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Die vorliegende Erfindung betrifft eine schaltbare Steckdose, insbesondere für eine Elektroinstallation, mit mindestens einem Steckplatz für einen elektrischen Verbraucher, umfassend ein Datenmodul, welches ausgebildet ist, auf eine Stromleitung modulierte, hochfrequente Datensignale zu empfangen, und einen Logikbaustein, welcher ausgebildet ist, in Abhängigkeit der empfangenen Datensignale Funktionen der Steckdose zu schalten.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein System für eine Elektroinstallation umfassend eine schaltbare Steckdose.
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Technologischer Hintergrund
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Elektroinstallationen für Wohnhäuser, Wohnungen oder gewerblich genutzte Immobilien umfassen neben den für die Verteilung des Stroms notwendigen Stromleitungen meist eine Vielzahl von Steckdosen, an die elektrische Verbraucher angeschlossen werden können. In modernen Elektroinstallationen ist es zudem möglich, über die Stromleitung eine Internetverbindung aufzubauen, indem Datensignale auf die Stromleitung hochfrequent aufmoduliert werden, und von einem dazu ausgebildeten Modem eines an eine Steckdose angeschlossenen Verbraucher demoduliert und ausgewertet werden. Die Übertragung der Daten erfolgt in diesem Fall meist über Powerline, wobei die Stromleitungen und die Steckdosen der Elektroinstallation lediglich dazu dienen, die Daten durchzuleiten.
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Bei Elektroinstallationen kann es im Falle eines Fehlerstroms oder bei einem Kurzschluss eines an einer Steckdose angeschlossenen Verbrauchers zu einer Unterbrechung der Stromversorgung für sämtliche Verbraucher im gesamten System kommen. Es reicht oft schon ein fehlerhafter Verbraucher, um die gesamte Elektroinstallation lahmzulegen. Insbesondere wenn die Elektroinstallation auch zur Übertragung von Datensignalen vorgesehen ist, ist es wünschenswert, dass ein fehlerhafter Verbraucher nicht die Funktion weiterer Verbraucher beeinträchtigt.
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Aus der
DE 10 2016 111 870 A1 ist ein Wifi-intelligentes Steckdosen-Steckersystem bekannt, welches ein Computermodul, ein WLAN-Modul mit Zugriff auf einen externen Hoisting-Server und ein externes Datenkommunikationsgerät, zum Beispiel Smartphone oder Tablet, ein Relais und einen Ein-/Ausschalter umfasst. Durch ein an das Computermodul anschließbares Empfängermodul können von mindestens einem externen Gerät drahtlos gesendete Funksignale empfangen werden.
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Die
DE 20 2012 004 058 U1 offenbart eine Wandsteckdose mit Internetprotokoll-Netzwerkverbindung. Die Funktion der Übertragung des Internetprotokolls über Powerline ist dabei in eine oder mehrere Steckdosen integriert. Die Steckdose kann im Haus als Aufputz- oder Unterputz- und außerhalb des Hauses als Aufputz-Variante eingebaut werden.
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Die
EP 2 725 664 A1 offenbart eine fehlerstromgeschützte Steckdose mit einem mehrteiligen, eine Installationsvorrichtung tragendem Gehäuse zur Aufnahme eines Fehlerstromschutzschalters sowie von Steckbuchsen für einen Stromverbraucher und von Anschlussklemmen für ein Stromversorgungsnetz. Ein die Frontseite der Steckdose bildendes Teil des Gehäuses ist als Steckdosenträger ausgeführt, welcher eine im Inneren des Gehäuses liegende, strukturiert ausgebildete Montageseite aufweist, an der der Fehlerstromschutzschalter und die Steckbuchsen gehalten sind.
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Die
US 2002/0097546 A1 offenbart eine Steckdose mit einem intelligenten Schaltkreis zur Steuerung der Stromabgabe der Steckdose. Der intelligente Schaltkreis beinhaltet Schaltkreise zur Bestimmung der Temperatur an der Steckdose sowie einer Steckerbelegung.
