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Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Möbelantrieb mit einer Energieversorgungseinrichtung 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 werteren 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 ein dem jeweiligen Elektromotor nachgeschaltetes Drehzahlreduziergetriebe auf, wobei das letzte Getriebeglied das Abtrebsglied 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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Es ist üblich, derartige elektromotorische Möbelantriebe mit einer so genannten Netzfreischaltung zu versehen, welche diese bei Nichtgebrauch mehr oder weniger vom elektrischen Versorgungsnetz trennt. Zum Betrieb einer solchen Netzfreischaltung ist eine so genannte Hilfsspannungsquelle erforderlich, welche zum Umschalten oder wenigstens Einleiten einer Umschaltung aus einem ausgeschalteten Ruhezustand in einen eingeschalteten Betriebszustand zum Auslösen der Schaltsignale eine elektrische Energie bereitstellt.
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Die
DE 41 39 647 A1 beschreibt Batterien, Akkus oder Elektrolytkondensatoren als Hilfsspannungsquellen, welche entweder manuell aufgeladen werden oder durch das Einschalten der gesamten Möbelantriebssteuerung nachgeladen werden. Erfolgt eine Nachladung oder ein Wechsel der Batterien nicht rechtzeitig, so kann das abgeschaltete System nicht wieder neu gestartet werden, wodurch die Netzfreischaltung im ausgeschalteten Zustand verbleibt. Es sind dazu Lösungen in Gestalt von manuellen Notbetätigungen angegeben worden.
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Weitere Lösungsmöglichkeiten beschreibt die
EP 0 792 533 B1 in Form eines Notladesystems, wobei durch eine Art Netzteil ein Hilfskondensator mit geringer Kapazität aufgeladen wird, welcher zum Einleiten des Schaltvorgangs eines Halbleiter-Trennschalters (Triac) Verwendung findet. Das Notladesystem ist immer am Netz angeschlossen und aktiv eingeschaltet. Bei einer Aktivierung ergibt sich eine Betriebsbereitschaft erst nach einer relativ langen Wartezeit von ca. 10 bis 20 Sekunden. Dann muss der gesamte elektromotorische Möbelantrieb zunächst in Betrieb genommen werden, um einen als Hilfsspannungsquelle verwendeten Arbeitskondensator aufzuladen.
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Es sei noch der Stand der Technik eines Netzfreischalter oder einer übergeordneten Netzfreischaltung erörtert. Der Netzfreischalter, z. B. einer Wohnung, ist zwischen der Wohnungsinstallation und dem öffentlichen Energieversorgungsnetz eingesetzt und erfasst, ob ein elektrischer Verbraucher, z. B. Licht, eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Mit der Wohnungsinstallation ist die elektrische Verdrahtung der Wohnung für die Netzspannung gemeint. Sobald kein elektrischer Verbraucher mehr eingeschaltet ist, trennt der Netzfreischalter die Wohnungsinstallation vom öffentlichen Energieversorgungsnetz. Dann erzeugt der Netzfreischalter eine Prüfspannung, z. B. eine ungefährliche Gleichspannung bestimmter Höhe und schaltet diese auf die Wohnungsinstallation. Wird nun ein Verbraucher eingeschaltet, erkennt dies die Prüfspannung und bewirkt, dass der Netzfreischalter die Wohnungsinstallation wieder mit dem öffentlichen Energieversorgungsnetz verbindet. Ein solcher Netzfreischalter kann auch bereichsweise oder jeweils für ein Zimmer verwendet werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten elektromotorischen Möbelantrieb mit einer Netzfreischaltungseinrichtung zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch einen elektromotorischen Möbelantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der elektromotorische Möbelantrieb weist einen Hilfsleistungsspeicher auf, welcher von der Energieversorgungseinrichtung entkoppelt, mit der Hilfsversorgungseinrichtung verbunden und von der Hilfsversorgungseinrichtung aufladbar ist.
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Dadurch ergibt sich einerseits eine vollständige Wartungsfreiheit, d. h. es werden keine auszuwechselnden Batterien benötigt. Andererseits erfolgt ein Nachladen des Hilfsleistungsspeichers entkoppelt von der Energieversorgungseinrichtung. Dadurch ist ein Inbetriebnehmen des gesamten elektromotorischen Möbelantriebs nicht erforderlich, weil bei einem Nachladevorgang ausschließlich die Hilfsversorgungseinrichtung in Betrieb genommen wird, während der Netztrennschalter den ausgeschalteten Zustand der Netzfreischaltungseinrichtung beibehält.
