CN101194436A - 电气设备，插接件和通断插座的方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明，在电气设备中或在电气设备上设置发射器，所述发射器借助近电场中的电容注入通过插头(18)的插脚(20)将信号发射到插座(22)或发射到连接在所述插座(22)后面的导线(26，44)上。特定而言在所述插座断开时发送信号。所述发射器由电池供电，并且不依赖于所述插座的电流。通过使用电容信号注入的方法可避免产生对于插座使用无线电控制装置情况下的干扰效应。而且，将所述发射器设置在所述电气设备中或所述电气设备上，就无需再使用附加的远程控制设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过插座供电的电气设备。为此，所述电气设备包括末端配有插头的连接线，所述插头具有(至少)两个插脚。
本发明还涉及一种可插在电气设备连接线上的插接件。
本发明还提供一种通断插座的方法。
背景技术
可通断的插座是已知的现有技术。最简单的插座是用手动开关进行通断。这种技术用在无需一直通电的室外插座上特别有意义。
通过总线系统断开或接通电插座也是一项已知技术。
最后，使用无线电系统也是已知技术：通过手持设备将无线电信号发送到用于通断插座的致动器上。所述致动器可直接位于插座上或位于配电箱或所谓的二次配电板中，即一次可通断多个插座的地方。也可用红外线代替无线电。
无论是无线电还是红外线，作用距离都会受到限制。红外信号会被墙体或物品屏蔽掉。如果致动器需置于配电箱内，到达致动器上的信号质量就会很差。使用无线电时同样也会出现问题，因为墙体中的金属结构会将无线电信号屏蔽掉，特别是配电箱还具有金属外壳。
发明内容
本发明的目的是提供一种通断插座的简单方法。
这个目的通过一种根据权利要求1所述的电气设备、一种根据权利要求11所述的插接件和一种根据权利要求12所述的方法而达成。
本发明的电气设备具有一个发射器，在所述发射器已插入一个可通断的插座内的情况下，如果所述插座处于断开状态，所述发射器就至少通过一个插脚向所述插座发射信号，以便触发一个致动器内的开关操作，从而接通所述插座，其中，所述致动器布置在所述插座上或位于与插座电连接的一个配电箱内。
本发明的优点在于发射器构成电气设备的一部分。与使用无线电或红外线不同的是，通过将发射器整合在电气设备中，就无需再使用独立的操作设备。通过插脚将信号发射到插座上，不仅可避免无线电链路或红外线通道受到干扰，还可将用于传输电力的导线有利地用于开关信号的传输。
一种优选实施方式是发射器由电池供电。即使在插座断开的情况下，即无法通过插座提供电源时，发射器也能借助于电池产生信号。
一种优选实施方式是使用WO2004/036784 A1中公开的发射器。这种发射器通过近场以电容方式将信号输入电线。使用近场的结果是不会发射出电波。然而，与此同时，发射器与被输入信号的导电体之间的导电连接被取消。这样就无需将电发射器整合在电气设备的电路中，从而避免电气设备的运转受到发射器的干扰。只要发射器不发射信号，发射器就独立于导电体，就可通过导电体为电气设备输送电力。
根据一种优选实施方式，发射器通过近场以电容方式将信号输入连接线。在此情况下，发射器可布置在连接线的设备侧末端，尤其是布置在连接线所通向的电气设备的外壳中。发射器也可插在连接线上。基于WO2004/036784 A1所述技术的经验显示，一个近电场的强度足以克服电气设备连接线的绝缘层，绝缘层内部布置有导电元件。因此，发射器也可穿过绝缘层通过近场以电容方式将信号输入连接线，尤其是将信号输入布置在连接线内的导电元件中。
根据本发明的上述方面，本发明还包括可插在电气设备连接线上的插接件，其带有由电池供电的发射器，所述发射器可通过(电容)近电场将信号输入连接线的导电元件中。