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Aus der
US 2017/0155526 A1 ist eine intelligente Steckdose bekannt, welche zur Steuerung der Leistungsabgabe eine Schalteinheit aufweist. Ferner umfasst die Steckdose eine Übertragungseinheit für drahtlose Signale. Über ein Kontrollsystem können Statistiken und Analysen von elektrischen Verbrauchern bezüglich deren Leistungs- oder Stromverbrauch erstellt werden.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schaltbare Steckdose bereitzustellen, deren Funktionen ferngesteuert werden können, und welche im Falle einer Fehlfunktion eines an der Steckdose angeschlossenen elektrischen Verbrauchers eine unterbrechungsfreie Stromversorgung weiterer an einer Elektroinstallation angeschlossener Verbraucher ermöglicht.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine schaltbare Steckdose, insbesondere für eine Elektroinstallation, umfassend mindestens einen Steckplatz für einen elektrischen Verbraucher, ein Datenmodul, welches ausgebildet ist, auf eine Stromleitung modulierte, hochfrequente Datensignale zu empfangen, und einen Logikbaustein, welcher ausgebildet ist, in Abhängigkeit der empfangenen Datensignale Funktionen der Steckdose zu schalten, vorgeschlagen, wobei die Steckdose ein Relais und eine mit dem Relais verbundene Fehlerstromspule umfasst, und wobei das Relais ausgebildet ist den mindestens einen Steckplatz abzuschalten, wenn die Fehlerstromspule einen Fehlerstrom eines an dem Steckplatz angeschlossenen elektrischen Verbrauchers detektiert.
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Die schaltbare Steckdose ist allgemein für Elektroinstallationen in Gebäuden, beispielsweise in Wohngebäuden, gewerblich genutzten Gebäuden, Wohnungen, Einfamilienhäusern, etc. geeignet. Die Elektroinstallation kann auch als Hausnetz oder Hausstromnetz bezeichnet werden.
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Die schaltbare Steckdose weist mindestens einen Steckplatz für einen elektrischen Verbraucher auf. Der Steckplatz umfasst dabei Kontakte für Außenleiter und Neutralleiter und gegebenenfalls für einen Schutzleiter. Der Steckplatz kann insbesondere als ein Schuko-Steckplatz ausgebildet sein. Die schaltbare Steckdose kann darüber hinaus grundsätzlich mehrere Steckplätze aufweisen.
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Die schaltbare Steckdose kann in einer Elektroinstallation, insbesondere in einem Hausnetz oder Hausstromnetz, installiert werden. Das Datenmodul der Steckdose ist ausgebildet, wenn die Steckdose in einer Elektroinstallation installiert ist, über eine Stromleitung an die Steckdose gesendete und auf die Stromleitung modulierte hochfrequente Datensignale zu empfangen und zu demodulieren. Der Logikbaustein ist ausgebildet, die demodulierten Datensignale auszuwerten und auf Basis der ausgewerteten Datensignale die Funktionen der Steckdose steuern und insbesondere die Steckdose zu schalten.
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Das Datenmodul und der Logikbaustein sind in die schaltbare Steckdose integriert. Es werden somit nicht, wie im Stand der Technik bekannt, zusätzliche externe Datenmodule beziehungsweise Logikbausteine benötigt.
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Das Datenmodul und der Logikbaustein können auch in einem einzigen Schaltmodul integriert sein.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steckdose ein Relais und eine mit dem Relais verbundene Fehlerstromspule umfasst, wobei das Relais ausgebildet ist, den mindestens einen Steckplatz abzuschalten, wenn die Fehlerstromspule einen Fehlerstrom eines an dem Steckplatz angeschlossenen elektrischen Verbrauchers detektiert.
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Tritt somit ein Fehlerstrom bei einem an dem Steckplatz angeschlossenen elektrischen Verbraucher auf, so schaltet die Fehlerstromspule den Steckplatz ab und der entsprechende Verbraucher wird von der Stromversorgung abgetrennt. Da sowohl das Relais als auch die Fehlerstromspule in die schaltbare Steckdose integriert sind, wird verhindert, dass der Fehlerstrom eine nachteilige Auswirkung auf die gesamte Elektroinstallation und weitere an die Elektroinstallation angeschlossene elektrische Verbraucher hat. Insbesondere wird verhindert, dass Sicherungen, beispielsweise eine Hauptsicherung, der Elektroinstallation, insbesondere des Hausnetzes oder des Hausstromnetzes, herausspringen und die gesamte Stromversorgung unterbrechen.
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Weist die schaltbare Steckdose mehrere Steckplätze auf, so kann vorgesehen sein, dass nur der Steckplatz abgeschaltet wird, an dem derjenige elektrische Verbraucher angeschlossen ist, bei dem die Fehlerstromspule den Fehlerstrom detektiert hat. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass im Falle eines gemessenen Fehlerstroms die ganze Steckdose ausgeschaltet wird.
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Bevorzugt schaltet das Relais die Steckdose und/oder den Steckplatz ab, wenn der Fehlerstrom größer als 20 mA, bevorzugt größer als 30 mA, ist.
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Mit weiterem Vorteil kann daher vorgesehen sein, dass im Falle eines Fehlerstroms eines an dem Steckplatz angeschlossenen Verbrauchers nur der Steckplatz und/oder nur die Steckdose abgeschaltet wird, wobei das Relais und/oder der Fehlerstromspule derart ausgebildet sind, den Steckplatz und/oder die Steckdose im Wesentlichen augenblicklich abzuschalten, so dass eine Stromversorgung weiterer an der Elektroinstallation angeschlossener Verbraucher nicht unterbrochen wird.
