DE102012001619A1

DE102012001619A1 - Electrical component for operating and controlling direct current (DC) motor of roller shutter, has switching power supply unit and control unit that are dimensioned and positioned within common housing

Info

Publication number: DE102012001619A1
Application number: DE201210001619
Authority: DE
Inventors: Oswald Lott
Original assignee: PROVITA VERWALTUNG GmbH
Current assignee: LOTT GMBH, DE
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-01

Abstract

The component has housing (1) that is set with output side having a connection for a DC power supply line and a data line. A switching power supply unit is set a power source unit to provide a DC voltage for operating direct current motor. A control unit is provided to generate control signals for controlling DC motor and by using DC voltage. The switching power supply unit and control unit are dimensioned and positioned within common housing, such that an outer contour is inscribed in a circular cylinder having specific diameter and height.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement zum Betreiben und Steuern eines Gleichstrommotors von Verdunkelungs- und Schutzeinrichtungen, wie Rollläden, Garagentore, Rolltore, Markisen, Jalousien.The invention relates to an electrical component for operating and controlling a DC motor of dimming and protective devices, such as shutters, garage doors, rolling shutters, awnings, blinds.

Stand der TechnikState of the art

Zum Aufwickeln von Rollladenpanzern, Garagentoren, Markisentüchern oder Jalousien werden Wickelwellen eingesetzt, die von Gleichstrommotoren elektrisch angetrieben werden. Gleichstrommotoren können mit hoher Drehzahl betrieben werden und sie haben ein großes Drehmoment beim Anlauf, was für den praktischen Einsatz vorteilhaft ist. Für die Stromversorgung wird häufig ein Netztransformator eingesetzt, der die Wechselspannung des elektrischen Hausnetzes, das sind ca. 220 bis 240 Volt, in eine geringere Spannung transformiert, die gleichgerichtet und geglättet dem Gleichstrommotor zugeführt wird. Zum Heben schwerer Rollladenpanzer oder Garagentore sind leistungsfähige Elektromotoren erforderlich. Die dafür geeigneten Netztransformatoren sind verhältnismäßig voluminös.Winding shafts are used for winding roller shutter shells, garage doors, awning cloths or blinds, which are electrically driven by DC motors. DC motors can be operated at high speed and they have a large torque during startup, which is advantageous for practical use. For the power supply, a mains transformer is often used, which transforms the AC voltage of the electrical house network, which are about 220 to 240 volts, in a lower voltage, which is fed rectified and smoothed to the DC motor. For lifting heavy roller shutter or garage doors powerful electric motors are required. The suitable power transformers are relatively bulky.

Diesen Nachteil vermeidet der Ersatz des Netztransformators durch ein elektronisches Schaltnetzteil, wie es beispielsweise in der DE 10 2004 012 354 A1 beschrieben ist. Ein Schaltnetzteil ist eine elektronische Schaltung zur Umwandlung einer Eingangs-Wechselspannung in eine kleinere oder größere Ausgangs-Gleichspannung. Schaltnetzteile sind wesentlich kompakter als Netztransformatoren aufgebaut. Darüber hinaus trägt der hohe Wirkungsgrad von Schaltnetzteilen, der über 90% betragen kann, zu einer geringeren Verlustleistung und damit einhergehend zu weniger Erwärmung und Kühlproblemen und insbesondere zu geringeren Energieverlusten bei.This disadvantage avoids the replacement of the power transformer by an electronic switching power supply, as for example in the DE 10 2004 012 354 A1 is described. A switching power supply is an electronic circuit for converting an input AC voltage to a smaller or larger DC output voltage. Switching power supplies are constructed much more compact than mains transformers. In addition, the high efficiency of switching power supplies, which can be over 90%, contributes to a lower power loss and, consequently, to less heating and cooling problems and in particular to lower energy losses.

Allerdings macht sich der Leerlaufsstrombedarf im „Stand-by-Betrieb” gerade bei Antrieben von Rollläden, Toren und dergleichen, bei denen die eigentliche Betriebsdauer regelmäßig sehr kurz ist im Vergleich zur gesamten Bereitstellungsdauer, ungünstig bemerkbar.However, the idling power requirement in "stand-by mode" especially in drives of shutters, gates and the like, in which the actual operating time is regularly very short compared to the total deployment period, unfavorable.

