CN110546841A

CN110546841A - 具有监视温度的插塞连接的器具

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Publication number: CN110546841A
Application number: CN201880023987.5A
Authority: CN
Inventors: M.克普尔; H.黑尔姆施密特; C.普莱歇尔
Original assignee: BSH Home Appliances Co Ltd
Current assignee: BSH Home Appliances Co Ltd; BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2019-12-06
Anticipated expiration: 2038-03-21
Also published as: EP3610543A1; US20200149981A1; WO2018188917A1; CN110546841B; DE102017206094A1; PL3610543T3; US10900846B2; EP3610543B1

Abstract

本发明描述了一种器具（100），其包括用于连接电源电缆（110）的器具接口（102）并且包括控制单元（101）。所述器具接口（102）被设计成与所述电源电缆（110）的器具侧接口单元（112）形成插塞连接。所述器具接口（102）包括至少一个功率接触部件（212），所述至少一个功率接触部件被设计为与所述器具侧接口单元（112）的功率接触部件（214）形成功率连接（211），以便从向所述器具（100）供应来自供电电网的电能。所述器具接口（102）包括第一热电元件（213），所述第一热电元件被设计成当所述功率连接（211）存在时与所述器具侧接口单元（112）的第二热电元件（219）接触，其中述第一热电元件（213）耦合到所述控制单元（101）的第一测量入口。此外所述器具接口（102）包括测量接触部件，所述测量接触部件被设计为与所述器具侧接口单元（112）的测量接触部件形成所述第二热电元件（219）和所述控制单元（101）的第二测量入口之间的测量连接（216）。所述控制单元（101）被设计为确定与所述第一测量入口和所述第二测量入口之间的测量电压（201）有关的测量数据。

Description

具有监视温度的插塞连接的器具

技术领域

本发明涉及一种器具、特别是家用电器，其具有监视温度的插塞连接，特别是至电源电缆的插塞连接。

背景技术

家用电器、特别是白色家电（例如洗衣机、洗碗机、洗衣烘干机等）典型地经由电源电缆连接到供电电网，以便向所述家用电器供应电能。在这种情况下，所述电源电缆包括电网侧接口单元（特别是电源插头），利用该电网侧接口单元，所述电源电缆被插入电网接口中（特别是插入插座中）。此外，电源电缆可以包括器具侧接口单元，所述电源电缆利用该器具侧接口单元连接到器具接口（特别是连接到所述家用电器的插头）。

所述器具侧接口单元和所述器具接口典型地形成插塞系统，其中通过家用电器的用户可以在器具侧接口单元和器具接口之间建立所述插塞连接。在此情况下可能发生的是，用户仅仅不足地建立所述插塞连接。此外可能发生的是，由于老化和/或磨损，器具侧接口单元和器具接口之间的插塞连接的质量不足。因此，所述插塞连接可能具有相对较高的过渡电阻，从而当经由所述插塞连接传输功率时所述插塞连接的温度可能升高。

发明内容

本文献要解决的技术任务是提供一种器具、特别是家用电器，以及一种具有器具和电源电缆的系统，借助于它们可以可靠和精确地监视所述器具和所述电源电缆之间的插塞连接的温度。

该任务通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式特别是在从属权利要求中加以定义，在下面的描述中加以描述，或者在附图中示出。

根据本发明的一个方面，描述了一种器具、特别是家用电器或白色家电，其包括用于连接电源电缆的器具接口并且包括控制单元。所述器具、特别是所述家用电器可以被构造为由用户在家庭中（特别是在厨房中）使用。示例性的家用电器是厨房电器，例如冰箱、洗衣机、咖啡机、搅拌机、食物处理机等。

所述器具接口被设计成，与所述电源电缆的器具侧接口单元形成插塞连接。特别地，所述器具侧接口单元的一个或多个功率接触部件可以与所述器具接口的互补的一个或多个功率接触部件形成插塞连接。在此情况下，所述电源电缆的器具侧接口单元的功率接触部件可以优选地包括插孔，所述器具的器具接口的插脚可以插入该插孔中以形成功率连接。所述器具的器具接口特别是可以构造为插头，该插头可以插入到所述电源电缆的器具侧接口单元中，该器具侧接口单元构造为插座。