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Bevorzugt wird unter einer im Wesentlichen augenblicklichen Abschaltung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Abschaltung innerhalb eines Zeitraums von weniger als 0,5 Sekunden, weiter bevorzugt von weniger als 0,3 Sekunden, insbesondere bevorzugt von weniger als 0,2 Sekunden, ganz besonders bevorzugt von weniger als 0,1 Sekunden, verstanden.
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Durch die im Wesentlichen augenblickliche Abschaltung des Steckplatzes und/oder der Steckdose kann in den meisten Fälle eine Beeinträchtigung der Elektroinstallation, insbesondere des Hausnetzes oder Hausstromnetzes, und daran angeschlossener weiterer Verbraucher oder Steckdosen verhindert werden.
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Ferner werden das Datenmodul und der Logikbaustein vor Beschädigungen durch Strom- und Spannungsspitzen geschützt.
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Bevorzugt werden das Datenmodul und der Logikbaustein im Falle eines Fehlerstroms nicht abgeschaltet, sodass die Steckdose weiterhin ferngesteuert geschaltet werden kann.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Datenmodul ein Powerline-Modul und/oder ein Modem ist.
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Mit anderen Worten kann das Datenmodul über Powerline hochfrequente Datensignale empfangen, mittels welcher die Funktionen der Steckdose geschaltet werden. Darüber hinaus kann es sich bei dem Datenmodul auch um ein Modem handeln, welches eine IP-Adresse besitzt. Die Datensignale zur Schaltung der Funktion der Steckdose können dann dem TCP/IP-Protokoll oder einem anderen Schaltprotokoll entsprechen.
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Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass die Steckdose ausgebildet ist, Datensignale, bevorzugt Powerline-Signale, an elektrische Verbraucher weiterzuleiten.
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Die Steckdose ist somit nicht nur dazu ausgebildet, selbst geschaltet zu werden, beispielsweise über Powerline, TCP/IP oder ein anderes Schaltprotokoll, sondern die schaltbare Steckdose ist zudem dazu ausgebildet, Powerline-Signale an an den Steckplätzen angeschlossene elektrische Verbraucher weiterzuleiten. Über die Powerline-Signale können an der Steckdose angeschlossene elektrische Verbraucher eine Internetverbindung aufbauen. Die Steckdose leitet das Internet quasi unverändert an die elektrischen Verbraucher weiter.
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Gleichzeitig kann das Datenmodul über Powerline oder TCP/IP Datensignale empfangen und geschaltet werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steckdose einen Stromsensor zur Messung eines Stromverbrauches aufweist.
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Mittels des Stromsensors kann der Stromverbrauch von an der Steckdose oder am Steckplatz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern gemessen werden. Auf Basis des gemessenen Stromverbrauchs können elektrische Verbraucher analysiert und Lastprofile erstellt werden.
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Bevorzugt ist der Stromsensor ausgebildet, Strommesssignale an den Logikbaustein zu senden. Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass der Logikbaustein ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Strommesssignale des Stromsensors die Steckdose zu schalten.
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Mittels des Stromsensors kann somit „schlechter Strom“ erkannt werden es und kann ein Ausschalten der Steckdose mittels des Relais erzwungen werden.
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Die über die Steckdose an elektrische Verbraucher abgegebene Stromleistung kann bevorzugt begrenzt werden. Die Leistungsbegrenzung kann ferngesteuert erfolgen, zum Beispiel über die auf die Stromleitung modulierten hochfrequenten und von dem Datenmodul demodulierten Datensignale.
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Sollen in einem Anwendungsfall beispielsweise nicht mehr als 2 Ampere über die Steckdose zur Verfügung gestellt werden, so schaltet der Stromsensor über den Logikbaustein und das Relais die Steckdose aus, sobald ein Verbraucher mehr als 2 Ampere aus der Elektroinstallation aufnimmt.
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Die schaltbare Steckdose kann ferner eine Feinsicherung, und/oder eine selbstrückstellende Sicherung (Polyfuse), und/oder einen Varistor, bevorzugt einen Metalloxid-Varistor, umfassen.
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Durch die Verwendung einer Feinsicherung und/oder einer selbstrückstellenden Sicherung und/oder eines Varistors wird eine weitere Sicherheitsebene für die Steckdose bereitgestellt. So kann auch in Extremfällen, beispielsweise bei Kurzschlüssen, welche durch die Fehlstromspule und das Relais nicht rechtzeitig erkannt werden, oder in Fällen, in denen das Relais bei einem Fehlerstrom nicht ausschaltet, die Steckdose beziehungsweise der Steckplatz abgeschaltet werden, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Elektroinstallation und daran angeschlossener weiterer elektrischer Verbraucher kommt.
