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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Versorgungssockel für
eine Warneinrichtung, insbesondere einen Brandmelder oder einen
Rauchmelder. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Einrichten der erfindungsgemäßen Versorgungssockel.
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Nachfolgend
wird eine der Erfindung zugrundeliegende Problematik basierend auf
Versorgungssockeln für Brandmelder beschrieben, ohne den
Gegenstand auf diesbezügliche Versorgungssockel einzuschränken.
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Ein
Brandmelder ist unter Anderem aus der
WO 97/05586 bekannt. Diese Brandmelder
bestehen typischerweise aus zwei Teilen, nämlich einem
Versorgungssockel und einem Brandsensor. Der Versorgungssockel kann
an der Decke befestigt werden und wird über Versorgungsleitungen
mit einer Brandmeldezentrale verbunden. Der Brandsensor wird in den
Versorgungssockel durch Fachpersonal eingesetzt.
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Typischerweise
werden an eine Brandmeldezentrale 1 eine große
Anzahl von Brandmeldern in einer Reihenschaltung oder Reihentopologie
angeschlossen (s. 1). Aus Sicherheitsgründen
ist es erforderlich, dass die Brandmeldezentrale 1 erkennt, ob
alle Brandsensoren 2 funktionstüchtig und insbesondere
in die zugehörigen Versorgungssockel 3 eingesetzt
sind. Diese Anforderung wird dadurch gelöst, dass jeder
Versorgungssockel 3 die Versorgungsleitung 4 intern
unterbricht. Erst ein eingesetzter Brandsensor 2 verbindet
zwei interne Anschlüsse 5, 6 des Versorgungssockels 3.
Die Unterbrechung in der Versorgungsleitung 4 wird somit
durch die Brandsensoren 2 überbrückt.
Bei einem oder mehreren fehlenden Brandsensoren 2 ist die
Versorgungsleitung 4 unterbrochen. Diese Unterbrechung
kann z. B. mittels einer Ruhestrommessung in der Warnmeldezentrale 1 erfasst
werden. Typischerweise verbindet ein Abschlusswiderstand 7 die
Versorgungsleitung 4 mit einer Rückleitung 8.
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Die
Ruhestrommessungen und die einwandfreie Funktion der Melder funktioniert
jedoch nur bei vorheriger korrekter Verdrahtung der Versorgungssockel 3.
Es ist deshalb wünschenswert die Korrektheit der Verdrahtung
bereits prüfen zu können, solange noch keine Melder
eingesetzt worden sind. Dies reduziert insbesondere den Aufwand
einer Fehlersuche im Falle von Falschverdrahtungen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Versorgungssockel mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 ermöglicht eine einfache Erkennung
von Anschlussfehlern des Versorgungssockels. Insbesondere ermöglicht
er eine Erkennung von Anschlussfehlern ohne eingesetzte und interne
Anschlüsse überbrückender Warneinrichtungen.
Die erfindungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen
der Patentansprüche 7 und 8 bedienen sich den erfindungsgemäßen
Versorgungssockeln für eine ordnungsgemäße
Installation der selbigen.
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Der
erfindungsgemäße Versorgungssockel für
eine Warneinrichtung beinhaltet mindestens ein Paar aus einem ersten
Anschluss für eine eingehende Versorgungsleitung und einen
zweiten Anschluss für eine ausgehende Versorgungsleitung,
ein Schaltelement zum anfänglichen elektrischen Verbinden des
jeweils ersten Anschlusses mit dem zweiten Anschluss des mindestens
einen Paars, wobei das Schaltelement eine Betätigungseinrichtung
zum Schalten des Schaltelements in einen nichtleitenden Zustand
ansprechend auf ein Einsetzen einer Warneinrichtung in den Versorgungssockel
aufweist.