发射器并非必须将信号输入连接线中。作为替代方案，发射器也可通过近场以电容方式将信号输入所述至少一个插脚中。因此，信号并非必须通过连接线传输。在此情况下，发射器优选直接布置在插头中。所述插头具有一个插接体，两个插脚从所述插接体中伸出，其中，发射器布置在插接体的内部，必要时可通过布置在插接体外部的一个开关接通和断开发射器。
也可用一个触针代替上述开关，所述触针在插头插入插座时将插头中的发射器接通。借此可节省发射器的电池，因为发射器只有在插头插入插座时才会发射信号。其中，发射器可设计为在插头插入插座后立即发射信号，随后自动断开。也可在插头中设置一个监测电路，通过该监测电路对插头的插入状态进行持续监测，其中，所述触针可起到开关的作用。当拔出插头(用时十分之几秒)时，可通过发射器发射用于断开插座的信号，这些信号随后“正好”通过处于正被拔出状态的两个插脚到达致动器。在此情况下，触针必须相应设计为能够尽可能早地(即当插头只被拔出一小段时就)实施通断操作，以便足够快地进行接触发射。这种实施方式可实现插座的自动断开。否则，即使在插座接通的情况下也有必要使发射器发射信号，以便通过触发致动器中的开关操作来断开插座。而电气设备的用户则必须学会在拔出插头或断开电气设备的同时(例如通过操作瞬时接触开关)触发发射信号。
根据一种优选实施方式，所述信号包含设备专用编码(或“使用”设备专用编码)，其中，信号自身可为编码信号，或者可将编码作为相应的信号序列(例如以数字编码的形式)进行传输。通过这种优选实施方式可对不同的电气设备加以区分。插座也可具有编码，借此可使特定的插座对应于特定的电气设备，或使特定的插座组对应于特定的电气设备组。
通过在信号中使用编码可避免“错误的”电气设备错误地接通插座，并通过插座获取电源。
根据另一种优选实施方式，发射器与电气设备同时被接通。其结果为，只有当电气设备真正需要电源时，插座才会被接通。
本发明的优选实施方式还可提供一种根据权利要求12所述的方法。
本发明的方法包括提供一个采用上述最后一种优选实施方式的电气设备和提供一个带有插口的插座，其中，可通过一个致动器通断所述插座，在断开状态下可通过所述插座插口向致动器传输促使致动器实施通断操作的信号。随后接通电气设备，将插头插入插座插口。上述两个步骤的次序在此并不重要。两个分步骤共同作用，使得致动器从电气设备的发射器接收信号，并据此接通插座。本发明的方法还包括选择性地断开插座。为此需对插座上是否连接有已接通的电气设备进行持续监测。借助电流判据或电压判据并通过从属于致动器的一个监测单元实施这种监控，所述监测单元可向致动器发送控制信号。电压判据的内容可以为：当所连接的电气设备正在运转时，插座上的电压相对于标称电压(略微)有所下降。电流判据的内容可以为：流动的电流不为零。电流判据和电压判据均无需包括对相应变量的绝对值的记录，而只需区分两种状态，即插座上是否连接有已接通的电气设备。
下一步是断开电气设备和/或拔出电气设备，即从插座插口中拔出插头。这两个步骤都具有使插座上不再连接有已接通的电气设备的效果。随后可进行下一个步骤，即致动器根据监测单元响应步骤f)而产生的控制信号断开所述插座。
附图说明
下面借助附图对本发明的优选实施方式进行说明，其中：
图1为本发明的第一实施方式的原理图；
图2为采用本发明第二实施方式的电气设备的插头；以及
图3为采用本发明第三实施方式的电气设备的连接线以及插头。
具体实施方式
图1所示的整体用10表示的电气设备(用电设备10)包括一个里面通常布置有一个电动机14的外壳12。电动机可为任意类型的电动机。如果电气设备10是一个供暖设备，就可用其他类型的用电单元(例如加热丝)代替电动机14。
一条连接线16从电气设备10通向一个插头18。插头18具有两个插脚20。
插头18插入插座22。真正意义上的插座插口包括两个插孔24，其形状与两个插脚20相对应。两个插脚20一方面与两个插孔24电接触，另一方面又与所述外壳中的电气系统进行电接触。两条导线26从插孔24通过两个开关致动器28通向输电线29。
