DE102008003596A1 - Schalteinrichtung und Verfahren zum Einschalten eines Elektrogeräts - Google Patents

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Abstract

Beschrieben wird eine Schalteinrichtung zum Einschalten eines Elektrogeräts (50), welches einen Energieversorgungsanschluss (55) an eine Energieversorgung (E) aufweist. Die Schalteinrichtung weist ein in oder an einem Gehäuse (56) des Elektrogeräts (50) angeordneten, von einem Bediener des Elektrogeräts (50) manuell zu betätigenden elektromechanischen Energiewandler (1) zur Umwandlung eines kinetischen Schaltimpulses (F) in einen elektrischen Impuls (SP) und eine Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120) auf, welche in einem ersten Schaltzustand den Energieversorgungsanschluss (55) mit einer Betriebseinheit (51, 52) des Elektrogeräts (50) verbindet und in einem zweiten Schaltzustand die Betriebseinheit (51, 52) des Elektrogeräts (50) vom Energieversorgungsanschluss (55) trennt. Der Energiewandler (1) und die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120) sind miteinander so schaltungstechnisch gekoppelt, dass die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120), wenn sie sich im zweiten Schaltzustand befindet, durch einen bei einer mechanischen Betätigung des Energiewandlers (1) erzeugten elektrischen Impuls (SP) in den ersten Schaltzustand geschaltet wird. Darüber hinaus werden ein in einer solchen Schalteinrichtung verwendbarer Energiewandler (1), ein Elektrogerät (50) mit einer entsprechenden Schalteinrichtung und ein Verfahren zum Einschalten eines Elektrogeräts (50) beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zum Einschalten eines Elektrogeräts. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen in einer solchen Schalteinrichtung verwendbaren Energiewandler, ein Elektrogerät mit einer entsprechenden Schalteinrichtung und ein Verfahren zum Einschalten eines Elektrogeräts.
  • Unter dem Begriff Elektrogerät ist dabei im Folgenden jeder elektrisch betriebene Gebrauchsgegenstand im privaten oder gewerblichen Bereich zu verstehen, insbesondere elektrische Haushaltsgeräte wie die so genannte „weiße Ware" (d. h. Geräte zur Erledigung der Hausarbeit wie Waschmaschinen, Spülmaschinen, Trockner, Herde etc.), thermische oder motorische Kleingeräte, die so genannte „braune Ware" (d. h. Geräte der Unterhaltungselektronik), aber auch Heizungen, Heimwerkergeräte, Raumklimageräte, Leuchten, Messgeräte, Körperpflegegeräte, Wellnessgeräte oder elektrisches Spielzeug. Üblicherweise werden solche Elektrogeräte, sofern sie nicht ausschließlich batterie- oder akkubetrieben sind, mittels eines Energieversorgungsanschlusses an eine externe Energieversorgung angeschlossen. Hierbei handelt es sich meist um ein öffentliches Stromnetz bzw. das Hausstromnetz, weshalb der Energieversorgungsanschluss in der Regel als Netzanschluss bezeichnet wird.
  • Diese Elektrogeräte weisen einen sog. Netzschalter auf, mit dem der Benutzer die Energieversorgung manuell ein- und abschalten kann, indem eine Leitung, die vom Energieversorgungsanschluss im Inneren des Geräts zu einer Betriebseinheit, beispielsweise der Steuerelektronik oder sonstigen, elektrische Leistung benötigenden Komponenten des Elektrogeräts führt, unterbrochen wird bzw. bei einem Einschalten des Elektrogeräts wieder verbunden wird. Bei einem solchen Schalter kann es sich um einen klassischen Kippschalter, einen Taster, um einen Drehschalter oder dergleichen handeln. Insbesondere bei größeren Geräten wie Haushaltsgeräten, die zur weißen oder braunen Ware zählen, befinden sich diese Netzschalter meist in einer Bedieneinheit an einer Frontblende an der Vorderseite des Geräts. Im Rahmen eines modernen Designs werden neuere Geräte jedoch oftmals nicht mehr mit einem solchen Netzschalter ausgestattet, sondern mit kleinen elektronischen Tasten oder Bedienelementen, die in sogenannten Bedienoberflächen oder „Touch-Panels" integriert sind. Insbesondere z. B. bei Großgeräten wie z. B. Elektroherden, die mit Netzspannungen arbeiten, oder Spül- oder Waschmaschinen, bei denen der Bediener mit Feuchtigkeit in Verbindung kommen kann, ist es aus sicherheitstechnischen und/oder aus Gestaltungsgründen zudem sinnvoll, im Frontbereich anstelle der klassischen Netzschalter, die ummittelbar die Netzspannung unterbrechen, geeignete nicht mit der Netzspannung in Berührung kommende Taster zu verwenden, mit denen das Gerät eingeschaltet werden kann. Eine derartige Konstruktionsweise bedingt aber, dass zur Energieversorgung des Einschalttasters sich das jeweilige Gerät im sogenannten „Standby-Betrieb" befindet, in dem die Stromversorgung des Elektrogeräts nicht komplett abgeschaltet ist. Dies führt wiederum dazu, dass das Gerät auch im ausgeschalteten Zustand, wenn es eigentlich nicht benötigt wird, permanent eine Restmenge an Energie verbraucht. Bezüglich des einzelnen Elektrogeräts ist dies zwar nur ein sehr geringer Betrag, jedoch summieren sich die durch Elektrogeräte im Standby-Betrieb verbrauchte Energiebeträge weltweit zu einer sehr hohen Energiemenge auf, so dass ein Standby-Betrieb aus Gründen des Umweltschutzes und der Ressourcenschonung vermieden werden sollte.
  • Eine Möglichkeit wäre, auch bei moderneren Geräten wieder Netzschalter der klassischen Art einzuführen, die der Benutzer manuell betätigt, um die Betriebseinheiten des Elektrogeräts komplett vom Energieversorgungsanschluss zu trennen. Dies hat aber zum einen die bereits oben erläuterten sicherheitstechnischen Nachteile bzw. der Netzschalter muss aufwendig so hergestellt sein, dass er spezielle Sicherheitsvorgaben erfüllt. Zum anderen sind die klassischen Netzschalter nur schwer in ein modernes Bedienfelddesign zu integrieren.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Schalteinrichtung sowie ein alternatives Verfahren zum Einschalten eines Elektrogeräts und ein entsprechendes Elektrogerät zu schaffen, mit dem sämtliche elektrischen Sicherheitsvorschriften problemlos eingehalten werden können und zudem auf einen Standby-Betrieb des Elektrogeräts verzichtet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schalteinrichtung gemäß Patentanspruch 1, ein Elektrogerät gemäß Patentanspruch 17 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 21 gelöst.
  • Eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung weist einen im oder am Gehäuse des Elektrogeräts angeordneten, von einem Bediener des Geräts manuell zu betätigenden elektromechanischen Energiewandler zur Umwandlung eines kinetischen Schaltimpulses in einen elektrischen Impuls auf. Dieser Energiewandler ist mit einer Energieversorgungsschalteinheit schaltungstechnisch gekoppelt, wobei die Energieversorgungsschalteinheit in einem ersten Schaltzustand den Energieversorgungsanschluss mit einer Betriebseinheit des Elektrogeräts verbindet und in einem zweiten Schaltzustand die Betriebseinheit des Elektrogeräts vom Energieversorgungsanschluss trennt. Unter dem Energieversorgungsanschluss ist dabei zumindest eine stromführende Leitung, beispielsweise bei einem Netzanschluss zumindest die Phasenleitung, und unter der Betriebseinheit ein Netzteil, eine Steuerelektronik oder sonstige Komponenten des Geräts zu verstehen, die mit Hilfe der elektrischen Energie betrieben werden. Es kann sich hierbei auch um eine Kombination verschiedener Betriebseinheiten handeln, die alle durch die Energieversorgungsschalteinheit mit dem Energieversorgungsanschluss verbunden oder von diesem getrennt werden. Die Energieversorgungsschalteinheit kann auch aus mehreren Teileinheiten bestehen, welche verschiedene Betriebseinheiten des Elektrogeräts (sofern dieses mehrere getrennte Betriebseinheiten aufweist) jeweils vom Energieversorgungsanschluss oder von verschiedenen Teil-Energieversorgungsanschlüssen trennt bzw. mit diesen Anschlüssen verbindet. Die Kopplung des Energiewandlers mit der Energieversorgungsschalteinheit erfolgt dabei über geeignete Leitungen im Elektrogerät so, dass die Energieversorgungsschalteinheit, wenn sie sich im zweiten Schaltzustand befindet, durch einen bei einer mechanischen Betätigung des Energiewandlers erzeugten elektrischen Impuls in den ersten Schaltzustand geschaltet wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einschalten des Elektrogeräts wird mittels eines im oder am Gehäuse des Elektrogeräts montierten, manuell zu betätigenden elektromechanischen Energiewandlers ein kinetischer Schaltimpuls in einen elektrischen Impuls umgewandelt. Mittels dieses elektrischen Impulses wird eine Energieversorgungsschalteinheit, die in dem ersten Schaltzustand den Energieversorgungsanschluss mit der Betriebseinheit des Elektrogeräts verbindet und in einem zweiten Schaltzustand die Betriebseinheit vom Energieversorgungsanschluss trennt, vom zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand geschaltet.