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Bei
einem fabrikneuen Versorgungssockel oder einem neu installierten
Versorgungssockel verbindet das Schaltelement den ersten Anschluss
und den zweiten Anschluss innerhalb des Versorgungssockels. Hierdurch
wird die eingehende Versorgungsleitung mit der ausgehenden Versorgungsleitung
elektrisch verbunden. Bei einer Reihenschaltung oder einer Ringschaltung
von mehreren Versorgungssockeln ergibt sich eine durchgehende Versorgungsleitung.
Unterbrechungen in der Versorgungsleitung bzw. fehlerhafte Kontakte
an Anschlussstellen können somit ohne Weiteres durch eine
Widerstandsprüfung der Versorgungsleitung erkannt werden.
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Wird
erstmalig eine Warneinrichtung in den Versorgungssockel eingesetzt,
wird das Schaltelement derart betätigt, dass es in einem
nichtleitenden Zustand verbleibt. Bei einem Entfernen eines Warnsensors
kann die Warnmeldeanlage die unterbrochene Versorgungsleitung erkennen
und eine Fehlermeldung ausgeben.
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In
einer Ausgestaltung weist das Schaltelement eine Arretierungseinrichtung
zum Halten des Schaltelements in dem nichtleitenden Zustand auf. Hierdurch
ist gewährleistet, dass nach einmaligem Betätigen
die Versorgungsleitung nicht mehr durch das Schaltelement überbrückt
wird. Erst ein manueller Eingriff kann das Schaltelement aus der
Arretierungseinrichtung lösen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Schaltelement
einen Innenwiderstand auf, der größer als der
Leitungswiderstand der Versorgungsleitungen ist. Durch eine Messung
des Widerstands der in Reihe oder in Ring geschalteten Versorgungssockel
ermöglicht zu erkennen, wie viele Versorgungssockel ordnungsgemäß installiert
sind. Hierdurch wird eine Überprüfung der Installation
der Versorgungssockel erweitert. Zudem ist es einer Warnmeldezentrale
möglich zu unterscheiden, ob ein Schaltelement die Versorgungsleitung
verbindet oder ob eine ordnungsgemäß eingesetzte
Warneinrichtung mit einem vernachlässigbar geringen Widerstand
ordnungsgemäß in dem Versorgungssockel eingesetzt
ist. Bei Ersterem würde eine in Betrieb befindliche Warnmeldeanlage
eine Warnmeldung hinsichtlich der möglicherweise nicht
ordnungsgemäß eingesetzten Warneinrichtung ausgeben.
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Dem
Schaltelement oder dem Innenwiderstand des Schaltelements kann eine
Diode in Sperrrichtung parallel geschaltet sein. Die Sperrrichtung bezieht
sich auf den ordnungsgemäß vorgesehenen Stromfluss
in der Versorgungsleitung. Verpolt angeschlossene Versorgungssockel
können auf diese Weise identifiziert oder zumindest erkannt
werden.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine Kommunikationseinrichtung
zum Ausgeben einer eindeutigen Identifikation des Versorgungssockels
vorgesehen ist, wobei die Kommunikationseinrichtung mittels der
Schalteinrichtung an den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss
schaltbar angekoppelt ist. Die Kommunikationseinrichtung ermöglicht
eine Kommunikation mit einer Warnmeldezentrale. Die Warnmeldezentrale
kann basierend auf der Anzahl und gegebenenfalls der eindeutigen
Kennungen der Versorgungssockel bestimmen, ob alle vorgesehenen
Versorgungssockel ordnungsgemäß angeschlossen
sind. Die Kommunikationseinrichtung des Versorgungssockels wird
von den Versorgungsleitungen getrennt, nachdem erstmalig eine Warneinrichtung
eingesetzt wurde.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
und beigefügter Figuren erläutert. In den Figuren
zeigen:
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1 eine
Serienschaltung einer Mehrzahl von Versorgungssockeln;
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2 eine
erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Versorgungssockels;
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3 eine
zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Versorgungssockels;
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4 eine
dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Versorgungssockels; und
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5 eine
vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Versorgungssockels.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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2 zeigt
schematisch eine erste Ausführungsform eines Versorgungssockels 10.
