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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Installationsgerät mit einer Ladestation für ein Mobilgerät.
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Unterputz-Ladvorrichtungen sind in etlichen Ausführungsformen bekannt: Als USB-Netzteile, als spezielle Lade- und Funktionsadapter für Mobiltelefone und Tablet Computer – hier teilweise auch mit Integration in UP-Audio-Lösungen beispielsweise vom Hersteller Busch-Jaeger oder als Kombination einer UP-Schuko-Steckdose mit integrierten USB-Ladeanschluss. Zusammen mit der Standardisierung des Ladeanschlusses auf „Mikro-USB” hat der Hersteller Busch-Jaeger ebenfalls eine UP-Ladevorrichtung mit Ablagemöglichkeit des Mobilgerätes vorgestellt.
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Ebenfalls bekannt ist die drahtlose Lademöglichkeit von Mobilgeräten. Unter dem Schlagwort „Wireless Power” haben sich über hundert Hersteller dem „Wireless Power Konsortium” angeschlossen, das neben der Spezifikation von Ladetopologien auch eine Zertifizierung von Produkten durchführt. Von einer weiten Verbreitung dieser Technologie ist auszugehen. Mit einer Integration einer Wireless Power Lösung in Mobilgeräte, beispielsweise nach dem QI-Standard entsteht ein Bedarf nach entsprechenden Ladestellen für die Mobilgeräte. Der derzeitige QI-Standard beschreibt drahtlose Leistungsübertragung in den Leistungsklassen 1 W, 2 W und 5 W.
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Allen bekannten Ladevorrichtungen haftet der Nachteil an, dass eine kontakt-behaftete Verbindung zwischen dem Mobilgerät und der Ladeeinheit hergestellt werden muss. Zusätzlich muss das passende Verbindungskabel verfügbar sein. Im Fall eines Mikro-USB-Ladeadapters ist dieses Kabel am Unterputz(UP)-Einsatz fixiert. Bei Unterputz-Lösungen für Geräte der Apple Serien befindet sich das Kontaktsystem am UP-Einsatz.
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Hersteller von Mobilgeräten propagieren sogenannte „Ladematten”, auf die das Mobilgerät zur Aufladung aufgelegt wird. Diesen Ladestellen haftet der Nachteil an, dass zum einen diese „Ladematte” häufig im Weg ist und – auch wenn nicht benutzt – immer Platz benötigt. Zum anderen hat man zwar eine kabellose Energieübertragung zum Mobilgerät, die Verbindung eines erforderlichen (Stecker-)Netzgerätes mit der Ladematte ist aber immer noch kabelbehaftet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optimiertes elektrisches Installationsgerät mit Ladestation für ein Mobilgerät anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrisches Installationsgerät mit einer Ladestation für ein Mobilgerät, mit einer parallel zu einer Wandoberfläche angeordneten Ladeschale, welche mindestens eine Primär-Ladespule enthält, die über eine Verarbeitungs- und Ansteuereinheit an einen Netzanschluss angeschlossen ist und zur induktiven Energieübertragung zu mindestens einer Sekundär-Ladespule des Mobilgerätes dient.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Unterputz-Einsatz mit einem Universalhalter und einer drahtlosen/kontaktlosen Ladevorrichtung für Mobilgeräte wie Mobiltelefon, Kamera, Audiogerät usw. und damit eine fest montierte und gut zugängliche Ladestelle für Wireless Power Geräte geschaffen wird. Aufgrund der induktiven Energieübertragung mittels Magnetfeld ist ein irgendwie gestaltetes und oftmals störendes Verbindungskabel nicht erforderlich. Durch Auflegen des Mobilgerätes auf die Ladeschale wird der Ladevorgang ohne weitere Maßnahmen des Anwenders automatisch gestartet.
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Auch bei voll aufgeladenem Akkumulator des Mobilgerätes ergibt sich vorteilhaft eine Universalaufnahme und Parkstation für das mobile Gerät. Eine Montage des vorgeschlagenen Installationsgerätes erfolgt vorzugsweise in „Griffhöhe”, beispielsweise im Küchenbereich, wobei die Installation auch in Kabelkanälen erfolgen kann.