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Demgemäß ist ein elektromotorischer Möbelantrieb mit einer Energieversorgungseinrichtung einer Handbedienung und mit einer Netzfreischaltungseinrichtung, die von einem ausgeschalteten Zustand in einen eingeschalteten Zustand und zurück schaltbar ist, zum Verstellen von beweglichen Möbelbauteilen relativ zueinander bereitgestellt, wobei der elektromotorische Möbelantrieb wenigstens einen drehrichtungsumkehrbaren Elektromotor aufweist, wobei jedem Elektromotor ein Drehzahlreduziergetriebe nachgeschaltet ist und wobei jedem Drehzahlreduziergetriebe ein werteres Getriebe nachgeschaltet ist, und wobei die Energieversorgungseinrichtung einen Netzanschluss aufweist, welcher durch die Netzfreischaltungseinrichtung mit dem Netz verbindbar ausgebildet ist, wobei die Energieversorgungseinrichtung die netzseitige Eingangsspannung in mindestens 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 Mobelantriebs aufweist, wobei die Netzfreischaltungseinrichtung eine Hilfsversorgungseinrichtung, mindestens einen Netztrennschalter, der in dem ausgeschalteten Zustand geöffnet und in dem eingeschalteten Zustand geschlossen ist, und einen aufladbaren Hilfsleistungsspeicher aufweist. Der elektromotorische Möbelantrieb weist einen von der Energieversorgungseinrichtung entkoppelten Hilfsleistungsspeicher auf, welcher mit der Hilfsversorgungseinrichtung verbunden und von der Hilfsversorgungseinrichtung aufladbar ist.
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Die Netzfreischaltungseinrichtung weist einen weiteren Zustand betriebsbereit auf, in welchem die Hilfsversorgungseinrichtung mit dem Netz verbunden ist und der Netztrennschalter geöffnet ist. Dadurch ergibt sich ein geringerer Verbrauch an elektrischer Energie.
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Die Netzfreischaltungseinrichtung arbeitet mit allen übergeordneten Netzfreischaltern zusammen und weist eine Hilfsspannungsquelle in Form der Hilfsversorgungseinrichtung zum Wiedereinschalten des Netztrennschalters auf, wobei ein Hilfsleistungsspeicher vorgesehen ist, der als Kondensator hoher Kapazität ausgebildet ist. Er ist vom Netz galvanisch getrennt angeordnet und wird durch die Hilfsversorgungseinrichtung separat und unabhängig von der Energieversorgungseinrichtung, also von einem Haupttransformator, geladen. Die Hilfsversorgungseinrichtung ist ein Transformator, ein Miniatur-Schaltnetzteil, ein aktiver Optokoppler mit einem photovoltaischem Ausgang, eine Glühlampen-Solarzellen-Einheit usw. wobei diese aus der Hilfsversorgungseinrichtung gebildete Stromquelle zum Laden des Hilfsleistungsspeichers durch Betätigen der Handbedienung oder eines anderen Schalters, wie weiter unten durch Schalter 2 oder Schalter 3 noch näher erläutert wird, aktiviert wird.
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Die Aktivierung ist durch zwei Möglichkeiten definiert:
- 1. Ankoppeln der Hilfsversorgungseinrichtung ans Netz
- 2. Einschalten/Freigeben/Entsperren eines Steuerbausteins der als Schaltnetzteil ausgebildeten Hilfsversorgungseinrichtung
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Die Aktivierung der Hilfsversorgungseinrichtung erfolgt durch drei (wenigstens zwei) parallel wirkende Schalter:
Schalter 1 ist der Handbedienungstaster. Durch Betätigung wird ein Stromkreis Handbedienungstaster-Hilfsleistungsspeicher-Koppeleinrichtung geschlossen. Die Koppeleinrichtung verbindet die Hilfsversorgungseinrichtung mit dem Netz.
Schalter 2 ist ein Intervallschalter zum zyklischen Aufladen des Hilfsleistungsspeichers.
Schalter 3 ist ein Schwellwert- oder Ereignisschalter, zur Erstinbetriebnahme, oder einfach ein Drucktaster.
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Der Hilfsleistungsspeicher stellt eine gespeicherte Hilfsleistung bereit, mit welcher die Netzfreischaltungseinrichtung aus dem ausgeschalteten Zustand in den weiteren Zustand betriebsbereit schaltbar ist. Dazu muss nur eine geringe Leistung aufgewandt werden, da der Netztrennschalter nicht durch den Hilfsleistungsspeicher aktiviert beziehungsweise gespeist wird.
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So ist vorgesehen, dass der Hilfsleistungsspeicher mit einer Koppeleinrichtung verbindbar ist, wobei die Koppeleinrichtung zur Verbindung der Hilfsversorgungseinrichtung mit dem Netz vorgesehen ist. Dadurch wird mittels geringer Leistung ein Einschalten der Hilfsversorgungseinrichtung bewirkt, welche ihrerseits die zum Schalten des Netztrennschalters erforderliche Leistung bereitstellt.
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Die Hilfsversorgungseinrichtung weist in einer Ausführungsform einen Transformator oder einen Hochfrequenztransformator auf. Zur Verbindung der Hilfsversorgungseinrichtung mit dem Netz ist in dieser ersten Ausführungsform die Koppeleinrichtung mit einem Schalter, beispielsweise in Form eines elektromechanischen Schalters oder eines Halbleiterschalters oder eines anderen Koppelelements vorgesehen, welcher das Netz elektrisch leitend mit wenigstens einem Anschluß der Primärwicklung des Transformators der Hilfsversorgungseinrichtung verbindet.
