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Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Möbelantrieb mit einer Energieversorgungseinrichtung und einer Netzfreischaltungseinrichtung zum Verstellen von beweglichen Möbelbauteilen relativ zueinander.
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Derartige elektromotorische Möbelantriebe sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie sind als Linearantriebe mit einem linear verstellbaren Abtriebsglied oder als Rotationsantriebe mit einem rotierenden Abtriebsglied ausgebildet und haben sich in der Praxis bestens bewährt. Die Linearantriebe weisen einen oder eine Anzahl Elektromotore auf, wobei jedem Motor ein Drehzahlreduziergetriebe und einem weiteren dem Drehzahlreduziergetriebe nachgeschaltetem Getriebe beispielsweise in Form eines Gewindespindelgetriebes nachgeschaltet ist, welches aus der Drehbewegung des Motors eine Linearbewegung des Abtriebsgliedes erzeugt. Die Rotationsantriebe weisen wenigstens einem dem jeweiligen Elektromotor nachgeschaltetes Drehzahlreduziergetriebe auf, wobei das letzte Getriebeglied das Abtriebsglied bildet. Das Abtriebsglied des jeweiligen elektromotorischen Möbelantriebs steht mit einem festen und/oder mit einem beweglichen Möbelbauteil in Verbindung, so dass bei einem Betrieb des Elektromotors die beweglichen Möbelbauteile relativ zueinander verstellt werden. Dabei kann das Möbel als Lattenrost, Arbeitstisch, Bett, Liegefläche, Behandlungsliege, Krankenhaus- bzw. Pflegebett, sowie auch als eine Hubeinrichtung für Personen wie Lifter oder Patientenlifter ausgebildet sein.
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Zum Betrieb der elektromotorischen Möbelantriebe haben sich Schaltnetzteile als Energieversorgungseinrichtungen bestens bewährt. Die Energieversorgungseinrichtung weist einen Betriebszustand Aus bei Trennung vom Netz und einen Betriebszustand Betrieb im regulären Betrieb auf. Die Schaltnetzteile besitzen einen von einem Steuerbaustein mit hoher Frequenz geschalteten Trenntransformator, welcher auch als Ü-bertrager oder als Hochfrequenztransformator bezeichnet werden kann, der durch einen vorgeschalteten Halbleiterschalter auf der Primärseite mit einer hohen Schaltfrequenz ein- und ausgeschaltet wird. Dazu ist dem Steuerbaustein ein gesonderter Zwischenkreis zugeordnet, welcher eine Energiequelle des Steuerbausteins aufweist und den Steuerbaustein mit einer elektrischen Energie versorgt.
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Das Dokument
DE 10 2006 049 715 A1 illustriert ein Netzteil für motorische Antriebe, welches in einem Steckergehäuse als Schaltnetzteil ausgebildet ist.
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Es sei noch der Stand der Technik einer Netzfreischaltung oder Freischaltungseinheit näher erläutert, wobei die Freischaltungseinheit wenigstens einen netzseitig gesteuerten Schalter in Form eines Relaisschalters oder eines Halbleiterschalters zur Trennung vom Netz aufweist. Im nicht erregten Zustand der Freischaltungseinheit befindet sich der wenigstens eine gesteuerte Schalter in einem geöffneten Zustand und leitet keine Netzspannung zu der Energieversorgungseinrichtung. Betätigt der Bediener eine Taste der Handbedienung, so wechselt die Freischaltungseinheit vom nicht erregten Zustand in den erregten Zustand, wobei der gesteuerte Schalter oder die Kontakte des gesteuerten Schalters in einen geschlossenen Zustand wechseln, wobei die Energieversorgungseinrichtung mit der elektrischen Energie aus dem Netz versorgt wird. Jetzt wechselt der Betriebszustand der Energieversorgungseinrichtung vom Betriebszustand Aus in den Betriebszustand Betrieb wechselt.