  • Der Kernpunkt der Erfindung besteht folglich darin, zur Vermeidung eines Standby-Zustands zur Einschaltung des Elektrogeräts einen elektromechanischen Energiewandler zu verwenden, der bei einer Betätigung eines Betätigungselements des Energiewandlers den vom Bediener abgegebenen kinetischen Schaltimpuls in einen elektrischen Impuls umwandelt, um diesen elektrischen Impuls dann zum Umschalten der Energieversorgungsschalteinheit des Elektrogeräts zu nutzen. Ein solcher elektromechanischer Energiewandler ist vollkommen energieautark, d. h. es wird keinerlei Energieversorgung benötigt, um den Energiewandler betriebsbereit zu halten. Er kann in Form eines Tasters aufgebaut sein, bzw. einen Taster als Betätigungselement aufweisen, der sich leicht in eine Bedienfläche, insbesondere die Frontblende eines beliebigen Elektrogeräts, einbauen lässt. Da der Energiewandler schaltungstechnisch mit der eigentlichen Energieversorgungsschalteinheit über geeignete Leitungen gekoppelt ist, besteht kein direkter Kontakt des Bedieners mit der Energieversorgungsschalteinheit, an welcher die Netzspannung anliegt. Die Schalteinrichtung erfüllt also höchste Sicherheitsanforderungen.
  • Zur Schaffung eines erfindungsgemäßen Elektrogeräts muss dieses lediglich mit einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ausgerüstet sein. Grundsätzlich ist es dabei auch möglich, bereits in Serie laufende Gerätetypen so umzurüsten, dass sie anstelle von bisher verwendeten Schaltern nun mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ausgestattet werden. Umfangreichere Design- oder Konstruktionsänderungen sind nicht erforderlich, so dass relativ schnell, kostengünstig und mit geringem Neukonstruktionsaufwand erfindungsgemäße Elektrogeräte produziert werden können.
  • Elektromagnetische Energiewandler sind bereits zum Einsatz in Fernschaltern bekannt, welche ohne eine Netzspannung auskommen müssen. Dabei wird durch den elektromagnetischen Impuls, der durch die mechanische Betätigung im Energiewandler generiert wird, eine Sendeeinheit in Betrieb genommen, welche einen entsprechenden Funkimpuls aussendet, der wiederum ein Relais oder dergleichen schaltet. Ein typischer Einsatz hierfür ist die Nutzung solcher Funkfernschalter zur Schaltung von Beleuchtungen, wenn zusätzliche Einschalter benötigt werden und eine Verlegung von weiteren Leitungen zu aufwändig oder nicht machbar wäre. Auf Seiten der elektrischen Einrichtung, die geschaltet werden soll, wird hierzu aber ein Empfänger im Standby-Modus benötigt, der das relativ schwache Signal des Senders empfängt, verstärkt und dekodiert, um dann den Schaltbefehl auszuführen. Ein elektromagnetischer Energiewandler für einen solchen Einsatz wird beispielsweise in der DE 103 15 765 B4 beschrieben, wobei diese Schrift auch einen relativ guten Überblick über den Stand der Technik bezüglich solcher Energiewandler gibt.
  • Der dort beschriebene elektromagnetische Energiewandler weist einen Permanentmagneten und ein dazu bewegliches Element auf, das von einer elektrischen Spule umschlossen ist. In eine erste Ruhelage des beweglichen Elements ist ein magnetischer Fluss durch das bewegliche Element geschlossen. Bei einer Bewegung des beweglichen Elements in eine zweite Ruhelage wird eine Umkehrung des magnetischen Flusses im magnetischen Element bewirkt. Der Permanentmagnet ist so ausgebildet, dass sich dessen magnetische Nord- und Südpole jeweils an den Enden des beweglichen Elements gegenüber befinden und dabei Anschläge für das bewegliche Element bilden. Damit das bewegliche Element innerhalb der Spule gekippt werden kann, befindet sich zwischen Spule und beweglichem Element ein Freiraum. Bei dieser Konstruktion werden daher nur relativ geringe Spannungen und Leistungen erreicht.
  • Für den erfindungsgemäß gewünschten Einsatz zum autarken Schalten einer Energieversorgungsschalteinheit in einem Gerät, welches sich nicht im Standby-Modus befindet, ist bei den bisher bekannten und auf dem Markt befindlichen Energiewandlern die erreichbare Spitzenspannung und die erreichbare Leistung der Strompulse zu gering, um für ein sicheres Schalten zu sorgen. Besonders bevorzugt wird daher in der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ein Energiewandler gemäß Patentanspruch 13 eingesetzt. Dieser Energiewandler weist ein feststehendes Joch auf, welches zumindest zwei Enden mit jeweils einer ersten Polfläche aufweist und in einem Bereich zwischen den Enden von zumindest einer Induktionsspule umwickelt ist. Der Energiewandler besitzt zudem einen permanentmagnetischen Anker, welcher an zwei Enden jeweils eine erste Anker-Polfläche aufweist und um eine Drehachse so am Joch drehbar gelagert ist, dass in einer ersten Drehstellung des Ankers die ersten Anker-Polflächen jeweils, unter Bildung eines Anschlags für die erste Drehstellung, an den ersten Joch-Polflächen an den beiden Enden des Jochs anliegen. Außerdem weist der Energiewandler ein Betätigungselement beispielsweise in Form einer Taste zur Bewegung des Ankers durch eine externe mechanische Kraft aus der ersten Drehstellung in eine zweite Drehstellung auf, wobei in der Induktionsspule elektrische Energie induziert wird.
  • Grundsätzlich können aber auch elektromechanische Energiewandler ganz anderer Bauarten, z. B. neben elektromagnetisch arbeitenden Schaltern auch piezoelektrische Schalter o. ä. für den erfindungsgemäßen Einsatz genutzt werden, so lange sie einen ausreichend großen elektrischen Impuls bzw. eine ausreichende Energie liefern.
  • Die abhängigen Ansprüche sowie die weitere Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können die abhängigen Ansprüche einer Kategorie auch die unabhängigen Ansprüche der jeweils anderen Kategorien weiterbilden.
  • Besonders bevorzugt ist die Schalteinrichtung so aufgebaut, dass der bei der mechanischen Betätigung des Energiewandlers erzeugte elektrische Impuls die Energieversorgungsschalteinheit unmittelbar schaltet, d. h. dass keine aktive weitere Verstärkung, Kodierung, Dekodierung oder sonstige Bearbeitung des Impulses erforderlich ist, sondern allenfalls passive Bauelemente wie z. B. Kondensatoren zum eventuellen Glätten des Pulses etc. verwendet werden.
  • Je nach Art des Elektrogeräts kann die Energieversorgungsschalteinheit eine Wechselstrom-Schalteinheit und/oder eine Gleichstrom-Schalteinheit umfassen. In der Regel wird entweder nur eine Wechselstrom-Schalteinheit oder eine Gleichstrom-Schalteinheit benötigt. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die Energieversorgungsschalteinheit sowohl eine Wechselstrom-Schalteinheit als auch eine Gleichstrom-Schalteinheit jeweils als Teil-Energieversorgungs-Schalteinheiten umfasst, um verschiedene Betriebseinheiten des Elektrogeräts mit dem Energie versorgungsanschluss in der für die jeweilige Betriebseinheit sinnvollen Weise zu verbinden.
  • Bei einer Gleichstrom-Schalteinheit ist dem Energieversorgungsanschluss, sofern es sich hierbei um einen Wechselspannungsanschluss handelt, vorzugsweise ein Gleichrichter nachgeschaltet, welcher sich z. B. direkt eingangsseitig am Energieversorgungsanschluss des Elektrogeräts befindet, und die Energieversorgungsschalteinheit ist zwischen Gleichrichter und Betriebseinheit geschaltet.
  • An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dem Energieversorgungsanschluss zwar in den meisten Fällen um einen Netzanschluss handelt. Grundsätzlich muss es sich bei der Energieversorgung aber nicht um ein Energieversorgungsnetz handeln, sondern es kann sich auch um eine andere Energieversorgung, beispielsweise eine eigene Stromversorgung des Elektrogeräts, ein Notstromaggregat o. Ä. handeln.
  • Die Energieversorgungs-Schalteinheit kann durch verschiedenste Schaltungen realisiert werden. Eine Schaltung, welche sich insbesondere auch zum Schalten von Wechselstrom anbietet, ist eine Relaisschaltung mit einem oder mehreren Relais. Ebenso kann hierfür eine Thyristor-Schaltung, vorzugsweise eine Triac-Schaltung, genutzt werden, welche auch in der Lage ist, Wechselstrom zu schalten. Eine weitere bevorzugte Variante ist eine Transistor-Schaltung, insbesondere mit Feldeffekttransistoren, vor allem so genannten Leistungs-MOSFETs, die in der Lage sind, höhere Leistungen zu schalten. Dabei hängt es von der Art der Schaltung ab, ob eine Schaltung von Wechselstrom oder nur eine Gleichstromschaltung möglich ist. Grundsätzlich kann die Energieversorgungsschalteinheit auch aus mehreren Komponenten der oben genannten Arten realisiert werden.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Energiewandler und die Energieversorgungsschalteinheit miteinander so schaltungstechnisch gekoppelt, dass die Energieversorgungsschalteinheit, wenn sie sich im ersten Schaltzustand befindet, durch einen bei einer Betätigung des Energiewandlers erzeugten elektrischen Impuls in den zweiten Schaltzustand geschaltet wird. In diesem Fall lässt sich also der Energiewandler nicht nur als Einschalter, sondern auch als Ausschalter verwenden.
  • Dies bietet sich insbesondere an, wenn die Energieversorgungsschalteinheit inhärent bistabil ausgebildet ist. Bistabile Energieversorgungsschalteinheiten können beispielsweise durch geeignete Relais realisiert werden.
  • Eine Alternative zur Verwendung einer inhärent bistabilen Energieversorgungsschalteinheit ist die Nutzung einer Halte-Schaltung, die die Energieversorgungsschalteinheit nach einem Umschalten vom zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand im ersten Schaltzustand hält. Auf diese Weise können auch monostabile Schalteinheiten quasi bistabil gemacht werden.
