DE20110840U1 - Electromotive furniture drive - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Möbelantrieb mit mindestens einem Antriebsmotor, einer Steuereinheit, einer Handbedienvorrichtung und einer netzgebundenen Energieversorgungseinrichtung.The invention relates to an electromotive furniture drive with at least one drive motor, a control unit, a manual control device and a mains-connected energy supply device.
Der in Frage kommende Möbelantrieb kann in bevorzugter Ausfuhrungsform ein Einzelantrieb mit einem Antriebsmotor oder ein Doppelantrieb mit zwei Antriebsmotoren sein. Die Antriebsmotoren sind Gleichstrommotoren, die über die Steuereinheit mittels Relais und/oder elektronischer Schaltmittel von der Handbedienvorrichtung betätigt werden können.In a preferred embodiment, the furniture drive in question can be a single drive with one drive motor or a double drive with two drive motors. The drive motors are DC motors that can be operated by the hand control device via the control unit using relays and/or electronic switching devices.
Die Signale von den Handbedienvorrichtungen werden über Kabel oder auch drahtlos in die Steuereinheit übertragen. Die Motoren werden mit einer Sicherheitsspannung betrieben. Die Netzspannung wird über Transformatoren herabgesetzt und mittels Gleichrichtern in eine Gleichspannung umgeformt. Die Transformatoren können im Gehäuse des Möbelantriebes, in einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Steuereinheit oder auch als Beistellgeräte zur Anwendung kommen.The signals from the hand controls are transmitted to the control unit via cable or wirelessly. The motors are operated with a safety voltage. The mains voltage is reduced using transformers and converted into a direct voltage using rectifiers. The transformers can be used in the housing of the furniture drive, in a control unit located outside the housing or as additional devices.
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Anmeldetext vom 29.06.2001 Seite 2Registration text dated 29.06.2001 Page 2
Bei den verwendeten Transformatoren handelt es sich um sogenannte EI-Kern-Transformatoren oder Ringkern-Transformatoren.The transformers used are so-called EI core transformers or toroidal core transformers.
Bei einem Möbelantrieb verläuft die Verstellgeschwindigkeit annähernd proportional zur Spannung und der Strombedarf verläuft annähernd proportional zur aufliegenden Last.In a furniture drive, the adjustment speed is approximately proportional to the voltage and the power requirement is approximately proportional to the load.
Nachteilig hat sich bei der Verwendung eines ständig am Netz angeschlossenen Transformators herausgestellt, daß die Leerlaufverluste in Abhängigkeit von der Bauform Wärme und Zusatzkosten verursachen. Der ständige Anschluß eines Transformators am Netz ist bei Möbelantrieben äußerst nachteilig, da die Einschaltdauer eines Möbelantriebes gegenüber den Ruhezeiten äußerst gering ist.The disadvantage of using a transformer that is permanently connected to the mains is that the no-load losses cause heat and additional costs, depending on the design. The permanent connection of a transformer to the mains is extremely disadvantageous for furniture drives, since the duty cycle of a furniture drive is extremely short compared to the idle times.
Für Möbelantriebe werden jedoch häufig höhere Leistungen erforderlich, da die Last größer wird. Außerdem können zusätzliche Verstellfunktionen gefordert werden, so daß mehrere Motore benötigt werden, woraus sich wiederum größere Transformatoren ergeben. Dadurch wird jedoch in besonders nachteiliger Weise das Gewicht größer, so daß auch das Gehäuse eines Möbelantriebes entsprechend auszulegen ist. Darüber hinaus kann es erforderlich werden, daß aufwendige Befestigungsmittel notwendig werden. Außerdem sind insbesondere bei Möbeln, beispielsweise verstellbaren Büro- oder EDV-Tischen, die zur Verfügung stehenden Einbauräume begrenzt.However, furniture drives often require higher power because the load is greater. In addition, additional adjustment functions may be required, so that several motors are needed, which in turn results in larger transformers. However, this has the disadvantage of increasing the weight, so that the housing of a furniture drive must also be designed accordingly. In addition, complex fastening devices may be required. In addition, the available installation space is limited, particularly for furniture, for example adjustable office or computer tables.