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Die Hilfsversorgungseinrichtung weist in einer weiteren Ausführungsform einen anderen Transformator, beispielsweise einen Hochfrequenztransformator, einen elektronischen Transformator oder einen Spannungswandler auf, welcher durch einen taktgebenden Steuerbaustein eines Zwischenkreises mit hoher Schaltfrequenz betrieben wird. Der Zwischenkreis besteht im wesentlichen aus einem Hochfrequenzhalbleiterschalter, welcher mit hoher Frequenz angesteuert wird und Energie aus dem Netz an wenigstens einen Anschluß der Primärwicklung an den Hochfrequenztransformator schaltet, und einem Steuerbaustein, welcher über seinen Ausgang den Hochfrequenzhalbleiterschalter ansteuert, und einer Signalrückführung, welche beispielsweise als Optokoppler ausgebildet ist und elektrisch leitend mit dem Eingang des Steuerbausteins verbunden ist. Gemäß dieser Ausführungsform der Hilfsversorgungseinrichtung weist eine erste Ausführungsform der Koppeleinrichtung einen Schalter, beispielsweise in Form eines elektromechanischen Schalters oder eines Halbleiterschalters oder eines anderen Koppelelements auf, welcher am Zwischenkreis oder im Zwischenkreis angeordnet ist. Im Falle einer Anordnung im Zwischenkreis kann der Schalter der Koppeleinrichtung mit einem Anschluß des Hochfrequenzschalters und/oder mit einem Anschluß des Steuerbausteins und/oder mit einem Anschluß der Signalrückführung und/oder mit einem Anschluß des Optokopplers der Signalrückführung elektrisch leitend verbunden sein. Gemäß dieser Ausführungsform der Hilfsversorgungseinrichtung weist eine zweite Ausführungsform der Koppeleinrichtung eine Spannungserzeugung auf, welche beispielsweise durch einen Ausgang eines photovoltaischen Kopplers gebildet ist. Dabei ist diese Spannungserzeugung mit den Versorgungsanschlüssen des Steuerbausteins des Zwischenkreises elektrisch leitend verbunden. In einer besonders vorteilhaften Weise ist somit ein Aktivieren beziehungsweise Einschalten der Hilfsversorgungseinrichtung durch die Koppeleinrichtung möglich.
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Außerdem kann die Hilfsversorgungseinrichtung noch Verbraucher wie Schalter/Funk- und Infrarotempfänger und Statusanzeigen mit Energie versorgen, wobei dies in dem weiteren Zustand betriebsbereit der Netzfreischaltungseinrichtung möglich ist, ohne dass die Energieversorgungseinrichtung mit höherem Leistungsverbrauch eingeschaltet ist.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung kann zumindest der Hilfsleistungsspeicher ebenfalls noch Verbraucher wie Schalter/Funk- und Infrarotempfänger, Verstellwegerfassungssysteme, Mikroprozessoren und Statusanzeigen mit Energie versorgen, und zwar unabhängig der Betriebszustände der Netzfreischaltungseinrichtung und/oder der Energieversorgungseinrichtung und/oder der Hilfsversorgungseinrichtung.
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Die Koppeleinrichtung weist eine galvanische Trennung auf. Dies ist zum Beispiel mittels eines Optokopplers möglich.
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In einer weiteren Ausführung ist parallel zu der Koppeleinrichtung eine Überbrückungseinrichtung vorgesehen, welche die Koppeleinrichtung bei einem erstmaligen Netzanschluss überbrückt und die Hilfsversorgungseinrichtung mit dem Netz für eine vorbestimmte Zeit zur Aufladung des Hilfsleistungsspeicher verbindet. Damit ist es möglich, eine deutlich kürzere Wartezeit zur Inbetriebnahme zu erhalten als im Stand der Technik.
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Die Hilfsversorgungseinrichtung kann mittels eines Ladeschalters regelmäßig oder/und in Abhängigkeit von einem Ladezustand des Hilfsleistungsspeichers mit dem Netz verbindbar sein. Damit ist eine ständige Betriebsbereitschaft des elektromotorischen Möbelantriebs bei geringstem Leistungsverbrauch erzielbar.
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In einer Ausführung ist die Hilfsversorgungseinrichtung als ein Miniatur-Schaltnetzteil ausgebildet. Dadurch wird Bauraum und Gewicht gespart, zumal das Miniatur-Schaltnetzteil als Weitbereichs-Miniatur-Schaltnetzteil ausgebildet sein kann, so dass alle Arten von international bekannten Netzspannungen und Netzfrequenzen daran betreibbar sind.