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Mit weiterem Vorteil umfasst die schaltbare Steckdose einen Temperatursensor.
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Mittels des Temperatursensors kann bevorzugt der Logikbaustein und/oder eine Steckverbindung eines an dem Steckplatz angeschlossenen elektrischen Verbrauchers überwacht werden. Sollte die Temperatur einen bestimmten Temperaturwert übersteigen, so kann eine Fehlermeldung von dem Logikbaustein ausgegeben werden.
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Steigt die Temperatur weiter, kann der Logikbaustein ausgebildet sein, in Abhängigkeit der Temperatur das Relais zu schalten.
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Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass die Steckdose einen Steckerindikator, insbesondere eine Lichtschranke, aufweist.
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Mittels des Steckerindikators kann festgestellt werden, ob ein Stecker eines elektrischen Verbrauchers in den Steckplatz oder in die Steckdose eingesteckt ist.
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Hierdurch wird zum einen eine Kindersicherung bereitgestellt. Ist kein Stecker in den Steckplatz eingesteckt, so ist die Steckdose ausgeschaltet. Erst wenn der Logikbaustein aufgrund der Signale des Steckerindikators einen Stecker erkennt, wird die Steckdose oder der Steckplatz freigeschaltet.
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Zum anderen kann mittels des Steckerindikators erreicht werden, dass die Steckdose nach einem Fehlerstrom wieder selbsttätig einschaltet, sobald der Stecker des defekten Verbrauchers aus dem Steckplatz entfernt und ein anderen Stecker in den Steckplatz eingesteckt wird.
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Bevorzugt weist die Steckdose ein Dimmelement zum Dimmen einer Leistungsabgabe auf.
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Mittels des Dimmelements ist es, insbesondere ferngesteuert, möglich, die Leistungsabgabe der schaltbaren Steckdose zu begrenzen, sodass beispielsweise ein an dem Steckplatz der Steckdose angeschlossenes Leuchtelement gedimmt werden kann.
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Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steckdose eine Platine umfasst, wobei auf der Platine das Datenmodul und/oder der Stromsensor und/oder der Temperatursensor und/oder der Logikbaustein und/oder ein Netzteil angeordnet ist.
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Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Platine im Falle eines fehlerstrombedingten Abschaltens der Steckdose und/oder des Steckplatzes nicht von der Stromversorgung getrennt wird, sodass die schaltbaren Funktionen der Steckdose weiterhin gesteuert werden können.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Steckdose eine Unterputzsteckdose ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steckdose ein Unterteil und ein Oberteil umfasst.
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Der Oberteil kann eine Buchse oder Aussparung für den mindestens einen Steckplatz umfassen. Ferner kann in der Buchse oder Aussparung für den mindestens einen Steckplatz eine zentrale Platte, bevorzugt in der Größe eines Schuko-Steckers, angeordnet sein. Die zentrale Platte kann Öffnungen für die Stifte eines Steckers eines elektrischen Verbrauchers aufweisen.
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Ferner bevorzugt kann die zentrale Platte verschiebbar, bevorzugt gefedert, in dem Steckplatz in einer Einsteckrichtung eines Steckers gelagert sein. So ist es bevorzugt vorgesehen, dass bei einem Einstecken eines Steckers in die Buchse oder Aussparung für den mindestens einen Steckplatz die zentrale Platte ins Innere des Oberteils verschoben wird, beispielsweise um 15 mm bis 30 mm, weiter bevorzugt um 18 mm bis 20 mm. Wird der Stecker entfernt, kommt die zentrale Platte wieder nach vorn und schließt bevorzugt bündig mit einer Oberseite des Oberteils ab.
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Ferner kann um die bewegliche zentrale Platte herum ein Leuchtring angeordnet sein, der Signale mit verschiedenen Effekten darstellen kann. Beispielsweise kann der Stromverbrauch durch farbige LEDs von grün zu rot, bevorzugt auch als Animation dargestellt werden. Oder es kann die Internet-Nutzung eines angeschlossenen Verbrauchers durch flackerndes Licht signalisiert werden.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass auf dem Oberteil eine Anzeige, insbesondere eine LED oder ein Display, bevorzugt ein Touchdisplay, angeordnet ist, und/oder dass das Oberteil einen Schallgeber umfasst.
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Mittels der Anzeige können der Schaltzustand und/oder weitere Informationen angezeigt oder ausgegeben werden.