Weiterhin ist nachteilig, daß ein Transformator entsprechend seiner Betriebskennlinie bei ansteigendem Strom eine verminderte Spannung liefert. Um diesen Nachteil zu beseitigen, d. h. damit der Antrieb bei großer Last nicht stehenbleibt oder nur mit äußerst geringer Geschwindigkeit verfahren wird, müssen die bisher verwendeten Transformatoren mit einer hohen Leerlaufspannung ausgeführt werden. Diese ist aber durch die jeweiligen geltenden Normen und Sicherheitsbestimmungen begrenzt, da es sich beim Überschreiten eines bestimmten Wertes nicht mehr um eine Sicherheitsspannung handelt. Wird dieser Wert überschritten, müssen beispielswei-Another disadvantage is that a transformer delivers a reduced voltage as the current increases, in accordance with its operating characteristic. To eliminate this disadvantage, i.e. so that the drive does not stop under high load or only moves at extremely low speed, the transformers used to date have to be designed with a high no-load voltage. However, this is limited by the relevant applicable standards and safety regulations, since once a certain value is exceeded, it is no longer a safety voltage. If this value is exceeded, for example,
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Anmeldetext vom 29.06.2001 Seite 3Registration text dated 29.06.2001 Page 3
se die Isolierstärken der Gehäuse heraufgesetzt werden, wodurch wiederum in nachteiliger Weise das Gewicht erhöht wird. Außerdem steigen die Kosten für die Herstellung.The insulation thickness of the housings has to be increased, which in turn disadvantageously increases the weight. In addition, the costs of production increase.
Es ist demzufolge dafür Sorge zu tragen, daß bestimmte Werte bei der Stromversorgung nicht überschritten werden. Außer den üblichen Sicherungen sind dazu weitere Überwachungselemente notwendig, beispielsweise eine Überstromabschaltung. Auch dadurch wird der Platzbedarf noch zusätzlich erhöht. Außerdem ist es notwendig, daß bislang die Transformatoren an die voneinander abweichenden Netzspannungen in den einzelnen Ländern der Erde angepaßt werden. Dadurch wird die Teilevielfalt beim Hersteller erhöht.It is therefore necessary to ensure that certain values are not exceeded in the power supply. In addition to the usual fuses, further monitoring elements are required, such as an overcurrent cut-off. This also increases the space required. In addition, it is necessary to adapt the transformers to the different mains voltages in the various countries of the world. This increases the variety of parts available to manufacturers.
Ferner muß dafür Sorge getragen werden, daß keine störenden Geräusche auftreten, die beispielsweise durch mechanische Schwingungen hervorgerufen werden. Es ist deshalb notwendig, daß die Transformatoren entsprechend behandelt bzw. ausgelegt sind. Man kann jedoch nicht verhindern, daß trotzdem Geräusche auftreten, da beispielsweise mechanische Teile des Antriebes und /oder des Möbels in Resonanz geraten, da die Schwingungen des Transformators auf mechanischem Weg übertragen werden.Furthermore, care must be taken to ensure that no disturbing noises occur, for example caused by mechanical vibrations. It is therefore necessary that the transformers are treated or designed accordingly. However, it cannot be prevented that noises still occur, for example because mechanical parts of the drive and/or the furniture start to resonate, as the vibrations of the transformer are transmitted mechanically.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromotorischen Möbelantrieb der eingangs näher beschriebenen Art so zu gestalten, daß in einer kompakten und gewichtsreduzierten Bauweise die Versorgung mit elektrischer Energie bis zu bestimmten Grenzwerten in konstanter Weise sichergestellt ist, und in der Ruhezeit zu einer optimalen Energieeinsparung führt.The invention is based on the object of designing an electric motor furniture drive of the type described in more detail above in such a way that the supply of electrical energy up to certain limit values is ensured in a constant manner in a compact and weight-reduced design and leads to optimal energy savings during the idle time.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem die Energieversorgungseinrichtung ein Schaltnetzteil mit einem eisenfreien Kern beinhaltet.The task is solved by the power supply device containing a switching power supply with an iron-free core.