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Des Weiteren wird eine formschöne Integration der zum Ablegen und elektrischen Aufladen eines Mobilgerätes, wie eines mobilen Audio- und Kommunikationsgerätes, dienenden Zentralscheibe in ein Installationsgeräte-Programm ermöglicht. Das vorgeschlagene elektrische Installationsgerät kann bezüglich des erforderlichen Abdeckrahmens in Einfach-Kombination oder in Mehrfach-Kombination (z. B. 2fach-Kombination, 3fach-Kombination, 4fach-Kombination) zusammen mit Schaltern, Dimmern, Steckdosen usw. eingesetzt werden. Derartige Installationsgeräte-Programme sind in vielfältiger Art mit unterschiedlichem Design, unterschiedlicher Farbgebung und unter Einsatz unterschiedlicher Materialien (z. B. Kunststoff, Edelstahlähnliche Lackierungen) verfügbar. Auf die vorgeschlagene Weise wird das vorgeschlagene elektrische Installationsgerät harmonisch in ein Unterputz-Programm integriert und stellt keinen „Fremdkörper” im Hinblick auf Steckdosen, Schalter, Dimmer, Tastsensoren, EIB/KONNEX-Geräte der Hauskommunikation, Bewegungsmelder usw. dar.
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Selbstverständlich ist es zur Realisierung einer Einzelgeräte-Lösung auch möglich, die Zentralscheibe selbst mit einem (festen) Abdeckrahmen auszurüsten.
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Selbstverständlich ist alternativ eine Ausführungsform als Aufputz-Installationsgerät in ähnlicher Art und Weise realisierbar.
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Gemäß alternativen Ausführungsformen
- • weist die Ladeschale eine Aufnahmetasche zur senkrechten Aufnahme des Mobilgerätes mit nachfolgendem Ladevorgang auf,
- • ist die Ladeschale in Form einer Klappe ausgebildet, welche in eine senkrechte Position parallel zu einer Wandoberfläche und in eine waagerechte Position rechtwinklig zur Wandoberfläche klappbar ist, wobei der Ladevorgang nach Auflegen des Mobilgerätes auf die in waagerechter Position geklappte Ladeschale erfolgt.
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Bei beiden alternativen Ausführungsformen weist die Ladestation zweckmäßig ein Schaltgerät zum Abschalten der Ladestation nach Entfernen des Mobilgerätes auf.
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Es ist eine vorteilhafte Ausführungsform realisierbar, bei welcher zusätzlich zur induktiven Energieübertragung eine Kommunikation durch Datensignal-Übertragung zwischen dem elektrischem Installationsgerät einerseits und dem Mobilgerät andererseits infolge Einflussnahme auf das übertragene Magnetfeld erfolgt.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät mit einer Ladeschale, welche eine Aufnahmetasche aufweist,
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2 eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät mit einer Ladeschale gemäß 1 und eingelegtem Mobilgerät,
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3 eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät mit einer Ladeschale in Form einer Klappe, welche sich in eingeklappter Position befindet,
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4 eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät mit einer Ladeschale in Form einer Klappe, welche sich in ausgeklappter Position befindet,
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5 eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät mit einer Ladeschale in Form einer Klappe, welche sich in ausgeklappter Position befindet und auf welche ein Mobilgerät aufgelegt ist,
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6 eine prinzipielle elektrische Schaltskizze zum elektrischen Installationsgerät.
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In 1 ist eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät mit einer Ladeschale dargestellt, welche eine Aufnahmetasche aufweist. Bei den unter den 1–5 behandelten Ausführungsbeispielen wird dabei vorausgesetzt, dass es sich um ein Unterputz-Installationsgerät handelt, welches in einer senkrecht angeordneten Wand zu montieren ist – siehe die angedeutete Wandoberfläche 20. Allgemein besteht das elektrische Installationsgerät 1 aus einem in eine handelsübliche Unterputz-Gerätedose installierbarem Gerätesockel, aus einer Zentralscheibe und aus einem Abdeckrahmen 4. Eine wichtige Komponente der Zentralscheibe ist dabei eine Ladeschale, welche prinzipiell in Form einer „senkrechten Ladeschale” oder in Form einer „waagerechten Ladeschale” ausgebildet sein kann. Die 1 und 2 zeigen dabei die Ausführungsart der „senkrechten Ladeschale”, bei welcher die Ladeschale 5 eine Aufnahmetasche 6 aufweist.