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In einer werteren Ausführung ist die Hilfsversorgungseinrichtung mit einer schaltbaren und/oder veränderlichen Anfangslast versehen, welche so ausgebildet und mit einem Netzkabel vorübergehend verbindbar ist, dass eine eindeutige Erkennung der eingeschalteten Hilfsversorgungseinrichtung durch eine übergeordnete Netzfreischaltung möglich ist. Auf diese Weise ist eine Funktion des elektromotorischen Möbelantriebs mit übergeordneten Netzfreischaltern möglich.
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In einer anderen Ausführung ist der Hilfsleistungsspeicher in der Netzfreischaltungseinrichtung oder/und der Motorsteuerung angeordnet. So können je nach Aufbau des elektromotorischen Möbelantriebs Verdrahtungen und Leitungen eingespart werden, indem der Hilfsleistungsspeicher z. B. auf der Platine angeordnet ist, auf welcher die zugehörigen Verdrahtungen zu den Steuerleitungen vorgesehen sind.
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Die Motorsteuerung oder/und die Handbedienung können mit einer Hilfsenergiequelle versehen sein, welche z. B. eine Batterie, ein Akkumulator oder/und ein Kondensator sein kann. Damit wird auch eine Notabsenkungsfunktion möglich.
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Der elektromotorische Möbelantrieb kann auch die Forderung nach geringem Energieverbrauch von Geräten im Stand-By-Betrieb erfüllen.
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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;
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2 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Möbelantriebs nach 1; und
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3–4 schematische Schaltbilder von Überbrückungsschaltungen nach 2.
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Die 1 zeigt einen elektromotorischen Möbelantrieb 1 mit einer Energieversorgungseinrichtung 5 und einer Netzfreischaltungseinrichtung 9.
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Der elektromotorische Möbelantrieb 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein sogenannter Linearantrieb 2, und die Energieversorgungseinrichtung 5 ist z. B. mit einem Trenntrafo, Gleichrichter und Siebschaltung oder als Schaltnetzteil ausgebildet. 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 Netzfreischaltungseinrichtung 9 ist gemäß der Darstellung nach 1 über ein Netzkabel 10 mit einem Netzstecker 8 verbunden, wobei in einer anderen und nicht näher dargestellten Ausführungsform der Netzstecker 8 an der Netzfreischaltungseinrichtung 9 angeordnet sein kann. In einer anderen Ausgestaltung kann die Netzfreischaltungseinrichtung 9 in der Energieversorgungseinrichtung 5 integriert sein. Es sei noch erwähnt, dass dann die Energieversorgungseinrichtung 5 gemäß der Darstellung nach 1 mit einem umhüllenden Gehäuse versehen ist, so dass der Netzstecker 8 an dem Gehäuse angesetzt oder angeformt sein kann.
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Die Netzfreischaltungseinrichtung 9 ist mit der Energieversorgungseinrichtung 5 über eine Netzleitung 11 elektrisch verbunden. Ein Ausgang der Energieversorgungseinrichtung 5 ist über eine Versorgungsleitung 12 mit einer Motorsteuerung 6 verbunden, an welche der Linearantrieb 2 (auch stellvertretend für mehr als einen Linearantrieb 2) mit einer Motorleitung 13 angeschlossen ist.
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Ferner ist die Netzfreischaltungseinrichtung 9 über die Energieversorgungseinrichtung 5 mit der Motorsteuerung 6 zusätzlich durch Steuerleitungen 15 und 16 sowie eine Ladeleitung 17 verbunden. Die Funktionen dieser Leitungen 15, 16 und 17 werden unten noch näher erläutert.
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An der Motorsteuerung 6 ist eine Handbedienung 7 in drahtgebundener Form mit einer Bedienungsleitung 14 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 der 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 die Versorgungsleitung 12 der Energieversorgungseinrichtung 5 und eine Motorleitung 13 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 Tastendruck den hohen Motorstrom des Elektromotors des Linearantriebs 2.
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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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Der Netzstecker 8 leitet über das Netzkabel 10 die eingangsseitige Netzspannung zunächst zu der Netzfreischaltungseinrichtung 9, die noch unten näher beschrieben wird. Die Netzfreischaltungseinrichtung 9 weist drei Zustände auf. In einem ersten Zustand ist die Netzfreischaltungseinrichtung 9 ausgeschaltet, in einem zweiten Zustand ist sie betriebsbereit und in einem dritten Zustand ist die Netzfreischaltungseinrichtung 9 eingeschaltet.
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Ist die Netzfreischaltungseinrichtung 9 eingeschaltet, z. B. aktiviert durch eine betätigte Handbedienung, so verbindet sie das Netzkabel 10 über die Netzleitung 11 mit der Energieversorgungseinrichtung 5, welche sekundärseitig eine Kleinspannung in Form einer Gleichspannung als Betriebsspannung abgibt und diese zu der Motorsteuerung 6 weiterleitet. Die Betriebsspannung liegt z. B. in der Höhe von etwa 29 V und dient in einem Betriebszustand der Energieversorgungseinrichtung 5 zum Betrieb der Motorsteuerung 6 und des Linearantriebs 2.