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Beispielsweise kann ein aktueller Stromverbrauch oder eine aktuelle Temperatur auf dem Display angezeigt werden. Im Falle eines Kurzschlusses oder eines Fehlerstroms kann über den Schallgeber und/oder über das Anzeige ein Warnsignal, beispielsweise ein Warnton oder eine Warnanzeige ausgegeben werden.
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Auf dem Display können Fehlermeldungen angezeigt werden, welche auf die Art des Defekts hinweisen und einen Servicetechniker zur betroffenen Steckdose führen können.
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Die Steckdose umfasst ferner bevorzugt ein Schaltelement, insbesondere einen mechanischen Schalter, mit welchem die Steckdose, insbesondere der mindestens eine Steckplatz, abgeschaltet, insbesondere von einer Stromversorgung getrennt, werden kann. Die Bedienung des Schaltelements, insbesondere des Schalters, kann manuell oder händisch erfolgen.
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So ist am Schaltelement, insbesondere an der Stellung des mechanischen Schalters, der Schaltzustand der Steckdose ablesbar.
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Weiter bevorzugt ist das Schaltelement, insbesondere der mechanische Schalter, ferngesteuert mittels der von dem Datenmodul empfangenen Datensignale motorisch bewegbar.
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Weist die Steckdose ein Touchdisplay auf, so kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement durch über eine Berührung des Touchdisplays geschaltet werden kann.
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Ferner kann die Steckdose eine Sensortaste, beispielsweise ein kapazitatives Sensorfeld oder ein Bedienfeld eines Touchdisplays, aufweisen, welche durch Berührung betätigt wird. Die Funktion der Sensortaste kann frei programmierbar sein.
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Beispielsweise kann die Sensortaste als Bestätigungstaste festgelegt werden, wenn per Fernsteuerung in die Programmierung der Steckdosen-Funktionen eingegriffen wird.
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Ferner bevorzugt kann die Steckdose für eine kabellose Datenübertragung eingerichtet sein. Beispielsweise kann die Steckdose einen WLAN-Chip, und/oder einen Bluetooth-Chip, und/oder einen NFC-Chip aufweisen.
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Somit können beispielsweise die Datensignale nicht nur über die Stromleitung an die Steckdose übertragen werden, sondern es ist auch möglich, die Datensignale funkbasiert an die Steckdose zu senden. Der Logikbaustein ist dann ausgebildet, in Abhängigkeit der empfangenen funkbasierten Datensignale die Funktionen der Steckdose zu schalten.
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Ferner kann die Steckdose einen WLAN-, Bluetooth-, oder NFC-Sende- und Empfangs-Punkt beinhalten, um ein eigenes, zielgerichtetes Funknetz aufzubauen, falls sich Menschen mit Mobilgeräten im Raum aufhalten.
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Ferner bevorzugt kann die Steckdose eine LiFi-Sende- und Empfangs-Einheit aufweisen.
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LiFi ist ein Licht-Funknetz aus Lichtwellen im nicht sichtbaren Bereich. Wenn die Steckdose ein Display mit LED-Hintergrundbeleuchtung aufweist, können LiFi-Signale mittels des Displays gesendet werden.
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Über LiFi-Signale kann die Steckdose mit weiteren Geräten Daten austauschen.
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Die Steckdose kann zusätzlich zu dem mindestens einen Steckplatz Buchsen für den Internetanschluss (RJ45) oder zum direkten Anschluss eines Ethernet-Kabels für Computer, TV-Geräte etc. aufweisen.
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Die Steckdose kann ferner USB-1 bis USB-3 oder USBC-Steckplätze zum Laden von elektrischen Geräten, zum Anschluss von USB-Netzwerkgeräten und Druckern etc. aufweisen. Ferner kann die Steckdose Buchsen für HDMI-Stecker oder zum Telefonanschluss aufweisen. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die schaltbare Steckdose eine Freisprecheinrichtung und/oder einen Kopfhöreranschluss zur Kommunikation beispielsweise über das Internet aufweist. Darüber hinaus kann die schaltbare Steckdose einen Anwesenheitssensor und/oder einen Bewegungsmelder umfassen.
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Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Steckdose einen verpolungssicheren Anschluss zur Verbindung mit einer Elektroinstallation aufweist, und/oder dass Kontakte des mindestens einen Steckplatzes verpolungssicher ausgestaltet sind.
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Die verpolungssicheren Kontakte des mindestens einen Steckplatzes können beispielsweise aufgrund ihrer Formgebung verpolungssicher ausgestaltet werden. Beispielsweise kann ein Kontakt des Steckplatzes einen eckigen Querschnitt aufweisen, während der andere Kontakt des Steckplatzes mit einem runden Querschnitt ausgebildet ist. Dabei ist bevorzugt der Kontakt mit dem eckigen Querschnitt derart ausgebildet ist, dass gängige Stecker mit runden Querschnitten weiterhin in diesen eingesteckt werden können.