  • Die Halte-Schaltung kann beispielsweise einen Signalgeber aufweisen oder mit einem Signalgeber, beispielsweise als Teil einer Betriebseinheit des Elektrogeräts, gekoppelt sein, wobei der Signalgeber über den Energieversorgungsanschluss mit Energie versorgt wird, wenn sich die Energieversorgungsschalteinheit im ersten Schaltzustand befindet. Der Signalgeber kann dann permanent ein Signal ausgeben, um die Energieversorgungsschalteinheit im ersten Schaltzustand zu halten.
  • Vorzugsweise weist die Schalteinrichtung einen mit der Energieversorgungsschalteinheit gekoppelten Signalgeber auf, der so ausgebildet ist und/oder von einer Betriebseinheit des Elektrogeräts so angesteuert wird, dass die Energieversorgungsschalteinheit in Abhängigkeit von einem definierten Betriebsprogramm des Elektrogeräts vom ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand umschaltet. Das heißt, die Schalteinrichtung besitzt eine so genannte „Selbstabschaltung", die in der Lage ist, das Elektrogerät ohne Eingreifen des Benutzers auszuschalten. Dabei wird vom Energieversorgungsanschluss tatsächlich eine echte Abschaltung der Betriebseinheiten und nicht ein Umschalten in einen Standby-Zustand durchgeführt.
  • Bei diesem Signalgeber kann es sich auch um den Signalgeber handeln, der innerhalb der Halte-Schaltung verwendet wird. In diesem Fall wird der Signalgeber beispielsweise so von der Betriebseinheit des Elektrogeräts angesteuert, dass er zum Ausschalten des Elektrogeräts das Signal abschaltet, welches in der Halte-Schaltung dafür sorgt, dass die Energieversorgungsschalteinheit im ersten Schaltzustand bleibt. Es kann sich hierbei aber ebenso, insbesondere bei einer Verwendung von bistabilen Energieversorgungs-Schalteinheiten, um einen speziellen Signalgeber handeln, welcher einen Impuls ausgibt, um eine Energieversorgungs-Schalteinheit aktiv vom ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand umzuschalten. Bei beiden Varianten ist es bevorzugt möglich, dass zusätzlich auch der Benutzer über die Betätigung des Energiewandlers die Energieversorgungs-Schalteinheit vom zweiten in den ersten Schaltzustand umschalten kann. Das Elektrogerät weist hierzu vorzugsweise eine Steuerelektronik auf, welche die Energieversorgungs-Schalteinheit gemäß einem bestimmten Programmablauf in den zweiten Schaltzustand zurückschaltet. Ein typisches Beispiel ist das Abschalten einer Waschmaschine, einer Spülmaschine oder eines Trockners, wenn das Spül- bzw. Trocknerprogramm durchlaufen ist. Ebenso kann für eine automatische Abschaltung eines Herds oder Ofens gesorgt werden, wenn das gewünschte Programm abgelaufen ist oder wenn im Rahmen eines Überwachungsprogramms festgestellt wird, dass bestimmte Teile zu heiß werden oder sich beispielsweise auf einer Herdplatte kein Topf befindet.
  • Des Weiteren kann der Energiewandler auch während des laufenden Betriebs zur Eingabe von Steuerimpulsen für weitere Funktionen wie z. B. Zwischenstopps, Programmänderungen etc., verwendet werden. Hierzu kann der Ausgang des Energiewandlers zusätzlich noch mit einem Eingang einer geeigneten Steuervorrichtung des Elektrogeräts verbunden sein.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Variante weist die Schalteinrichtung eine mit dem Energiewandler gekoppelte Prozessoreinheit auf, welche im ausgeschalteten Zustand des Geräts, d. h. wenn sich die Energieversorgungsschalteinheit im zweiten Schaltzustand befindet, in einem Ruhemodus gehalten wird. Dies kann mit Hilfe eines Puffer-Energiespeichers wie einer Batterie, eines ausreichenden Pufferkondensators etc. erfolgen. Bei Empfang eines Schaltimpulses vom Energiewandler wird dann durch die Prozessoreinheit die Energieversorgungs-Schalteinheit vom zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand umgeschaltet. Bei dieser Variante können auch über die Prozessoreinheit mittels des Energiewandlers während des laufenden Betriebs weitere Funktionen des Elektrogeräts aktiviert oder deaktiviert werden.
  • Der Energiewandler mit dem Betätigungselement ist in der Regel in einer Bedieneinheit, beispielsweise einer Bedienfläche, in der Frontblende des Elektrogeräts, angeordnet. Aus den oben genannten Sicherheitsgründen ist die Energieversorgungs-Schalteinheit dagegen bevorzugt in einem bedienerfernen Bereich im Gehäuse des Elektrogeräts, z. B. bei Großgeräten rückseitig im Gerät, angeordnet, so dass der Energiewandler, welcher vom Bediener betätigt wird, und die Energieversorgungsschalteinheit, welche unmittelbar die Netzspannung schaltet, möglichst weit voneinander beabstandet sein können.
  • Der oben bereits beschriebene, bevorzugt eingesetzte Energiewandler ist vorzugsweise so aufgebaut, dass sich an jedem der Enden jeweils eine erste Anker-Polfläche und eine erste Joch-Polfläche sowie eine zweite Anker-Polfläche und eine zweite Joch-Polfläche gegenüberliegen.
  • Besonders bevorzugt weist der Anker an seinen Enden jeweils zueinander weisende erste und zweite Anker-Polflächen auf, und das Joch und der Anker sind so ausgebildet und zueinander angeordnet, dass sich die Enden des Jochs an den Enden des Ankers jeweils zwischen der ersten und der zweiten Anker-Polfläche befinden. Alternativ kann auch das Joch an seinen Enden jeweils zueinander weisende erste und zweite Joch-Polflächen aufweisen, und das Joch und der Anker sind so ausgebildet und zueinander angeordnet, dass sich die Enden des Ankers an den Enden des Jochs jeweils zwischen der ersten und der zweiten Joch-Polfläche befinden. Das heißt, in der ersten Variante dieses Ausführungsbeispiels ist der Anker an den Enden jeweils gabelförmig ausgebildet und weist auf den Innenseiten der beiden „Gabelzinken" jeweils die Anker-Polflächen auf, und die Enden des Jochs greifen zwischen die Gabelzinken. Bei der zweiten Variante ist es genau umgekehrt; das Joch weist gabelförmige Enden auf, wobei die Joch-Polflächen an den Innenseiten dieser „Gabelzinken" sind und die Ankerenden jeweils zwischen die Zinken greifen. Ein Vorteil beider Varianten kann sein, dass durch die jeweiligen außen liegenden Polflächen Anschläge in den beiden Drehstellungen des Ankers gebildet werden.
  • Vorzugsweise weist das Joch in einer Ebene parallel zur Drehachse und parallel zu einer Längsachse der Induktionsspule einen U-förmigen Querschnitt auf. Dabei ist die Induktionsspule vorzugsweise auf den Querbalken des U-Querschnitts gewickelt und die beiden U-Schenkel bilden die freien Enden des Jochs, welche jeweils die Joch-Polflächen aufweisen. Somit steht auch bevorzugt die Drehachse senkrecht zur Wickelachse bzw. Längsachsen der Induktionsspule, d. h. die Längsachsen des Ankers und des mittleren, den U-Balken bildenden Teils des Jochs liegen in parallelen Ebenen. Zur Bildung der Drehachse kann das Joch beispielsweise zwischen den U-Schenkeln einen sich parallel zu den U-Schenkeln erstreckenden Stift aufweisen. Der Anker weist dann eine entsprechende Bohrung bzw. ein durchgehendes Loch auf, durch welche der Stift hindurchragt, sodass der Anker auf dem Stift um die Drehachse drehbar ist.
  • Senkrecht zu einer Längsachse der Induktionsspule ist das Joch dagegen im Querschnitt vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmig, d. h. kreisrund oder leicht ellipsenförmig, oder besonders bevorzugt zumindest annähernd quadratisch ausgebildet. Diese Formen haben den Vorteil, dass die Induktionsspule sich gut mit einer schnell laufenden Wickelmaschine dicht auf das Joch wickeln lässt.
  • Besonders bevorzugt ist das Joch im Querschnitt senkrecht zu einer Längsachse der Induktionsspule im Wesentlichen viereckig, vorzugsweise rechteckig, ausgebildet und einem Bereich der Induktionsspule nur an zwei gegenüberliegenden ersten Seiten mit einer Mantelschicht bedeckt, welche an diesen Seiten eine Isolationsschicht zwischen dem Spulendraht und dem Joch bildet. An den beiden anderen gegenüberliegenden zweiten Seiten des Jochs verbleibt dabei zwischen der Joch-Wandfläche und der Induktionsspule nur ein nicht mit Material aufgefüllter Luftspalt bzw. Hohlraum als Isolierung. Hierzu ragt die Mantelschicht, welche die beiden ersten Seiten bedeckt, jeweils an den Kanten zu den beiden angrenzenden zweiten Seiten ein kleines Stück über die Kante hinaus, wodurch an den beiden Kanten der zweiten Seiten jeweils ein wulstartiger Überstand gebildet wird, welcher als Anlage für die Wicklung dient. Bei fester Umwicklung des Jochs verbleibt dann automatisch an den zweiten Seiten der Luftspalt, welcher vorzugsweise eine maximale Dicke von 0,1 mm aufweist. Durch eine solche Konstruktion kann der Spulendraht bei ausreichender Isolierung zumindest an zwei Seiten des Jochs sehr nahe am Joch entlang geführt sein, was die Effizienz des Energiewandlers erheblich steigert.
  • Insbesondere bei der zuvor beschriebenen Ausbildung des Jochs ist der Anker bevorzugt so ausgebildet, dass er in einer Ebene senkrecht zur Drehachse einen H-förmigen Querschnitt aufweist. Die H-Schenkel dieses H-Ankers schließen dann jeweils die freien U-Schenkel des Jochs zwischen sich ein, sodass sich die oben erläuterte Ausführungsform ergibt, bei der der Anker an jedem seiner beiden Enden jeweils zwei zueinander weisende erste und zweite Anker-Polflächen aufweist, die das Jochende zwischen sich einschließen, wobei sich jeweils eine erste Anker-Polfläche und eine erste Joch-Polfläche sowie eine zweite Anker-Polfläche und eine zweite Joch-Polfläche gegenüberliegen.