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2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Möbelantriebs nach 1.
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Leistungsleitungen bzw. -pfade sind durch dicke Linien und Steuerleitungen bzw. -pfade sind durch dünne Linien angedeutet.
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Die Netzfreischaltungseinrichtung 9 umfasst einen Netztrennschalter 20 mit einem Steuerschalter 20a; eine Hilfsversorgungseinrichtung 21 (auch als Hilfsspannungsquelle bezeichnet); und eine Koppeleinrichtung 24. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Netzfreischaltungseinrichtung 9 auch zusätzlich eine Ladeschaltung 26 auf.
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Der Netztrennschalter 20 ist hier zweipolig mit Schließkontakten ausgeführt ist. Es handelt sich in diesem Fall um ein zweipoliges Netzrelais, das von dem Steuerschalter 20a angesteuert wird. Das heißt, in dem ersten und zweiten Zustand (ausgeschaltet und betriebsbereit) der Netzfreischaltungseinrichtung 9 ist der Netztrennschalter 20 geöffnet, in dem dritten Zustand (eingeschaltet) der Netzfreischaltungseinrichtung 9 ist der Netztrennschalter 20 geschlossen.
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Die Hilfsversorgungseinrichtung 21 ist hier mit einem Übertrager 22 und einem Gleichrichter 23 ausgerüstet und stellt eine Hilfsversorgungsleistung an ihrem Ausgang A zum Einen zur Versorgung des Netztrennschalters 20 und zum Anderen zur Versorgung der Ladeschaltung 26 zur Verfügung.
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Die Hilfsversorgungseinrichtung 21 ist in einer Ausführung als ein Klein-Schaltnetzteil mit dem Übertrager 22 ausgebildet. Der Übertrager 22 ist dabei ein Hochfrequenztransformator. Die Hilfsversorgungseinrichtung 21 ist an einem Eingang E mit einer Leitung des Netzkabels 10 direkt verbunden, wobei die andere Leitung des Netzkabels 10 über die Koppeleinrichtung 24 mit dem Eingang E der Hilfsversorgungseinrichtung 21 verbindbar ist. In dem ersten Zustand der (ausgeschaltet) der Netzfreischaltungseinrichtung 9 ist die Hilfsversorgungseinrichtung 21 ausgeschaltet. In dem zweiten und dritten Zustand (betriebsbereit und eingeschaltet) der Netzfreischaltungseinrichtung 9 ist die Hilfsversorgungseinrichtung 21 eingeschaltet, d. h. mit dem Netzkabel 10 und somit mit der Netzspannung eines angeschlossenen elektrischen Versorgungsnetzes verbunden.
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In einer anderen Ausführung ist die Hilfsversorgungseinrichtung 21 mit einem El-Kern-Trafo oder Ringkerntrafo als Übertrager 22 ausgebildet.
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In beiden Ausführungen der Hilfsversorgungseinrichtung 21 ist der Ausgang A und ihre bereitgestellte Hilfsversorgungsspannung aufgrund des Übertragers 22 galvanisch von dem elektrischen Versorgungsnetz getrennt.
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Mittels der Koppeleinrichtung 24 ist die Hilfsversorgungseinrichtung 21 ein- und ausschaltbar. Die Koppeleinrichtung 24 weist ein Steuerelement 24a und ein mit diesem zusammenwirkendes von dem Steuerelement 24a galvanisch getrenntes Koppelelement 24b auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Koppeleinrichtung 24 ein Optokoppler, wobei das Steuerelement 24a ein Leuchtmittel, z. B. eine LED, ist und das Koppelelement 24b als lichtempfindlicher Schalttransistor mit entsprechender Spannungsfestigkeit hinsichtlich der Netzspannung ausgebildet ist.
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In einer anderen nicht näher dargestellten Ausführungsform ist das Koppelelement 24b an oder in einem eingangs beschriebenen Zwischenkreis der Hilfsversorgungseinrichtung 21 angeordnet, wenn diese als Schaltnetzteil ausgebildet ist.
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Die Ladeschaltung 26 dient zur Bereitstellung einer Ladespannung für einen Hilfsleistungsspeicher 27, der in diesem Ausführungsbeispiel als ein hochkapazitiver Kondensator ausgebildet ist, z. B. ein so genannter Gold-Cap-Kondensator. Seine Funktion wird unten noch näher erläutert. Der Hilfsleistungsspeicher 27 wird in dem zweiten und dritten Zustand (betriebsbereit und eingeschaltet) der Netzfreischaltungseinrichtung 9 über die Ladeschaltung 26 von der Hilfsversorgungseinrichtung 21 geladen.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hilfsleistungsspeicher 27 in der Motorsteuerung 6 angeordnet. Die Motorsteuerung 6 umfasst eine Steuereinheit 6a, an welcher der Linearantrieb 2 und die Handbedienung 7 angeschlossen sind, sowie einen Steuersignalverteiler 28 und einen Ladeschalter 29.