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Mit weiterem Vorteil ist die Steckdose, insbesondere der Logikbaustein und/oder das Datenmodul, ausgebildet, Datensignale über eine Stromleitung an eine Datenverarbeitungsvorrichtung zu senden.
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Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dann ausgebildet sein, die Steckdose zu schalten beziehungsweise deren Schaltzustand zu überwachen und/oder Lastprofile für an der Steckdose angeschlossene elektrische Verbraucher zu erstellen.
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Die schaltbare Steckdose kann in einer Bestands-Elektroinstallation, insbesondere einem bekannten Hausstromnetz, eingesetzt werden. Durch den Einsatz der Steckdose in einer Bestands-Elektroinstallation werden die durch das Relais und die Fehlerstromspule und/oder die weiteren Elementen wie Stromsensor, Temperatursensor, selbstrückstellende Sicherung, Feinsicherung etc., bereitgestellten Sicherheitsaspekte auch in Bestands-Elektroinstallationen bereitgestellt.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die Steckdose in einer smarten Elektroinstallation, beispielsweise in einem smarten Hausstromnetz oder einer smarten Hauselektrik, insbesondere nach dem KLX-Standard, eingesetzt wird.
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In diesem Fall können zusätzliche Funktionen wie beispielsweise die Erstellung die Lastprofilen oder die ferngesteuerte Schaltung der schaltbaren Steckdose bereitgestellt werden.
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Wird die Steckdose in einer smarten Elektroinstallation eingesetzt, so ist bevorzugt zusätzlich eine Datenverarbeitungsvorrichtung, beispielsweise ein Homeserver, vorgesehen, welche ausgebildet ist, Datensignale von der Steckdose zu empfangen, beziehungsweise an die Steckdose zu senden.
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Das Datenmodul der schaltbaren Steckdose, insbesondere das Modem, weist eine IP-Adresse auf, mittels welcher die Steckdose von der Datenverarbeitungsvorrichtung adressiert werden kann.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einem System für eine Elektroinstallation umfassend eine vorbeschriebene schaltbare Steckdose sowie eine Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die schaltbare Steckdose und die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet sind, auf eine Stromleitung der Elektroinstallation Datensignale hochfrequent aufzumodulieren und auszutauschen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann ausgebildet sein, die schaltbare Steckdose zu schalten.
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Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann als sogenannter Homeserver ausgebildet sein. Mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung kann der Verbrauch an der Steckdose dargestellt werden. Ferner kann die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet sein, Lastprofile zu erstellen, und/oder zeitliche Parameter hinsichtlich der Elektroinstallation und der in der Elektroinstallation vorhandenen schaltbaren Steckdosen zu erstellen und zu speichern.
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Ferner kann die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet sein, die Temperatur, welche mit einem Temperatursensor der Steckdose ermittelt wird, zu dokumentieren. Ist die schaltbare Steckdose mit einem Dimmelement ausgestattet, kann mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung die Dimmfunktion gesteuert werden.
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Bevorzugt kommunizieren die Datenverarbeitungsvorrichtung und die schaltbare Steckdose über TCP/IP oder ein anderes Schaltprotokoll.
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Besonders bevorzugt weist die Steckdose eine IP-Adresse auf, über die diese von der Datenverarbeitungsvorrichtung adressiert werden kann. Grundsätzlich ist jedoch auch möglich, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung über Powerline mit der schaltbaren Steckdose kommuniziert.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, die Steckdose zu schalten und/oder Lastprofile, insbesondere von an der Steckdose angeschlossenen elektrischen Verbrauchern, zu ermitteln.
