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Die Erfindung betrifft eine netzgebundene Stromversorgungseinheit, insbesondere für einen Möbelantrieb, mit einer Netzfreischaltung, wobei die Netzfreischaltung einen Netzfreischalter aufweist, welcher durch eine Hilfsspannungsquelle gespeist werden kann.
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Eine Anordnung für eine Netzfreischaltung einer Steuereinrichtung ist aus der
DE 41 39 647 A1 bekannt. Die Netzfreischaltung umfasst ein 2-poliges Relais als Relaisschalter, wobei die Steuerspule des Relais über einen Tastschalter mit einer Hilfsspannungsquelle verbindbar ist. Im Nichtbetriebszustand des an der Netzfreischaltung angeschlossenen Verbrauchers sind die Schaltkontakte des Netzfreischalters geöffnet, so dass der Verbraucher bzw. der elektromotorische Möbelantrieb nicht mit Netzspannung beaufschlagt wird. Erst für den Betriebszustand des regulären Betriebs wird ein Tastschalter einer Handbedienung gedrückt, so dass elektrische Energie aus der Hilfsspannungsquelle zu der Steuerspule des Netzfreischalters gelangt, um die Schaltkontakte zu schließen, damit die elektrische Hauptversorgung durch das Netz gewährleistet ist.
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Bei der in der
DE 41 39 647 A1 gezeigten Netzfreischaltung hat sich als besonders nachteilig erwiesen, dass der Steueranschluss der Netzfreischaltung im Betriebszustand der Inbetriebnahme über eine längere Zeitdauer mit elektrischer Energie aus der Hilfsspannungsquelle betrieben werden muss. Gerade bei längeren Schaltvorgängen, beispielsweise bei Verstellbewegungen durch einen Möbelantrieb kann dies zu einer vorzeitigen Entladung der Hilfsspannungsquelle führen. Es wurden daher Hilfsspannungsquellen mit erhöhter Kapazität verwendet. Sofern es sich um selbstnachladende Hilfsspannungsquellen in Form von Kondensatoren oder Akkumulatoren handelt, müssen diese praktisch nur nachgeladen werden, erfordern jedoch einen erhöhten Bauraum und Mehrkosten durch eine Anpassung der Ladeschaltung. Sofern es sich um nichtselbstladende Hilfsspannungsquellen in Form von Batterien handelt, können mehrere Batterien verwendet werden, was jedoch zu einem noch höheren Bauvolumen führt und dabei der Umweltschutzaspekt negativ zu Buche schlägt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine netzgebundene Stromversorgungseinheit mit einer Netzfreischaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile nicht mehr aufweist, ein geringes Bauvolumen aufweist und die Inanspruchnahme der Hilfsspannungsquelle reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird mit einer netzgebundenen Stromversorgungseinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Die Lösung der Aufgabenstellung sieht vor, dass bei der Stromversorgungseinheit der Netzfreischalter der Netzfreischaltung als bistabiler Schalter ausgeführt ist. Der bistabile Schalter kann zwei mögliche stabile Zustände einnehmen, wird den Schaltzustand aber nur durch einen äußeren Impuls vom einen in den anderen Zustand zu wechseln. Dadurch kann der Stromverbrauch der Hilfsspannungsquelle reduziert werden, da der bistabile Schalter nur für das Wechseln des Schaltzustandes Energie benötigt.
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Der als bistabiler Schalter ausgebildete Netzfreischalter wird jetzt nur kurz mit elektrischer Energie versorgt und verharrt anschließend in der neuen Schaltstellung, während die Energieentnahme aus der Hilfsspannungsquelle abgeschaltet ist. Eine als Hilfsspannungsquelle ausgebildete Batterie wird somit maximal gegen vorzeitige Leistungsminderung geschont. Eine als Kondensator ausgebildete Hilfsspannungsquelle kann im Verlauf der Zeit bereits teilweise entladen sein, wobei die übrige gespeicherte Restenergie aber immer noch für das Einleiten und Durchführen des Schaltens des bistabilen Netzfreischalters genügt.