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Beim Betrieb von elektromotorischen Möbelantrieben mit Schaltnetzteilen als Energieversorgungseinrichtungen in Zusammenschaltung mit Netzfreischaltungen ergibt sich der Nachteil, dass hohe Einschaltströme der Schaltnetzteile entsprechend angepasste Hochstromschalter in den Netzfreischaltungen erfordern. Eine Abhilfe sind entsprechend vergrößerte Relaiskontakte der Freischalteinheit des Standes der Technik, welche aber teurer in der Anschaffung sind, darüber hinaus einen größeren Bauraum und somit neue Gehäuse und damit verbundene Kosten verursachen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten elektromotorischen Möbelantrieb mit einer Energieversorgungseinrichtung und Netzfreischaltungseinrichtung der eingangs näher beschriebenen Art zu schaffen.
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Die Lösung wird bei einem elektromotorischen Möbelantrieb mit einer Energieversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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In vorteilhafter Weise ist die Netzfreischaltungseinrichtung mit mindestens einem Schaltelement, welches mit dem mindestens einen Relaiskontakt in Reihe geschaltet ist, und einem Steuerblock zur Steuerung des mindestens einen Schaltelementes ausgebildet.
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Ein erfindungsgemäßer elektromotorischer Möbelantrieb mit einer Energieversorgungseinrichtung, einer Netzfreischaltungseinrichtung und einer Handbedienung zum Verstellen von beweglichen Möbelbauteilen relativ zueinander, wobei der elektromotorische Möbelantrieb wenigstens einen drehrichtungsumkehrbaren Elektromotor aufweist, wobei jedem Elektromotor ein Drehzahlreduziergetriebe nachgeschaltet ist und wobei jedem Drehzahlreduziergetriebe ein weiteres Getriebe nachgeschaltet ist, und wobei die Energieversorgungseinrichtung einen Netzanschluss aufweist, welcher mit dem Netz durch die Netzfreischaltungseinrichtung verbindbar ausgebildet ist, wobei die Energieversorgungseinrichtung die netzseitige Eingangsspannung in eine ausgangsseitige Kleinspannung transformiert, und einen Trenntransformator oder eine Übertragungseinheit zur galvanischen Trennung zwischen der netzgebundenen Eingangsseite und der kleinspannungsgebenden Ausgangsseite zum Betrieb des elektromotorischen Möbelantriebs aufweist, wobei die Energieversorgungseinrichtung nach Art eines Schaltnetzteils ausgebildet ist und einen Zwischenkreis, eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Schaltnetzteils aufweist, und der Steuereinrichtung eine netzgebundene Steuerungsversorgung zugeordnet ist, wobei die Energieversorgungseinrichtung einen Betriebszustand Aus bei Trennung vom Netz und einen Betriebszustand Betrieb im regulären Betrieb aufweist, wobei die Netzfreischaltungseinrichtung eine Hilfsspannungsquelle, ein Netzrelais mit mindestens einem Relaiskontakt aufweist ist dadurch gekennzeichnet, dass die Netzfreischaltungseinrichtung mindestens ein Schaltelement, welches mit dem mindestens einen Relaiskontakt in Reihe geschaltet ist, und einen Steuerblock zur Steuerung des mindestens einen Schaltelementes aufweist.
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In erfindungsgemäßer Weise wird das Schaltelement unabhängig, aber zumindest zeitlich versetzt zu dem Relaiskontakt geschaltet, wobei erst der Relaiskontakt und danach oder in einem zeitlichen Abstand danach das Schaltelement schaltet. Somit wird auf einfache Weise erreicht, dass die Relaiskontakte stromlos schalten. Dadurch können in vorteilhafter Weise die herkömmlichen Relais verwendet werden. Eine Vergrößerung von Gehäusen für die Netzfreischaltungseinrichtung ist nicht notwendig.
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Das mindestens eine Schaltelement ist im stromlosen Zustand geöffnet und kann ein Relais oder vorzugsweise ein Halbleiterschalter sein. Ein Halbleiterschalter beansprucht nur wenig Bauraum.