  • Die Joch-Polflächen und/oder die Anker-Polflächen können jeweils bezüglich der Lage ihrer Oberflächen so ausgebildet sein, dass die in den Drehstellungen jeweils voreinander liegenden Polflächen planparallel aufeinanderliegen oder in einem genau definierten, optimierten Winkel zueinander stehen.
  • Ganz besonders bevorzugt sind dabei die zwei an den Enden des Ankers diagonal gegenüberliegenden zweiten Anker-Polflächen kleiner ausgebildet als die ersten Anker-Polflächen und/oder zwei an den beiden Enden des Jochs diagonal gegenüberliegende zweite Joch-Polflächen sind kleiner ausgebildet als die ersten Joch-Polflächen. Beispielsweise können beim H-Anker zwei der diagonal gegenüberliegenden H-Schenkel kürzer sein. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass durch die verringerten Querschnittflächen der zweiten Joch-Polflächen und/oder zweiten Anker-Polflächen gegenüber den ersten Joch-Polflächen und/oder ersten Anker-Polflächen der magnetische Widerstand in der ersten Drehstellung kleiner ist als in der zweiten Drehstellung.
  • Alternativ oder zusätzlich können zur Erhöhung des magnetischen Widerstands, insbesondere zwischen den zweiten Anker-Polflächen und den diesen zugeordneten zweiten Joch-Polflächen, jeweils Trennelemente, z. B. Trennplättchen aus nichtmagnetischem Material, angeordnet sein. Als Materialien hierfür bietet sich Edelstahl, beispielsweise Nirosta, an. Eine weitere Alternative hierzu ist, durch einen weiteren zusätzlichen Anschlag konstruktiv dafür zu sorgen, dass zwischen der zweiten Anker-Polfläche und der zweiten Joch-Polfläche immer ein kleiner Luftspalt verbleibt.
  • Als Material für das das Joch und die Eisenteile des Ankers wird ein besonders gut magnetisch leitendes Material, beispielsweise Weicheisen, verwendet. Der Anker kann aus verschiedenen Materialien bestehen. Vorzugsweise hat er einen permanentmagnetischen Kern aus Ferrit, z. B. Bariumoxid-Ferrit, aus Samarium-Kobalt, Aluminium-Nickel-Kobalt oder Neodym-Eisen-Bor und gegebenenfalls weitere Teile aus Weicheisen, die die Polschuhe bzw. Anker-Polflächen bilden.
  • Sofern dies in einem konkreten Einsatzfall gewünscht wird, können auch zwischen den ersten Anker-Polflächen und den ersten Joch-Polflächen Trennelemente bzw. Trennplättchen angeordnet sein, um auch in der ersten Drehstellung den magnetischen Widerstand etwas zu erhöhen. Die Trennelemente bilden dann einen Teil der Anker-Polflächen oder Joch-Polflächen und somit den Anschlag für die erste Drehstellung.
  • Durch die Ausgestaltungen der zweiten Anker-Polflächen und/oder Joch-Polflächen mit einer verringerten Querschnittsfläche und/oder durch Einsetzen von Trennelementen ist der Energiewandler in einer bevorzugten Ausführungsform so ausgebildet, dass die Magnetflussrichtung durch das Joch bei einer Verstellung des Ankers von der ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung, in der die zweiten Anker-Polflächen an die zweiten Joch-Polflächen (gegebenenfalls unter Zwischenlage der Trennelemente) anschlagen, beibehalten wird oder der Magnetfluss in der zweiten Drehstellung Null ist. Das heißt, es findet keine Magnetfeldumkehr statt, sodass keine magnetischen Haltekräfte auf den Anker der zweiten Drehstellung wirken. Sofern die Magnetflussrichtung beibehalten wird, wird der Anker, sobald auf das Betätigungselement keine externe Kraft mehr ausgeübt wird, automatisch von der zweiten Drehstellung in die erste Drehstellung zurückgestellt. Der Energiewandler kann so auch ohne eine Rückstellfeder monostabil ausgebildet sein.
  • Sofern dies gewünscht wird, kann aber auch eine zusätzliche Rückstellfeder verwendet werden, um den Anker von der zweiten Drehstellung in die erste Drehstellung zurückzustellen. Dies ist z. B. dann sinnvoll, wenn das Magnetfeld so ausgebildet ist, dass beim Umschalten von der ersten in die zweite Drehstellung ein Totpunkt-Effekt erreicht wird, bei dem der Anker ab einem bestimmten Abstand der ersten Anker-Polflächen von den ersten Joch-Polflächen mit reduzierter Kraft, nämlich nicht mehr gegen die Anziehungskraft des Magneten zwischen den ersten Polflächen, in die zweite Drehstellung bewegt werden kann.
  • Das Betätigungselement ist, wie bereits erwähnt, vorzugsweise selbst als manuell bedienbare Taste oder Schalter ausgebildet oder es ist alternativ mit einer manuell bedienbaren Taste oder Schalter gekoppelt. Der Betätigungsweg des Betätigungselements zum Schalten des Ankers von der ersten in die zweite Drehstellung liegt vorzugsweise unter 2 mm, besonders bevorzugt bei max. 1,5 mm.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Hieraus ergeben sich noch weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
  • 2 eine schematische Blockdarstellung eines Elektrogeräts mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
  • 3 eine schematische Blockdarstellung eines Elektrogeräts mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
  • 4 eine schematische Blockdarstellung eines Elektrogeräts mit einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
  • 5 eine schematische Blockdarstellung eines Elektrogeräts mit einem fünften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
  • 6 eine schematische Blockdarstellung eines Elektrogeräts mit einem sechsten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
  • 7 eine schematische Blockdarstellung eines Elektrogeräts mit einem siebten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
  • 8 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Energiewandlers von oben mit geöffnetem Gehäuse in einer ersten Drehstellung,
  • 9 eine Darstellung des Energiewandlers gemäß 1 in einer zweiten Drehstellung,
  • 10 eine perspektivische Darstellung des Jochs und des Ankers aus dem Energiewandler gemäß den 1 und 2,
  • 11 einen Querschnitt durch den Anker und das Joch mit der Induktionsspule aus dem Energiewandler gemäß den 1 und 2,
  • 12 einen Längsschnitt durch das Joch mit der Induktionsspule des Energiewandlers gemäß den 1 und 2.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung. Diese Schalteinrichtung arbeitet mit einem bistabilen Relais 60, welches zwei antiparallel auf einen Relaisanker wirkende Spulen 63, 64 sowie zwei durch ein mechanisches Element 65 miteinander gekoppelte Kontakte 61, 62 aufweist. Über einen Kontakt 61 wird die Betriebseinheit des Elektrogeräts mit dem Netzanschluss verbunden. In 1 ist die Betriebseinheit einfach durch einen Lastwiderstand R repräsentiert. Bei der Energieversorgung E handelt es sich beispielsweise um ein übliches Stromnetz, welches einen Wechselstrom mit 230 Volt Effektivspannung liefert. Neben der hier nicht dargestellten Erdleitung weisen derartige Netzanschlüsse immer eine Phasenleitung P und eine Nullleitung N auf.
  • Wie in 1 dargestellt, reicht es aus, wenn man den Netzanschluss 55 der Phasenleitung P zum Verbraucher, hier dem Lastwiderstand R, mit Hilfe des Relais 60 unterbricht. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, ein Relais zu verwenden, bei dem noch ein weiterer Kontakt parallel geschaltet wird, um Null- und Phasenleitung unterbrechen zu können.
  • Der zweite Kontakt 62 des Relais 60 dient zur internen Beschaltung der Spulen 63, 64 mit dem Energiewandler 1. Der genaue Aufbau eines solchen Energiewandlers 1 wird noch anhand der 8 bis 12 näher erläutert. Bei dem Relais 60 handelt es sich hier um ein bistabiles Relais 60, welches nach dem Umschalten in der jeweiligen Schaltstellung stabil verbleibt und nur durch eine entsprechende Ansteuerung wieder in den anderen Schaltzustand umkippt. Hierzu sind die beiden Spulen 63, 64 des Relais 60 jeweils mit ihrem negativen Anschluss (–) mit dem negativen Anschluss (–) des Energiewandlers verbunden. Die positiven Anschlüsse (+) der Spulen 63, 64 sind jeweils über den Schalter 62 mit dem positiven Anschluss (+) des Energiewandlers 1 verbunden, wobei es von der Schaltstellung des Kontakts 62 abhängt, ob die erste Spule 63 oder die zweite Spule 64 mit dem Energiewandler 1 verbunden ist.
  • In der in 1 dargestellten Schaltstellung der Kontakte 62 (nach rechts gekippt) ist die erste Induktionsspule 63 mit dem Energiewandler 1 verbunden. Wird nun ein Strompuls P im elektromechanischen Energiewandler 1 durch die Betätigung des Bedieners erzeugt, so wird in der Induktionsspule 63 ein Magnetfeld induziert, welches dafür sorgt, dass im Relais die Kontakte 61, 62 in die andere Schaltstellung umklappen. Dadurch wird zum einen der Lastwiderstand R mit dem Netzanschluss 55 verbunden. Zum anderen wird durch das Umschalten des Kontakts 62 die Verbindung zwischen dem Energiewandler 1 und der ersten Spule 63 unterbrochen und stattdessen eine Verbindung zwischen dem Energiewandler 1 und der zweiten Spule 64 hergestellt. Bei erneuter Betätigung des Energiewandlers liegt dann der dabei erzeugte Strompuls SP an der zweiten Induktionsspule 64 an, so dass durch diese ein Magnetfeld in der zur ersten Spule 64 umgekehrten Richtung erzeugt wird, wodurch die Kontakte 61, 62 wieder in die in 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückklappen, d. h. es wird der Kontakt des Verbrauchers R zum Netzanschluss 55 wieder unterbrochen.