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Eine Netzfreischaltung im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist eine Schalteinheit und weist den bistabilen Netzfreischalter auf und ist typischerweise zwischen dem Netzstecker und den primärseitigen Anschlüssen des Transformators, eines Netzgeräts oder eines Verbrauchers angeordnet. Die Netzfreischaltung kann in einem Steckerteil integriert sein und kann zusammen mit dem Netzstecker in eine Netzsteckdose eingesetzt werden. Gemäß einer alternativen Ausführung ist die Netzfreischaltung innerhalb der Netzzuleitung angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Netzfreischaltung vor den Primäranschlüssen des Transformators angeordnet.
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Der bistabile Schalter kann vorzugsweise ein bistabiles Relais umfassen. Der bistabile Schalter verfügt über einen elektrischen Steueranschluss und über einen geschalteten Schaltausgang. Bei Beaufschlagen des Steueranschlusses schaltet der Schaltausgang in den jeweils anderen Schaltzustand um. Das bistabile Relais hat vorzugweise zwei Schaltkontakte am Schaltausgang, um beide Netzleitungen schalten zu können. Ein bistabiler Schalter ist gemäß anderen Ausführungen nach Art eines Flip-Flop ausgebildet und weist Transistorschalter des Schaltausgangs auf. Das bistabiles Relais kann dabei als Stromstoßrelais oder als Haftrelais ausgebildet sein. Alternativ kann auch ein bistabiler Reedschalter verwendet werden.
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Als Netzgeräte können folgende Geräte bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinheit eingesetzt werden:
- • Bodentransformator (vgl. Figuren) mit wenigstens einem Transformator (EI-Kerntransformator, Ringkerntransformator, elektronischer Transformator bzw. Schaltnetzteil) mit Kleinspannungsausgang als Gleichspannung, in Sonderbauform auch mit einem Wechselspannungsausgang
- • Verstellantrieb eines Möbels (Einzelantrieb mit einem Motor oder Doppelantrieb mit zwei Motoren in einem Gehäuse), wobei der Transformator mit dem Gehäuse aufgenommen ist (z.B. außen angesetzt) oder in dem Gehäuse aufgenommen ist
- • Steuerung mit Steuerrelais oder Steuerschalter zum Schalten des Betriebsstroms von Verbrauchern, wobei der Transformator mit der Steuerung (z.B. neben der Steuerplatine oder auf der Steuerplatine) oder in dem Gehäuse der Steuerung angeordnet ist
- • Netz-Funkempfänger oder Netz-Infrarotempfänger, welcher einen Netzschalter steuert. Bei Empfang von Steuersignalen steuert der Netz-Empfänger den Netzschalter, welcher Netzspannung zu einem Verbraucher oder zu einem weiteren Netzgerät schaltet.
- • Zusammengefasst sind als Netzgerät jene Geräte definiert, welche einen Netzspannungseingang aufweisen, oder welche direkt mit der Netzspannung betreibbar sind, oder welche direkt an der Netzspannung angeschlossen sind.
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Als elektrische Verbraucher für die erfindungsgemäße Stromversorgungseinheit können folgende Einheiten Verwendung finden:
- • Lampen und Leuchten
- • elektromotorische Verstellantriebe für Möbel, welche einen oder mehrere Elektromotore aufweisen. Dabei ist der jeweilige Elektromotor vorzugsweise mit einen Drehzahlreduziergetriebe gekoppelt und in einer weiteren Ausführungsform können Teile des elektromotorischen Verstellantrieb in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein
- • Heizungen, Heizeinrichtungen, Kühlungen, Kühleinrichtungen; zum Einbau in Teile der Sitz- oder der Liegefläche
- • Massagegeräte, welche a) Vibrationsmassagemotore und/oder b) elektromotorisch betriebene mechanische Bewegungseinheiten aufweisen
- • Funkempfänger und/oder Infrarotempfänger zum Empfang von Steuersignalen durch eine Handfernbedienung des Benutzers und zur Weiterleitung der empfangenen Signale zu einem Steuerschalter (Halbleiterschalter oder Relaisschalter) des jeweiligen Verbrauchers
- • Geräte der Unterhaltungselektronik wie CD-, DVD-, TV-, Audio-, Hifi-Geräte
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Eine Gerätesteckverbindung im Sinne der Anmeldung ist eine mit dem Netzgerät verbundener Steckanschluss. Dieser ist beispielsweise als Stecker-Steckdoseneinheit ausgebildet, wobei einer der Steckerpartner vorzugsweise fest mit dem Netzgerät verbunden ist und der andere Steckerpartner mit der Netzzuleitung verbunden ist.