Der Versorgungssockel 10 weist eingangsseitig einen externen Anschluss 11 für
eine eingehende Versorgungsleitung 12 auf. Zudem ist eingangsseitig
ein weiterer externer Anschluss 13 für eine Rückleitung 14 vorgesehen.
Ausgangsseitig ist ein externer Anschluss 15 für eine
ausgehende Versorgungsleitung an dem Versorgungssockel 10 angeordnet.
Ein weiterer externer Anschluss 17 verbindet die ausgehende
Rückleitung 18 mit dem Versorgungssockel 10.
In der dargestellten Ausführungsform ist die eingehende
Rückleitung 14 mit der ausgehenden Rückleitung 18 intern
in dem Versorgungssockel 10 permanent verbunden. Die beiden
Rückleitungen 14, 18 können
zusammen an einem externen Kontakt zusammen geschlossen werden.
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Die
eingehende Versorgungsleitung 12 und die ausgehenden Versorgungsleitung 16 sind
innerhalb des Versorgungssockels 10 nur über ein
Schaltelement 19 miteinander elektrisch verbunden. Das Schaltelement
besteht in der ersten Ausführungsform beispielhaft aus
einem ersten Anschluss 20, der mit der eingehenden Versorgungsleitung 12 verbunden
ist, und einem zweiten Anschluss 21, der mit der ausgehenden
Versorgungsleitung 16 verbunden ist. Ein Federkontakt 22 kann
den ersten Anschluss 20 mit dem zweiten Anschluss 21 elektrisch
leitend verbinden. In einem Auslieferungszustand des Versorgungssockels 10 ist
das Schaltelement 19 in dem in 2 dargestellten
leitenden Zustand.
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An
dem Federkontakt 22 ist eine Betätigungseinrichtung 23,
z. B. in Form einer Nase, Lasche etc. vorgesehen, in die ein entsprechendes
Gegenstück der Warneinrichtung mechanisch eingreift. Beim
Einsetzen der Warneinrichtung schiebt das eingreifende Element der
Warneinrichtung den Federkontakt 22 bis zu einer Arretierungseinrichtung 24. Die
Arretierungseinrichtung 24 ist derart eingerichtet, dass
der Federkontakt 22 festgehalten wird, auch wenn die Warneinrichtung
nachträglich wieder entfernt wird. Gegebenenfalls wird
die Arretierungseinrichtung 24 derart ausgebildet, dass
ein manuelles Löse des Federkontakts 22 aus der
Arretierungseinrichtung 24 möglich ist.
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Die
Betätigungseinrichtung kann auch eine einfache Fläche
sein, in die eine Nase, Lasche etc von der einzudrehenden oder einzusetzenden
Warneinrichtung eingreift, um den Federkontakt 22 in die Arretierungseinrichtung 24 schiebt.
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Die
Betätigungseinrichtung bildet mit dem Federkontakt somit
einen Schalter, auf den durch die Warneinrichtung eine mechanische
Kraft ausgeübt wird, um den Schalter zu betätigen.
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Eine
Mehrzahl der in 2 dargestellten Versorgungssockel
kann analog der in 1 dargestellten Reihenschaltung
miteinander verbunden werden. Gleichermaßen ist eine Ringschaltung
der Versorgungssockel 10 mit einer Warnmeldezentrale 1 möglich.
Nachdem die Versorgungssockel 10 installiert und über
Versorgungsleitungen 12, 16 und Rückleitungen 14, 18 miteinander
in Serie oder in einem Ring verbunden sind, wird der Widerstand
der in Serie geschalteten Versorgungsleitungen 12, 16 und Versorgungssockel 10 bestimmt.