现在所涉及的问题是，如何使两个开关致动器28从附图所示的断开状态变成闭合状态。
两个开关致动器28安装在一个配电箱30(“二次配电板”)内，分别从属于各开关致动器28的两个接收器32也位于配电箱30中。这些接收器32不是用无线电控制，而是通过从所述导线26进入的信号控制。当插座20断开时，通过两个插脚20中的至少一者输入信号。所述信号由设备外壳12中的一个发射器34产生，发射器34由电池(尤其是蓄电池)36供电。在此情况下，发射器34按照WO2004/036784 A1中所说明的原理进行工作：发射器34具有(非对称)电容，例如单独一个电容板。发射器34产生一个近场，所述近场随时间发生变化，但能量不足以发射电磁波。通过电容注入(capacitive injection)将随时间发生变化的信号输入两个导电元件38中，即输入连接线16内的真正导体38中。通过一个按键接通发射器34，所述按键同时又对一个开关42进行操作，从而闭合电气设备10中的电路。电气设备10因此与发射器同时接通，但由于缺电，电气设备并非马上就开始工作。发射器34借助向导电元件38的电容注入通过插脚20将信号输入通向接收器32的导线26内。接收器32并不与导线26的末端44相连，更确切地说，接收端采用的也是WO2004/036784 A1中公开的原理。换言之就是，导电元件44与接收器32电容连接，其中，使用的是近场而非远场，因而不会出现电磁波辐射。
设备一侧还有其他两种实施方案，下文将借助图2和图3对它们进行说明，其中，图1所示的各接收端保持不变。图1所示的实施方式是将发射器34布置在设备10内，而图2所示的实施方案则是将发射器34′布置在一个插头18′中，发射器34′由电池36′供电。虽然此处也可通过一个按键40式的按键来通断发射器34′，但优选通过使用布置在插头18′的两个插脚20之间的一个触针46来自动实现这一操作。将插头18′插入插座22时，触针46克服一个弹簧48的力朝一个开关元件50移动，并使一个开关52闭合。因此，在将插头18′插入插座22后，发射器34′会立即通过插脚20发射信号，并在插座22断开的情况下，促使致动器28接通插座22。
在图2未显示的改进方案中，发射器34′的内部布置有一监测电路，其可使发射器34′在开关52断开后立即再次发射用于断开插座22的信号。弹簧48的作用是：只有将插脚20拔出一小段后，才能使触针46停止对开关元件50发生作用，以便拔出插头时可相对较早地断开开关52。如果发射器34的速度足够快，就可在拔出插头时通过插脚20快速地发射用于插座的断开信号。
图3所示的另一实施方案是先对常规电气设备10′的连接线16和插头18进行改装，以便为其配备本发明的发射器。为此需将里面布置有发射器34″的一个插接件54插在或固定在连接线16上，发射器34″由电池36″供电。可通过按键40′接通和断开发射器。图3所示的具有插接件54的实施方案对下述情况加以了利用，即，(源于WO2004/036784 A1)所用的原理通过近场使用电容注入。近场通常在1.50m的范围内延伸，并且可以穿透绝缘层。因此，近场也可穿透连接线16的外隔离层56，并以电容方式将信号输入连接线16的导电元件38中。因此，此处的信号也能到达两个插脚20，随后进入插座和导线26，最终到达接收器32，从而启动开关致动器28。
图1至图3所示的实施方案的共同点是，各发射器34、34′和34″均由电池供电，因而无需在插座上施加电压便可使发射器工作。与此同时，发射器34、34′和34″直接对不通电的插座发生作用，并以电容方式将信号输入导电元件，这些信号通过两个插脚20进入导线，并最终到达两个接收器32。这三种实施方式采用的都是根据WO2004/036784 A1所述的发射器-接收器布置方案。
