DE2657115A1

DE2657115A1 - Installationssystem fuer elektrische gebaeudeinstallationen

Info

Publication number: DE2657115A1
Application number: DE19762657115
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Kfm Butscher
Original assignee: HERMANN LANZ AG
Current assignee: HERMANN LANZ AG
Priority date: 1976-01-16
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1977-07-21
Also published as: FR2338600A1; CH598711A5; FR2338600B3

Description

Patentanwälte

Dipl.-mn. E. Eder

Dipl.-Ing. K. Schieschke

eMüncaen40, Elisabel!istraße3<

Hermann Lanz AG, Murgenthal

Installationssystem für elektrische Gebäudeinstallationen

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Installationssystem von Beleuchtungen oder anderen frei schaltbaren Verbrauchern in Gebäuden. Dabei stellt sich das generelle Problem, die Zuordnung der Verbraucher zu den zugehörigen Schaltapparaten auch nach erfolgter Verkabelung beliebig .zu wählen oder zu ändern, ohne dass dabei Aenderungen an der Verkabelung vorgenommen verden müssen.

Bs sind verschiedene Vorschläge zur Lösung des Problems bekannt geworden. Die einen arbeiten mit Fernsteuerungen in der Art von Netz-

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kommandoanlagen, wobei die Schalter mit einem Impulsgeber versehen sind, welcher beim Schalten ein Hochfrequenzsignal der Netzspannung überlagert. Die Verbraucher enthalten einen Empfänger, welcher auf diese Signale anspricht und den zugehörigen Verbraucher schaltet. Ein solches System ist mit erheblichen Nachteilen belastet. Zum einen ist die Ausbreitung der Signale schwer zu kontrollieren. Es sind Filter in den Stromversorgungsleitungen nötig, welche die Signale an bestimmten Punkten sperren. Zum^anderen lassen sich nur die Verbraucher schalten, die an der gleichen Phase wie die Schalter angeschlossen sind, In grossen Installationen mit 3-Phasen-Betrieb bedeutet dies eine wesentliche Einschränkung der Anwendungsmöglichkeiten.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Impulsgeber so stark dimensioniert sein müssen, dass ihre Signale auch bei grösster Belastung des Stromversorgungsnetzes die Empfänger mit Sicherheit zum Ansprechen bringen. Die starke Dimensionierung der Impulsgeber verunmöglicht eine Miniaturisierung dieser Geräte, was ihren wirtschaftlicher Einsatz erschwert.

Andere Vorschläge arbeiten mit Fernschaltern,welche mit Hilfe von relativ einfachen Manipulationen an verschiedene Steuerleitungen angeschlossen werden können. Bei solchen Systemen ist jedoch der Installationsaufwand beträchtlich, wenn eine grosse Vielfalt von späteren Schaltmöglichkeiten vorgesehen werden muss.

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Eine Beschränkung des Installationsaufwandes ist nur durch eine Beschränkung der Zahl der Schaltmöglichkeiten realisierbar. Es ist auch vorgeschlagen worden, Schaltgeräte und Fernsteuer-Empfänger auf Ultraschallbasis einzusetzen. Ein breiter Einsatz solcher Systeme scheitert, an den in den Räumen üblichen Schallpegeln, oder an der extremen Richtwirkung hoher Ultraschallfrequenzen, welche zu unkontrollierbarem "Schattenwurf»¹ führt. Die Systeme sind daher nur in ganz besonderen Fällen anwendbar.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Installationssystem zu schaffen, das sich mit geringem Aufwand installieren lässt,und t>_ei dem nach erfolgter Installation die Zuordnung der Schaltapparate zu den Verbrauchern ohne Einschränkung von einem Laien und ohne Aufwand an Mitteln, Werkzeug und Zeit geändert werden kann.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jedem Verbraucher bzw. jeder Verbrauchergruppe ein Schaltgerät zugeordnet ist, dass die Schalter mit den Schaltgeräten durch einen zusätzlichen Signaldraht verbunden sind, und dass die Schalter elektrische, von den Schaltgeräten unterscheidbare Signale erzeugen, welche die Zuordnung der Schalter zu den Schaltgeräten bestimmen.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Installationssystems,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Schaltergehäuses mit auswechselbarem Teil eines Impulsg^bers,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Schaltergerätegehäuses für einen Verbraucher mit einem auswechselbare^ Teil eines Impulsempfängers

Fig. 4 ein Prinzipschema eines Aktivfilters im Impulsempfänger eines Schaltgerätes,

Fig. 5 ein Prinzipschema eines Schalters,

Fig. 6 eine mögliche Schaltung für ein Schaltgerät und

Fig. 7 eine Variante eines steckbaren Impulsgeber- bzw. Impulsempfängerteils.