Für Programmierung oder Ansteuerung des Gleichstrommotors sind eigenständige Schalt- und Steuervorgänge außerhalb der Spannungstransformation erforderlich, für die üblicherweise eine elektronische Steuereinheit, die mit einer Schaltsteuereinrichtung für die Verarbeitung von Steuerbefehlen wie „aufwärts” oder „abwärts” und einer Zeitschaltuhr (Timer) verbunden ist. Es ist auch bekannt, die Steuereinheit mit einer Funk-Empfangseinheit zu versehen, so dass mittels einer tragbaren Schaltsteuereinrichtung Steuerungsdaten drahtlos an die ortsfeste Steuerung übermittelt werden können.For programming or driving the DC motor, independent switching and control operations outside the voltage transformation are required, usually for an electronic control unit connected to a switch controller for processing control commands such as "up" or "down" and a timer. It is also known to provide the control unit with a radio-receiving unit, so that by means of a portable switching control device control data can be transmitted wirelessly to the stationary control.

Die Steuereinheit ist in der Regel in unmittelbarer Nähe des Gleichstrommotors vorgesehen, wie beispielsweise bei dem aus der DE 297 22 936 U1 bekannten Gurtwickler für einen Rollladen. Dieser weist einen Gleichstrommotor mit Untersetzungsgetriebe und eine von dem Motor angetriebene Gurthaspel zum Aufwickeln des Rollladengurts auf. Die zum Steuern des Elektromotors erforderlichen elektrischen Komponenten sind auf einer Steuerplatine und die zur Stromversorgung erforderlichen Komponenten, darunter ein Schaltnetzteil, sind auf einer Leistungsplatine montiert. Die elektrischen Komponenten sind zusammen den genannten mechanischen Bauteile innerhalb einer Wandausnehmung und einem Gehäuse untergebracht, das die Wandausnehmung becherförmig abdeckt.The control unit is usually provided in the immediate vicinity of the DC motor, such as in the case of the DE 297 22 936 U1 known Gurtwickler for a roller shutter. This has a DC motor with reduction gear and driven by the motor belt reel for winding the Rollladengurts on. The electrical components required for controlling the electric motor are on a control board and the components required for power supply, including a switching power supply, are mounted on a power board. The electrical components are housed together the said mechanical components within a wall recess and a housing which covers the wall recess cup-shaped.

Technische AufgabenstellungTechnical task

Die Größe des Gehäuses ist in diesem Fall durch technische Randbedingungen nicht limitiert, allenfalls durch seine ästhetische Anmutung. Häufig steht jedoch nur ein begrenzter Raum zur Verfügung, um ein Antriebsaggregat mit ausreichend hoher Zugleistung zur Verfügung stellen zu können. Bei der Fertigung der Gurtwickler oder anderer Antriebe für Wickelwellen erfordert die Beachtung der gegebenen, Randbedingungen, insbesondere des Platzangebots, eine individuelle aufwändige Anpassung und Optimierung von Größe und Anordnung der einzelnen mechanischen und elektrischen Komponenten innerhalb des zur Verfügung stehenden Raums.The size of the housing is not limited in this case by technical constraints, if necessary, by its aesthetic appearance. Often, however, only a limited space is available to provide a drive unit with sufficiently high pulling power available. In the production of Gurtwickler or other drives for winding shafts, the consideration of given, boundary conditions, especially the space required, an individual complex adaptation and optimization of size and arrangement of the individual mechanical and electrical components within the available space.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Bauelement zu Verfügung zu stellen, das die Fertigung und Optimierung derartiger Antriebe vereinfacht, und das in einer bevorzugten Ausführungsform einen besonders geringen Stromverbrauch im Leerlaufmodus ermöglicht.The present invention has for its object to provide an electrical component that simplifies the production and optimization of such drives, and in a preferred embodiment allows a particularly low power consumption in idle mode.

Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Bauelement gelöst, das ein Gehäuse aufweist, das eingangsseitig einen Anschluss an ein Wechselstrom-Versorgungsnetz mit einer Eingangsspannung von nominal 220 bis 240 V und ausgangsseitig einen Anschluss für eine Gleichstrom-Versorgungsleitung und eine Datenleitung aufweist, und das eine Stromversorgungseinheit und eine Steuereinheit umschließt, wobei die Stromversorgungseinheit ein elektronisches Schaltnetzteil umfasst, mittels dem aus der Eingangsspannung mit einer Stromstärke von mindestens 3 A eine Gleichspannung zum Betreiben des Gleichstrommotors abgeleitet wird, und wobei mittels der Steuereinheit Steuersignale zur Ansteuerung des Gleichstrommotors und unter Einsatz der Gleichspannung erzeugt werden, und wobei das Schaltnetzteil und die Steuereinheit so dimensioniert und innerhalb des gemeinsamen Gehäuses derart angeordnet sind, dass dieses eine Außenkontur aufweist, die in einen Kreiszylinder mit einem Durchmesser von 60 mm und einer Höhe von maximal 60 mm einbeschrieben werden kann.This object is achieved by an electrical device having a housing, the input side has a connection to an AC power supply network with an input voltage of nominal 220 to 240 V and the output side a connection for a DC power supply line and a data line, and the one Power unit and a control unit encloses, wherein the power supply unit comprises an electronic switching power supply, by means of the input voltage with a current of at least 3 A, a DC voltage for operating the DC motor is derived, and wherein by means of the control unit control signals for driving the DC motor and under the DC voltage are generated, and wherein the switching power supply and the control unit are dimensioned and arranged within the common housing so that it has an outer contour which can be inscribed in a circular cylinder with a diameter of 60 mm and a height of 60 mm maximum.

Das erfindungsgemäße elektrische Bauelement ermöglicht ein Fertigungskonzept für Antriebe von Wickelelementen, bei dem die mechanischen Bauteile des Antriebs von denen elektrischen und elektronischen Komponenten vollständig oder zumindest weitgehend räumlich voneinander getrennt sind. Diese räumliche Trennung hat mehrere Vorteile:

• Für die mechanischen Komponenten des Antriebs steht der Raum zusätzlich zur Verfügung, der ansonsten von elektrischen Komponenten belegt wäre. Diese erlaubt eine großzügigere Auslegung der mechanischen Komponenten in Bezug auf Leistung und Verlässlichkeit.
• Die Anforderungen an ein Gehäuse, das – abgesehen von dem Niederspannungs-Gleichstrommotor – nur mechanische Komponenten umgibt, sind hinsichtlich Abschirmung und elektrischer Gefahrenklasse andere als bei einem Gehäuse, in dem Netzspannung anliegt.
• Die elektrischen Komponenten können an unterschiedliche elektrische Anforderungen seitens des Antriebs angepasst sein und standardisierter Form vorgehalten werden. Die Fertigung verschiedener Antriebssysteme aus vorgefertigten Systemmodulen ist einfacher und kostengünstiger als eine vollständige Neuentwicklung.

The electrical component according to the invention enables a manufacturing concept for drives of winding elements, in which the mechanical components of the drive of which electrical and electronic components are completely or at least largely spatially separated from each other. This spatial separation has several advantages:

• For the mechanical components of the drive, the additional space is available that would otherwise be occupied by electrical components. This allows a more generous design of the mechanical components in terms of performance and reliability.
• The requirements for a housing which - apart from the low-voltage DC motor - surround only mechanical components are different in terms of shielding and electrical hazard class than in a housing in which mains voltage is applied.
• The electrical components can be adapted to different electrical requirements on the part of the drive and kept in a standardized form. The production of different drive systems from prefabricated system modules is simpler and less expensive than a complete new development.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements ist darin zu sehen, dass das Schaltnetzteil und die Steuereinheit so dimensioniert und zueinander in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, dass dieses in eine handelsübliche Unterputzdose passt, wie beispielsweise in eine Unterputz-Schalterklemmdose nach DIN 49073 , die einen Durchmesser von 60 mm und eine Tiefe von 64 mm aufweist. Die gesamte Baueinheit aus Schaltnetzteil und Steuereinheit kann daher in Standard-Unterputzdosen so eingesetzt werden, wie sie auch für andere elektrische Bauteile, wie Schalter oder Steckdoseneinsätze üblich ist.Another advantage of the electrical component according to the invention is the fact that the switching power supply and the control unit are dimensioned and arranged to each other in a common housing that this fits into a commercial flush-mounted box, such as in a flush-mounted switch terminal box DIN 49073 which has a diameter of 60 mm and a depth of 64 mm. The entire assembly of switching power supply and control unit can therefore be used in standard flush-mounted sockets, as it is common for other electrical components, such as switches or socket inserts.

Das Schaltnetzteil zeichnet sich mit einer Eingangsspannung von etwa 220 bis 240 V Wechselspannung und einer Ausgangsspannung von etwa 50 V Gleichspannung einerseits durch eine hohe Leistungsgrenze von etwa 60 Watt bei andererseits kleinen Außenabmessungen aus.The switching power supply is characterized by an input voltage of about 220 to 240 V AC and an output voltage of about 50 V DC on the one hand by a high power limit of about 60 watts on the other hand, small outside dimensions.