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Anmeldetext vom 29.06.2001 Seite 4Registration text dated 29.06.2001 Page 4
Das Schaltnetzteil ist an die besonderen Anforderungen von Antrieben für Möbel angepaßt. Das Schaltnetzteil könnte auch als elektronischer Transformator bezeichnet werden.The switching power supply is adapted to the special requirements of drives for furniture. The switching power supply could also be referred to as an electronic transformer.
Dieses in Rede stehende Schaltnetzteil ist im Vergleich seiner Leistung zu seinem Gewicht in dem in Rede stehenden Einsatzbereich äußerst vorteilhaft, da im Gegensatz zu den bislang verwendeten Transformatoren der relativ schwere Eisenkern entfällt, wodurch der Aufbau äußerst kompakt wird. Mittels des Schaltnetzteiles ist es möglich, daß die Stromversorgung bis zu bestimmten Grenzen konstant erfolgt.
10This switching power supply is extremely advantageous in the application area in question in terms of its power to weight ratio, since, in contrast to the transformers used to date, the relatively heavy iron core is omitted, making the structure extremely compact. The switching power supply makes it possible for the power supply to be constant up to certain limits.
10
Die Anforderungen an die Einrichtungen zur Konstanthaltung sind für die in Rede stehenden Möbelantriebe geringer als für andere Einsatzzwecke, beispielsweise für EDV-Geräte.The requirements for the devices for maintaining the speed are lower for the furniture drives in question than for other applications, for example for computer equipment.
Durch das Schaltnetzteil kann der Aufwand dafür minimiert werden. Es ist notwendig, daß aufgrund der Verwendung von Gleichstrommotoren angepaßte Schutzmaßnahmen gegen Störimpulse der Motoren erfolgen. Es ist außerdem möglich, daß für die verschiedenen nationalen Netzspannungen ein gleiches Netzteil verwendet wird, da die Eingangsspannung in einem relativ großen Bereich schwanken kann. Dadurch wird für den Hersteller die Lagerhaltung reduziert.The switching power supply can minimize the effort involved. Due to the use of DC motors, appropriate protective measures must be taken against interference pulses from the motors. It is also possible to use the same power supply for the various national mains voltages, as the input voltage can fluctuate over a relatively wide range. This reduces the amount of inventory the manufacturer has to keep.
Ferner ist besonders vorteilhaft, daß der Leistungsverlust im Leerlauf äußerst gering ist. Dies wirkt sich vorteilhaft: aus, da die Leerlaufzeiten von Möbelantrieben deutlich größer sind als die Betriebszeiten. Ferner ist es möglich, daß eine Überbelastung erkannt wird und daß die sich daraus ergebenden Ströme begrenzt werden oder daß der Antrieb abgeschaltet wird, sofern gleichzeitig eine Fehlermeldung erfolgt. Another advantage is that the power loss when idling is extremely low. This is beneficial because the idle times of furniture drives are significantly longer than the operating times. It is also possible for an overload to be detected and the resulting currents to be limited or for the drive to be switched off if an error message is issued at the same time.
Es ist möglich, daß die Grenzwerte in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall eingestellt werden. Für die Abschaltungen beim Überschreiten bestimmterIt is possible that the limit values can be set depending on the specific application. For shutdowns when certain
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Anmeldetext vom 29.06.2001 Seite 5Registration text dated 29.06.2001 Page 5
Größen werden auch nunmehr keine besonderen zusätzlichen Bausteine erforderlich. sizes, no special additional components are required.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Kern zumindest einen Anteil von pulverisiertem Ferrit enthält. Bei Ferrit handelt es sich um einen nichtmetallischen, kristallinen, meist magnetischen Stoff.In a further embodiment, the core contains at least a portion of powdered ferrite. Ferrite is a non-metallic, crystalline, mostly magnetic substance.
Der Kern kann in einer bestimmten Legierung ausgeführt werden, beispielsweise in einer Mangan-Zink-Ferrit- oder einer Nickel-Zink-Ferrit-Legierung.
10The core can be made of a specific alloy, for example a manganese-zinc-ferrite or a nickel-zinc-ferrite alloy.
10
Durch den Ferrit-Anteil hat der Kern eine geringe elektrische Leitfähigkeit. Außerdem sind die Wirbelstromverluste gering und die Permeabilität ist besonders hoch.Due to the ferrite content, the core has a low electrical conductivity. In addition, the eddy current losses are low and the permeability is particularly high.