  • Bei der in 1 dargestellten Schalteinrichtung kann also der Bediener das Relais 60 durch eine Betätigung des elektromechanischen Energiewandlers sowohl ein- und ausschalten und somit das komplette Elektrogerät ein- und wieder ausschalten. Als optionale weitere Elemente weist die Schaltung zwei Kondensatoren 66, 67 auf, die parallel zu den Spulen 63, 64 des Relais geschaltet sind. Diese dienen dazu, den Spannungspuls SP, der vom elektromechanischen Energiewandler kommt, etwas zu glätten, um so ein unbeabsichtigtes Wiederzurückschalten, d. h. ein „Prellen", des Schalters zu vermeiden.
  • 2 zeigt eine sehr grobe schematische Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Elektrogeräts 50. Hierbei kann es sich um ein beliebiges Elektrogerät, beispielsweise einen Kaffeeautomaten, eine Spülmaschine, eine Waschmaschine, Trockner, Fernseher etc., handeln. Über einen Netzanschluss 55 ist das Elektrogerät 50 mit einer externen Energieversorgung E, hier wieder mit einem öffentlichen Netz mit 230 V Wechselspannung verbunden, wobei dieses Stromnetz eine Phasenleitung P, an der die Wechselspannung anliegt und einen Nullleiter N aufweist. Beide werden in üblicher Weise, beispielsweise mit einem gewöhnlichen Netzstecker, mit dem Elektrogerät gekoppelt. Als Energieversorgungsanschluss, welcher im Folgenden auch einfach als „Netzanschluss" bezeichnet wird, ist im Folgenden zumindest der Phasenleiter P zu verstehen, da es in der Regel ausreicht, die Phasenleitung P zu unterbrechen, um das Elektrogerät von der Energieversorgung abzukoppeln. Daher ist nur dieser Anschluss mit der Bezugsziffer 55 versehen. Grundsätzlich ist es aber möglich, wie dies in 2 dargestellt ist, sowohl den Phasenleiter P als auch den Nullleiter N mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zu schalten. Dies ist insbesondere bei Geräten von Vorteil, bei denen ein Netzstecker in unterschiedlicher Richtung in die Steckdose des Netzes gesteckt werden kann und letztlich Null- und Phasenleitung vertauscht werden können, wie dies zumindest in Deutschland oft bei elektrischen Geräten und Leuchten der Fall ist.
  • Erfindungsgemäß ist das Elektrogerät 50 mit einem im Gehäuse 56 des Elektrogeräts 50 angeordneten Energiewandler 1 ausgestattet, welcher durch eine externe Kraft F, die ein Bediener durch drücken eines Betätigungselements 5 auf den Energiewandlers 1 ausübt, einen elektrischer Strom- bzw. Spannungspuls SP erzeugt. Bei dem Betätigungselement 5 handelt es sich z. B. um eine in eine Bedienoberfläche des Geräts 50 integrierte Taste. Dieser Strompuls SP wird an eine Energieversorgungsschalteinheit 70 weitergeleitet, die zumindest die Phasenleitung P – ggf. aber auch wie hier in 2 die Nullleitung N – unterbricht bzw. die Verbindung dieser Leitung zu einer Betriebseinheit 51 des Elektrogeräts 50 einschaltet. Bei der Betriebseinheit 51 kann es sich beispielsweise um das Netzteil 51 des Elektrogeräts 50 handeln, welches die weiteren Betriebseinheiten 52 mit den benötigten Spannungen versorgt.
  • Bei dem in 2 dargestellten Beispiel handelt es sich bei der Energieversorgungsschalteinheit 70 um eine Relaisschaltung, welche ähnlich wie die Schaltung in 1 aufgebaut ist. Auch hierbei handelt es sich um ein bistabiles Relais mit zwei Spulen 72, 73. Beide Spulen 72, 73 sind mit ihrer negativen Seite mit Massepotential verbunden. Die Spulen 72, 73 sind dabei so angeordnet, dass sie eine Kontaktanordnung 71 des Relais 70 in unterschiedliche Schaltzustände schalten. Die positive Seite der einen Spule 72 ist mit dem Energiewandler 1 verbunden, so dass durch einen vom Energiewandler 1 gelieferten Spannungspuls SP in der Spule 72 ein Magnetfeld induziert wird, welches die Kontaktanordnung 71 in einen Zustand schaltet, in dem Phase P und Nullleiter N mit dem Netzteil 51 verbunden sind. Das heißt, das Elektrogerät 50 wird eingeschaltet. Der positive Anschluss der zweiten Spule 73 ist dagegen mit einer Signaleinheit 53 in einer Betriebseinheit 52, beispielsweise einer Logikeinheit des Elektrogeräts 50, verbunden. In dieser Logikeinheit 52 läuft ein bestimmtes Arbeitsprogramm ab. Ist dieses Arbeitsprogramm beendet, so wird ein Signal 53 an den positiven Eingang der zweiten Spule 73 gegeben, wodurch hier ein Magnetfeld induziert wird, welches die Kontaktanordnung 71 des Relais 70 wieder in den in 2 dargestellten Ausgangszustand zurückschaltet und somit die Verbindung des Netzteils 51 zum Netzanschluss 55 unterbricht. Es handelt sich hierbei also um eine „Selbstabschaltung", bei der das Gerät aufgrund einer vorgegebenen Programmierung entscheidet, dass es sich selbst abschaltet. Damit auch der Bediener das Elektrogerät 50 ausschalten kann, können beispielsweise in einer Bedienoberfläche weitere elektronische Taster vorgesehen sein, die auch von der Logikeinheit oder einer sonstigen Steuerlogik abgefragt werden und bei Betätigung eines hierfür vorgesehenen Aus-Tasters oder einer Kombination von bestimmten Tasten wird entsprechend von der Logikeinheit 52 bzw. deren Signalmodul 53 das entsprechende Signal an die Relaisschaltung 70 zum Abschalten des Elektrogeräts 50 ausgegeben.
  • Um den Energiewandler 1 im laufenden Betrieb des Elektrogeräts 50 in der zuvor beschrieben Weise zur Eingabe von Steuerbefehlen nutzen zu können, kann der Ausgang des Energiewandlers 1 über eine Leitung 57 mit einem Eingang 58 der Logikeinheit 52 verbunden sein. Es ist dann insbesondere auch eine Abschaltung des Elektrogeräts 50 über die Logikeinheit 52 durch erneute Betätigung des Energiewandlers 1 möglich. Eine solche optionale Verbindung des Energiewandlerausgangs mit einem Eingang der Logikeinheit 52 kann auch in den weiteren Ausführungsbeispielen realisiert werden, auch wenn die Verbindung in den jeweiligen Figuren nicht dargestellt ist.
  • Alternativ können der Signalausgang des Energiewandlers 1 und der Signalausgang des Signalmoduls 53 der Steuerlogik 52 auch über eine Oder-Schaltung an die Relaisschaltung 70 gegeben werden, so dass auch ein Ausschalten über den Energiewandler 1 möglich ist.
  • Es ist klar, dass innerhalb des Elektrogeräts 50 noch eine beliebige Anzahl weiterer nicht dargestellter Betriebseinheiten vorhanden sein können, die beispielsweise alle über das Netzteil 51 mit den benötigten Spannungen versorgt werden.
  • 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektrogeräts 50. Der Aufbau ist insgesamt sehr ähnlich dem Aufbau in 2. Lediglich wird hier eine andere Energieversorgungsschalteinheit 80 eingesetzt. Dabei handelt es sich um eine Schalteinheit 80 mit einem Triac 81, welches nur die Phasenleitung P unterbricht. Der Nullleiter N ist permanent mit dem Netzteil verbunden. Damit das Triac 81 den Wechselstrom der Phasenleitung P zum Netzteil 51 durchschaltet, muss an einem Eingang 83 des Triacs 81 eine bestimmte Spannung angelegt werden. Bei einem solchen Triac 81, welcher aus mehreren Thyristoren aufgebaut ist, handelt es sich um eine monostabile Schaltung, d. h. es muss permanent am Eingang 83 ein Spannungspegel anliegen, um das Triac 81 im durchgeschalteten Zustand zu halten. Dies erfolgt zunächst mit Hilfe des Spannungspuls SP, der bei einer Betätigung des Bedieners vom Energiewandler 1 erzeugt wird. Nach Durchschalten des Triacs 81 wird das Netzteil 51 mit der benötigten Wechselspannung versorgt. Eine vom Netzteil 51 versorgte Steuerlogik 52, die bereits im Zusammenhang mit 2 erläutert wurde, weist hier ein Signalmodul 53 auf, welches, sobald die Steuerlogik 52 aktiv ist, ein Signal in Form eines bestimmten Spannungspegels ausgibt, welches über eine Oder-Schaltung 82 der Energieversorgungs-Schalteinheit 80 auf den Eingang 83 des Triacs 81 gegeben wird, um das Triac 81 im durchgeschalteten Zustand zu halten.
  • Das Abschalten des Elektrogeräts 50 erfolgt hier, indem von der Steuerlogik 52 bzw. dem Signalmodul 53 die Ausgabe des Signals, d. h. des Spannungspegels, an die Energieversorgungs-Schalteinheit 80 unterbrochen wird, wodurch das Triac wieder zuschaltet. Die Oder-Schaltung 82 bildet folglich gemeinsam mit dem Signalmodul 53 in der Steuerelektronik 52 eine Art Halte-Schaltung für die Triacs 81, um diese im geöffneten Zustand zu halten. Die Abschaltung kann, wie zuvor im Zusammenhang mit 2 beschrieben, nach einem Programmablauf erfolgen oder indem beispielsweise bestimmte elektronische Tasten in einer Bedienoberfläche des Geräts, welche der Benutzer drücken kann, abgefragt werden.