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In 2 ist eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät 1 mit Abdeckrahmen 4 und mit einer Ladeschale 5 gemäß 1 und eingelegtem Mobilgerät dargestellt. Es ist ein Mobilgerät 13 zu erkennen, welches ein Display 14 aufweist und welches mit seinem unteren Abschnitt derart in die Aufnahmetasche 6 der Ladeschale 5 eingesteckt ist, dass das Display 14 noch gut zu erkennen ist.
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Die 3–5 zeigen die Ausführungsform mit „waagerechte Ladeschale”, bei welcher die Ladeschale 7 in Form einer Klappe ausgebildet ist, wobei sich diese Klappe über Drehgelenke in der Zentralscheibe 2 in eine horizontale Position senkrecht zur Wandoberfläche 20 und in eine vertikale Position parallel zur Wandoberfläche 20 klappen lässt:
- • In 3 ist eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät 1 mit einer Ladeschale 7 in Form einer Klappe dargestellt, welche sich in eingeklappter Position, d. h. in vertikaler Position befindet. Der Abdeckrahmen 4 ist zu erkennen.
- • In 4 ist eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät 1 mit einer Ladeschale 7 in Form einer Klappe dargestellt, welche sich in ausgeklappter Position, d. h. in waagerechter Position befindet. Der Abdeckrahmen 4 und die Zentralscheibe 2 sind zu erkennen.
- • In 5 ist eine perspektivische Sicht auf ein elektrisches Installationsgerät 1 mit einer Ladeschale 7 in Form einer Klappe dargestellt, welche sich in ausgeklappter Position befindet und auf welche ein Mobilgerät 13 aufgelegt ist. Der Abdeckrahmen 4, die Zentralscheibe 2 und das Display 14 des Mobilgerätes 13 sind zu erkennen.
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In 6 ist eine prinzipielle elektrische Schaltskizze zum elektrischen Installationsgerät dargestellt. Das elektrische installationsgerät 1 ist dabei in eine im Gerätesockel 3 angeordnete Elektronik mit einer Verarbeitungs- und Ansteuereinheit 10 und eine in der Ladeschale 5 oder 7 angeordnete, in Form mindestens einer Flachspule ausgebildete Primär-Ladespule 11 unterteilt. Die Verarbeitungs- und Ansteuereinheit 10 ist über ein optionales Schaltgerät 9 mit einem Netzanschluss 8 verbunden, an welchen ein Phasenleiter L und ein Nullleiter N eines 230 V-Wechselspannungsnetz angeschlossen sind.
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6 zeigt des Weiteren das Mobilgerät 13 mit einer in Form mindestens einer Flachspule ausgebildeten Sekundär-Ladespule 17, an welche eine Verarbeitungs- und Ansteuereinheit 16 angeschlossen ist, welche über ein optionales Schaltgerät 18 mit einem aufzuladenden Akkumulator 15 verbunden ist. Mittels der mindestens einen Primär-Ladespule 11 wird ein Magnetfeld erzeugt, welches zur drahtlosen Energieübertragung zu der mindestens einen Sekundär-Ladespule 17 des auf der Ladeschale 5 oder 7 befindlichen Mobilgerätes 13 dient.
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Es besteht die Möglichkeit, durch Detektion des Gewichts des Mobilgerätes 13 und dementsprechende Beaufschlagung der Schaltgeräte 9 oder 18 die Ladestelle primär- oder sekundärseitig einzuschalten/auszuschalten.