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Weiter bevorzugt weist die Datenverarbeitungsvorrichtung, insbesondere der Homeserver, ein Bedienelement, beispielsweise ein Touchdisplay, auf, anhand dessen die Funktionen der Steckdose manuell gesteuert werden können beziehungsweise auf dem relevante Informationen von der mindestens einen schaltbaren elektrischen Steckdose angezeigt werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer schaltbaren Steckdose,
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Unterteils einer schaltbaren Steckdose, und
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Oberteils einer schaltbaren Steckdose.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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1 ist eine schematische Darstellung einer schaltbaren Steckdose 100 in einem System 200 für eine Elektroinstallation. Die Steckdose 100 weist einen Steckplatz 10 auf, an welchem im dargestellten Fall ein elektrischer Verbraucher 11 angeschlossen ist. Der elektrische Verbraucher 11 ist im gezeigten Fall als ein Leuchtmittel 11a ausgebildet. Im Gehäuse 12 der schaltbaren Steckdose 100 ist ein als Modem 13 ausgebildetes Datenmodul 14 angeordnet. Über einen Verteiler 15 empfängt und sendet das Datenmodul 14 auf eine Stromleitung 16 aufmodulierte hochfrequente Datensignale von bzw. zu einer Datenverarbeitungsvorrichtung 17. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 17 ist als Homeserver 18 ausgebildet. Das Datenmodul 14, insbesondere das Modem 13, demoduliert die Datensignale und sendet diese an einen Logikbaustein 19 der Steckdose 100, welcher auf Basis der empfangenen Datensignale die Funktionen der Steckdose 100 schalten und insbesondere die Stromversorgung des Steckplatzes 10 unterbrechen und einschalten kann. Die Steckdose 100 weist ferner ein Relais 20 und eine mit dem Relais 20 verbundene Fehlerstromspule 21 auf. Tritt ein Fehlerstrom bei dem an dem Steckplatz 10 angeschlossenen elektrischen Verbraucher 11 auf, so wird dieser von der Fehlerstromspule 21 detektiert und das Relais 20 schaltet dann augenblicklich die Stromversorgung des Steckplatzes 10 mit dem fehlerhaften Verbraucher 11 ab.
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Die Steckdose 100 weist ferner eine Feinsicherung 22 und eine selbstrückstellende Sicherung 23 (Polyfuse) auf, welche eine zusätzliche Sicherheit im Falle eines Kurzschlusses oder eines anderweitigen Defektes in der Steckdose 100 oder an dem elektrischen Verbraucher 11 bieten. Zur Bereitstellung eines Überspannungsschutzes sind ferner Varistoren 24 vorgesehen. Weiterhin umfasst die Steckdose 100 einen Steckerindikator 25 in Form einer Lichtschranke 26, mit welchem festgestellt werden kann, ob ein Stecker eines elektrischen Verbrauchers 11 in den Steckplatz 10 eingesteckt ist. Wird im Falle eines Fehlerstroms durch die Fehlerstromspule 21 und das Relais 20 die Stromversorgung zu dem Steckplatz 10 unterbrochen, so kann der Logikbaustein 19 nach Entfernen des Steckers des fehlerhaften Verbrauchers mittels der Signale des Steckerindikators 25 erkennen, wenn wieder ein Stecker in den Steckplatz 10 eingesteckt wurde und die Stromversorgung des Steckplatzes 10 wieder herstellen. Die Signale des Steckerindikators 25 können zudem von dem Logikbaustein 19 dazu verwendet werden, den Steckplatz 10 abzuschalten, wenn kein Stecker eines elektrischen Verbrauchers 11 eingesteckt ist. Hierdurch wird eine Kindersicherung bereitgestellt.
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Die Steckdose 100 umfasst ferner einen Stromsensor 27 mit einer Spule 28 sowie einen Temperatursensor 29. Die Signale des Stromsensors 27 und des Temperatursensors 29 können von dem Logikbaustein 19 ebenfalls ausgewertet werden, um das Relais 20 zu schalten. Eine weitere Funktion des Logikbausteins 19 besteht darin, über ein Dimmelement 30 die Leistungsabgabe an den elektrischen Verbraucher 11 zu regeln.
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Das Datenmodul 14 bzw. das Modem 13 kann auf die Stromleitung 16 der Elektroinstallation aufmodulierte, hochfrequente Datensignale der Datenverarbeitungsvorrichtung 17 empfangen, welche zum Schalten der Funktionen der Steckdose 100 dienen. Beispielsweise kann über die Datenverarbeitungsvorrichtung 17 das Dimmelement 30 angesteuert werden. Für den Datenaustausch weist das Datenmodul 14 eine IP-Adresse auf, über welche dieses von der Datenverarbeitungsvorrichtung 17 adressiert werden kann. Der Datenaustausch zwischen der Datenverarbeitungsvorrichtung 17 und der Steckdose erfolgt dabei über das TCP/IP-Protokoll oder ein anderes Schaltprotokoll. Der Logikbaustein 19 kann zudem über das Datenmodul 14 in umgekehrter Richtung Daten über TCP/IP an die Datenverarbeitungsvorrichtung 17 des Systems 200 senden. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 17 kann beispielsweise auf Basis der Daten des Stromsensors 27 und des Temperatursensors 29 Last- und Temperaturprofile der Steckdose 100 bzw. der an die Steckdose 100 angeschlossenen elektrischen Verbraucher 11 erstellen, den Stromverbrauch angeschlossener Verbraucher 11 aufzeichnen und Fehlermeldungen der Steckdose 100 auswerten. Im Falle eines Fehlers, beispielsweise bei einem Kurzschluss oder einem Fehlerstrom des Verbrauchers 11, kann der Logikbaustein 19 oder die Datenverarbeitungsvorrichtung 17 zudem ein Fehlersignal über eine Anzeige 31 der Steckdose 100 ausgeben.