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Der Hilfsleistungsspeicher 27 ist mit einem Ausgang A mit einer Hilfsversorgungsleitung 18 und einer Gemeinschaftsleitung 19, z. B. eine Masse- oder Minusleitung, mit dem Steuersignalverteiler 28 verbunden. Die Gemeinschaftsleitung 19 ist auch mit der Steuereinheit 6a und über den Steuersignalverteiler 28 mit dem Steuerschalter 20a und der Koppeleinrichtung 24 verbunden. Die Handbedienung 7 ist über eine Handbedienungsleitung 14a mit der Bedienungsleitung 14 an der Steuereinheit 6a angeschlossen und außerdem über eine Auslöseleitung 14c mit dem Steuersignalverteiler 28 verbunden. Parallel zur Handbedienung 7 oder anstelle dieser kann ein Fernbedienungsempfänger 30, z. B. für Funk/Infrarotsteuerung, über eine Fernbedienungsleitung 14b mit der Bedienungsleitung 14 gekoppelt sein.
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Der Steuersignalverteiler 28 ist mit dem Steuerschalter 20a des Netztrennschalters 20 der Netzfreischaltungseinrichtung 9 über eine Steuerleitung, die Steuerschaltleitung 15 (siehe auch 1) und über eine weitere Steuerleitung, die Kopplerleitung 16 mit dem Steuerelement 24a der Koppeleinrichtung 24 verbunden. Außerdem ist in diesem Ausführungsbeispiel der Ladeschalter 29 an dem Signalverteiler 28 angeschlossen. Der Ladeschalter 29 ist ferner mit einem Messanschluss MA des Hilfsleistungsspeichers 27 verbunden.
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Der Steuersignalverteiler 28 dient dazu, die unterschiedlichen Steuerleitungen 14, 15, 16 so zu trennen, dass keine Rückwirkungen auf andere daran angeschlossene Baueinheiten entstehen können. Dies kann z. B. mittels Diodengatter bewirkt werden. Andere Ausführungen sind natürlich möglich.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise des Betriebs des elektromotorischen Möbelantriebs erläutert.
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Ausgehend von dem ersten Zustand (ausgeschaltet) der Netzfreischaltungseinrichtung 9 wird ein Bedienungstaster der Handbedienung 7 betätigt. Da der Netztrennschalter 20 geöffnet ist, sind die Energieversorgungseinrichtung 5 und die Motorsteuerung 6 stromlos. In diesem ersten Zustand stellt der Hilfsleistungsspeicher 27 über die Hilfsversorgungsleitung 18 und den Signalverteiler 28 eine geringe elektrische Leistung zur Verfügung, mittels derer durch die betätigte Handbedienung 7 und den Signalverteiler 28 zunächst das Steuerelement 24a der Koppeleinrichtung 24 ausreichend aktivierbar ist, um das Koppelelement 24b einzuschalten. Dadurch wird die Hilfsversorgungseinrichtung 21 eingeschaltet und somit wechselt die Netzfreischaltungseinrichtung 9 von dem ersten Zustand ausgeschaltet in den zweiten Zustand betriebsbereit.
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Mit anderen Worten wird durch die in dem Hilfsleistungsspeicher 27 gespeicherte elektrische Energie die Netzfreischaltungseinrichtung 9 bei Betätigung der Handbedienung 7 aus dem ersten Zustand ausgeschaltet in den zweiten Zustand betriebsbereit geschaltet. Die geringe Leistung des Hilfsleistungsspeichers 27 ist dazu ausreichend, so dass der Hilfsleistungsspeicher 27 entsprechend klein ausgebildet sein kann.
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Nach Einnehmen des zweiten Zustands betriebsbereit der Netzfreischaltungseinrichtung 9 und weiterhin betätigter Handbedienung 7 liegt auch ein Steuersignal von der Handbedienung 7 über den Steuersignalverteiler 28 an dem Steuerschalter 20a an. Da nun in dem zweiten Zustand betriebsbereit die Hilfsversorgungseinrichtung 21 die Hilfsversorgungsspannung an ihrem Ausgang bereitstellt und diese ausreicht, den Netztrennschalter 20 zu betätigen, wird der Netztrennschalter 20 durch das am Steuerschalter 20a anliegende Steuersignal der Handbedienung 7 eingeschaltet. Die Netzfreischaltungseinrichtung 9 wechselt damit in den dritten Zustand eingeschaltet. Nun ist die Energieversorgungseinrichtung 5 und die Motorsteuerung 6 mit dem Netz verbunden und der Linearantrieb 2 verfährt in die gewünschte Fahrtrichtung.