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Der Steuerblock kann ein Zeitschaltglied aufweisen, wodurch das Schaltelement erst nach dem Schalten der Relaiskontakte eine stromführende Verbindung herstellt.
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Es ist bevorzugt, dass der Steuerblock einen Nullspannungsdetektor umfasst und/oder ein Nullspannungsschalter ist, wodurch in vorteilhafter Weise ein Verschleiß der Relaiskontakte noch weiter verringert wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Steuerblock zur Erfassung eines Nulldurchgangs mit der Hilfsspannungsquelle verbunden ist. Dabei ist die Hilfsspannungsquelle als Transformator oder als elektronischer Transformator nach Art eines Schaltnetzteils ausgebildet.
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Zusätzlich kann mindestens ein Heißleiterwiderstand (NTC) in Reihe mit dem mindestens einen Relaiskontakt angeordnet sein, wodurch ein Einschaltstrom weiter begrenzt und die Relaiskontakte geschont werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch mindestens ein Widerstand wie auch mindestens eine Drossel in Reihe mit dem mindestens einen Relaiskontakt schaltbar sein.
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Weitere Kennzeichen und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine beispielhafte und schematische Darstellung eines als Linearantrieb ausgebildeten erfindungsgemäßen Möbelantriebs mit einer Energieversorgungseinrichtung und einer Netzfreischaltungseinrichtung;
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2 ein schematisches Blockschaltbild der Energieversorgungseinrichtung nach 1; und
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3 ein schematisches Blockschaltbild der Netzfreischaltungseinrichtung nach 1.
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Die 1 zeigt einen elektromotorischen Möbelantrieb 1 mit einer Energieversorgungseinrichtung 5 und einer Netzfreischaltungseinrichtung 8.
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Der elektromotorische Möbelantrieb 1 ist ein sogenannter Linearantrieb 2, und die Energieversorgungseinrichtung 5 ist als Schaltnetzteil ausgebildet. Die Netzfreischaltungseinrichtung 8 wird unten noch ausführlich erläutert. Der Linearantrieb 2 weist je nach Drehrichtung eines nicht näher dargestellten Elektromotors ein ein- und ausfahrbares Hubrohr 3 auf, an dessen freies Ende ein Anschlussteil in Form eines Gabelkopfes 4 angebracht ist. Ein weiteres Anschlussteil in Form eines weiteren Gabelkopfes 4 ist an dem Gehäuse des Linearantriebs 2 befestigt. Das jeweilige Anschlussteil steht in nicht näher dargestellter Weise mit jeweils einem Möbelbauteil in Verbindung, so dass sich bei Betrieb des Elektromotors die an dem Linearantrieb 2 angeschlossenen Möbelbauteile relativ zueinander bewegen.
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Die Energieversorgungseinrichtung 5 ist gemäß der Darstellung nach 1 über ein Eingangskabel 9 mit der Netzfreischaltungseinrichtung 8 verbunden. Die Netzfreischaltungseinrichtung 8 weist einen Netzstecker auf, der nur angedeutet ist. Nur bei Betätigung des Linearantriebs 2 durch eine Handbedienung 7 schaltet die Netzfreischaltungseinrichtung 8 die eingangsseitige Netzspannung über das Eingangskabel 9 zu der als Schaltnetzteil ausgebildeten Energieversorgungseinrichtung 5, welche sekundärseitig eine Kleinspannung in Form einer Gleichspannung abgibt und diese über ein Versorgungskabel 9' zu einer Motorsteuerung 6 weiterleitet. Ist die Betätigung des Linearantriebs 2 durch die Handbedienung 7 beendet, schaltet die Netzfreischaltungseinrichtung 8 aus, d. h. das Eingangskabel 9 und die Energieversorgungseinrichtung 5 sind netzspannungsfrei.