  • 4 zeigt eine weitere Variante, bei der ebenfalls nur die Phasenleitung unterbrochen wird. Hier wird anstelle der Triacs ein üblicher Transistor verwendet. Grundsätzlich kann jeder beliebige Transistor verwendet werden, welcher entsprechende Leistungen schalten kann. Da ein solcher Transistor 91 nur Gleichspannung schalten kann, befindet sich unmittelbar am Netzeingang 55 in der Phasenleitung P ein Gleichrichter 94, der die Wechselspannung in Gleichspannung umsetzt. Die Kollektorseite des Transistors 91 ist mit diesem Gleichrichter 94 verbunden, die Emitterseite ist mit dem Netzteil 51 verbunden. Die Basis des Transistors 91 ist mit dem Ausgang des Energiewandlers 1 gekoppelt und erhält von diesem zum Durchschalten den Spannungspuls SP. Da auch der Transistor 91 ein monostabiles Schaltelement ist, ist es auch hier wieder erforderlich, über eine Oder-Schaltung 93 sofort nach dem Einschalten von einem Signalmodul 53 einer Steuerlogik 52 des Elektrogeräts 50 ein Signal in Form eines konstanten Spannungspegels auf die Basis des Transistors 91 zu geben.
  • 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches zu dem Ausführungsbeispiel in 4 sehr ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstelle eines „normalen" Transistors 91 ein Feldeffekt-Transistor 101, hier ein n-Kanal MOSFET 101 (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), verwendet wird. Der Source-Anschluss des MOSFET 101 ist wiederum mit einem Gleichrichter 104 in der Phasenleitung P verbunden und der Drain-Anschluss mit dem Netzteil 51 des Elektrogeräts 50. Der Gate-Eingang ist über eine Oder-Schaltung 103 einerseits mit dem Energiewandler 1 gekoppelt und andererseits mit einem Signalmodul 53 in der Steuerlogik 52.
  • 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektrogeräts. Der Unterschied zwischen der Energieversorgungsschalteinheit 100 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 zu der in 6 gegebenen Energieversorgungsschalteinheit 110 besteht darin, dass hier ein Doppel-MOSFET mit zwei seriell hintereinander gekoppelten MOSFETs 111, 112 verwendet wird, um beide Halbwellen auf der Phasenleitung P schalten zu können. Stattdessen kann auf einen Gleichrichter verzichtet werden. Die Gates beider MOSFETs 111, 112 sind parallel mit der Oder-Schaltung 114 verkoppelt, die die Gates sowohl mit dem Energiewandler 1 als auch mit dem Signalmodul 53 der Steuerlogik 52 verbindet, um die MOSFETs 111, 112 im eingeschalteten Zustand zu halten, so lange vom Signalgeber 53 der erforderliche Spannungspegel ausgegeben wird.
  • Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Schalteinrichtung jeweils so aufgebaut, dass der elektrische Impuls des Energiewandlers die Energieversorgungsschalteinheit unmittelbar schaltet. Es werden allenfalls passive Bauelemente wie z. B. Kondensatoren zum Glätten des Pulses etc. verwendet.
  • 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem zusätzlichen Prozessor 122, welches einen Schalter 121, beispielsweise in Form eines Relais, schalten kann. Dieser Prozess 122 wird mit Hilfe einer internen Energiequelle 124, beispielsweise einer Batterie oder einem Akku, auch im ausgeschalteten Zustand des Elektrogeräts 50 mit einer Restenergie versorgt. Ein Eingang A des Prozessors 122 ist über eine Oder-Schaltung 123 einerseits mit dem Ausgang des Energiewandlers 1 verbunden und andererseits wiederum mit einem Signalgebermodul 53 der Steuerlogik 52. Diese Energieversorgungsschalteinheit 120 funktioniert so, dass bei einer Betätigung des Energiewandlers 1 durch den Bediener der Strompuls SP auf den Eingang A des Prozessors gegeben wird, um diesen aus seinem Schlafmodus aufzuwecken. Der Prozessor schaltet daraufhin das Relais 121, woraufhin das Netzteil 51 mit dem Netzanschluss 55 verbunden wird. Über den Signalausgang 53 kann ein entsprechender Puls über die Oder-Schaltung 123 an den Eingang A des Prozessors 122 gegeben werden, der dann das Relais 121 wieder ausschaltet. Alternativ kann das Ausschalten auch über einen erneuten Strompuls SP des Energiewandlers 1 erfolgen.
  • Im Folgenden wird anhand der 8 bis 12 ein bevorzugt eingesetzter Energiewandler 1 beschrieben. Dieser Energiewandler 1 weist als Hauptkomponenten ein in einem Induktionsspulenkörper 14 gehaltenes Joch 10 und einen daran um eine Drehachse D schwenkbar gelagerten Anker 20 auf, welche in einem Gehäuse 2 angeordnet sind. Das Joch 10 und der Anker 20 sind besonders gut in den 10 und 11 zu erkennen und die Lage dieser Teile innerhalb des Gehäuses 2 in den 8 und 9.
  • Am Gehäuse 2 befindet sich ein Betätigungselement 5 in Form einer Taste, mit der der Anker 20 durch eine externe Kraft F, indem beispielsweise ein Benutzer auf einen Stößel 8 der Taste 5 drückt, so dass der Stößel 8 gegen den Anker 20 gedrückt wird, von einer ersten Drehstellung I (8) in eine zweite Drehstellung II (9) gedrückt werden kann. Der Betätigungsweg des Stößels 8 liegt hier bei 1,5 mm.
  • Hierzu befindet sich an einem Durchbruch im Gehäuse 2 eine Stößelführung 6, in der der Stößel 8 längsverschiebbar gelagert ist. Der Stößel 8 ist außenseitig durch eine endseitig geschlossene, balgartige Gummimanschette 7, welche den Stößel stirnseitig einschließt, gegenüber dem Gehäuse 2 bzw. der Stößelführung 6 abgedichtet. Alternativ oder zusätzlich kann der Stößel auch unterhalb einer flexiblen Bedienoberflache des Elektrogeräts angeordnet sein, welche noch weitere Tasten abdeckt und gegebenenfalls auch Displayflächen oder dergleichen enthält.
  • Im Gehäuse 2 kann auch eine Rückstellfeder 4 (in 8 gestrichelt dargestellt) angeordnet sein, hier in Form einer an der Längsseite des Gehäuse 2 angeordneten Blattfeder, welche bei Nachlassen der äußeren Kraft F den Anker 20 wieder von der zweiten Drehstellung II in die erste Drehstellung I zurückdrückt. Diese Feder 4 ist optional, das heißt, es kann bei entsprechender Ausgestaltung des Ankers 20 und des Jochs 10, insbesondere deren Polflächen, dafür gesorgt werden, dass der Anker 20 von selbst wieder in die erste Drehstellung I zurückklappt, sobald keine äußere Kraft F mehr am Taster 5 anliegt.
  • Sowohl der Anker 20 als auch das Joch 10 sind länglich ausgebildet und die Längsachsen LS, LA beider Elemente liegen im Wesentlichen, abgesehen von der Drehstellung des Ankers 20 relativ zum Joch 10, parallel zueinander (siehe 11).
  • Vom Grundaufbau her ist das Joch 10 U-förmig ausgebildet. Dies ist besonders gut in dem Längsschnitt durch das Joch 10 in 12 zu sehen. Die beiden U-Schenkel 11, 12 bilden dabei die Enden des Jochs 10. Die Längsachse des Jochs 10 bzw. die Längsachse des U-Balkens ist zugleich auch die Längsachse LS der um den mittleren U-Balken zwischen den beiden U-Schenkeln 11, 12 aufgewickelten Induktionsspule 30.
  • Im Querschnitt senkrecht zur Spulenlängsachse LS ist das Joch 10 im Bereich des U-Querbalkens ungefähr quadratisch, was in 11 zu sehen ist. Diese Konstruktion trägt dazu bei, dass eine möglichst schnelle Umwicklung des mittleren Bereichs des Jochs 10 mit dem Spulendraht mit einer schnell laufenden Wickelmaschine erfolgen kann und dabei eine möglichst enge und dichte Wicklung erreicht wird, und so die Effizienz des Energiewandlers optimiert wird.
  • In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist das aus Weicheisen bestehende Joch 10 in einem Induktionsspulenkörper 14 aus Spritzguss-Kunststoff eingespritzt. Dieser Induktionsspulenkörper 14 schließt das Joch 11 jeweils im Bereich der Übergänge vom U-Balken in die U-Schenkel ringsum ein und nur an den Enden ragen die U-Schenkel 11, 12 des Jochs 10 aus dem Induktionsspulenkörper 14 heraus. In der Mitte zwischen den U-Schenkeln 11, 12 des Jochs 10 ist an den Induktionsspulenkörper 14 ein Stift 15 angespritzt, welcher sich parallel zu den U-Schenkeln 11, 12 erstreckt und welcher die Drehachse D für den Anker 20 bildet. In den beiden Abschnitten des U-Balkens zwischen den U-Schenkeln 11, 12 und dem Mittelbereich, in welchem der Stift 15 angespritzt ist, ist das Joch 10 jeweils nur an zwei Seiten, hier den parallel zu den U-Schenkeln 11, 12 verlaufenden Seiten, von einer als Isolierung dienenden Kunststoffschicht 18 des Induktionsspulenkörpers 14 abgedeckt. Vorzugsweise liegt die Dicke d' des Kunststoffmantels 18 unterhalb von 1 mm, besonders bevorzugt unterhalb von 0,5 mm und ganz besonders bevorzugt bei maximal 0,3 mm, um die Induktionsspule 30 möglichst eng auf den Weicheisenkern des Jochs 10 zu wickeln (siehe 11). Diese Kunststoffschicht 18 ragt an den Kanten geringfügig über die Seiten hinaus und bildet so eine längs der Kanten verlaufende Wulst. Bei einer festen Umwicklung des Induktionsspulenkörpers 14 verbleibt so jeweils ein kleiner Luftspalt 16 als Isolierung zwischen den beiden anderen Seitenflächen des Jochs 10 (in 11 der Oberseite und Unterseite) und der Induktionsspule 30. Die Dicke d dieses Luftspalts 16 beträgt vorzugsweise maximal ca. 0,1 mm.