Liegt der Widerstand oberhalb eines vorbestimmten Schwellwertes, wird
eine Warnmeldung ausgegeben, die eine nicht ordnungsgemäße
Verdrahtung anzeigt. Anstelle einer Widerstandsmessung kann auch
eine einfache Durchgangsprüfung der Versorgungsleitung
durchgeführt werden. Die Überprüfung
des Widerstands bzw. der Durchleitfähigkeit kann durch
die Warnmeldezentrale automatisch oder von einem Installateur manuell
durchgeführt werden. Erst nachdem die ordnungsgemäße
Installation und Verdrahtung der Versorgungssockel 10 sichergestellt
ist, werden die Warnelemente, z. B. Brandmelder, Rauchmelder, Gasmelder
etc. in die Versorgungssockel eingesetzt.
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Eine
zweite Ausführungsform eines Versorgungssockels 30 ist
in 3 dargestellt. Die externen Anschlüsse 11, 13, 15, 17 können
die externen Anschlüssen und Verbindungen zu den Versorgungsleitungen 12, 16 und
Rückleitungen 14, 18 in gleicher Weise
bereitstellen wie in der ersten Ausführungsform gemäß 2.
Das Schaltelement 31 weist hingegen eine andere Ausprägung
auf. Das Schaltelement 31 weist einen ersten Anschluss 32,
der mit der eingehenden Versorgungsleitung 12 und einen
zweiten Anschluss 33 auf, der mit der ausgehenden Versorgungsleitung 16 verbunden
ist. Ein Federkontakt 34 stellt eine schaltbare elektrische
Verbindung zwischen dem ersten Anschluss 32 und dem zweiten Anschluss 33 bereit.
In gleicher Weise zu der ersten Ausführungsform ist der
Federkontakt 34 anfänglich so angeordnet, dass
er eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen 32, 33 bereitstellt. Eine
Betätigungseinrichtung 35 des Federkontakts 34 bewirkt
beim Einsetzen einer Warneinrichtung, dass das Federelement in der
Arretierungseinrichtung 36 einrastet. Die Betätigungseinrichtung 35 kann
in gleicher Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgebildet
sein. Der Federkontakt 34 unterbricht die elektrische Verbindung
zwischen dem ersten Anschluss 32 und dem zweiten Anschluss 33, wenn
er in der Arretierungseinrichtung 36 festgehalten wird.
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Eine
elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontakt 32 und
dem Federkontakt 34 wird durch ein Widerstandselement 37 bereitgestellt.
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Das
Schaltelement kann einen Innenwiderstand mit einem Widerstandswert
aufweist, wobei der Widerstandswert messbar größer
als der Widerstandswert von einer Verdrahtung zwischen den Versorgungssockeln
ist. Der Widerstandwert ist vorzugsweise größer
10 Ohm oder 50 Ohm oder 100 Ohm, zweckmäßigerweise
im Bereich zwischen 200 und 500 Ohm. Das Schaltelement 31 weist
somit im leitenden Zustand einen Mindestwiderstandswert auf. Eine
Messung des Gesamtwiderstands über mehrere Versorgungssockel
einschließlich zwischengeschalteter Verdrahtung lässt
somit erkennen, wie viele Versorgungssockel mit einander verbunden
sind. Bei einer insgesamt kurzen Verdrahtung kann der Widerstandswert
entsprechend klein gewählt werden.
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Das
Widerstandelement 37 kann durch einen Widerstand ausgebildet
werden oder durch Verwendung geeigneter gering-leitender Materialien
für den Federkontakt 34.
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Nach
einer Installation und Verdrahtung von mehreren der Versorgungssockel 30 analog
zu den Versorgungssockeln 10 in einer Reihen- oder Ringschaltung,
wird der Gesamtwiderstand der in Reihe geschalteten Versorgungsleitungen 12, 16 und
Versorgungssockeln 30 bestimmt. Überschreitet
der bestimmte Widerstandswert einen vorgegebenen Schwellwert, wird
eine Warnmeldung ausgegeben, dass einer oder mehrere der Versorgungssockel 30 nicht
korrekt angeschlossen sind. Zudem wird geprüft, ob der
bestimmte Widerstandswert einen unteren Schwellwert übersteigt.
