EP2605261A1 - Elektrische Schalteinrichtung - Google Patents

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EP2605261A1
EP2605261A1 EP11193593.8A EP11193593A EP2605261A1 EP 2605261 A1 EP2605261 A1 EP 2605261A1 EP 11193593 A EP11193593 A EP 11193593A EP 2605261 A1 EP2605261 A1 EP 2605261A1
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switching
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Rolf Joska
Matthias Nawrocki
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/32—Thermally-sensitive members
    • H01H37/36—Thermally-sensitive members actuated due to expansion or contraction of a fluid with or without vaporisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/20—Application within closed fluid conduits, e.g. pipes

Definitions

  • the present invention relates to an electrical switching device.
  • the present invention is therefore based on the object to provide an electrical switching device, in particular for installation in bath-laying zones the protection zones 0 to 2 according to DIN VDE 0100-701 are permissible and suitable.
  • the switching device has a signal transmitter with at least one associated switching element for generating switching signals to be remotely located outside the respective protection zone, a power converter to be connected to a water line being provided for a network-independent electrical power supply, which is designed to transform kinetic and / or thermal energy from the water into the electrical energy needed to operate the signal transmitter.
  • the switching device - Due to the grid-independent - and thus self-sufficient - supply the switching device - with a correspondingly low design of a provided via the power converter supply voltage - are designed in a simple way especially for installation zones of the protection areas 0 to 2 of the above standard. Nevertheless, advantageously, almost any switching functions can be triggered and also any electrical load can be switched by the remote from the signal transmitter - and thus also from the respective protection zone - signal receiver can interact with any, including network devices.
  • a preferred application of the invention is an embodiment as an emergency call device, wherein the external signal receiver cooperates with a signal device for acoustic and / or visual signaling.
  • a switching element in particular in an embodiment as an emergency call button, can also be used in the said protective areas as a result of the invention.
  • an installation and retrofitting an emergency call system in the area of showers, bathtubs and sinks is possible, especially since no electrical lines are required for supply.
  • the switching device according to the invention is particularly suitable for so-called barrier-free living areas, especially for people of older age and / or with disabilities.
  • the switching device according to the invention forms an "age-appropriate assistance system for a healthy and independent life", in short "AAL”, keyword “Ambient Assisted Living”.
  • An electrical switching device 1 consists in the in Fig. 1 illustrated embodiment of a signal transmitter 2 with an associated switching element 4 for generating switching signals S, which can be transmitted via a wireless signal connection 6 to a remote signal receiver 8 to be arranged.
  • a network-independent electrical power supply to be connected to a water pipe 10 energy converter 12 is provided, which is designed to transform kinetic and / or thermal energy from the flowing through the water pipe 10 into the water required for the operation of the signal transmitter 2 electrical energy.
  • Fig. 1 In the execution according to Fig. 1 consists of the energy converter 12 for the use of kinetic energy from a turbine 14 and a turbine 14 driven by the generator 16.
  • the energy converter 12 is installed with its turbine 14 in the water line 10 so that it is traversed by the water. This is in Fig. 1 illustrated by arrows.
  • the energy converter 12 is electrically connected to the signal transmitter 2 via an electrical energy store 18 and preferably via an electronic controller 20.
  • the switching element 4 may be connected to the signal transmitter 2 via the electronics 20.
  • the signal receiver 8 can cooperate with any electrical load or device 22 for its control based on the switching signals S.
  • the switching element 4 can be advantageously formed by a push-button 24, compare to it FIGS. 2 and 3 ,
  • the switching device 1 can be integrated in a water fitting 26. Due to the integrated arrangement of the switching device 1 and its components is in Fig. 2 only the switching element 4 and the push button 24 can be seen.
  • connection adapter 28 forms a transition between building-side water pipes and any water fitting.
  • the energy converter 12 can optionally be installed in the cold water pipe and / or the hot water pipe.
  • the energy converter 12 can also be designed as a thermoelectric converter for converting thermal energy contained in the water into the required electrical energy.
  • thermoelectric energy conversion one of the effects known per se can be used, namely the Peltier effect, the Seebeck effect or the Thomson effect. In connection with the Seebeck effect in particular, special processes known per se from nanotechnology can also be used.
  • the energy converter 12 is installed in particular in the hot water pipe.
  • the provided for the transmission of the switching signals S signal connection 6 is designed in particular as a radio link, wherein the signal transmitter 2 is a radio transmitter and the signal receiver 8 is a radio receiver.