Die Ausgangsspannung des Schaltnetzteils liegt an der benachbart angeordneten Steuereinheit an, wo zusätzliche Teilspannungen zum Betreiben einzelner Bauteile der Steuereinheit abgezweigt werden können. Am Ausgang des Gehäuses liegen die Gleichspannung zum Betrieb des Gleichstrommotors und etwaige Spannungen zum Anschluss von Steuer- und Datenleitungen an.The output voltage of the switching power supply is applied to the adjacently arranged control unit, where additional partial voltages for operating individual components of the control unit can be diverted. At the output of the housing are the DC voltage for the operation of the DC motor and any voltages for connecting control and data cables.

Das Gehäuse kann beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt sein, was einen Dauerbetrieb auch bei erhöhten Temperaturen ermöglicht.The housing may for example be made of glass fiber reinforced plastic, allowing continuous operation even at elevated temperatures.

Es hat sich bewährt, wenn das Gehäuse becherförmig mit Boden, Seitenwand und einer dem Boden gegenüberliegenden Öffnungsseite ausgebildet ist, und wenn das Schaltnetzteil auf einer eine Montageseite und eine Unterseite aufweisenden Netzteil-Platine und die Steuereinheit auf einer eine Montageseite und eine Unterseite aufweisenden Steuer-Platine montiert sind, und dass die Platinen innerhalb der Gehäuses so angeordnet sind, dass sich die Platinen-Unterseiten parallel mit Abstand gegenüberliegen und senkrecht zur Öffnungsseite verlaufen.It has proven useful if the housing is cup-shaped with bottom, side wall and a bottom opening side opposite, and if the switching power supply on a mounting side and a bottom having power supply board and the control unit on a mounting side and a bottom having control Board are mounted, and that the boards are arranged within the housing so that the board bottoms are spaced apart in parallel and perpendicular to the opening side.

Die modulare Bauweise von Schaltnetzteil und Steuereinheit auf vorgefertigten Platinen vereinfacht die Fertigung des Bauelements. Dadurch, dass sich die jeweiligen Platinen mit ihren Unterseiten gegenüberliegen, die in der Regel keine oder allenfalls flache Baugruppen aufweisen, ist ein kurzer Abstand einzuhalten, der eine besonders kompakte Bauweise zulässt.The modular design of switching power supply and control unit on prefabricated boards simplifies the manufacture of the device. The fact that the respective boards face each other with their undersides, which usually have no or at most flat modules, a short distance must be maintained, which allows a particularly compact design.

In dem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen den Platinen ein Trennsteg aus isolierendem Werkstoff vorgesehen ist, der eine Ausnehmung für ein Verbindungskabel aufweist, das die Platinen elektrisch miteinander verbindet.In this context, it has proved to be advantageous if between the boards a separating web of insulating material is provided, which has a recess for a connecting cable, which connects the boards electrically to each other.

Der Trennsteg aus isolierendem Werkstoff separiert innerhalb des Bauelement-Gehäuses die Wechselstrom-Netzspannungsseite von der Gleichstrom-Niedervoltseite. Hierzu erstreckt er sich parallel zu den Platinen über die gesamte Gehäuseweite. Der Trennsteg ist mit dem Gehäuse fest verbunden und kann beispielsweise durch Ultraschallschweißen oder durch Kleben unlösbar mit der Gehäuse-Seitenwand verbunden sein.The separator of insulating material separates within the component housing the AC mains voltage side of the DC low-voltage side. For this purpose, it extends parallel to the boards over the entire housing width. The divider is fixedly connected to the housing and may be connected, for example, by ultrasonic welding or by gluing undetachably to the housing side wall.

Um das Einsetzen der Platinen zu vereinfachen und um eine reproduzierbare und fixierte Anordnung zu gewährleisten, ist die Platinen Gehäuse-Seitenwand beiderseits des Trennsteges vorzugsweise mit Führungsnuten zur Aufnahme und Montage der Platinen versehen.To simplify the insertion of the boards and to ensure a reproducible and fixed arrangement, the boards housing side wall on both sides of the divider is preferably provided with guide grooves for receiving and mounting the boards.

Dabei kann der Trennsteg zur Schaffung bereichsweise unterschiedlicher Spaltweiten zwischen Trennsteg und den jeweiligen Platinen-Unterseiten eine Abkantung aufweisen.In this case, the divider to create partially different gap widths between divider and the respective boards undersides have a fold.