Der untere Schwellwert entspricht der Summe über alle Widerstandswerte der
zu installierenden Versorgungssockel 30. Ist der bestimmte
Widerstandswert geringer als der untere Schwellwert, wird eine Warnmeldung
ausgegeben, dass vermutlich einer oder mehrere der Versorgungssockel 30 durch
eine fehlerhafte Beschaltung überbrückt sind.
Eine solche Überbrückung kann z. B. durch ein
Verbinden der externen Anschlüsse 11, 15 oder
ein Anschließen der eingehenden Versorgungsleitung 12 an
dem externen Anschluss 15 erfolgen. Die Überprüfung,
ob alle Versorgungssockel 30 ordnungsgemäß installiert
und verdrahtet sind, erfolgt bevor die Warneinrichtungen in die
Versorgungssockel 30 eingesetzt werden.
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Die
Dimensionierung des Widerstandswertes des Widerstandselements 37 erfolgt
unter Berücksichtigung des Widerstandswertes der maximal zulässigen
Länge der Versorgungsleitung 12, 16. Zweckmäßigerweise
ist der Widerstandswert des Widerstandselements 37 größer
als der der Versorgungsleitung 12, 16.
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Eine
dritte Ausführungsform des Versorgungssockels 40 ist
in 4 dargestellt. Der Versorgungssockel 40 entspricht
weitgehend der zweiten Ausführungsform gemäß 3.
Zwischen dem ersten Anschluss 42 und dem zweiten Anschluss 43 ist eine
Diode 48 in Sperrrichtung geschaltet. Die Sperrrichtung
bezieht sich auf den Stromfluss in der Versorgungsleitung 12, 16 bei
ordnungsgemäßer Installation des Versorgungssockels 40.
Die weiteren Funktionselemente des Schaltelements 41 entsprechen
dem Schaltelement 31 der zweiten Ausführungsform.
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Die
in Sperrrichtung geschaltete Diode 48 kann, wie in 4 dargestellt,
parallel zu dem Widerstandelement 47 und in Serie zu dem
Federkontakt 44 geschaltet sein. Es ist ferner auch möglich,
die Diode 48 parallel zu der Reihenschaltung aus dem Widerstandselement 47 und
dem Federkontakt 44 zu schalten.
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Die
Diode 48 in Sperrrichtung dient zum Erkennen des vergolten
Anschlusses des Versorgungssockels 40. Bei einer vergolten
Anschluss leitet die Diode 48 und der Widerstand zwischen
den Anschlüssen 42, 43 ist erheblich
geringer als der Widerstand des Widerstandselements 47.
Das Verfahren, das in Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform
zur Erkennung einer ordnungsgemäßen Installation
und Verdrahtung von Versorgungssockeln beschrieben ist, erkennt
hierbei, dass der Gesamtwiderstand der in Serie geschalteten Versorgungssockel 40 und
Versorgungsleitungen 12, 16 zu gering ist. Entsprechend
wird eine Warnmeldung ausgegeben. Nebst einer Überbrückung
eines Versorgungssockels 40 kann auch ein angeschlossener
Versorgungssockel 40 durch einen zu geringen bestimmten Gesamtwiderstand
erkannt werden. Die Überprüfung erfolgt wiederum
bevor die Warneinrichtungen eingesetzt sind.
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Eine
vierte Ausführungsform des Versorgungssockels 50 ist
in 5 dargestellt. Die externen Anschlüsse 11, 13, 15, 17 entsprechen
den vorhergehenden Ausführungsformen; gleiches gilt für den
ersten Anschluss 52 und den zweiten Anschluss 53,
die den entsprechenden ersten und zweiten Anschlüssen der
vorhergehenden Ausführungsformen entsprechen. Das Schaltelement 51 wird
gemäß der dargestellten Ausführungsform
durch zwei Federkontakt 54a, 54b ausgebildet,
die den ersten Anschluss 52 mit dem zweiten Anschluss 53 leitend
verbinden. Die beiden Federkontakte 54a, 54b können
in Arretierungshaltungen 56a, 56b eingehakt werden.