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Bei Loslassen der Handbedienung 7 liegen weder an dem Steuerschalter 20a noch an der Koppeleinrichtung 24 Steuersignale an. Dadurch öffnet der Netztrennschalter 20 und das Koppelelement 24b. Die Netzfreischaltungseinrichtung 9 schaltet wieder in den ersten Zustand ausgeschaltet zurück. Dieses Zurückschalten kann mittels einer Zeitverzögerung in einer nicht gezeigten Ausführung verzögert sein.
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Anstelle der Handbedienung 7 kann natürlich auch der Fernbedienungsempfänger 30 die oben beschriebenen Vorgänge auslösen. Dazu weist der Fernbedienungsempfänger an seinem Ausgang Schalter, beispielsweise in Form von Transistorschalter, auf, welche äquivalent zu dem Auslösen durch einen Tastendruck der Handbedienung 7 geschaltet angeordnet sind.
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Der Ladeschalter 29 dient dazu, eine automatische Aufladung des Hilfsleistungsspeichers 27 zu veranlassen. In einer ersten Ausführung kann der Ladeschalter 29 eine Zeitschaltung aufweisen, welche eine regelmäßig Aufladung bewirkt. In einer zweiten Ausführung wird der Ladeschalter 27 zur Bewirkung einer Aufladung des Hilfsleistungsspeichers 27 durch eine Spannungsabfrage des Hilfsleistungsspeichers 27 veranlasst. Dabei wird die Spannung des Hilfsleistungsspeichers 27 am Messabgriff MA mit einem Wert verglichen. Sobald dieser Wert erreicht ist, erfolgt eine Aufladung des Hilfsleistungsspeichers 27.
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Eine solche regelmäßige oder bei Erreichen eines Spannungsgrenzwertes veranlasste Aufladung erfolgt dadurch, dass der Ladeschalter 29 einen Schaltausgang beispielsweise in Form eines Transistorschalters aufweist und eine Steuerspannung über den Steuersignalverteiler 28 selektiv ein Steuersignal über die Kopplerleitung 16 an die Koppeleinrichtung 24 abgibt. Dadurch wird bewirkt, dass die Hilfsversorgungseinrichtung 21 eingeschaltet wird. Das heißt, die Netzfreischaltungseinrichtung 9 wechselt aus dem ersten Zustand ausgeschaltet in den zweiten Zustand betriebsbereit, und nur in diesen zweiten Zustand betriebsbereit Der dritte Zustand eingeschaltet wird nicht eingenommen, da dies nicht notwendig ist, um den Hilfsleistungsspeicher 27 zu laden, denn der Hilfsleistungsspeicher 27 wird über die mittels der Koppeleinrichtung 24 eingeschaltete Hilfsversorgungseinrichtung 21 geladen.
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Dieser Ladevorgang, nimmt nur einen kurzen Zeitabschnitt ein, da der Hilfsleistungsspeicher 27 nur eine solche Ladung benötigt, die zur Aktivierung der Koppeleinrichtung 24 notwendig ist. Der Aufladevorgang kann zeit- oder spannungsgesteuert über den Messabgriff MA erfolgen. Ist der Hilfsleistungsspeicher 27 wieder aufgeladen, wechselt die Netzfreischaltungseinrichtung 9 von dem zweiten Zustand betriebsbereit zurück in den ersten Zustand ausgeschaltet.
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Ist in einer Hausinstallation eine so genannte übergeordnete Netzfreischaltung installiert, welche durch das Einschalten des Koppelelementes 24b und der Hilfsversorgungseinrichtung 21 aufgrund ihrer geringen Leistungsaufnahme nicht aktivierbar ist, so kann der Eingang E der Hilfsversorgungseinrichtung 21 mit einer schaltbaren und/oder veränderlichen Anfangslast versehen sein, welche so ausgebildet und so an die Anschlüsse des Netzkabels 10 vorübergehend anschließbar ist, dass eine eindeutige Erkennung der eingeschalteten Hilfsversorgungseinrichtung 21 durch die übergeordnete Netzfreischaltung möglich ist, was hier nicht näher dargestellt ist. Dabei ist es jedoch denkbar, dass die vorübergehend zuschaltbare Anfangslast durch beispielsweise einen Transistorschalter oder durch die Koppeleinrichtung 24 oder durch eine weitere nicht näher dargestellte Koppeleinrichtung zuschaltbar ist. In einer bevorzugten und besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Primärspule des Übertragers 22 als Anfangslast ausgebildet, weil diese in einer Ausführung einen relativ geringen Innenwiderstand aufweist. Dazu kann der Übertrager 22 als El-Kern-Transformator ausgebildet sein. In einer anderen ebenfalls nicht näher dargestellten Ausführungsform ist zur Primärspule des Übertragers 2 oder des nicht näher dargestellten Transformators der Hilfsversorgungseinrichtung 21 ein elektrischer Widerstand parallel geschaltet.
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Das Koppelelement 24b der Koppeleinrichtung 24 ist in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Überbrückungsschaltung 25 parallel verbunden.