所述器具的器具接口因此包括一个或多个功率接触部件，所述功率接触部件被设计为与所述电源电缆的器具侧接口单元的一个或多个功率接触部件分别（成对地）形成功率连接，以便向所述家用电器提供来自供电电网（例如来自230V电网或130V电网）的电能。为此，所述电源电缆可以经由电网侧接口单元（例如经由电源插头）连接到所述供电电网（例如，连接到所述供电电网的插座）。在此情况下，所述电网侧接口单元典型地被标准化（例如，插头类型F（CEE 7/4）。可以为中性导体和/或相导体提供示例性的功率连接。

器具接口、特别是用于至少一个功率连接（例如用于中性导体或用于相导体）的器具接口的功率接触部件包括第一热电元件。在此情况下，所述第一热电元件包括第一材料或（必要时完全）由第一材料制成。第一材料优选是金属。此外，第一材料具有第一热电系数。例如，第一材料可以包括铁（Fe）或者是铁（Fe）。

第一热电元件被设计成当存在所述功率连接时与所述器具侧接口单元处、特别是所述器具侧接口单元的功率接触部件处的第二热电元件接触。在此情况下，所述第二热电元件包括第二材料或（必要时完全）由第二材料制成。第二材料优选地包括金属。在这种情况下，第二材料不同于第一材料。特别地，第二材料典型地具有第二热电系数，该第二热电系数不同于第一材料的第一热电系数。例如，第二材料可以包括铜镍（CuNi）或者可以是铜镍（CuNi）。

第一热电元件例如经由第一线路导电地耦合至所述控制单元的第一测量入口。在此情况下，所述第一测量入口可以包括模数转换器，以便生成与第一测量入口处的第一电势有关的数字测量数据。因此，可以经由第一测量入口实现与所述器具接口的功率接触部件的电气分离。

所述器具接口包括测量接触部件，所述测量接触部件被设计为与所述器具侧接口单元的测量接触部件形成在第二热电元件和所述控制单元的第二测量入口之间导电的测量连接（特别是插塞连接）。因此，可以经由测量连接在所述控制单元的第二测量入口处提供第二电势。第二测量入口可以包括模数转换器，以便提供与第二测量入口处的第二电势有关的数字测量数据。因此，可以经由第二测量入口实现与所述器具侧接口单元的功率接触部件的电气分离。

因此，所述控制单元被设计为确定与第一测量入口和第二测量入口之间的测量电压或电势差有关的测量数据。由于在所述器具接口处的功率连接处使用不同的热电元件，所述测量电压指示与所述功率连接处的温度有关的温度信息。在这种情况下，热电元件的使用使得可以检测紧邻所述功率连接的温度。因此可以精确地确定温度信息。

第一热电元件可以经由第一线路导电地连接到所述控制单元的第一测量入口。在此情况下，第一热电元件和第一线路都可以包括第一材料或（必要时完全）由第一材料制成。所述器具接口的测量接触部件可以以对应的方式经由第二线路导电地连接至所述控制单元的第二测量入口。在此情况下，所述器具接口的测量接触部件和第二线路都可以包括第二材料或（必要时完全）由第二材料制成。从而可以以精确的方式在所述控制单元的测量入口处提供测量电压，其中，所述测量电压指示与彼此接触的热电元件处的温度有关的信息。

所述控制单元可以被设计为依据所述测量数据来采取与所述器具的一个或多个功率连接有关的（至少）一个措施，特别是与所述一个或多个功率连接处的温度或生热有关的措施。在这种情况下，示例性的措施是：经由所述器具的输出单元（例如，在屏幕上）输出与所述一个或多个功率连接的温度有关的指示；经由所述一个或多个功率连接减少所述器具的功耗；和/或将设备转换到安全的操作状态。

因此，可以将所述器具设计为监视至电源电缆的插塞连接的温度，并在需要时启动一个或多个对策。从而可以进一步提高器具的安全性、可靠性和舒适性。

根据本发明的另一方面，描述了一种系统，该系统具有器具、特别是家用电器以及电源电缆。在此情况下，可以按照本文献中的描述来构造所述器具。所述电源电缆包括器具侧接口单元，其经由线路连接到电网侧接口单元，以便将所述电源电缆连接至供电电网。因此，所述器具可以经由所述电源电缆连接到所述供电电网。为此，所述电源电缆的器具侧接口单元包括功率接触部件，所述功率接触部件设计成与所述器具接口的功率接触部件形成功率连接。