图1至图3的共同点是，发射器与电气设备相连或位于电气设备内。与使用无线电控制装置控制插座的方案(需使用独立的操作设备)不同的是，可针对特定的用电设备安装发射器上。因为发射器与电气设备连接，所以可以避免其他电气设备从插座获得电源。举例而言，这在计算机网络领域是很有意义的。目前存在EDV专用插座。避免插座上连接其他设备的方法通常是在这些插座上设置相应的标记或颜色。通过在作为电气设备10或10′的计算机中使用图1至图3所示的实施方案，可确保相应的电插头只可通过计算机接通，而不能通过由于耗电过高而不应连接在特定插座上的其他用电设备(例如咖啡机和吸尘器)来接通。
Claims (12)
1.一种带有连接线(16)和插头(18)的电气设备(10，10′)，所述插头具有至少两个插脚(20)，其特征在于还包括一个发射器(34，34′，34″)，在所述插头(18，18′)已插入一个可通断的插座(22)内的情况下，当所述插座(22)处于断开状态时，所述发射器(34，34′，34″)通过至少一个插脚(20)向所述插座发射信号，以触发一个致动器(28)的开关操作，从而通过所述致动器(28)接通所述插座(22)，其中，所述致动器(28)布置在所述插座(22)上或位于与所述插座电连接的一个配电箱(30)内。
2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，
所述发射器(34，34′，34″)由电池(36，36′，36″)或蓄电池供电。
3.根据权利要求1或2所述的电气设备，其特征在于，
所述发射器(34，34″)通过近场以电容方式将所述信号输入所述连接线(16)中。
4.根据权利要求3所述的电气设备(10)，其特征在于，
所述发射器(34)布置在所述连接线(16)的设备侧末端。
5.根据权利要求3所述的电气设备，其特征在于
所述发射器(34″)直接安装在所述连接线(16)上或安装在一个连接线插接件(54)中。
6.根据权利要求1或2所述的电气设备，其特征在于，
所述发射器(34′)布置在所述插头(18′)中，并通过近场以电容方式将所述信号输入所述至少一个插脚(20)中。
7.根据权利要求6所述的电气设备，其特征在于，
所述插头(18′)中的一个触针(46)在所述插头插入所述插座时接通所述发射器。
8.根据权利要求7所述的电气设备，其特征在于，
在所述插头(18′)插入所述插座的情况下，通过一个监测电路对插入状态进行持续监测，所述监测电路在所述插头拔出时通过所述发射器(34′)发射用于断开所述插座的信号。
9.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电气设备，其特征在于，
所述信号使用设备专用编码。
10.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的电气设备，其特征在于，
所述发射器(34)与所述电气设备(10)同时被接通。
11.一种用于插在电气设备(10′)的连接线(16)上的插接件(54)，所述插接件带有一个由电池(36″)供电的发射器(34″)，所述发射器通过一个近电场将信号输入所述连接线(16)的一个导电元件(38)中。
12.一种通断插座(22)的方法，具有以下步骤：
a)提供一个根据权利要求10所述的电气设备(10)，
b)提供一个带有插口的插座，所述插座通过一个致动器(28)通断，在断开状态下通过所述插座插口向所述致动器发送信号，所述信号促使所述致动器实施通断操作，
c)接通所述电气设备(10)，将所述插头(18)插入所述插座插口(22)，
d)所述致动器(32，28)从所述电气设备(10)的发射器(34)接收信号，并接通所述插座，
e)从属于所述致动器的一个监测单元借助电流判据或电压判据对所述插座上是否连接有已接通的电气设备进行持续监测，
f)断开所述电气设备(10)或拔出所述电气设备(10)，
g)所述致动器(28)根据所述监测单元响应步骤f)而产生的控制信号断开所述插座(22)。
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