Zum Schutz der elektrischen und oder elektronischen Bauteile des elektromotorisehen Möbelantriebes ist es zweckmäßig, wenn die Energieversorgungseinrichtung eine Vorrichtung zur Leistungsbegrenzung aufweist, die einstellbar ist und optische und/oder elektrische Signale in Abhängigkeit vom Betriebszustand ausgibt. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Energieversorgungseinrichtung auch noch eine Vorrichtung zur Überwachung und Einstellung der Betriebsintervalle besitzt, die die Motoreinschaltdauer beeinflussen und optische und/oder elektrische Signale je nach Betriebszustand des Möbelantriebes zur Verfügung stellt. Somit ist sichergestellt, daß die normgemäße Betriebsdauer eingestellt und überwacht werden kann, wobei eine Überwachung nicht nur zu einer Fehlermeldung sondern auch zum automatischen Abschalten des Motors und Einhaltung der Mindestpausen bzw. der Betriebsintervalle führt. Die in Rede stehenden Möbelantriebe sind für einen Aussetzbetrieb ausgelegt, d.h. der Möbelantrieb darf nur eine bestimmte Zeit eingeschaltet werden und anschließend ist dann eine Pause einzuhalten, die normalerweise deutlich größer ist als die maximale Einschaltdauer. Damit der Energiebedarf minimiert wird, ist vorgesehen, daß die Energieversorgungseinrichtung in den Betriebspausen nur eine solche Energie benötigt, die für den Stand-by-Betrieb notwendig ist und daß außerdem erkannt wird, daß eine Leistung benötigt und daß eine Leistung nichtTo protect the electrical and/or electronic components of the electromotive furniture drive, it is expedient if the power supply device has a device for limiting the power, which is adjustable and outputs optical and/or electrical signals depending on the operating state. It is also advantageous if the power supply device also has a device for monitoring and setting the operating intervals, which influence the motor duty cycle and provides optical and/or electrical signals depending on the operating state of the furniture drive. This ensures that the standard operating time can be set and monitored, whereby monitoring not only leads to an error message but also to the automatic switching off of the motor and compliance with the minimum breaks or operating intervals. The furniture drives in question are designed for intermittent operation, i.e. the furniture drive may only be switched on for a certain time and then a break must be observed, which is normally significantly longer than the maximum duty cycle. In order to minimize energy consumption, it is intended that the energy supply system only requires the amount of energy required for standby operation during breaks in operation and that it is also recognized that a power is required and that a power is not
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Anmeldetext vom 29.06.2001 Seite 6Registration text dated 29.06.2001 Page 6
benötigt wird. Es ist weiter vorgesehen, daß die Energieversorgungseinrichtung zwei getrennte Spannungen erzeugt, von denen eine dem Motor oder den Motoren und eine, vorzugsweise eine Normspannung der Steuerung zugeordnet ist. Dadurch wird die Spannungsversorgung für den Motor bzw. für die Motoren und für die Steuerung getrennt. Es ist dann beispielsweise möglich, daß der Motor oder die Motoren aufgrund der größeren Geschwindigkeit mit einer höheren Spannung und die Steuerung mit einer geringeren Normspannung von z.B. 12 oder 24 Vdc betrieben wird. Vorteilhaft ist dabei, daß Steuerungsbauteile, die als Standardware für die Normspannungen zur Verfügung stehen, verwendet werden können. Sonderbauteile für höhere Nichtnormspannungen zu höheren Preisen und längeren Lieferzeiten sind somit nicht mehr erforderlich, so daß die Wirtschaftlichkeit des Möbelantriebes erhöht wird.is required. It is also provided that the power supply device generates two separate voltages, one of which is assigned to the motor or motors and one, preferably a standard voltage, to the control. This separates the power supply for the motor or motors and for the control. It is then possible, for example, for the motor or motors to be operated with a higher voltage due to the higher speed and the control with a lower standard voltage of e.g. 12 or 24 Vdc. The advantage here is that control components that are available as standard goods for the standard voltages can be used. Special components for higher non-standard voltages at higher prices and with longer delivery times are therefore no longer required, so that the cost-effectiveness of the furniture drive is increased.
Claims (6)
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