  • the switching device 1 is used in particular as an emergency call device, wherein the external signal receiver 8 cooperates with a signaling device for acoustic and / or optical signaling.
  • an application may be provided as a switch device, wherein the external signal receiver 8 cooperates with a switching device for switching any electrical load.
  • the invention is not limited to the illustrated and described embodiments, but also includes all the same in the context of the invention embodiments. It is expressly emphasized that the exemplary embodiments are not limited to all the features in combination, but rather each individual partial feature may also have an inventive meaning independently of all other partial features. Furthermore, the invention has hitherto not been limited to the feature combination defined in claim 1, but may also be defined by any other combination of specific features of all individually disclosed individual features. This means that in principle virtually every individual feature of claim 1 can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claim 1 is to be understood only as a first formulation attempt for an invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung (1), insbesondere zur Installation in Verlegezonen der Schutzbereiche 0 bis 2 gemäß DIN VDE 0100-701. Die Schalteinrichtung (1) weist einen Signalsender (2) mit einem zugehörigen Schaltelement (4) zum Erzeugen von Schaltsignalen (S) auf, die über eine drahtlose Signalverbindung (6) zu einem entfernt anzuordnenden Signalempfänger (8) zu übertragen sind. Für eine netzunabhängige elektrische Energieversorgung ist ein mit einer Wasserleitung (10) zu verbindender Energiewandler (12) vorgesehen, der zum Umformen von kinetischer und/oder thermischer Energie aus dem Wasser in die zum Betrieb des Signalsenders (2) benötigte elektrische Energie ausgelegt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung.
  • In der Elektro-Installationstechnik ist es hinlänglich bekannt, elektrische Verbraucher, wie Leuchten und sonstige Geräte, aus dem elektrischen Versorgungsnetz, beispielsweise 230 V, 50 Hz, zu versorgen und z. B. über Schalter ein- und auszuschalten.
  • Bei solchen Installationen gibt es allerdings für Bäder und sonstige Feuchträume Einschränkungen durch einschlägige Normen, insbesondere durch die DIN VDE 0100-701, wonach darin definierte Bad-Verlegezonen in bestimmte Schutzbereiche 0 bis 2 unterteilt werden. In diesen Schutzbereichen sind übliche netzgebundene Installationsgeräte, wie Steckdosen, Schalter und auch Verbraucher, nicht zugelassen. Zulässig sind nur Geräte, die mit einer Schutzkleinspannung bis 12 V oder 25 V betrieben werden, und die mindestens der Schutzart IP X4 oder sogar bis zu IP X7 entsprechen.
  • Nun stellt sich besonders in solchen Verlegezonen häufig das Problem, dass gerade innerhalb der relevanten Schutzbereiche von Bade- oder Duschwannen und auch Waschbecken Notrufsysteme benötigt werden, damit vor allem ältere und hilfebedürftige Menschen in Notfällen die Möglichkeit haben, ein Notrufsignal auszulösen, um beispielsweise nach einem Sturz oder in einem sonstigen Notfall um Hilfe rufen zu können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine elektrische Schalteinrichtung zu schaffen, die insbesondere auch zur Installation in Bad-Verlegezonen der Schutzbereiche 0 bis 2 gemäß DIN VDE 0100-701 zulässig und geeignet ist.
  • Erfindungsgemäß weist dazu gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 die Schalteinrichtung einen Signalsender mit mindestens einem zugehörigen Schaltelement zum Erzeugen von zu einem entfernt außerhalb des jeweiligen Schutzbereiches anzuordnenden Signalempfänger zu übertragenden Schaltsignalen auf, wobei für eine netzunabhängige elektrische Energieversorgung ein mit einer Wasserleitung zu verbindender Energiewandler vorgesehen ist, der zum Umformen von kinetischer und/oder thermischer Energie aus dem Wasser in die zum Betrieb des Signalsenders benötigte elektrische Energie ausgelegt ist.
  • Durch die netzunabhängige - und somit autarke - Versorgung kann die Schalteinrichtung - bei entsprechend geringer Auslegung einer über den Energiewandler bereitgestellten Versorgungsspannung - auf einfache Weise speziell für Verlegezonen der Schutzbereiche 0 bis 2 der oben genannten Norm ausgelegt werden. Dennoch können vorteilhafterweise nahezu beliebige Schaltfunktionen ausgelöst und auch beliebige elektrische Verbraucher geschaltet werden, indem der von dem Signalsender - und damit auch von der jeweiligen Schutzzone - entfernt liegende Signalempfänger mit beliebigen, auch netzgebundenen Geräten zusammenwirken kann.
  • Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ist eine Ausführung als Notruf-Einrichtung, wobei der externe Signalempfänger mit einer Signaleinrichtung zur akustischen und/oder optischen Signalisierung zusammenwirkt.
  • Durch die Erfindung kann demnach ein Schaltelement insbesondere in einer Ausführung als Notruf-Taster auch in den besagten Schutzbereichen eingesetzt werden. Somit ist eine Installation und auch ein Nachrüsten eines Notrufsystems im Bereich von Duschen, Badewannen und Waschbecken möglich, zumal zur Versorgung auch keine elektrischen Leitungen erforderlich sind.
  • Besonders zweckmäßig ist eine Integration der Schalteinrichtung mit ihren Komponenten in eine Wasser-Armatur oder in einen Armatur-Anschluss-Adapter.
  • Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung eignet sich besonders für so genannte barrierefreie Wohnbereiche insbesondere für Menschen höheren Alters und/oder mit Behinderungen. Damit bildet die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ein "Altersgerechtes Assistenzsystem für ein gesundes und unabhängiges Leben", kurz "AAL", Stichwort "Ambient Assisted Living".
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen sowie auch in der anschließenden Beschreibung enthalten.
  • Anhand der beiliegenden Zeichnungen soll die Erfindung im Folgenden beispielhaft genauer erläutert werden. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein schematisches Blockschaltbild einer vorteilhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,
    Fig. 2
    eine vereinfachte, schematische Darstellung einer Wasser-Armatur mit darin integrierter Schalteinrichtung und
    Fig. 3
    eine vereinfachte, schematische Darstellung eines Anschluss-Adapters mit darin integrierter Schalteinrichtung.
  • 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 elektrische Schalteinrichtung 1 besteht in dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel aus einem Signalsender 2 mit einem zugehörigen Schaltelement 4 zum Erzeugen von Schaltsignalen S, die über eine drahtlose Signalverbindung 6 zu einem entfernt anzuordnenden Signalempfänger 8 übertragbar sind. Für eine netzunabhängige elektrische Energieversorgung ist ein mit einer Wasserleitung 10 zu verbindender Energiewandler 12 vorgesehen, der zum Umformen von kinetischer und/oder thermischer Energie aus dem durch die Wasserleitung 10 strömenden Wasser in die zum Betrieb des Signalsenders 2 benötigte elektrische Energie ausgelegt ist.
  • Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 besteht der Energiewandler 12 zur Nutzung der kinetischen Energie aus einer Turbine 14 und einem von der Turbine 14 angetriebenen Generator 16. Hierbei ist der Energiewandler 12 mit seiner Turbine 14 so in die Wasserleitung 10 installierbar, dass er von dem Wasser durchströmt wird. Dies ist in Fig. 1 durch Pfeile veranschaulicht.
  • Weiterhin ist gemäß Fig. 1 der Energiewandler 12 über einen elektrischen Energiespeicher 18 und bevorzugt über eine elektronische Steuerung 20 mit dem Signalsender 2 elektrisch verbunden. Auch das Schaltelement 4 kann mit dem Signalsender 2 über die Elektronik 20 verbunden sein.
  • Der Signalempfänger 8 kann mit einem beliebigen elektrischen Verbraucher oder Gerät 22 zu dessen Ansteuerung anhand der Schaltsignale S zusammenwirken.
  • Das Schaltelement 4 kann mit Vorteil von einem Drucktaster 24 gebildet sein, vergleiche dazu Fig. 2 und 3.
  • Wie schematisch in Fig. 2 veranschaulicht ist, kann die erfindungsgemäße Schalteinrichtung 1 in einer Wasser-Armatur 26 integriert sein. Durch die integrierte Anordnung der Schalteinrichtung 1 und deren Komponenten ist in Fig. 2 nur das Schaltelement 4 bzw. der Drucktaster 24 zu erkennen.
  • Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Alternative ist die erfindungsgemäße Schalteinrichtung 1 in einem insbesondere plattenförmigen Anschlussadapter 28 integriert, so dass in Fig. 3 ebenfalls nur das Schaltelement 4 bzw. der Drucktaster 24 zu erkennen ist. Zu erkennen sind aber weiterhin zwei Wasseranschlüsse 30, 32 für zwei Wasserleitungen 10a und 10b für Warm- und Kaltwasser. Der Anschluss-Adapter 28 bildet einen Übergang zwischen gebäudeseitigen Wasserleitungen und einer beliebigen Wasser-Armatur.