Das der Erfindung zugrunde liegende Installationsprinzip arbeitet mit drei Drähten, d.h. jeder Schalter .und jedes Schaltgerät des Verbrauchers wird grundsätzlich an die gleiche 3-Draht-Ringleitüng angeschlossen. Die drei Drähte sind:

- Phase der Stromversorgung

- Nulleiter der Stromversorgung

- Signaldraht

In Fig. 1 ist ein Installationssystem anhand eines Beispieles einer Grossraumbeleuchtung schematisch dargestellt. Es bedeuten 1 der Phasenleiter, 2 der Nulleiter und 3 der Signaldraht des Systems. 4,5 und 6 stellen schalter, d.h. impulsgeber dar, wobei der Schalter 4 einen Impulsgeberteil A, der schalter 5 einen Impulsgeberteil B und der

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Schalter 6 einen Impulsgeberteil C aufweist. Die drei Impulsgeberteile A, B und C erzeugen unterschiedliche Impulse a, b und c. Wird nun einer der drei Schalter 4,5 oder 6 betätigt, so wird auf dem Signaldraht 3 ein elektrisches Signal bzw. Impuls mit einer besonderen Kennung a, b oder c erzeugt. Diese Kennung erlaubt, die Signale der verschiedenen Schalter voneinander zu unterscheiden. Sind mehrere Schalter mit dem gleichen Impulsgeberteil A vorhanden, so erzeugen diese die gleichen signale, haben also gleiche Kennung. Diese Kennung kann eine bestimmte Signalfrequenz, ein codierter Impulszug, eine Impulslänge, eine bestimmte Spannung oder eine Phasenlage sein.

Die Hinweisziffern 7, 8 und 9 bezeichnen selektive Schaltgeräte, welche auf über den Signaldraht kommende Signale bestimmter Kennung reagieren und die angeschlossenen Verbraucher 10 ein-, bzw. ausschalten. Die Schaltgeräte 7 mit einem Impulsempfängerteil A, reagieren also auf Betätigung der Schalter 4, die Schaltgeräte 8 mit einem Impulsempfangerteil B auf die Schalter 5 usw. Bei allen vorbekannten Lösungen sind eine Aenderung der Kennung der Impulsgeber und der Schaltgeräte nur durch einen Fachmann möglich.

Wesentlich ist die leichte Veränderbarkeit der Kennung bei den Schal· tern 4 bis 6 und den Schaltgerätefl 7 bis 9. Fig.2 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Schalters mit einem auswechselbaren Impulsgeberteil A dar. Vorzugsweise wird ihm die äussere Form von gewöhnlichen Schaltern gegeben, wie sie für Hausinstallationen üblich sind. Beim' gezeichneten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Tasten-

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schalter, wobei beispielsweise ein Druck auf die Taste 11 ein "Ein"-Signal, ein Druck auf die Taste 12 ein "Aus"-Signal auf dem Signaldraht erzeugt. Die Kennung des Schalters wird durch den als steckbare Patrone 13 ausgebildeten Impulsgeberteil A, welcher eine elektronische Schaltung enthält, bestimmt. Der gezeichnete Schalter erzeugt nach dem Einsetzen der gezeichneten Patrone 13 in eine Oeffnung 14 elektrische Signale a. Durch Austausch der Patrone 13 gegen eine solche mit einem Impulsgeberteil B bzw. C, was äusserst einfach ist, kann der Schalter elektrische Signale b bzw. c erzeugen. Sinngemäss können auch schalter mit schaltwippe, mit nur einer Drucktaste, mit elektronischem Berührungskontakt in Form von Aufputz- und Unterputzmodellen gebraucht werden.