所述器具侧接口单元和所述器具接口包括装置（特别是一个或多个热电偶），利用所述装置可以检测与所述器具侧接口单元和所述器具接口之间的插塞连接的温度或生热有关的温度信息。

特别地，所述器具侧接口单元包括第二热电元件（由第二材料制成），该第二热电元件被设计成当在所述器具侧接口单元和所述器具接口的对应的功率接触部件之间存在功率连接时接触所述器具接口的第一热电元件（由第一材料制成）。

此外，所述器具侧接口单元可以包括测量接触部件（特别是由第二材料制成），所述测量接触部件耦合到第二热电元件，并被设计成与所述器具接口的测量接触部件形成所述测量连接。

因此，所述系统可以包括由第一材料制成的从第一热电元件到第一测量入口的第一导电连接。

此外，所述系统可以包括由第二材料制成的第二导电连接，该第二导电连接从第二热电元件经由所述测量连接直到第二测量入口。因此，可以（为一个或多个功率连接中的每个）提供热电偶，所述热电偶被构造用于检测紧邻功率连接的温度。为此，第一热电元件和第二热电元件可以在功率接触部件之间的功率连接的部分区域中具有彼此的直接接触部位。

所述器具侧接口单元可以包括弹簧，第二热电元件布置在所述弹簧处。在此情况下，所述弹簧可以与所述器具侧接口单元的功率接触部件电分离，特别是电绝缘。第一热电元件可以布置在所述器具接口的功率接触部件的面向所述器具侧接口单元的弹簧的一侧上（并且，必要时可以与所述器具接口的功率接触部件电接触）。例如，第一热电元件和/或第二热电元件可以作为相应功率接触部件的涂层来加以提供，其中两个功率接触部件的涂层可以在所述功率连接的确定部分区域中接触。

应当注意的是，在本文献中描述的器具和/或系统的各个方面可以以多种方式彼此组合。特别地，权利要求的特征可以以多种方式彼此组合。

附图说明

下面基于附图中示出的实施例更详细地描述本发明。在此：

图1示出了家用电器和电源电缆的框图；

图2示出了示例性的插塞系统，该插塞系统具有用于确定与该插塞系统的接触部件的温度有关的信息的装置；以及

图3示出了具有温度监视的示例性的插塞连接。

具体实施方式

如开头所介绍的，本文献涉及对电源电缆和电器具（特别是家用电器）之间的插塞连接的温度的可靠且精确的监视。图1示出了器具100，特别是家用电器，其可以经由器具接口102（例如插头）连接到电源电缆110的器具侧接口单元112（例如插孔）。电源电缆110包括电线路113，所述电线路将器具侧接口单元112连接到电网侧接口单元111。器具100包括控制单元101，控制单元101被设计为从器具接口102接收与器具侧接口单元112和器具接口102之间的插塞连接有关的信息（经由一条或多条线路215、217）。控制单元101 还被设计为依据所接收的信息来控制器具100。例如，可以经由家用电器100的输出单元103输出光学信号和/或声学信号，以便向器具100的用户通知所述插塞连接的温度。

在器具侧接口单元112和器具接口102之间的插塞连接可以包括装置，利用所述装置可以确定和指示所述插塞连接的温度。图2示出了器具100和电源电缆110之间的示例性插塞连接的细节。该插塞连接被设计成建立多个功率连接211、221、231，以便传输用于向器具100供应能量的电能。特别地，可以为中性导体N 210建立功率连接211，为相导体220建立功率连接221，并且为保护导体230建立功率连接231。为此，器具接口102和器具侧接口单元112分别包括接触部件。在所示的示例中，器具接口102包括管脚或插脚或刀片212、222，可以将它们插入器具侧接口单元112的对应插孔214、224中，以建立相应的功率连接211、221。在本文献中，通常将用于建立功率连接211、221的管脚或插脚或刀片212、222以及插孔214、224称为功率接触部件。

