DE202011052324U1

DE202011052324U1 - "Elektrische Netz-Steckdose"

Info

Publication number: DE202011052324U1
Application number: DE201120052324
Authority: DE
Original assignee: Gira Giersiepen GmbH and Co KG
Current assignee: Gira Giersiepen GmbH and Co KG
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-03-18
Anticipated expiration: 2021-12-17

Abstract

Elektrische Netz-Steckdose (1), insbesondere zur Installation in Gebäuden, mit einer Aufnahme (2) für einen Netzstecker (4) und mit inneren Kontaktelementen (8) zur elektrischen Kontaktierung von Steckerstiften (10) des Netzsteckers (4) sowie mit Leitungsanschlüssen (12) für eine Netzspannung (UN), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Aufnahme (2) eine Sensoreinrichtung (14) zum Überwachen des jeweiligen Netzsteckers (4) auf vollständiges Einstecken vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine elektrische Netz-Steckdose, insbesondere zur Installation in Gebäuden, mit einer Aufnahme für einen Netzstecker und mit inneren Kontaktelementen zur elektrischen Kontaktierung von Steckerstiften des Netzsteckers sowie mit Leitungsanschlüssen für eine Netzspannung.
Solche Steckdosen für die Gebäude-Installationstechnik sind allgemein bekannt. Häufig sind diese Steckdosen zur UP-Installation, d. h. zur versenkten Installation „unter Putz“ in Wandflächen ausgelegt, es kann sich aber auch um AP-Steckdosen zur Montage „auf Putz“ bzw. auf einer Montagefläche handeln. Derartige Steckdosen werden häufig auch als Schuko-Steckdosen bezeichnet, weil sie in aller Regel innerhalb der Stecker-Aufnahme, dem so genannten Schuko-Topf, mit Erdpotenzial zu verbindende Schutzkontakte aufweisen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine derartige Steckdose hinsichtlich ihrer Anwendungssicherheit weiter zu verbessern.
Dies wird gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 dadurch erreicht, dass im Bereich der Aufnahme eine Sensoreinrichtung zum Überwachen eines Netzsteckers auf korrektes, vollständiges Einstecken vorgesehen ist.
Hierbei ist unter dem Begriff „vollständiges Einstecken“ insbesondere eine mechanische Endanschlagstellung des eingesteckten Steckers in der Steckdosen-Aufnahme zu verstehen. Es kann sich aber auch erfindungsgemäß um eine Position des jeweiligen Steckers innerhalb eines bestimmten Bereiches zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung handeln, wobei in der ersten Stellung der Stecker in der Aufnahme der Steckdose bereits mechanisch selbsthaltend fixiert ist und die Steckerstifte mit den Kontaktelementen der Steckdose in einem bestimmungsgemäßen elektrischen Kontakt stehen, während die zweite Stellung die mechanische Endanschlagstellung des Steckers in der Aufnahme ist.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Steckdose zudem mit einer integrierten, von der Sensoreinrichtung derart angesteuerten Schalteinrichtung ausgestattet, dass zumindest eines der inneren Kontaktelemente über die Schalteinrichtung mit dem zugehörigen Netzspannungs-Leitungsanschluss nur elektrisch verbunden wird, wenn die Sensoreinrichtung ein vollständiges Einstecken eines Netzsteckers im zuvor erläuterten Sinne erfasst. Somit werden die Kontaktelemente nur dann mit der Netzspannung beaufschlagt, wenn ein Netzstecker korrekt eingesteckt ist. Dadurch wird ein sehr hoher Berührungsschutz erreicht, weil die Steckdose ohne Stecker zur Einsteckseite hin spannungsfrei geschaltet wird. Zudem wird vorteilhafterweise auch vermieden, dass es durch ein unvollständiges Einstecken des Steckers durch einen hohen Übergangswiderstand zwischen den inneren Kontaktelementen und den Steckerstiften des Netzsteckers zu unzulässig hohen Erwärmungen kommen könnte, weil ein Stromfluss nur mit vollständig eingestecktem Stecker möglich ist.
Durch die erreichte, deutlich erhöhte Sicherheit eignet sich die erfindungsgemäße Netz-Steckdose besonders für so genannte barrierefreie Wohnbereiche insbesondere für Menschen mit Behinderungen. Damit bildet die erfindungsgemäße Steckdose ein „Altersgerechtes Assistenzsystem für ein gesundes und unabhängiges Leben“, kurz „AAL“, Stichwort „Ambient Assisted Living“.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen sowie in der anschließenden Beschreibung enthalten.
Anhand der angefügten Zeichnungen soll die Erfindung im Folgenden beispielhaft genauer erläutert werden. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Steckdose in Richtung in die Stecker-Aufnahme hinein,
2 ein vereinfachtes, schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Steckdose und
3a und b jeweils eine vereinfachte Schnittansicht zusammen mit einem Netzstecker in unterschiedlichen Steckzuständen und mit jeweils zugehörigen Sensorsignal-Diagrammen.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels sowie auch unabhängig von den Merkmalskombinationen und Rückbeziehungen der Ansprüche eine erfinderische Bedeutung haben.