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An der Motorsteuerung 6 ist die Handbedienung 7 in drahtgebundener Weise angeschlossen, wobei gemäß der Darstellung nach 1 die Handbedienung 7 zwei Drucktaster aufweist. Gemäß einer anderen nicht näher dargestellten Ausführungsform ist die Handbedienung 7 über eine drahtlose Übertragungsstrecke mit der Motorsteuerung 6 gekoppelt und sendet Funkwellen oder infrarote Lichtwellen zur Steuerung des wenigstens einen Elektromotors, d. h. Linearantriebs 2 an die Motorsteuerung 6.
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Gemäß der Darstellung nach 1 steht in einer ersten Ausführungsform die Handbedienung 7 mit einer Motorsteuerung 6 in Verbindung, wobei die Motorsteuerung 6 als Relaissteuerung mit Relaisschaltern oder/und als Halbleiterschaltung mit Halbleiterschaltern ausgebildet ist. Die manuell betätigbaren Tastschalter der Handbedienung 7 schalten dabei den Steuerstrom der Relaisschalter bzw. der Halbleiterschalter, wobei die Leistungsschalter der Relaisschalter bzw. der Halbleiterschalter den hohen Motorstrom des Linearantriebs 2 schalten.
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Gemäß der Darstellung der 1 steht in einer zweiten Ausführungsform die Handbedienung 7 mit der Motorsteuerung 6 in Verbindung, welche das Versorgungskabel 9' der Energieversorgungseinrichtung 5 und ein Motorkabel des Elektromotors des Linearantriebs 2 und die elektrischen Leitungen der manuell betätigbaren Tastschalter der Handbedienung 7 miteinander verbindet. Gemäß dieser Ausführungsform sind die Kontakte der manuell betätigbaren Tastschalter der Handbedienung 7 als Leistungsschalter ausgebildet und schalten bei Tatsendruck den hohen Motorstrom.
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In einer weiterführenden, jedoch nicht näher dargestellten Ausführungsform, ist die Energieversorgungseinrichtung 5 in dem Gehäuse des Linearantriebs 2 eingesetzt oder daran angesetzt, wobei der Linearantrieb 2 in nicht näher dargestellter Weise nach Art eines Doppelantriebes aufgebaut sein kann, welcher wenigstens einen Motor, jedoch vorzugsweise zwei Motoren in einem gemeinsamen Gehäuse aufnimmt.
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2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Energieversorgungseinrichtung 5 nach 1.
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Die Energieversorgungseinrichtung 5 weist einen Eingangskreis 10, einen Zwischenkreis 11, eine Übertragereinheit 14, eine Sekundäreinheit 15, einen Optokoppler 16, eine Steuereinrichtung 17 und eine Steuerungsversorgung 18 auf.
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Der Eingangskreis 10 ist eingangsseitig (durch Pfeile angedeutet) mit der Netzfreischaltung 8 und Eingangskabel 9 koppelbar. In dem Eingangskreis 10 sind übliche Netzentstörglieder, wie Kondensatoren und Drosseln, sowie auch Sicherungen enthalten, die hier nicht näher gezeigt sind. Weiterhin weist der Eingangskreis zumindest einen Heißleiterwiderstand NTC in zumindest einer Eingangsleitung auf. Dieser Heißleiterwiderstand dient zur Begrenzung eines Einschaltstroms der Energieversorgungseinrichtung 5. Der Eingangskreis 10 ist mit dem Zwischenkreis 11 verbunden, welcher eine Gleichrichtung 12 und einen Schaltbaustein 13, z. B. einen Schalttransistor, aufweist. Der Zwischenkreis 11 ist mit dem Schaltbaustein 13 an die Übertragereinheit 14 gekoppelt. Die Übertragereinheit 14 weist einen Transformator mit galvanischer Trennung 19 auf, welche sich durch die Energieversorgungseinrichtung 5 hindurch erstreckt. An der Sekundärseite der Übertragereinheit 14 ist die Sekundäreinheit 15 angeschlossen, welche eine Versorgungsspannung Uv zur Versorgung des Linearantriebs 2 über das Versorgungskabel 9 an die Motorsteuerung 6 bereitstellt. Eine Rückwirkung der Sekundäreinheit 15 ist über einen Optokoppler 16 mit galvanischer Trennung 19 an die Steuereinrichtung 17 angeordnet. Die Steuereinrichtung 17 steuert den Schaltbaustein 13 zur Regelung der Versorgungsspannung Uv der Sekundäreinheit 15.
