oft als Zwischenstecker ausgeführt und verfügen über eine geschaltete Steckdose. Sie werden mit einen Synchronmotor angetrieben und wie eine Synchronuhr von der Netzfrequenz gesteuert. Über Codierschieber kann festgelegt werden, zu welchem Zeitpunkt ein- und ausgeschaltet wird.
Synchronuhren haben jedoch den Nachteil, dass sie bei Stromausfall stehen bleiben.
Heute gibt es elektronische, batteriegestützte quarz- oder funkgesteuerte Varianten mit einem Relaisausgang. Fast alle dieser Zeitschaltuhren sind entweder so genannte Wochenschaltuhren, die eine Schaltzeitprogrammierung an einem bestimmten Wochentag erlauben, oder Jahresschaltuhren, welche zu einem bestimmten Datum schalten. Jahresschaltuhren besitzen zusätzlich immer die Funktionalität einer Wochenschaltuhr, erlauben also auch einen Schaltvorgang an einem bestimmten Wochentag unabhängig vom aktuellen Datum.
Zeitschaltuhren in Schaltanlagen oder Steuerungen werden ebenfalls vom Stromnetz gespeist. Sie arbeiteten früher mechanisch (Räderwerk mit Unruh, elektrischer Aufzug) und verfügten über eine Gangreserve von einigen Tagen.
Später verwendete man ein Quarz-Uhrwerk mit einem Schrittmotor, der ein Räderwerk antrieb. Diese Uhren benötigen einen Puffer-Akkumulator, um bei Stromausfall weiterlaufen zu können. Heute werden elektronische Uhren (Quarz- oder funkgesteuert) verwendet, die meist ein Relais als Schalter besitzen.
Einige digitale Zeitschaltuhren können nicht nur nach vorgewählten Zeitpunkten ein- und ausschalten, sondern schalten pseudo-zufällig (z.B. abends das Licht einschalten, um Anwesenheit vorzutäuschen), ermitteln Sommer- und Winterzeit, indem sie sich über den Zeitzeichensender DCF77 synchronisieren, oder sie bestimmen Schaltzeitpunkte nach jahreszeitabhängigen Sonnenauf- und -untergängen (so genannte Astrofunktion).
[Bearbeiten] Kurzzeit-Schaltuhren
Kurzzeitschaltuhren arbeiten nicht nach der Absolutzeit, sondern schalten Verbraucher für eine voreingestellte Zeitdauer oder um diese verzögert ein oder aus. Diskrete Baugruppen in Steuerungen werden als Zeitrelais bezeichnet. Hierzu zählen auch Belichtungsuhren und Treppenlichtautomaten.
Sie sind u.a. auch in Mikrowellenöfen eingebaut.
Kurzzeitschaltuhren arbeiten rein mechanisch, elektromechanisch mit einem Synchronmotor oder elektronisch mit einem Taktgenerator und einem Frequenzteiler.
Früher wurden sie oft auch mit einer pneumatischen Verzögerung betrieben, einer mechanischen Hemmung oder einer aerodynamischen Bremse.
Rein mechanisch arbeitende Kurzzeit-Schaltuhren werden oft durch die Betätigung der Zeitvorwahl aufgezogen und haben keinerlei eigenen Stromverbrauch.
[Bearbeiten] Gegenüberstellung mechanisch / digital
[Bearbeiten] Digitale Zeitschaltuhren
Mit Tasten und einem Display versehen, lassen digitale Zeitschaltuhren genaue und - abhängig von der Ausstattung - beliebig komplizierte an/aus-Zeiten zu. Sie benötigen eine Batterie für die Speicherung der Einstellungen. Dem Vorteil der genauen Zeiteinstellung steht der Nachteil entgegen, dass die Batterie möglicherweise nicht lange hält und bei der Entsorgung ein größeres Problem darstellt, als eine rein mechanische Variante.
Da elektronische Zeitschaltuhren ein Relais besitzen, verbrauchen sie bei eingeschaltetem Verbraucher etwas mehr Strom (vergleichbar mit Synchronuhr-Schaltuhren). Durch den Einsatz bistabiler Relais (Stromstoßschalter) ließe sich der Energiebedarf auch im eingeschalteten Zustand drastisch reduzieren.
[Bearbeiten] Mechanische Zeitschaltuhren
Auch der Energiebedarf von mechanischen Zeitschaltuhren ist gering (kleiner als 1 Watt[1]). Sie benötigen keine Batterie und sind einfach zu bedienen. Die Schaltintervalle sind mindestens 15 Minuten lang. An/aus-Intervalle lassen sich intuitiv einstellen.
Der Nachteil mechanischer Zeitschaltuhren mit Synchronmotor ist, dass sie bei Stromunterbrechnungen stehen bleiben und dann neu gestellt werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist deren ständiger Energieverbrauch.
Früher gab es auch mechanische Zeitschaltuhren mit einem Uhrwerk und einem Motoraufzug oder einem elektronisch/mechanischen Quarzuhrwerk. Diese hatten den geringsten Energieverbrauch aller Schaltuhren.
Mit einer Hemmung und einem Federwerk arbeitende Kurzzeitschaltuhren haben dagegen keinen eigenen Stromverbrauch.
[Bearbeiten] Anwendungen
Beispiele (Absolutzeit):
- Hausgebrauch (Licht, Füttern von Tieren, Rollos)
- Steuern von Heizungsanlagen (Abschalten der Umwälzpumpe und Absenken der Temperatur bei Nacht)
- Reduzieren der Straßenbeleuchtung in der zweiten Nachthälfte
- Schaltanlagen (Tierfütterung, Scharfschalten von Alarmanlagen, Nachtspeicheröfen, Umschalten des Modus von Lichtsignalanlagen Tag / Abend / Nacht / Wochenende)
Beispiele (Zeitdauer):
- Treppenlichtautomat, Zeitrelais
- Zeitvorwahl an elektrischen Geräten