Eine erfindungsgemäße Netz-Steckdose 1 weist eine Aufnahme 2 in der Form einer topfartigen Vertiefung zur Aufnahme eines nur in 3 angedeuteten Netzsteckers 4 auf. In einem Bodenbereich der Aufnahme 2 sind zwei Lochöffnungen 6 angeordnet, wobei im Inneren der Steckdose 1 jeweils hinter den Lochöffnungen 6 innere Kontaktelemente 8 zur elektrischen Kontaktierung von durch die Lochöffnungen 6 eingesteckten Steckerstiften 10 des jeweiligen Netzsteckers 4 angeordnet sind. Hierzu wird auch auf 2 und 3 verwiesen. Wie nur in dem Blockschaltbild gemäß 2 veranschaulicht ist, weist die Steckdose 1 weiterhin Leitungsanschlüsse 12 zum Anschluss einer Netzspannung U_N auf. Bei herkömmlichen Steckdosen sind die Kontaktelemente 8 mit den Leitungsanschlüssen 12 unmittelbar elektrisch verbunden.
Erfindungsgemäß ist nun aber vorgesehen, dass im Bereich der Aufnahme 2 eine Sensoreinrichtung 14 zum Überwachen des jeweiligen Netzsteckers 4 auf korrektes, das heißt vollständiges Einstecken vorgesehen ist. Hierbei weist die erfindungsgemäße Steckdose 1 zudem eine integrierte, von der Sensoreinrichtung 14 derart angesteuerte Schalteinrichtung 16 auf, dass zumindest eines der inneren Kontaktelemente 8 über die Schalteinrichtung 16 mit dem zugehörigen Leitungsanschluss 12 nur elektrisch verbunden wird, wenn die Sensoreinrichtung 14 ein vollständiges Einstecken eines Netzsteckers 4 erfasst. Im Falle einer einpoligen Ab- und Zuschaltung wird natürlich speziell die Phase der Netzspannung geschaltet, es kann sich aber auch um ein allpoliges Schalten handeln. Ohne einen eingesteckten Netzstecker sind die inneren Kontaktelemente 8 folglich spannungsfrei.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Sensoreinrichtung 14 einen derart im Bodenbereich der Aufnahme 2 angeordneten piezo-elektrischen Sensor 18 auf, dass durch eine durch den vollständig, und zwar in diesem Fall bis in die mechanische Endanschlagstellung, eingesteckten Netzstecker 4 auftretende mechanische Anlagekraft ein Sensorsignal erzeugt wird, siehe dazu 3. Gemäß 3a ist der Netzstecker 4 noch nicht vollständig eingesteckt, so dass noch kein Sensorsignal erzeugt wird. Erst in der vollständig eingesteckten Stellung gemäß 3b wird ein in dem zugehörigen Diagramm erkennbares Sensorsignal erzeugt. Dieses Signal wird gemäß 2 in einer Auswerteelektronik 20 zur Erzeugung eines Steuersignals für die Schalteinrichtung 16 ausgewertet.
Alternativ zu einem piezo-elektrischen Sensor kann die Sensoreinrichtung 14 auch einen beliebigen anderen geeigneten Sensor, wie einen Radarsensor oder einen Ultraschall- bzw. Hochfrequenz(HF)-Sensor mit jeweils entsprechender Auswertung aufweisen. Es kann sich auch um einen magnetisch induktiven Sensor mit Erzeugung eines Magnetfeldes und Erfassung nach dem Wirbelstrom-Prinzip handeln. Je nach Art und Wirkungsweise des verwendeten Sensors kann auch schon eine Stellung des Steckers 4 als „vollständig eingesteckt“ erkannt werden, in der er einerseits noch von der mechanischen Endanschlagstellung beabstandet ist, in der aber andererseits der Stecker 4 in der Aufnahme 2 mechanisch gehalten ist und die Steckerstifte 10 mit den Kontaktelementen 8 innig elektrisch verbunden sind.
Eine weitere mögliche, vorteilhaft einfache Alternative besteht darin, dass die Sensoreinrichtung 14 – als mechanisch-elektrischen Sensor – einen derart im Bodenbereich der Aufnahme 2 angeordneten Drucktaster aufweist (nicht dargestellt), dass der Drucktaster von dem vollständig eingesteckten Netzstecker 4 mechanisch zur Erzeugung eines elektrischen Sensor- bzw. Schaltsignals betätigt wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Schalteinrichtung 16 gemäß 2 ein Schaltrelais 22 auf, dessen Schaltkontakte für einen üblichen Netzstrom von insbesondere bis zu 16 A ausgelegt sind. Grundsätzlich können aber auch elektronische Schaltelemente, insbesondere Leistungstransistoren, eingesetzt werden.
Bei den beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Sensoreinrichtung 14 vorteilhafterweise vollständig nur innerhalb der Steckdose 1 vorgesehen, so dass kein spezieller Stecker erforderlich ist. Dies bedeutet, dass die Sensorik mit jedem beliebigen Netzstecker 4 funktioniert, es sind keine speziellen Stecker erforderlich, die z. B. mit einem „Sensor-Geberelement“, wie beispielsweise einem Magnet, ausgestattet werden müssten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann – insbesondere in Kombination mit der Schalteinrichtung 16, gegebenenfalls aber auch alternativ dazu – eine von der Sensoreinrichtung 14 angesteuerte Signaleinrichtung zur Erzeugung eines optischen und/oder akustischen Signals im Falle eines sensorisch erfassten, vollständig eingesteckten Netzsteckers 4 vorgesehen sein. Dies ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Entsprechend der dargestellten Ausführung kann die Steckdose 1 – abgesehen von nicht dargestellten Schutzkontakten – mit zweipoligem Spannungs-Anschluss für das einphasige Spannungsnetz ausgebildet sein. Die Erfindung ist darauf aber nicht beschränkt, vielmehr kann es sich bei der Steckdose 1 auch um eine Ausbildung für mehrphasige, insbesondere dreiphasige Netze handeln. Die Schalteinrichtung 16 trennt und verbindet mindestens einen der Pole zwischen dem jeweiligen Leitungsanschluss 12 und dem zugehörigen Kontaktelement 8, es kann sich aber auch um eine allpolige Schaltung handeln, um einen besonders sicheren Berührungsschutz zu erreichen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims

Elektrische Netz-Steckdose (1), insbesondere zur Installation in Gebäuden, mit einer Aufnahme (2) für einen Netzstecker (4) und mit inneren Kontaktelementen (8) zur elektrischen Kontaktierung von Steckerstiften (10) des Netzsteckers (4) sowie mit Leitungsanschlüssen (12) für eine Netzspannung (U_N), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Aufnahme (2) eine Sensoreinrichtung (14) zum Überwachen des jeweiligen Netzsteckers (4) auf vollständiges Einstecken vorgesehen ist.
Steckdose nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine integrierte, von der Sensoreinrichtung (14) derart angesteuerte Schalteinrichtung (16), dass zumindest eines der inneren Kontaktelemente (8) über die Schalteinrichtung (16) mit dem zugehörigen Leitungsanschluss (12) nur elektrisch verbunden wird, wenn die Sensoreinrichtung (14) ein vollständiges Einstecken eines Netzsteckers (4) erfasst.
Steckdose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14) einen derart in einem Bodenbereich der Aufnahme (2) angeordneten piezo-elektrischen Sensor (18) aufweist, dass durch eine durch den vollständig eingesteckten Netzstecker (4) auftretende mechanische Anlagekraft ein Sensorsignal erzeugt wird.
Steckdose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14) einen Radarsensor oder einen Ultraschallsensor aufweist.
Steckdose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14) einen derart im Bodenbereich der Aufnahme (2) angeordneten Drucktaster aufweist, dass der Drucktaster von dem vollständig eingesteckten Netzstecker (4) zur Erzeugung eines Schaltsignals betätigt wird.
Steckdose nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (16) ein Schaltrelais (22) aufweist.
Steckdose nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine von der Sensoreinrichtung (14) angesteuerte Signaleinrichtung zur Erzeugung eines optischen und/oder akustischen Signals im Falle eines sensorisch erfassten, vollständig eingesteckten Netzsteckers (4).