由于功率连接211、221的接触部件的电接触不足，可能会导致过渡电阻升高，并因此导致接触部件处的温度大幅上升。图2中所示的插塞连接包括用于以精确的方式检测功率连接211、221的温度的装置。特别地，器具接口102的功率接触部件212、222包括第一热电元件213、223，并且器具侧接口单元112（特别是器具侧接口单元112的功率接触部件214、224）包括第二热电元件219、229，第一热电元件213、223和第二热电元件219、229在功率连接211、221处或在紧邻功率连接211、221的地方彼此接触，使得由于第一热电元件213、223和第二热电元件219、229之间的接触部位而形成电压，其中所述电压的大小取决于第一热电元件213、223和第二热电元件219、229之间的接触部位处的温度。

第一热电元件213、223经由第一线路215、225耦合到控制单元101的第一测量入口。此外，第二热电元件219、229经由器具侧接口单元112内的第二线路218、228，经由器具接口102内的第二线路217、227和经由器具侧接口单元112和器具接口102的第二线路之间的信号连接216、226耦合到控制单元101的第二测量入口。从而可以在控制单元101处检测第一测量入口和第二测量入口之间的测量电压201、202，所述测量电压指示第一热电元件213、223和第二热电元件219、229之间的接触部位温度。

第一热电元件213、223和第二热电元件219、229包括不同的材料，特别是不同的金属，其中不同的材料具有不同的热电系数k₁或k₂。在所述接触部位处的测量温度T_M典型地不同于参考温度T_R，其中所述参考温度可以是例如控制单元101的测量入口处的温度。然后，在测量入口处检测的测量电压U_M由下式给出：

U_M＝(k₁-k₂)*(T_M-T_R)。

因此，如果已知热电系数和所述参考温度，则可以基于所述测量电压以精确的方式直接在功率连接211、221处检测温度。为此，第一热电元件213、223和第一线路215、225由具有第一热电系数k₁的第一材料形成。此外，为此第二热电元件219、229，第二线路218、228或217、227以及信号连接216、226由具有第二热电系数k₂的第二材料形成。

第一热电元件213、223可以被集成在器具接口102的功率接触部件212、222中。例如，第一热电元件213可以如图3所示布置，例如局部地布置在器具接口102的至少一个功率接触部件212上。以对应的方式，第二热电元件219、229也可以至少局部地布置在器具侧接口单元112的功率接触部件214、224上。然后，第一热电元件213、223和第二热电元件219、229之间的接触部位311可以位于功率连接211的确定部分区域中。图3还示出了电源电缆110的示例性线路310。

因此，描述了具有多个功率连接211、221的插塞连接，其中至少一个功率连接211、221具有用于确定与功率连接211、221的温度有关的温度信息的热电偶。在此情况下，用于功率连接211的热电偶包括两个不同的热电元件213、219，其例如在功率连接211的部分区域中形成彼此的接触部位311。可以经由控制单元101（例如，微控制器）的测量入口来检测热电电压（即，测量电压201、202 ）。然后，控制单元101可以依据测量电压201、202启动一种或多种用于降低温度的措施。

第一热电元件213包括具有第一热电系数的第一材料（例如铁，Fe）。此外，第一热电元件213经由第一线路215耦合至控制单元101的第一测量入口，其中第一线路215同样包括第一材料。第二热电元件219经由第二线路217、218和经由插塞连接216（用于耦合第二线路217、218）耦合到控制单元101的第二测量入口，其中在此情况下分别使用具有第二热电系数的第二材料（例如铜-镍，CuNi）。

利用本文献中描述的措施可以可靠和精确地监视家用电器处的插塞连接的温度。在此情况下，可以直接在功率连接211处，即直接在功率连接211的接触部件212、214处测量温度。在此情况下，温度测量可以在器具100的操作期间进行。从而可以防止所述插塞连接过热。所描述的措施具有与器具电源的电气分离，因此可以安全地实施。可以在器具100的输出单元103 处向用户指示所述插塞连接的温度升高的存在，从而所述用户可以采取适当的对策。此外，可以在器具100中迅速地自动地实施措施，以便将器具100转换到安全的操作状态。