Fig. 3zeigt ein Ausführungsbeispiel eines eriindungsgemässen Schaltgerätes zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers. Vorzugsweise wird ihm die Form eines handelsüblichen Vorschaltgerätes für Leuchtstoffröhren gegeben, weil dadurch der Einbau in Armaturen für Leuchtstoffröhren ohne weiteres möglich ist. Die Kennung des Schaltgerätes wird auch hier durch den als Steckpatrone 13' ausgebildeten Impuslempfangerteil A¹ bestimmt. Die Patronen 13' +13' sind sowohl hinsichtlich ihrer ausseren Form als auch ihrem Aufbau gleich.

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Das gezeichnete Schaltgerät 7 spricht also nach dem Einsetzen der gezeichneten Steckpatrone 13' auf elektrische signale a an und schaltet den nicht dargestellten Verbraucher bei Betätigung eines jeden der ^Installationssystem angeschlossenen Schalter mit einem Impulsgeberteil A.

Es ist selbstverständlich möglich, anstelle von Steckpatronen Wahlschalter oder andere Mittel zum elektronischen Umschalten der Kennung in die Schalter und Schaltgeräte einzubauen.

Eine der verschiedenen Möglichkeiten, die Signale auf dem Signaldraht mit einer leicht zu unterscheidenden Kennung zu versehen, ist die Benützung verschiedener Frequenzen. Das erfindungsgemässe System wird deshalb anhand eines mit verschiedenen Frequenzen arbeitenden Ausführungsbeispieles erläutert.

In Fig. 4 ist das Prinzipschema eines bekannten Aktivfilters dargestellt, welches nur dann am Ausgang eines Spannung U abgibt, wenn U

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innerhalb eines definierten Frequenzbandes liegt. Dieses Frequenzband wird unter anderem durch die Widerstände 17, 18, 19 und 21 bestimmt« Die Hinweisziffer 16 bezeichnet einen weiteren Widerstand. Die Hinweisziffern 2o und 22 bezeichnen je einen Kondensator und die Hinweisziffer 23 einen Verstärker. Ein solches Aktivfilter ist sowohl in den frequenzbestimmenden Impulsgeberteilen A, B und C als auch in den entsprechenden frequenzbestimmenden Impulsempfängerteilen Ä»_f B¹ι und Ceingebaut.

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Pig. 5 zeigt nun eine mögliche ahaltung für den erfindungsgemässen Schalter. Der Netzteil 33 weist einen Widerstand 34» zwei Dioden 35 und 36, zwei Zenerdiode 37 und 38 zur Stabilisierung ,der Spannung und zwei ·" Siebkondensatoren auf. Die Speisung des Signalgebers ist daher transformatorlos. Der Operationsverstärker 27 ist in bekannter Weise mit den Widerständen 24 und 25 als gewöhnlicher Spannungsverstärker geschaltet, üeber das Aktivfilter 16, 17 .18, 19» 2o, 21, 22 und 23 welches mit dem in Fig. 4 gezeichneten identisch ist, wird eine Rückkopplungsspannung auf den Eingang des Operationsverstärkers 27 gegeben. Dieser schwingt dadurch auf der durch die Widerstände 17, 18, 19 und 21 bestimmten Frequenz. Beim Schliessen des Kontaktes 26 wird also ein Signal ganz bestimmter Frequenz auf den am Ausgang 28 des Schalters angeschlossenen Signaldraht 3 gegeben.