Durch die Abkantung entstehen beispielsweise Hohlräume für elektrische Bauteile, die sich im Bereich der Platinen-Unterseite befinden oder die zur Kühlung dienen. The fold creates, for example, cavities for electrical components which are located in the area of the underside of the board or which serve for cooling.

Weiterhin hat es sich bewährt, wenn das Gehäuse eine Tiefe von weniger als 55 mm hat, und das der Boden mit Einstecklöchern für Leitungsdrähte eines Stromkabels versehen ist.Furthermore, it has proven useful if the housing has a depth of less than 55 mm, and the bottom is provided with insertion holes for wires of a power cable.

Durch die geringe Bautiefe verbleibt in Standard-Unterputzdosen mit einer Tiefe von 60 mm oder mehr ein Staubereich für elektrische Leitungen.Due to the low installation depth, standard dust boxes with a depth of 60 mm or more retain a storage area for electrical cables.

Das Gehäuse ist vorzugsweise mit Ausnahme seiner Oberseite und von Öffnungen für elektrische Leitungen geschlossen, wobei die Gehäuseoberseite Fixierungsmittel für einen Deckel aufweist.The housing is preferably closed with the exception of its upper side and openings for electrical lines, wherein the upper housing side has fixing means for a cover.

Das weitgehend geschlossene Gehäuse vermindert die Gefahr eines Zugriffs auf spannungsführende Teile und es kann zur elektrischen Abschirmung dienen.The largely closed housing reduces the risk of access to live parts and it can serve for electrical shielding.

Die ausgangsseitige elektrische Verbindung zum Gleichstrommotor ist vorzugsweise als Steckkontakt zwischen der Steuereinheit und einer Steuerleitung ausgeführt. Vorteilhafterweise verfügt die Steuereinheit darüber hinaus über einen Busanschluss zur Verbindung mit einem externen Datenkabel.The output-side electrical connection to the DC motor is preferably designed as a plug contact between the control unit and a control line. Advantageously, the control unit also has a bus connection for connection to an external data cable.

Das erfindungsgemäße Bauelement erlaubt trotz der Beschränkung auf eine kleines Gehäuse den Einsatz eines leistungsstarken Schaltnetzteils, das eine Leistung zwischen 20 und 60 Watt bei einer Ausgangsspannung im Bereich von 12 bis 60 Volt aufweist, wobei am Gleichstrommotor eine Spannung von weniger als 30 V anliegt.The device according to the invention allows despite the restriction to a small housing, the use of a high-performance switching power supply, which has a power between 20 and 60 watts at an output voltage in the range of 12 to 60 volts, the DC motor is applied a voltage of less than 30V.

Bevorzugt wird für das Schaltnetzteil ein Schalt- und Regelkreis verwendet, der nach dem Sperrwandler-Prinzip arbeitet und einen integrierten MOS-FET aufweist, der als Schalterelement dient. Die Kontrolleinheit kann den MOS-FET mit einer Frequenz von 50 bis 500 kHz schalten und damit den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung unabhängig von Schwankungen der Eingangsspannung regeln.Preferably, a switching and control circuit is used for the switching power supply, which operates on the flyback converter principle and has an integrated MOS-FET, which serves as a switch element. The control unit can switch the MOS-FET at a frequency of 50 to 500 kHz and thus regulate the output current and the output voltage independently of fluctuations of the input voltage.

Insbesondere im Hinblick auf einen geringen Stromverbrauch ist ein Schaltnetzteil vorgesehen ist, das geregelt und getaktet ist.In particular, with regard to a low power consumption, a switching power supply is provided, which is regulated and clocked.

Bei einem primär getakteten Schaltnetzteil kann man grundsätzlich zwischen einem Eintaktwandler und einem Gegentaktwandler unterscheiden. Die Eintaktwandler sind für Leistungen bis 100 Watt geeignet, sie benötigen in der Regel nur einen Leistungsschalter und lassen sich daher mit wenigen Bauelementen kostengünstig realisieren. Wesentlich ist auch, dass sich getaktete Schaltnetzteil nur bei Bedarf einschalten, so dass der Leistungsbedarf bei Leerlaufstrom weniger als 0,5 Watt beträgt, im Vergleich zu mehr als 5 Watt bei üblichen Netztransformatoren.In a primary clocked switching power supply can basically distinguish between a single-ended and a push-pull converter. The single-ended converters are suitable for powers up to 100 watts, they usually require only one circuit breaker and can therefore be implemented inexpensively with a few components. It is also essential that switched-mode power supply only switch on when needed, so that the power requirement at idle current is less than 0.5 watts, compared to more than 5 watts in conventional power transformers.