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Als Steuerleitung wird die Leitung bezeichnet, die das Ein- und Ausschalten eines Netzfreischalters steuert, welcher in der Netzfreischaltung eingesetzt ist. Der Netzfreischalter hat wenigstens einen Schalterkontakt, womit zumindest eine Leitung des zweileitungsaufweisenden Netzes geschaltet wird. Im Falle eines als Relais ausgebildeten Netzfreischalters stehen die Adern der Steuerleitung mit dessen Relaisspule in elektrischer Verbindung.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
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Die 1 zeigt eine Stromversorgungseinheit 10 bestehend aus einem Netzgerät 11, einer Netzzuleitung 12 und einer Netzfreischaltung 15 mit einem Netzstecker 13. Dabei wird die Netzfreischaltung 15 mit dem angesetztem Neststecker 13 direkt in eine Netzsteckdose eingesetzt und weist einen Kabelausgang in Form einer Netz- und Steuerleitung 18 auf. Die Netz- und Steuerleitung 18 erstreckt sich bis zu einer Zusammenführung 17, welche die Netzzuleitung 12 und die Steuerleitung 16 zusammen führt. Das freie Ende der Netzzuleitung 12 weist einen Steckverbinder 26 auf, der in eine Buchse an dem Netzgerät 11 eingesteckt ist, und die Steuerleitung 16 ist über einen weiteren Steckverbinder 27 mit dem Netzgerät 11 verbunden.
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Das Netzgerät 11 weist in dieser Ausführungsform einen nicht näher dargestellten Transformator 25 auf, sowie ein Batteriefach 21, welches zur Aufnahme einer Batterie 24 dient und durch einen Verschlussdeckel verschließbar ist. Ferner ist noch eine Taste 20 vorgesehen, welche mit einem nicht näher dargestellten elektrischen Schalter 22 des Netzgerätes 11 verbunden ist.
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Bei manueller Betätigung der Taste 20 schließt der damit in Wirkverbindung stehende Schalter 22 einen Stromkreis, in welchem die Batterie 24 des Batteriefachs 21 eingebunden ist. Ferner können in diesem Stromkreis noch elektrische Verbraucher eingebunden sein, wenn durch Drücken der Taste 20 eine Art elektrischer Notbetrieb von ausgewählten Verbrauchern erfolgen soll. Es kann aber auch der Steueranschluss des Netzfreischalters 23 der Netzfreischaltung 15 in diesem Stromkreis integriert sein. Damit kann bei Tastendruck der Taste 20 an den Steueranschluss des Netzfreischalters 23 elektrische Energie aus der Batterie 24 angelegt werden, so dass sich der Schaltausgang bzw. die Schaltstellung des Netzfreischalters 23 ändert.
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Die Batterie 24 nimmt in dieser beispielhaften Ausführungsform eine ergänzende Rolle der Hilfsspannungsquelle ein. Weiterhin finden sich noch andere Hilfsspannungsquellen in Form von Kondensatoren in der Anordnung wieder, welche im Betriebszustand des regulären Betriebs durch die Stromversorgungseinheit 10 aufgeladen werden und als Haupthilfsspannungsquelle beschrieben sind. Statt der Batterie 24 können auch andere Haupthilfsspannungsquellen bei der Stromversorgungseinheit verwendet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Netzgerätes 11 ist dies als Energieversorgungsgerät ausgebildet, wobei der nicht näher dargestellte Transformator 25 eine Kleinspannung für Verbraucher und/oder für elektromotorische Verstellantriebe an dem Anschluss 19 bereit stellt, welcher in dieser Ausführungsform Steckkontakte aufweist. Andere Steckkontakte des Anschlusses 19 sind mit Adern der Steuerleitung 16 und mit einem nicht näher dargestellten Funkempfänger und/oder mit einer nicht näher dargestellten Handfernbedienung elektrisch leitend verbunden. Ein Tastendruck einer nicht näher dargestellten Handfernbedienung bewirkt das Anlegen eines elektrischen Signals an Kontakte des Anschlusses 19, wobei das elektrische Signal sodann aufbereitet wird und in Form eines elektrischen Schaltsignals oder in Form eines elektrischen Impulssignals der Steuerleitung 16 folgt, die mit dem Eingang eines bistabilen Netzfreischalters 23 der Netzfreischaltung 15 elektrisch verbunden ist. Das Drücken einer Taste der Handfernbedienung schaltet die Stromversorgungseinheit 10 in den Betriebszustand des regulären Betriebs um, wobei die Netzfreischaltung 15 elektrische Energie aus dem Netz über die Netzzuleitung 12 zu dem Netzgerät schaltet, so dass in diesem Betriebszustand angeschlossene Verbraucher mit Energie aus dem Netz betrieben werden können.