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Die schaltbare Steckdose 100 ist zudem dazu ausgebildet, Powerline-Signale an loTfähige elektrische Verbraucher 11 weiterzuleiten. Die Powerline-Signale werden dabei von der Steckdose 100 direkt an den elektrischen Verbraucher 11 durchgeleitet. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Datenmodul 14, insbesondere das Modem 13, mit der Datenverarbeitungsvorrichtung 17, insbesondere dem Homeserver 18, ebenfalls über Powerline Daten austauscht beziehungsweise kommuniziert. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 17 weist ein Bedienelement 32, beispielsweise ein Touchdisplay 33, auf, über welches die Funktionen der Steckdose 100 auch manuell gesteuert werden können. Datenmodul, Stromsensor, Temperatursensor, Logikbaustein und ein Netzteil 39 können ferner auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein.
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2 ist eine perspektivische Darstellung der schaltbaren Steckdose 100, welche als Unterputzsteckdose 34 ausgebildet ist. Dargestellt ist lediglich der Unterteil 35 der schaltbaren Steckdose 100, welcher in einer Unterputzeinbaudose 36 angeordnet ist. Der Unterteil 35 weist die Kontakte 37 auf, in denen die Stifte eines Steckers eines Verbrauchers 11 eingesteckt werden können. Der Unterteil 35 weist Anschlüsse 38 zur Anbindung von Stromleitungen 16 der Elektroinstallation auf.
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3 ist eine perspektivische Darstellung der schaltbaren Steckdose 100. Dargestellt ist der Oberteil 40 der schaltbaren Steckdose 100. Der Oberteil 40 umfasst eine Buchse 41 oder Aussparung für einen Steckplatz 10. In der Buchse 41 für den Steckplatz 10 ist eine zentrale Platte 42 angeordnet, welche Öffnungen 43 für die Stifte eines Steckers eines elektrischen Verbrauchers aufweist. Die zentrale Platte 42 ist gefedert verschiebbar in der Buchse 41 in einer Einsteckrichtung eines Steckers gelagert. Bei einem Einstecken eines Steckers in die Buchse 41 wird die zentrale Platte 42 um ca. 18 mm ins Innere des Oberteils 40 eingeschoben. Wird der Stecker entfernt, kommt die zentrale Platte 42 wieder nach vorn und schließt bündig mit einer Oberseite 44 des Oberteils 40 ab. Um die bewegliche zentrale Platte 42 herum ist ein Leuchtring 45 angeordnet sein, der Signale mit verschiedenen Effekten darstellen kann. Beispielsweise kann der Stromverbrauch durch farbige LEDs von grün zu rot, bevorzugt auch als Animation dargestellt werden. Oder es kann die Internet-Nutzung eines angeschlossenen Verbrauchers durch flackerndes Licht signalisiert werden. Der Oberteil 40 hat ferner einen kleinen, durch Schlitze 46 geöffneten Bereich, hinter dem ein Schallgeber und ggf. weitere Sensoren angebracht sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Schaltbare Steckdose
- 200
- System
- 10
- Steckplatz
- 11
- Elektrischer Verbraucher
- 11a
- Leuchtmittel
- 12
- Gehäuse
- 13
- Modem
- 14
- Datenmodul
- 15
- Verteiler
- 16
- Stromleitung
- 17
- Datenverarbeitungsvorrichtung
- 18
- Homeserver
- 19
- Logikbaustein
- 20
- Relais
- 21
- Fehlerstromspule
- 22
- Feinsicherung
- 23
- Selbstrückstellende Sicherung
- 24
- Varistor
- 25
- Steckerindikator
- 26
- Lichtschranke
- 27
- Stromsensor
- 28
- Spule
- 29
- Temperatursensor
- 30
- Dimmelement
- 31
- Anzeige
- 32
- Bedienelement
- 33
- Touchdisplay
- 34
- Unterputzsteckdose
- 35
- Unterteil
- 36
- Unterputzeinbaudose
- 37
- Kontakt
- 38
- Anschluss
- 39
- Netzteil
- 40
- Oberteil
- 41
- Buchse
- 42
- Zentrale Platte
- 43
- Öffnung
- 44
- Oberseite
- 45
- Leuchtring
- 46
- Schlitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016111870 A1 [0005]
- DE 202012004058 U1 [0006]
- EP 2725664 A1 [0007]
- US 2002/0097546 A1 [0008]
- US 2017/0155526 A1 [0009]