Vorzugsweise ist das Gehäuse als Einsatzkörper für eine Schalterklemmdose nach DIN 49073 ausgelegt ist und zu diesem Zweck mit einer Seitenwand versehen ist, die im Querschnitt rund, mit zwei gegenüberliegenden Abflachungen versehen.Preferably, the housing is as an insert body for a switch terminal box after DIN 49073 is designed and provided for this purpose with a side wall, the round in cross-section, provided with two opposite flats.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements ist vorgesehen, dass die Steuereinheit einen Funksensor.In a particularly preferred embodiment of the component according to the invention, it is provided that the control unit is a radio sensor.

Die Steuereinheit ist dabei mit einem Funkmodul ausgestattet, das die Steuerung und Programmierung per Funk gestattet.The control unit is equipped with a radio module, which allows the control and programming by radio.

Darüber hinaus können weitere Funktionsmodule vorhanden sein, wie ein IR-Empfangsmodul, ein Dämmerungsmodul, ein Sonnenmodul, eine Alarmeinrichtung, ein Bewegungssensor, ein Temperatursensor und/oder eine Funkuhr.In addition, other functional modules may be present, such as an IR receiver module, a twilight module, a sun module, an alarm device, a motion sensor, a temperature sensor and / or a radio-controlled clock.

Ausführungsbeispielembodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. In der Zeichnung zeigt im EinzelnenAn embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail below. In the drawing shows in detail

1 eine dreidimensionale Darstellung des Gehäuses des erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements, 1 a three-dimensional representation of the housing of the electrical component according to the invention,

2 eine dreidimensionale Darstellung des erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements mit dem Gehäuse von 1 in einer Ansicht in den Gehäuse-Innenraum, 2 a three-dimensional representation of the electrical component according to the invention with the housing of 1 in a view into the housing interior,

3 das Bauelement von 2 mit aufgesetztem Deckel in einer Ansicht auf die Gehäuserückseite, und 3 the component of 2 with lid in a view on the back of the case, and

4 ein vereinfachtes Blockschaltbild der elektrischen Beschaltung des Schaltnetzteils auf der Leiterplatte beim Einsatz des erfindungsgemäßen Bauelements in Verbindung mit einem Wellenantrieb für einen Rollladen. 4 a simplified block diagram of the electrical wiring of the switching power supply on the circuit board when using the device according to the invention in conjunction with a shaft drive for a roller shutter.

In der perspektivischen Darstellung von 1 ist die Bezugsziffer 1 einem Gehäuse aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffzugeordnet. Es umfasst einen Boden 2, eine im Wesentlichen kreisringförmige Seitenwand 3 mit zwei sich gegenüberliegenden Abflachungen 4 und einen Trennsteg 5, der den Gehäuse-Innenraum in zweie etwa gleich große Teilräume 6, 7 unterteilt. Der Trennsteg 5 weist etwa in der Stegmitte eine von Boden 2 bis zur Öffnungsseite verlaufende Abkantung 8 auf. Beiderseits des Trennstegs 5 sind Führungsnuten 9 in den Abflachungen 4 der Gehäusewand eingelassen. An der Gehäuseaußenwand sind – ebenfalls im Bereich der Abflachungen 4 Rasteinrichtungen 10 zur Fixierung eines Deckels 11 (siehe 3) vorgesehen.In the perspective view of 1 is the reference number 1 a housing of a glass fiber reinforced plastic assigned. It includes a floor 2 , a substantially annular side wall 3 with two opposite flats 4 and a divider 5 , the housing interior in two approximately equal subspaces 6 . 7 divided. The divider 5 points approximately in the middle of the bridge one of the ground 2 extending to the opening side fold 8th on. On both sides of the divider 5 are guide grooves 9 in the flats 4 the housing wall embedded. On the outer wall of the housing are - also in the area of the flats 4 locking devices 10 for fixing a lid 11 (please refer 3 ) intended.

Das Gehäuse 1 passt in eine handelsübliche Unterputz-Schalterklemmdose nach DIN 49073 . Es weist eine Tiefe von 50 mm und einen Durchmesser von 54 mm auf (abgesehen von den Abflachungen 4).The housing 1 Fits in a commercially available flush-mounted switch terminal box DIN 49073 , It has a depth of 50 mm and a diameter of 54 mm (apart from the flats 4 ).