Fig. 6 zeigt eine mögliche Schaltung für das Schaltgerät. Aus Gründen der Vereinfachung ist hier im Unterschied zu Fig.5 die Speisung, d.h. der transformatorlose Netzteil nicht eingezeichnet. Punkt 32 wird an den Signaldraht 3 angeschlossen. Durch das Aktivfilter 16 bis 23» wel* ches wiederum mit demjenigen in Fig. 4 gleich ist, wird nur diejenige Spannung des Signaldrahtes 3 verstärkt, welche durch die Widerstände 17, 18, 19 und 21 definiert ist. Trifft eine solche ^: Spannung über den Signaldraht 3 ein, so wird sie verstärkt, über die Diode 29 gleichgerichtet und auf das Relais 31 und einen Kondensator 30 gegeben. Das Relais 31 schaltet den nicht dargestellten Verbraucher«

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Es ist nun leicht einzusehen, dass bei Betätigung eines Schalters 4, 5 oder 6 diejenigen Schaltgeräte 7, 8 oder 9 schalten, deren Widerstände 17, 18, 19 und 21 gleich wie denjenigen des Schalters sind. Fig. 7 zeigt eine Schaltungsvariante für eine Steckpatrone 13, in welcher die Widerstände 17, 18, 19 und 21 untergebracht sind. Durch die Verwendung gleicher Patronen können also Schalter und Schaltgerät aufeinander abgestimmt werden.

Nach einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die von den Schaltern erzeugten Signale durch die Impulslänge.

Nach einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Unterscheidbarkeit der Signale auf dem Signaldraht durch einen codierten Impulszug erzeugt. Die von den Impulsgebern erzeugten Signale können sich indessen auch durch verschiedene Spannungwerte unterscheiden. Weiter können sich die Signale durch eine unterschiedliche Phasenlage gegenüber der Netzspannung unterscheiden«

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Claims

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Patent ansprüche

/Ttistall at ion s sys tem für elektrische Gebäudeinstallationen mit Schaltern und Verbrauchern, bzw. Verbrauchergruppen, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Verbraucher bzw« jeder Verbrauchergruppe

■ ein Schaltgerät zugeordnet ist, dass die Schalter mit den Schaltgeräten durch einen zusätzlichen Signaldraht verbunden sind, und dass die Schalter elektrische, von den Schaltgeräten unterscheidbare signale erzeugen, welche die Zuordnung der Schalter zu den Schaltgeräten bestimmen. _t . . ■

Installationssystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter mit einer elektronischen schaltung zur Erzeugung der elektrischen signale versehen sind, und dass die elektrische schaltung transformatorlos vom Netz gespeist wird* '

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Installationssystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet»

dass die Schaltgeräte mit einer elektronischen Schaltung zum ' Empfang bestimmter elektrischer Signale versehen sind, und dass die elektrische schaltung transformatorlos vom Nets ge- ■ \

speist; vird· .·'.'.,' . . '" ■ .. ·

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Installationssystem nach - - Anspruch 2 und '/$ dadurch gekennzeichnet, dass der die Kennung bestimmende Teil der elektronischen Schaltungen in den Schaltern und in den Schaltgeräten gleich ausgebildet sind, und dass die elektronischen Schaltungen ein Filter und , einen transformatorlosen Netzteil aufweisen. . ■ . ' \

Installationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» dass der die Kennung bestimmende Teil der elektronischen Schaltung in einem patronenförmigen, für die Schalter und die Schaltgeräte gleich ausgebildet! Gehäuse angeordnet sind, vobei in den schaltern bzv. schaltgerät en Fassungen £\kr die Aufnahme dieser patronenförmig gen Gehäuse vorgesehen sind.

Installationssystem nach - -Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem die Kennung bestimmenden Teil der elektronischen ' Schaltung· einerseits und den übrigen Teilen dee Schalters bzv. des Schaltgerätes eine Steckverbindung besteht·

Installationssystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet» dass die Unterscheidbarkeit der elektronischen Signale auf dem Signaldraht durch verschiedene Frequenzen erreicht vird»

,: ' : 709829/0276

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8.
Installationssystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterscheidbarkeit der Signale auf dem Signaldraht durch die Impulslänge erreicht wird. .

9. ·

Installationssystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet,

dass die Unterscheidbarkeit der Signale auf dem Signaldraht durch einen bestimmten Spannungswert erzeugt wird.

Installationssystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet,

dass die Unterscheidbarkeit der Signale auf dem Signaldraht durch einen codierten Impulszug erzeugt wird. ■

Installationssystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterscheidbarkeit der Signale auf den Signaldraht durch Impuls mit verschiedener Phasenlage gegenüber der Netz· spannung erzeugt wird. ' -

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