Das Einhaken erfolgt durch Einsetzen einer Warneinrichtung in den
Versorgungssockel 50 analog den vorhergehenden Ausführungsformen.
Eine Kommunikationseinrichtung 57 mit zwei Verbindungsanschlüssen 55a, 55b ist
mit den beiden Federkontakten 54a, 54b verbunden.
Die Kommunikationseinrichtung 57 ist ferner mit der Rückleitung 14, 18 verbunden.
Entsprechend der Funktionsweise der Federkontakte 54a, 54b ist
die Kommunikationseinrichtung 57 anfänglich bei
einem frisch installierten Versorgungssockel 50 aktiv.
Sie wird permanent deaktiviert, wenn erstmalig eine Warneinrichtung
in den Versorgungssockel 50 eingesetzt wird.
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Eine
Warnmeldeanlage, die mit dem Versorgungssockel 50 über
die Versorgungsleitung 12 und die Rückleitung 14 verbunden
ist, kommuniziert mit der Kommunikationseinrichtung 57.
Die Kommunikation kann sich darauf beschränken, dass die
Kommunikationseinrichtung 57 der Warnmeldezentrale die Anwesenheit
der Kommunikationseinrichtung 57 bestätigt. Die
Warnmeldezentrale erhöht bei jeder Bestätigung
von vorhandenen Kommunikationseinrichtungen 57 einen internen
Zähler. Entspricht die Zahl der gezählten Kommunikationseinrichtung 57 der
zu installierenden Versorgungssockel 50, wird die ordnungsgemäße
Installation aller Versorgungssockel 50 bestätigt.
Nachfolgend kann mit der Einsetzung der Warneinrichtung in die Versorgungssockel 50 begonnen
werden.
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Die
Kommunikationseinrichtung 57 kann über eine reine
Bestätigung der Anwesenheit hinausgehende Logik aufweisen.
Die Warnmeldeeinrichtung kann jeder Kommunikationseinrichtung zusätzlich
eine eindeutige Identifikation zuordnen. Andererseits ist es auch
möglich, dass jede der Kommunikationseinrichtungen 57 bereits
eine vorkonfigurierte feste eindeutige vorzugsweise weltweit einzigartige Kennung
aufweist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt.
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Insbesondere
kann anstelle eines Federkontakts 44 ein anderes mechanisch
schließendes Kontaktelement verwendet werden.
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Auch
ist die Verwendung von irreversibel durchbrochenen Kontaktelementen
denkbar. Diese Kontaktelemente sind anfänglich ersten und
zweiten Anschluss elektrisch leitend verbindend ausgebildet. Bei
einem Einsetzen der Warneinrichtung wird das Kontaktelement mechanisch
zerstört, so dass die beiden Anschlüsse voneinander
isoliert werden.
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Anstelle
eines mechanischen Schaltelements kann auch ein elektrisches Schaltelement,
z. B. in Form eines Transistors verwendet werden. Der Transistor
ist derart dimensioniert, dass er bei typischen Prüfspannungen
den ersten Anschluss und zweiten Anschluss 43 leitend verbindet.
Typische Prüfspannungen liegen im Bereich unterhalb von
10 Volt. Beim Anlegen der typischen Versorgungsspannungen von deutlich
mehr als 10 Volt für die Warneinrichtungen werden die Transistoren
durchgebrannt und gehen in einen elektrisch isolierenden Zustand über.
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In
den vorgehergehenden Ausführungsformen weist der Versorgungssockel
nur ein Schaltelement in der einzigen Versorgungsleitung auf. Das Schaltelement
kann auch in die Rückleitung oder in weitere Versorgungsleitungen
zwischengeschaltet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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