2 zeigt eine Draufsicht auf den Innenraum des Gehäuses 1 bei eingesetzten elektrischen Komponenten, nämlich einem Schaltnetzteil 12 und einer Steuereinheit 13. Die elektronischen Baugruppen von Schaltnetzteil 12 und Steuereinheit 13 sind jeweils auf Leiterplatten 14, 15 montiert. Mittels des Schaltnetzteils 12 wird aus der primärseitig anliegenden Netzspannung von 230 Volt die Gleichspannung für einen (in 2 nicht gezeigten) Gleichstrommotor abgeleitet. Der Aufbau und die Funktion des Schaltnetzteils 12 werden weiter unten anhand 4 näher erläutert. Das Schaltnetzteil 12 ist primär getaktet und mit einer Leerlaufleistung von weniger als 0,5 W. 2 shows a plan view of the interior of the housing 1 with inserted electrical components, namely a switching power supply 12 and a control unit 13 , The electronic components of switching power supply 12 and control unit 13 are each on printed circuit boards 14 . 15 assembled. By means of the switching power supply 12 the DC voltage for a (in 2 not shown) derived DC motor. The structure and function of the switching power supply 12 will be discussed below 4 explained in more detail. The switching power supply 12 is primarily clocked and with an idling power of less than 0.5 W.

Vom Schaltnetzteil 12 geht ein vier-adriges Leitungskabel 16 zur Steuereinheit 13. Über das Leitungskabel 16 wird der erzeugte Gleichstrom an die Eingangsseite der Steuereinheit 13 übergeben, wobei der Steuereinheit 13 zwei unterschiedliche Gleichspannungen zugeführt werden können, wovon die eine eine Gleichspannung von 24 Volt für den Motorbetrieb ist und die andere eine Gleichspannung von 5 Volt, die der Stromversorgung der Steuereinheit 13 dient.From the switching power supply 12 goes a four-core cable 16 to the control unit 13 , About the cable 16 the generated DC current is applied to the input side of the control unit 13 pass, the control unit 13 two different DC voltages can be supplied, one of which is a DC voltage of 24 volts for motor operation and the other a DC voltage of 5 volts, that of the power supply of the control unit 13 serves.

Die Steuereinheit 13 ist mit einem Funksensor ausgestattet, mittels dem Steuersignale von einer Fernbedienung empfangen werden, welche zur Steuerung und Programmierung der Steuereinheit 13 dienen. Alternativ oder ergänzend dazu ist das Gehäuse 1 auf Seite der Steuereinheit 13 mit einem Bus-Anschluss versehen, der zum Anschluss eines Datenkabels dient, mittels dem die Steuereinheit 13 ebenfalls programmiert werden oder mittels dem Steuersignale an den Motor übergeben werden können.The control unit 13 is equipped with a radio sensor, by means of which control signals are received from a remote control, which is used to control and program the control unit 13 serve. Alternatively or additionally, the housing 1 on the side of the control unit 13 provided with a bus connection, which serves to connect a data cable, by means of which the control unit 13 can also be programmed or by means of which control signals can be transferred to the motor.

Aus der Darstellung von 3 sind zusätzlich ein die Öffnung des Gehäuses 1 abschließender Deckel 16 sowie Öffnungen 17 am Boden 2 für die Zuleitung von Stromleitungen des Hausnetzes und einer Aussparung 18 zum Fixieren des Stromzuleitungskabels erkennbar.From the presentation of 3 In addition, one is the opening of the housing 1 final lid 16 as well as openings 17 on the ground 2 for the supply of power lines of the house network and a recess 18 recognizable for fixing the power supply cable.

Ein vereinfachtes Blockschaltbild der elektrischen Beschaltung des Schaltnetzteils 12 auf der Leiterplatte 14 ist in 4 dargestellt. Das Schaltnetzteil 13 erzeugt Gleichspannung für einen herkömmlichen Elektromotor für 24 Volt.A simplified block diagram of the electrical wiring of the switching power supply 12 on the circuit board 14 is in 4 shown. The switching power supply 13 Generates DC voltage for a conventional electric motor for 24 volts.

Bei dem Schaltnetzteil 12 handelt es sich um ein primär getaktetes Schaltnetzteil in Form eines Abwärts-Wandlers. Das bedeutet, dass die höchste Ausgangsspannung (24 Volt) maximal gleich der Eingangsspannung ist.In the switching power supply 12 it is a primary clocked switching power supply in the form of a buck converter. This means that the highest output voltage (24 volts) is at most equal to the input voltage.