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Die Steuereinrichtung 17 wird durch eine Steuerungsversorgung 18 mit elektrischer Energie versorgt.
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Dabei weist die Energieversorgungseinrichtung 5 einen Betriebszustand Aus bei Trennung vom Netz und einen Betriebszustand Betrieb im regulären Betrieb auf.
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3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Netzfreischaltungseinrichtung 8 nach 1.
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Die Netzfreischaltungseinrichtung 8 umfasst eine Hilfsspannungsquelle 20, eine Gleichrichtereinheit 21, einen Steuerblock 22, ein Netzrelais 23 mit Relaiskontakten 24, und ein Schaltelement 25 mit einem Ansteuerblock 26.
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Die Hilfsspannungsquelle 20 ist hier als Transformator ausgebildet, der mit seiner Primärwicklung an einem Netzanschluss 30, zum Beispiel Netzstecker oder Klemmenleiste, angeschlossen. Bevorzugt ist der Transformator ein kurzschlussfester Typ, kann aber auch zusätzliche Sicherungen primär- und/oder sekundärseitig aufweisen. Seine Sekundärwicklung erzeugt eine Kleinwechselspannung, die durch die Gleichrichtereinheit 21 gleichgerichtet und gesiebt (Siebkondensator ist nicht dargestellt) wird. Eine Leitung der so erzeugten Hilfsgleichspannung ist mit einem Anschluss des Steuerblocks 22 und mit einem Anschluss des Netzrelais 23 verbunden. Die andere Leitung der Hilfsgleichspannung führt zu einem Steuersignalgeber 27, welcher zum Beispiel durch die Handbedienung 7 oder ein von dieser beeinflusstes Steuerglied, dass nicht näher betrachtet wird, gebildet wird. Der Steuersignalgeber 27 hat die Funktion, bei einer Betätigung der Handbedienung 7 einen Schließkontakt zu schließen und damit die andere Leitung der Hilfsgleichspannung mit dem jeweiligen anderen Anschluss des Steuerblocks 22 und des Netzrelais 23 zu verbinden.
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Das Netzrelais 23 weist hier zwei Relaiskontakte 24 als Schließer auf, von denen jeder in einer Leitung vom Netzanschluss 30 angeordnet ist. Der eine Relaiskontakt (hier der rechte) ist mit einer Leitung des Eingangskabels 9 verbunden, wobei der andere Relaiskontakt mit einem Anschluss e des Schaltelementes 25 verbunden ist. Das Schaltelement 25 seinerseits ist über einen Anschluss a mit der anderen Leitung des Eingangskabels 9 verbunden. Ein dritter Anschluss s des Schaltelementes 25 ist an den Ansteuerblock 26 angeschlossen, welcher mit einem Ausgang x des Steuerblocks 22 verbunden ist.
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Zur Funktionsweise:
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Bei Betätigung der Handbedienung 7 wird der Steuersignalgeber 27 geschlossen und verbindet die andere Leitung, z. B. die Minusleitung, der Hilfsgleichspannung mit den anderen Anschlüssen des Steuerblocks 22 und des Netzrelais 23. Der Steuerblock 22 und das Netzrelais 23 werden somit mit der Hilfsgleichspannung beaufschlagt. Dabei zieht das Netzrelais 23 an und schließt die Relaiskontakte 24 stromlos. Der eine Kontakt 24 verbindet eine Netzleitung mit der einen Leitung des Eingangskabels 9. Der andere Kontakt 24 schaltet die andere Netzleitung auf den Anschluss a des Schaltelementes 25, welches noch nicht durchgeschaltet ist. Der Steuerblock 22 schaltet nun über den Ansteuerblock 26 das Schaltelement 25 nach einer bestimmten Zeitverzögerung ein, welches daraufhin seinen Anschluss e mit seinem Anschluss a verbindet und die andere Netzleitung auf die andere Leitung des Eingangskabels 9 schaltet.