  • Der Energiewandler 12 kann wahlweise in die Kaltwasserleitung und/oder die Warmwasserleitung installiert werden.
  • Alternativ zur Ausnutzung der kinetischen Energie kann der Energiewandler 12 auch als thermoelektrischer Wandler zur Umsetzung von im Wasser enthaltener thermischer Energie in die benötigte elektrische Energie ausgelegt sein. Für diese thermoelektrische Energie-Umwandlung kann einer der dazu an sich bekannten Effekte genutzt werden, und zwar der Peltier-Effekt, der Seebeck-Effekt oder der Thomson-Effekt. In Verbindung insbesondere mit dem Seebeck-Effekt können auch spezielle, an sich bekannte Verfahren aus der Nanotechnik zur Anwendung kommen.
  • Im Falle der Auslegung als thermoelektrischer Wandler wird der Energiewandler 12 insbesondere in der Warmwasserleitung installiert.
  • Die zur Übertragung der Schaltsignale S vorgesehene Signalverbindung 6 ist insbesondere als Funkstrecke ausgebildet, wobei der Signalsender 2 ein Funksender und der Signalempfänger 8 ein Funkempfänger sind.
  • Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung 1 wird insbesondere als Notruf-Einrichtung angewendet, wobei der externe Signalempfänger 8 mit einer Signaleinrichtung zur akustischen und/oder optischen Signalisierung zusammenwirkt.
  • Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Anwendung als Schalter-Einrichtung vorgesehen sein, wobei der externe Signalempfänger 8 mit einem Schaltgerät zum Schalten eines beliebigen elektrischen Verbrauchers zusammenwirkt.
  • 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 (11)

  1. Elektrische Schalteinrichtung (1), insbesondere zur Installation in Verlegezonen der Schutzbereiche 0 bis 2 gemäß DIN VDE 0100-701,
    gekennzeichnet durch einen Signalsender (2) mit einem zugehörigen Schaltelement (4) zum Erzeugen von zu einem entfernt anzuordnenden Signalempfänger (8) zu übertragenden Schaltsignalen (S), wobei für eine netzunabhängige elektrische Energieversorgung ein mit einer Wasserleitung (10) zu verbindender Energiewandler (12) vorgesehen ist, der zum Umformen von kinetischer und/oder thermischer Energie aus dem Wasser in die zum Betrieb des Signalsenders (2) benötigte elektrische Energie ausgelegt ist.
  2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (12) über Anschlüsse so in der Wasserleitung (10) installierbar ist, dass er von dem Wasser durchströmt wird.
  3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (12) über einen elektrischen Energiespeicher (18) mit dem Signalsender (2) elektrisch verbunden ist.
  4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (4) von einem Drucktaster (24) gebildet und insbesondere über eine Steuerelektronik (20) elektrisch mit dem Signalsender (2) verbunden ist.
  5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Signalsender (2) mit dem Schaltelement (4) und dem Energiewandler (12) in einer Wasser-Armatur (26) integriert ist.
  6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Signalsender (2) mit dem Schaltelement (4) und dem Energiewandler (12) in einem Anschluss-Adapter (28) für eine Wasser-Armatur integriert ist.
  7. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (12) aus einer durch die kinetische Energie des durch die Wasserleitung (10) strömenden Wassers antreibbaren Turbine (14) und einem von der Turbine (14) angetriebenen Generator (16) besteht.
  8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (12) als thermoelektrischer Wandler zur Umsetzung von im Wasser enthaltener thermischer Energie nach dem Peltier-Effekt, dem Seebeck-Effekt oder dem Thomson-Effekt ausgelegt ist.
  9. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Signalsender (2) für eine drahtlose Übertragung der Schaltsignale (S), insbesondere als Funksender, ausgebildet ist.
  10. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    gekennzeichnet durch eine Anwendung als Notruf-Einrichtung, wobei der externe Signalempfänger (8) mit einer Signaleinrichtung zur akustischen und/oder optischen Signalisierung zusammenwirkt.
  11. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    gekennzeichnet durch eine Anwendung als Schalter-Einrichtung, wobei der externe Signalempfänger (8) mit einem Schaltgerät zum Schalten eines beliebigen elektrischen Verbrauchers zusammenwirkt.
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