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Die Überbrückungsschaltung 25 dient in einer Ausführung als ein automatischer Schalter bei einem Erstanschluss des elektromotorischen Möbelantriebs 1 an das elektrische Versorgungsnetz zur sofortigen und automatischen Aufladung des Hilfsleistungsspeichers 27, indem die Netzfreischaltungseinrichtung 9 wie oben beschrieben durch Verbinden der Hilfsversorgungseinrichtung 21 mit dem Netzkabel 10 aus dem ersten Zustand ausgeschaltet in den zweiten Zustand betriebsbereit versetzt wird, wobei der Hilfsleistungsspeichers 27 aufgeladen wird. Dieser Aufladevorgang erfolgt wie oben bereits dargelegt in einer sehr kurzen Zeit, so dass der elektromotorischen Möbelantrieb 1 innerhalb weniger Sekunden, z. B. innerhalb 2 oder 3 Sekunden einsetzbar ist.
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Die Überbrückungsschaltung 25 kann gemäß 3 mit einem Brückengleichrichter 25a und einem Zeitglied 25b, hier ein RC-Glied, ausgebildet sein. Dabei fließt bei Anlegen der Netzspannung für eine kurze Zeit Strom zu der Hilfsversorgungseinrichtung 21. Gemäß 4 kann auch ein PTC-Element vorgesehen sein, welche parallel zu dem Koppelelement 24b zunächst Strom durchlässig ist aufgrund eines geringen Widerstands, aber danach aufgrund des Stroms einen hohen Widerstand annimmt und praktisch den Strom unterbricht. Die Überbrückungsschaltung 25 kann auch eine Wischschaltung und/oder einen Timer aufweisen. Auch ein manuell bedienbarer Taster kann vorgesehen sein, um manuell eine Aufladung vornehmen zu können.
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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 es denkbar sein, dass die Motorsteuerung 6 oder/und die Handbedienung 7 mit einer zusätzlichen Hilfsenergiequelle versehen ist/sind. Diese Hilfsenergiequelle kann z. B. eine Batterie/wiederaufladbare Batterie/ein Kondensator sein und auch für eine Notabsenkung dienen.
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Die Koppeleinrichtung 24 kann z. B. auch ein photovoltaischer Optokoppler sein. Weitere Ausführungen sind denkbar, wie beispielsweise Relais, Spule/Hallsensor, Lampe-LDR, Spule mit Primär- und Sekundärschwingkreis, Miniaturtransformator mit vorgeschaltetem Sinusgenerator, usw. In einer bevorzugten Ausführungsform der Koppeleinrichtung 24 weist diese ein Steuerelement 24a und ein Koppelelement 24b auf, welche galvanisch voneinander getrennt sind. In einer vereinfachten Ausführungsform der Koppeleinrichtung 24 ist diese beispielsweise durch einen Halbleiterschalter gebildet, wobei das Steuerelement 24a und das Koppelelement 24b einen gemeinsamen Anschluß aufweisen.
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Wenn die Hilfsversorgungseinrichtung 21 als Schaltnetzteil ausgebildet ist, kann auch deren Steuerkreis mittels einer Koppeleinrichtung über eine geeignete Spannungsreglerschaltung mit dem Netz verbindbar sein.
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Der Netztrennschalter 20 kann auch Halbleiterschalter, z. B. Triac, MOSFET, aufweisen.
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Ein Aufladen des Hilfsleistungsspeichers 27 kann auch z. B. über aktiver Optokoppler erfolgen, wobei die Hilfsversorgungseinrichtung 21 den Optokoppler speist und dessen photovoltaisches Element die Ladeenergie dem Hilfsleistungsspeicher 27 zuführt. Weitere Kopplungen sind selbstverständlich möglich.
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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
- Netzstecker
- 9
- Netzfreischaltungseinrichtung
- 10
- Netzkabel
- 11
- Netzleitung
- 12
- Versorgungsleitung
- 13
- Motorleitung
- 14
- Bedienungsleitung
- 14a
- Handbedienungsleitung
- 14b
- Fernbedienungsleitung
- 14c
- Auslöseleitung
- 15
- Steuerschaltleitung
- 16
- Kopplerleitung
- 17
- Ladeleitung
- 18
- Hilfsversorgungsleitung
- 19
- Gemeinschaftsleitung
- 20
- Netztrennschalter
- 20a
- Steuerschalter
- 21
- Hilfsversorgungseinrichtung
- 22
- Übertrager
- 23
- Gleichrichter
- 24
- Koppeleinrichtung
- 24a
- Steuerelement
- 24b
- Koppelelement
- 25
- Überbrückungsschaltung
- 25a
- Brückengleichrichter
- 25b
- Zeitglied
- 25c
- PTC-Element
- 26
- Ladeschaltung
- 27
- Hilfsleistungsspeicher
- 28
- Steuersignalverteiler
- 29
- Ladeschalter
- 30
- Fernbedienungsempfänger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4139647 A1 [0004]
- EP 0792533 B1 [0005]