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Durch Modulation der den Ladespulen 11, 17 zugeführten Wechselspannungen respektive Demodulation der an diesen Ladespulen 11, 17 abgreifbaren Wechselspannungen infolge sonstiger Einflussnahme auf das übertragene Magnetfeld mit Hilfe der Verarbeitungs- und Ansteuereinheiten 10, 16 kann zusätzlich zur induktiven Energieübertragung eine Kommunikation durch Datensignal-Übertragung zwischen dem elektrischem Installationsgerät 1 einerseits und dem Mobilgerät 13 andererseits erfolgen. Diese Kommunikation kann dazu dienen
- • den Ladevorgang des Akkumulators 15 zu optimieren, indem die Verarbeitungs- und Ansteuereinheit 16 den aktuellen Ladezustand des Akkumulators 15 detektiert und dementsprechende Datensignale an die Verarbeitungs- und Ansteuereinheit 10 zuführt, welche den Betrieb der Ladestation entsprechend dem aktuellen Ladezustand des Akkumulators optimal steuert,
- • den aktuellen Ladezustand des Akkumulators 15 auf dem Display 14 des Mobilgeräts 13 zur Anzeige zu bringen, um den Anwender darüber zu informieren, wann der Akkumulator vollständig aufgeladen ist,
- • den aktuellen Ladezustand des Akkumulators 15 auf einem Display eines Gerätes der Gebäudeautomation (beispielsweise ein Control Panel) zur Anzeige zu bringen, um den Anwender darüber zu informieren, wann der Akkumulator vollständig aufgeladen ist.
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Zusammenfassend wird ein Unterputz Gerät vorgeschlagen, das als Transmitter für ein drahtloses Energieübertragungssystem zur Versorgung/Aufladung von mobilen Endgeräten (Mobilgerät 13) ausgeführt ist. Die Aufladung erfolgt dabei induktiv über ein flaches Spulensystem, das sich in der Zentralscheibe 2 des UP-Einsatzes befindet. Solche Flachspulen gibt es von verschiedenen Herstellern, kompatibel insbesondere zu dem eingangs erwähnten QI-Standard und in Abmessungen, die eine Integration in übliche UP-Schalterprogramme erlauben. Im Unterputz-Einsatz (Gerätesockel 3) befindet sich die Transmitter-Elektronik eines Wireless Power Systems. Das mobile Endgerät (Mobilgerät 13) wird bei der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 senkrecht mit der Ladefläche des Mobilgerätes 13 (die sekundär-Ladespule 17 befindet sich meistens auf der Rückseite) in die Ladeschale 5 der UP-Einheit gestellt.
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In der weiteren (alternativen) Ausführungsform gemäß den 3–5 kann die Aufladung des Mobilgerätes 13 auch in horizontaler Lage erfolgen: Hierzu wird die Transmitter-Spule (mindestens eine Primär-Ladespule 11) des Wireless Power System in der aufklappbaren Ladeplatte (Ladeschale 7) untergebracht.
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Die Vertikal- und Horizontalausführungen gemäß den 1–5 können auch miteinander kombiniert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das elektrische Installationsgerät 1 auch mit Mitteln zur Einbindung in die Gebäudetechnik/Gebäudeautomation via Installationsbus oder via Powerline versehen sein, wie vorstehend bereits angedeutet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrisches Installationsgerät mit Ladestation
- 2
- Zentralscheibe
- 3
- Gerätesockel
- 4
- Abdeckrahmen
- 5
- Ladeschale
- 6
- Aufnahmetasche der Ladeschale 5
- 7
- Ladeschale in Form einer Klappe
- 8
- Netzanschluss
- 9
- Schaltgerät
- 10
- Verarbeitungs- und Ansteuereinheit
- 11
- Primär-Ladespule (Flachspule)
- 12
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- 13
- Mobilgerät respektive mobiles Endgerät, wie Mobiltelefon, Kamera
- 14
- Display
- 15
- Akkumulator
- 16
- Verarbeitungs- und Ansteuereinheit
- 17
- Sekundär-Ladespule (Flachspule)
- 18
- Schaltgerät
- 19
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- 20
- Wandoberfläche
- L
- Phasenleiter
- N
- Nullleiter