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Zur Einleitung des Betriebszustandes des regulären Betriebs eines elektrischen Verbrauchers erfolgt der Betriebszustand Inbetriebnahme. Dieser Betriebszustand Inbetriebnahme erfolgt auf zwei verschiedene Weisen:
Während des normalen Gebrauchs der Stromversorgungseinheit 10 führt ein Tastendruck einer Handfernbedienung zu einem Umschalten aus dem Betriebszustand Aus in den Betriebszustand Inbetriebnahme für den regulären Betrieb. Der Betriebszustand Inbetriebnahme kann dabei in bevorzugter Weise durchlaufen werden oder wird alternativ übersprungen.
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Ein nicht normaler Gebrauch der Stromversorgungseinheit 10 tritt dann in Erscheinung, wenn sich der Speicher der Haupthilfsspannungsquelle durch längeren Nichtgebrauch entleert hat. Das geschieht beispielsweise bei längerer Abwesenheit und Urlaub. Um nun den Betriebszustand der Inbetriebnahme einleiten zu können, tritt die Batterie 24 als Hilfsspannungsquelle in Erscheinung. Bei manuellem Druck der Taste 20 wird damit der Schalter 22 geschaltet und schaltet einen Hilfsstromkreis bestehend aus Schalter 22, Batterie 24 und Steuereingang des Netzfreischalters 23, welcher als Relaisspule oder als Halbleiterschalter ausgebildet ist. Alternativ kann der Hilfsstromkreis noch eine Unterbrecherschaltung und eine Logikschaltung aufweisen. Die Logikschaltung stellt das Schließen der Schaltkontakte des Netzfreischalters 23 fest, indem sie erkennt, dass an der Netzzuleitung 12 Netzpotential anliegt. Die Unterbrecherschaltung ist mit der Logikschaltung gekoppelt und unterbricht den Hilfsstromkreis, wenn an der Netzzuleitung 12 ein Netzpotential anliegt oder zumindest für eine Zeitdauer Netzpotential anliegt. Die Unterbrecherschaltung stellt somit sicher, dass bei einem fortgeschrittenen Betriebszustand der Inbetriebnahme oder bei einem erfolgten Betriebszustand des regulären Betrieb kein erneutes mal elektrische Spannung an die Steuereingänge des Netzfreischalters 23 angelegt werden. Dies schont insbesondere die Energieressourcen der Batterie 24.
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Die Steckkontakte der Netzzuleitung 12 und der Steuerleitung 16 sind getrennt voneinander und räumlich beabstandet zueinander angeordnet, welche in diesem Ausführungsbeispiel jeweils 2 polig ausgebildet sind. Die Steckverbindung der Netzzuleitung 12 ist hierbei normiert nach IEC 60320 mit dem Stecker-Buchsen-Typ C7 bzw. C8 ausgebildet. Entgegen dieser Ausführungsform können die Steckkontakte der Netzzuleitung 12 und der Steuerleitung 16 auch miteinander ausgeführt sein und mit der Zusammenführung 17 eine Baueinheit bilden. Dadurch ist eine Art Kombinationssteckverbindung geschaffen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stromversorgungseinheit
- 11
- Netzgerät
- 12
- Netzzuleitung
- 13
- Netzstecker
- 14
- Gerätesteckverbindung
- 15
- Netzfreischaltung
- 16
- Steuerleitung
- 17
- Zusammenführung
- 18
- Netz- und Steuerleitung
- 19
- Anschluß
- 20
- Taste
- 21
- Batteriefach
- 22
- Schalter
- 23
- Netzfreischalter
- 24
- Batterie / Hilfsspannungsquelle
- 25
- Transformator
- 26
- Steckverbinder
- 27
- Steckverbinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4139647 A1 [0002, 0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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