本发明不限于所示的实施例。特别是应该注意，说明书和附图仅旨在说明所建议的器具和/或系统的原理。

Claims

1.一种器具（100），其包括用于连接电源电缆（110）的器具接口（102）并且包括控制单元（101）；其中，

所述器具接口（102）被设计成与所述电源电缆（110）的器具侧接口单元（112）形成插塞连接；

所述器具接口（102）包括至少一个功率接触部件（212），所述至少一个功率接触部件被设计为与所述器具侧接口单元（112）的功率接触部件（214）形成功率连接（211），以便向所述器具（100）供应来自供电电网的电能；

所述器具接口（102）包括第一热电元件（213），所述第一热电元件被设计成当所述功率连接（211）存在时与所述器具侧接口单元（112）的第二热电元件（219）接触；

所述第一热电元件（213）耦合到所述控制单元（101）的第一测量入口；

所述器具接口（102）包括测量接触部件，所述测量接触部件被设计为与所述器具侧接口单元（112）的测量接触部件形成所述第二热电元件（219）和所述控制单元（101）的第二测量入口之间的测量连接（216）；以及

所述控制单元（101）被设计为确定与所述第一测量入口和所述第二测量入口之间的测量电压（201）有关的测量数据。

2.根据权利要求1所述的器具（100），其中

所述第一热电元件（213）包括具有第一热电系数的第一材料；

所述第二热电元件（219 ）和所述器具接口（102）的测量接触部件包括具有第二热电系数的第二材料；以及

所述第一热电系数和所述第二热电系数是不同的。

3.根据前述权利要求之一所述的器具（100），其中，

所述第一热电元件（213）经由第一线路（215）连接到所述控制单元（101）的第一测量入口；以及

所述第一热电元件（213）和所述第一线路（215）分别包括第一材料；和/或

所述器具接口（102）的测量接触部件经由第二线路（217）连接到所述控制单元（101）的第二测量入口；以及

所述器具接口（102）的测量接触部件和所述第二线路（217）分别包括第二材料。

4.根据前述权利要求之一所述的器具（100），其中所述控制单元（101）被设计成依据所述测量数据采取与所述功率连接（211）、特别是与所述功率连接（211）的温度有关的措施。

5.根据权利要求4所述的器具（100），其中，所述措施包括：

经由所述器具（100）的输出单元（103）输出与所述功率连接（211）有关的指示；

经由所述功率连接（211）减少所述器具（100）的功耗；和/或

将所述器具（100）转换到安全的操作状态。

6.根据前述权利要求之一所述的器具（100），其中所述第一热电元件（213）布置在所述器具接口（102）的所述功率接触部件（212）处。

7.一种系统，具有器具（100）和电源电缆（110），其中

所述电源电缆（110）包括器具侧接口单元（112），所述器具侧接口单元经由线路（113，310）连接到电网侧接口单元（111），用于将所述电源电缆（110）连接到供电电网；

所述器具（100）根据前述权利要求之一所述来构造；以及

所述电源电缆（110）的器具侧接口单元（112）包括至少一个功率接触部件（214），所述至少一个功率接触部件被设计为与所述器具接口（102）的功率接触部件（212）形成功率连接（211）。

8.根据权利要求7所述的系统，其中

所述器具侧接口单元（112）包括第二热电元件（219），所述第二热电元件被设计成当所述功率连接（211）存在时与所述器具接口（102）的功率接触部件（212）处的所述第一热电元件（213）接触；以及

所述器具侧接口单元（112）包括测量接触部件，所述测量接触部件耦合到所述第二热电元件（219）并被设计成与所述器具接口（102）的测量接触部件形成所述测量连接（216）。

9.根据权利要求7 至8 之一所述的系统，其中所述第一热电元件（213）和所述第二热电元件（219）在所述功率接触部件（212、214）之间的功率连接（211）的部分区域中具有彼此的直接接触部位（311）。

10.根据权利要求7至9之一所述的系统，其中

所述器具接口（102）的功率接触部件（212）包括插脚；以及

所述器具侧接口单元（112）的功率接触部件（212）包括插孔，在所述插孔中能够插入所述器具接口（102）的插脚。

11.根据权利要求7至10之一所述的系统，其中

所述器具侧接口单元（112）包括弹簧，在所述弹簧处布置所述第二热电元件（219）；和/或

所述第一热电元件（213）被布置在所述器具接口（102）的功率接触部件（212）的面向所述器具侧接口单元（112）的弹簧的一侧上。