Das Schaltnetzteil 12 ist eingangsseitig an die Haus-Netzversorgung 31 mit 230 Volt Wechselstrom, und ausgangsseitig an einen (nicht dargestellten) Gleichstrommotor mit einer Arbeitsspannung von 24 Volt angeschlossen.The switching power supply 12 is input side to the house mains supply 31 with 230 volts AC, and the output side connected to a (not shown) DC motor with a working voltage of 24 volts.

Im Schaltnetzteil 12 wird die Spannung zunächst einer Takteinrichtung 32 zugeführt und hochfrequent zerhackt dem Übertrager 33 übergeben. Die Frequenzen der zerhackten Gleichspannung bewegen sich zwischen 20 kHz und 200 kHz Im Anschluss wird über den Übertrager 33 die hochfrequente Wechselspannung heruntertransformiert, einem Gleichrichter 34 zugeführt, dort gleichgerichtet und gesiebt. Vom Gleichrichter 34 aus führen zwei Leitungen 36 über weitere (in der Figur nicht dargestellte) elektronische Bauteile zum Gleichstrommotor 40.In the switching power supply 12 the voltage is first a clock device 32 fed and high-frequency hacked the transformer 33 to hand over. The frequencies of the chopped DC voltage range between 20 kHz and 200 kHz. Subsequently, via the transformer 33 the high frequency AC voltage is stepped down, a rectifier 34 fed there, rectified and sieved. From the rectifier 34 out lead two lines 36 via further (not shown in the figure) electronic components to the DC motor 40 ,

Zur Regelung der Ausgangsspannung wird die Spannung am Gleichrichter 34 kontinuierlich abgegriffen, und zur galvanischen Trennung über einen Optokoppler 35 der Takteinrichtung 32 zugeführt. Dieser regelt nun je nach Belastung das Tastverhältnis und damit die Ausgangsspannung.To regulate the output voltage, the voltage at the rectifier 34 continuously tapped, and for galvanic isolation via an optocoupler 35 the clock device 32 fed. This now regulates the duty cycle and thus the output voltage, depending on the load.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004012354 A1 [0003]
DE 29722936 U1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN 49073 [0011]
DIN 49073 [0031]
DIN 49073 [0041]

Claims

Electric component for operating and controlling a DC motor of shutters, gates, doors, awnings and the like, characterized by a housing having on the input side a connection to an AC power supply network with an input voltage of nominally 220 to 240 V and the output side a connection for a direct current Supply line and a data line, and which encloses a power supply unit and a control unit, wherein the power supply unit comprises an electronic switching power supply, by means of which a DC voltage for operating the DC motor is derived from the input voltage with a current of at least 3 A, and wherein by means of the control unit control signals are generated for driving the DC motor and using the DC voltage, and wherein the switching power supply and the control unit are dimensioned and arranged within the common housing such that this Außenkont ur, which can be inscribed in a circular cylinder with a diameter of 60 mm and a height of 60 mm maximum.

Component according to claim 1, characterized in that the housing is cup-shaped with bottom, side wall and a bottom opening side opposite, and that the switching power supply on a mounting side and a bottom having power supply board and the control unit on a mounting side and a bottom having mounted control board, and that the boards are arranged within the housing so that the board bottoms are spaced apart in parallel and perpendicular to the opening side.

Component according to claim 2, characterized in that a separating web of insulating material is provided between the boards, which has a recess for a connecting cable, which connects the boards electrically to each other.

Component according to claim 3, characterized in that the housing side wall is provided on both sides of the separating web with guide grooves for receiving and mounting the boards.

Component according to one of claims 3 or 4, characterized in that the separating web to create partially different gap widths between the separating web and the respective sinker undersides has a fold.

Component according to one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that the housing has a depth of less than 55 mm, and that the bottom is provided with insertion holes for lead wires of a power cable.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the housing is closed except for its upper side and openings for electrical lines, and in that the upper side of the housing has fixing means for a cover.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit is provided with a plug contact for electrical connection to a control line to the DC motor and a bus connection for connection to an external data cable.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the switching power supply has a power between 20 and 60 watts at an output voltage in the range of 12 to 60 volts, and that the DC motor is applied a voltage of less than 30V.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that a switching power supply is provided, which is regulated and clocked.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the switching power supply is shielded and designed as a single-ended converter.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the housing is designed as an insert body for a switch terminal box according to DIN 49073 and is provided for this purpose with a side wall which is round in cross-section, provided with two opposite flats.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit comprises a radio sensor.