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Der Steuerblock 22 ist in einer ersten Ausführung als Einschaltverzögerung, zum Beispiel über ein Zeitglied (RC-Glied oder dergleichen), ausgebildet. In einer anderen bevorzugten Ausführung ist der Steuerblock 22 ein Nullspannungsschalter, welcher mit Hilfe der Hilfsgleichspannung oder der Sekundärwicklung des Hilfstransformators 20 (Verbindung ist nicht dargestellt, aber leicht vorstellbar) einen Nulldurchgang der Netzspannung ermittelt und in diesem Zeitpunkt das Schaltelement 25 einschaltet.
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Das Schaltelement 25 ist zum Beispiel ein Halbleiterschalter, ein Triac, und der Ansteuerblock 26 ist ein dazu geeigneter Optokoppler mit geeigneter Beschaltung, die nicht näher gezeigt ist. Durch den Optokoppler ist eine galvanische Trennung ermöglicht. Eine kleine Zeitverzögerung des Optokopplers schaltet den Triac erst nach einem Prellen der Relaiskontakte 24, wobei diese Zeitverzögerung akzeptabel ist.
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Auf diese Weise kann ein hoher Einschaltstrom der Energieversorgungseinrichtung 5 die Relaiskontakte 24 beim Einschalten nicht beschädigen, da diese stromlos schalten. Somit kann das Netzrelais mit herkömmlichem Kontaktmaterial in üblicher Kontaktgröße ausgeführt sein.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele schränken die Erfindung nicht ein. Sie ist im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar.
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So kann zum Beispiel eine Rückkopplung eingefügt sein, welche dem Steuerblock 22 in Ausführung als Nullspannungsschalter mitteilt, wenn die Relaiskontakte 24 tatsächlich geschlossen sind. Der Nullspannungsschalter merkt sich dies und korrigiert damit die Zeitverzögerung für das nächste Einschalten.
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Eine Einschaltstrombegrenzung kann auch durch einen abschaltbaren Widerstand erfolgen, der in der Netzleitung eingeschleift ist. Dazu ist ein weiteres Relais oder ein Halbleiterschalter zum Schalten notwendig.
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Alle Relais können auch durch Halbleiterschalter ersetzt sein.
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Eine oder mehr Drosseln können in Reihe mit mindestens einem Relaiskontakt 24 geschaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotorischer Möbelantrieb
- 2
- Linearantrieb
- 3
- Hubrohr
- 4
- Gabelkopf
- 5
- Energieversorgungseinrichtung
- 6
- Motorsteuerung
- 7
- Handbedienung
- 8
- Netzfreischaltungseinrichtung
- 9
- Eingangskabel
- 9'
- Versorgungskabel
- 10
- Eingangskreis
- 11
- Zwischenkreis
- 12
- Gleichrichtung
- 13
- Schaltbaustein
- 14
- Übertragereinheit
- 15
- Sekundäreinheit
- 16
- Optokoppler
- 17
- Steuereinrichtung
- 18
- Steuerungsversorgung
- 19
- Galvanische Trennung
- 20
- Hilfsspannungsquelle
- 21
- Gleichrichtereinheit
- 22
- Steuerblock
- 23
- Netzrelais
- 24
- Relaiskontakte
- 25
- Schaltelement
- 26
- Ansteuerblock
- 27
- Steuersignalgeber
- 30
- Netzanschluss
- NTC
- Heißleiterwiderstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006049715 A1 [0004]