  • Durch diese Art der Umspritzung des Jochs 10 ist der Induktionsspulenkörper 14 insgesamt stabil und das Joch 10 ist ausreichend gegenüber dem Spulendraht isoliert, so dass es auch bei einem Fehler in der Isolierung des Drahts, der üblicherweise mit Isolierlack versehen ist, nicht zu einem Kurzschluss zwischen Joch 10 und Spule 30 kommen kann. Andererseits kann die Spule 30, insbesondere wegen der Konstruktion mit dem Luftspalt, zur Optimierung der Effizienz so eng wie möglich um das Joch 10 gewickelt werden. Zusätzlich wird der gesamte Aufbau durch die eng um das Joch 10 gewickelte Induktionsspule 30 verstärkt.
  • Die Enden der Induktionsspule 30 sind jeweils mit Spulenterminals bzw. Abgriffen 3 verbunden, welche nach unten weggeführt sind (siehe 10) und über die die induzierte Spannung abgegriffen werden kann.
  • Jedes Ende bzw. jeder U-Schenkel 11, 12 des Jochs 10 bildet zwei Joch-Polflächen 11a, 11b, 12a, 12b. Dabei ist jeweils eine erste Joch-Polfläche 11a, 12a großflächiger und eine zweite Joch-Polfläche 11b, 12b kürzer ausgebildet, indem in einem Abschnitt 17 auf der Seite der jeweils zweiten Joch-Polfläche 11b, 12b der Kunststoff des Induktionsspulenkörpers 14 etwas höher gezogen ist. Zudem weisen die zweiten Joch-Polflächen 11b, 12b jeweils ein Trennplättchen 13 aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise Edelstahl, auf. Dadurch wird der magnetische Widerstand der zweiten Joch-Polflächen 11b, 12b im Gegensatz zu den ersten Joch-Polflächen 11a, 12a vergrößert. Der Induktionsspulenkörper 14 ist dabei so ausgebildet und die Trennplättchen 13 so aufgebracht, dass sich die ersten Joch-Polflächen 11a, 12a und die zweiten Joch-Polflächen 11b, 12b jeweils bezüglich einer durch die Drehachse D verlaufenden Symmetrieachse diagonal gegenüberliegen.
  • Der Anker 20 des Energiewandlers 1 ist aus mehreren Komponenten aufgebaut. Im Inneren des Ankers 20 befindet sich ein Permanentmagnetkern 23 vorzugsweise aus Samarium-Kobalt, Aluminium-Nickel-Kobalt, Neodym-Eisen-Bor oder einem anderen besonders starken permanentmagnetischen Material. Dieser Permanentmagnetkern 23 ist so magnetisiert, dass seine Magnetfeldlinien senkrecht zur Drehachse D und senkrecht zu einer Längsachse LA des Ankers 20 verlaufen. Die Magnetfeldrichtung M ist in 11 schematisch eingezeichnet. Grundsätzlich kann die Magnetfeldrichtung M aber auch genau umgekehrt sein, da der gesamte Energiewandler 1 bezüglich der Drehachse D symmetrisch aufgebaut ist.
  • An den beiden Längsseiten des Permanentmagnetkerns 23 erstrecken sich jeweils über den gesamten Permanentmagnetkern 23 und darüber hinaus Polschuhe 21, 22, beispielsweise aus Weicheisen.
  • Der Permanentmagnetkern 23 ist gemeinsam mit den Polschuhen 21, 22 in einem Vergusskörper 24 aus Kunststoff angeordnet, welcher das gesamte Ensemble fest zusammenhält und so den kompakten Anker 20 bildet, wobei die Polschuhe beidseitig aus dem Vergusskörper 24 herausragen. Durch diesen Aufbau weist der Anker 20 in einer Ebene senkrecht zur Drehachse D einen H-förmigen Querschnitt auf, weshalb ein solcher Anker 20 auch als H-Anker bezeichnet werden kann, wobei hier, wie in den Figuren zu sehen ist, die Schenkel der Polschuhe 21, 22 asymmetrisch ausgebildet sind.
  • Die Polschuhe 21, 22 des Ankers 20 können (in einer senkrecht zur Drehachse D liegenden Querschnittfläche betrachtet) an den Enden jeweils konisch ausgebildet sein, um einen definierten Winkel zwischen den Joch-Polflächen 11a, 11b, 12a, 12b und den Anker-Polflächen 21a, 22b, 22a, 21b in der ersten und zweiten Drehstellung des Ankers 20 zu erreichen.
  • Der permanentmagnetische Kern 23 kann auch mehrteilig ausgebildet sein. Z. B. kann er unter Belassung eines Freiraums für ein Drehachsenführungsloch 25 zweiteilig ausgebildet sein. In diesem Fall ist das Drehachsenführungsloch 25 in den Vergusskörper 24 vorzugsweise gleich mit passend eingespritzt. Dieses Drehachsenführungsloch 25 ist so ausgebildet, dass es passgenau auf den Stift 15 des Induktionsspulenkörpers 14 passt und der Anker 20 mit möglichst geringer Toleranz frei auf dem Stift 15 drehbar gelagert werden kann, wie dies in den 8 bis 12 dargestellt ist. Sofern ein durchgehender Permanentmagnetkern verwendet wird, kann in diesen auch eine entsprechende Durchgangsbohrung eingebracht sein.
  • Wie in den 8 bis 10 zu sehen ist, ist bei jedem der Polschuhe 21, 22 eines der beiden Enden, mit denen er aus dem Vergusskörper 24 herausragt, im Verhältnis zum jeweils anderen Ende verkürzt, welches dagegen gerade sehr großflächig ausgebildet und so lang ist, dass es im montierten Zustand fast bis an die Außenkante des U-Schenkels 11, 12 des Jochs 10 heranragt. Diese Enden bilden jeweils auf ihrer Innenseite die ersten Anker-Polflächen 21a, 22a, welche den ersten Joch-Polflächen 11a, 12a gegenüberliegen. Um den magnetischen Widerstand weiter zu verringern, sind die ersten Anker-Polflächen 21a, 22a sogar noch quer zur Längsachse LA des Ankers 20 vergrößert, indem die Polschuhe an ihren Enden jeweils rechtwinklig nach unten ausgeweitet sind. So wird möglichst viel von der am Joch zur Verfügung stehenden ersten Joch-Polfläche 11a, 12a genutzt. In einer diagonal durch den Anker 20 parallel zur Drehachse D liegenden Ebene, welche durch die Polschuhbereiche mit den ersten Anker-Polflächen 21a, 22b verläuft, weist der Anker 20 somit ebenfalls einen U-förmigen Querschnitt auf, wobei die offene Seite des U-Querschnitts des Ankers 20 in Richtung der offenen Seite des U-Querschnitts des Jochs 10 weist.
  • Die stark verkürzten Enden der beiden Polschuhe 21, 22 bilden die zweiten Anker-Polflächen 21b, 22b. Dabei liegt die zweite Anker-Polfläche 21b, die durch das verkürzte Ende des ersten Polschuhs 21 (in 11 den Nordpol N des Ankers 20) gebildet wird, der zweiten Joch-Polfläche 12b des zweiten U-Schenkels gegenüber und die zweite Joch-Polfläche 22b, welche durch den zweiten Polschuh 22 (in 11 den Südpol S des Ankers 20) gebildet wird, liegt der zweiten Joch-Polfläche 11b des ersten U-Schenkels 11 des Jochs 10 gegenüber. Diese asymmetrische Ausbildung führt dazu, dass in der ersten Drehstellung I sehr große gegenüberliegende erste Joch-Polflächen 11a, 12a und dazugehörige Anker-Polflächen 21a, 22a zur Verfügung stehen, sodass in der ersten Drehstellung I der magnetische Übergangswiderstand zwischen dem Anker 20 und dem Joch 10 sehr gering ist. Die in der zweiten Drehstellung II (siehe 9) jeweils aneinander anschlagenden zweiten Joch-Polflächen 11b, 12b und zweiten Anker-Polflächen 22b, 21b sind dagegen relativ klein, wobei durch die Trennplättchen 13 aus nichtmagnetischem Material der magnetische Widerstand noch vergrößert wird.
  • Je nach Wahl des magnetischen Materials und der Trennplättchenmaterialauswahl bzw. -dicke kann so dafür gesorgt werden, dass sich das Magnetfeld M durch das Joch 10 bei einer Verstellung des Ankers von der ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung nicht umdreht, sondern allenfalls auf Null zurückgeht. Daher kann, wie bereits eingangs erläutert, grundsätzlich auf eine Rückstellfeder 4 verzichtet werden. Die asymmetrische Ausbildung der jeweils an einem Jochende sich gegenüberliegenden Anker-Polflächen hat im Übrigen den Vorteil, dass ein effektiver Energiewandler mit einem sehr geringen Betätigungsweg realisiert werden kann.
  • Erste Versuchsreihen mit einem so aufgebauten Energiewandler haben gezeigt, dass unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der vom Benutzer die Taste gedrückt wird, Spannungen von über 30 Volt erreichbar sind, wobei die Leistung mit steigendem Lastwiderstand, der als Nutzlast an den Spulenterminals angehängt wird, bis zu 1,5 mWs ansteigt. Dabei wird eine Spannung von 25 Volt auch noch bei Lastwiderständen im Bereich von 0,5 bis 3,5 kΩ erreicht. Diese Werte reichen problemlos aus, um unmittelbar ein Relais in der Energieversorgungsschalteinrichtung des Elektrogeräts sicher anzusteuern. Eine Verstärkung des Signals durch aktive Komponenten ist nicht erforderlich.
  • Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den in den Figuren dargestellten Vorrichtungen und dem Energiewandler sowie den im Zusammenhang damit erläuterten konkreten Verfahren lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in vielfacher Hinsicht variiert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es wird außerdem der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10315765 B4 [0011]

Claims (21)

  1. Schalteinrichtung zum Einschalten eines Elektrogeräts (50), welches einen Energieversorgungsanschluss (55) an eine Energieversorgung (E) aufweist, mit einem in oder an einem Gehäuse (56) des Elektrogeräts (50) angeordneten, von einem Bediener des Elektrogeräts (50) manuell betätigbaren elektromechanischen Energiewandler (1) zur Umwandlung eines kinetischen Schaltimpulses (F) in einen elektrischen Impuls (SP) und mit einer Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120), welche in einem ersten Schaltzustand den Energieversorgungsanschluss (55) mit einer Betriebseinheit (51, 52) des Elektrogeräts (50) verbindet und in einem zweiten Schaltzustand die Betriebseinheit (51, 52) des Elektrogeräts (50) vom Energieversorgungsanschluss (55) trennt, wobei der Energiewandler (1) und die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120) miteinander so schaltungstechnisch gekoppelt sind, dass die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120), wenn sie sich im zweiten Schaltzustand befindet, durch einen bei einer mechanischen Betätigung des Energiewandlers (1) erzeugten elektrischen Impuls (SP) in den ersten Schaltzustand geschaltet wird.
  2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bei einer mechanischen Betätigung des Energiewandlers (1) erzeugte elektrischen Impuls (SP) die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110) unmittelbar schaltet.
  3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 110) eine Wechselstrom-Schalteinheit (61, 71, 81, 111, 112, 121) und/oder eine Gleichstrom-Schalteinheit (91, 101) umfasst.
  4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Energieversorgungsanschluss (55) ein Gleichrichter (94, 104) nachgeschaltet ist und die Energieversorgungsschalteinheit (90, 100) zwischen Gleichrichter (94, 104) und Betriebseinheit (51, 52) geschaltet ist.
  5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120) eine Relais-Schaltung (60, 70, 120) und/oder eine Thyristor-Schaltung (80) und/oder eine Transistor-Schaltung (90, 100, 110) umfasst.
  6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (1) und die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 120) miteinander so schaltungstechnisch gekoppelt sind, dass die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 120), wenn sie sich im ersten Schaltzustand befindet, durch einen bei einer Betätigung des Energiewandlers (1) erzeugten elektrischen Impuls (SP) in den zweiten Schaltzustand geschaltet wird.
  7. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70) bistabil ausgebildet ist.
  8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Halte-Schaltung (82, 93, 103, 114, 123), welche die Energieversorgungsschalteinheit (80, 90, 100, 110, 120) nach einem Umschalten vom zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand im ersten Schaltzustand hält.
  9. Schalteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte-Schaltung (82, 93, 103, 114, 123) einen Signalgeber umfasst oder mit einem Signalgeber (53) gekoppelt ist, welcher über den Energieversorgungsanschluss (55) mit Energie versorgt wird, wenn sich die Energieversorgungsschalteinheit (80, 90, 100, 110, 120) im ersten Schaltzustand befindet.
  10. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen mit der Energieversorgungsschalteinheit (70, 80, 90, 100, 110, 120) gekoppelten Signalgeber (53), der so ausgebildet ist und/oder von einer Betriebseinheit (52) des Elektrogeräts (50) so angesteuert wird, dass die Energieversorgungsschalteinheit (70, 80, 90, 100, 110, 120) in Abhängigkeit von einem definierten Betriebsprogramm vom ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand umschaltet.
  11. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine mit dem Energiewandler (1) gekoppelte Prozessoreinheit (122), welche in einem Ruhemodus gehalten wird, wenn sich die Energieversorgungsschalteinheit (120) im zweiten Schaltzustand befindet, und welche bei Empfang eines Schaltimpulses (SP) vom Energiewandler (1) die Energieversorgungsschalteinheit (120) vom zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand umschaltet.
  12. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (1) folgende Komponenten umfasst: – ein feststehendes Joch (10), welches zumindest zwei Enden (11, 12) mit jeweils einer ersten Joch-Polfläche (11a, 12a) aufweist und in einem Bereich zwischen den Enden von zumindest einer Induktionsspule (30) umwickelt ist, – einen permanentmagnetischen Anker (20), welcher an zwei Enden jeweils eine erste Anker-Polfläche (21a, 22a) aufweist und um eine Drehachse (D) so am Joch (10) drehbar gelagert ist, dass in einer ersten Drehstellung (I) des Ankers (20) die ersten Anker-Polflächen (21a, 22a) jeweils unter Bildung eines Anschlags für die erste Drehstellung (I) an den ersten Joch-Polflächen (11a, 12a) an den beiden Enden des Jochs (10) anliegen, – ein Betätigungselement (5) zur Bewegung des Ankers (20) durch eine externe mechanische Kraft (F) aus der ersten Drehstellung (I) in eine zweite Drehstellung (II), wobei in der Induktionsspule (30) elektrische Energie induziert wird.
  13. Energiewandler (1) zur Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie zur Verwendung in einer Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit – einem feststehenden Joch (10), welches zumindest zwei Enden (11, 12) mit jeweils einer ersten Joch-Polfläche (11a, 12a) aufweist und in einem Bereich zwischen den Enden von zumindest einer Induktionsspule (30) umwickelt ist, – einem permanentmagnetischen Anker (20), welcher an zwei Enden jeweils eine erste Anker-Polfläche (21a, 22a) aufweist und um eine Drehachse (D) so am Joch (10) drehbar gelagert ist, dass in einer ersten Drehstellung (I) des Ankers (20) die ersten Anker-Polflächen (21a, 22a) jeweils unter Bildung eines Anschlags für die erste Drehstellung (I) an den ersten Joch-Polflächen (11a, 12a) an den beiden Enden des Jochs (10) anliegen, – und einem Betätigungselement (5) zur Bewegung des Ankers (20) durch eine externe mechanische Kraft (F) aus der ersten Drehstellung (I) in eine zweite Drehstellung (II), wobei in der Induktionsspule (30) elektrische Energie induziert wird.
  14. Energiewandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der Enden (11, 12) des Jochs (10) sich jeweils eine erste Anker-Polfläche (21a, 22a) und eine erste Joch-Polfläche (11a, 12a) sowie eine zweite Anker-Polfläche (21b, 22b) und eine zweite Joch-Polfläche (11b, 12b) gegenüberliegen.
  15. Energiewandler nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (20) an seinen Enden jeweils zueinander weisende erste und zweite Anker-Polflächen (21a, 22a, 21b, 22b) aufweist, und das Joch (10) und der Anker (20) so ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass sich die Enden (11, 12) des Jochs (10) an den Enden des Ankers (20) jeweils zwischen der ersten und der zweiten Anker- Polfläche (21a, 22a, 21b, 22b) befinden, oder dass das Joch an seinen Enden jeweils zueinander weisende erste und zweite Joch-Polflächen aufweist, und das Joch und der Anker so ausgebildet und zu einander angeordnet sind, dass sich die Enden des Ankers an den Enden des Jochs jeweils zwischen der ersten und der zweiten Joch- Polfläche befinden.
  16. Energiewandler nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler monostabil ausgebildet ist.
  17. Elektrogerät (50) mit einer Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
  18. Elektrogerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (1) mit dem Betätigungselement (5) in einer Bedieneinheit des Elektrogeräts (50) und die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120) in einem bedienerfernen Bereich im Gehäuse (56) des Elektrogeräts (50) angeordnet ist.
  19. Elektrogerät nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine Steuerelektronik (52), welche die Energieversorgungsschalteinheit (70, 80, 90, 100, 110, 120) gemäß einem bestimmten Programmablauf in den zweiten Schaltzustand zurückschaltet.
  20. Verwendung eines elektromechanischen Energiewandlers (1), welcher einen bei einer Betätigung eines Betätigungselements (5) des Energiewandlers (1) durch einen Bediener abgegebenen kinetischen Schaltimpuls (F) in einen elektrischen Impuls (SP) umwandelt, um innerhalb eines Elektrogeräts (50) einer Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120) des Elektrogerät (50), welches einen Energieversorgungsanschluss (55) an eine Energieversorgung (E) aufweist, von einem zweiten Schaltzustand, in dem die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120) eine Betriebseinheit (51, 52) des Elektrogeräts (50) vom Energieversorgungsanschluss (55) trennt, in einen ersten Schaltzustand zu schalten, in dem die Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120) den Energieversorgungsanschluss (55) mit der Betriebseinheit (51, 52) des Elektrogeräts (50) verbindet.
  21. Verfahren zum Einschalten eines Elektrogeräts (50), welches einen Energieversorgungsanschluss (55) an eine Energieversorgung (E) aufweist, bei dem mittels eines in oder an einem Gehäuse (56) des Elektrogeräts (50) angeordneten, manuell zu betätigenden elektromechanischen Energiewandlers (1) ein kinetischer Schaltimpuls in einen elektrischen Impuls (SP) umgewandelt wird und mittels dieses elektrischen Impulses (SP) eine Energieversorgungsschalteinheit (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120), welche in einem ersten Schaltzustand den Energieversorgungsanschluss (55) mit einer Betriebseinheit (51, 52) des Elektrogeräts (50) verbindet und in einem zweiten Schaltzustand die Betriebseinheit (51, 52) des Elektrogeräts (50) vom Energieversorgungsanschluss (55) trennt, vom zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand geschaltet wird.
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