專利名稱：用于結(jié)合在壁上插座中的可遙控開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于開關(guān)電氣裝置內(nèi)的電源的可遙控開關(guān)單元，其中該開關(guān)單元包括可電控開關(guān)、用于控制該開關(guān)的控制電路和連接到該控制電路以接收無線信號的接收器。
背景技術(shù)：
此種開關(guān)單元是公知的。它們由單獨(dú)的單元形成，在開關(guān)單元的后側(cè)設(shè)置有與插頭的插腳相對應(yīng)的插腳。此種單元由此能夠放置在壁上插座內(nèi)。它們設(shè)置有壁上插座的母部件，使得用于開關(guān)電器設(shè)備的插頭能夠與其相連接。
此種單元稱為通/斷開關(guān)，還稱為調(diào)光器。盡管此種開關(guān)單元具有很大的靈活性，由于它們畢竟隨后放置，導(dǎo)致其外觀不太吸引人；它們終究確實(shí)在壁上插座和設(shè)備的插頭之間形成了一個(gè)用于相互連接的額外元件。
從現(xiàn)有技術(shù)中還可得知所謂的“總線”系統(tǒng)，例如“Instabus”系統(tǒng)。盡管它們主要用于公用事業(yè)的建筑中，但是這些系統(tǒng)也用于家用設(shè)備中，由此能夠?qū)崿F(xiàn)照明、供暖和其它舒適功能例如窗簾的中央控制。
此種“總線”系統(tǒng)的安裝非常昂貴。特別是在已經(jīng)存在的建筑物內(nèi)設(shè)置系統(tǒng)的情況。這是由于此種系統(tǒng)不能無線工作，而是依靠必須結(jié)合在裝置內(nèi)的大量的信號線操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷的系統(tǒng)。
該目的通過該開關(guān)單元適于安裝在壁上插座的外殼內(nèi)而實(shí)現(xiàn)。這種外殼也稱為“盒子”，其中不僅安裝壁上插座，而且安裝例如開關(guān)或者調(diào)光器。
這些措施的結(jié)果是不再需要將一個(gè)單獨(dú)的單元設(shè)置在壁上插座和插頭之間以相互連接。由此可改進(jìn)電氣裝置的外觀。
相對于“總線”系統(tǒng)和類似的設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)在于此種開關(guān)單元的設(shè)置能夠以簡單的方式進(jìn)行；對于電氣裝置的布線終究不需要作任何改變或增加。購買之后，此種開關(guān)單元能夠方便地設(shè)置在現(xiàn)有的嵌裝盒中以代替通常的壁上插座。
開關(guān)單元的操作是無線地進(jìn)行的，因此為此目的無需布線設(shè)置。
在荷蘭、德國和法國所優(yōu)選使用的嵌裝盒的總深度為40mm。盒的總深度當(dāng)然也可以更大，但這些僅在絕對需要時(shí)應(yīng)用。在已有建筑物中主要使用總深度為40mm的嵌裝盒。因此，開關(guān)單元優(yōu)選地最大深度為32mm。剩余的8mm對于連接線的引導(dǎo)來說是必需的。
在其它國家使用其它深度的嵌裝盒。本發(fā)明同樣致力于提供用于這些國家的嵌裝盒的開關(guān)單元。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明為此目的提供開關(guān)單元與嵌裝盒相結(jié)合的措施，并且該開關(guān)單元的最大深度比該嵌裝盒的最大深度至少小8mm。
在以上兩個(gè)實(shí)施方式中的每種情形下，考慮該開關(guān)單元和該盒的最大深度之間的間距為8mm；部分地取決于局部調(diào)節(jié)，可以考慮不同的中間間距，例如5、6、7、9或10mm。
根據(jù)第一實(shí)施方式，開關(guān)單元設(shè)置有通常類型的用于操作開關(guān)的操作元件。此種開關(guān)單元用于替代裝置內(nèi)的傳統(tǒng)開關(guān)，以在此控制與電源插座相連接的吊燈。此種開關(guān)單元用作替代操作燈的傳統(tǒng)開關(guān)。后者又能夠由集成在開關(guān)單元內(nèi)的操作元件并且通過無線發(fā)送器來操作。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，開關(guān)單元設(shè)置有壁上插座的母部件。該實(shí)施方式中，所連接的負(fù)載能夠被控制，例如落地?zé)?。這里需要指出的是，尤其當(dāng)壁上插座存在母部件時(shí)，可用間距就非常有限。
如前序中所述，該開關(guān)單元能夠適于執(zhí)行簡單的通/斷的開關(guān)功能。此種功能對于例如開關(guān)電源插座的通和斷是有用的。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，開關(guān)單元設(shè)置有調(diào)光器。在很多情形下這些調(diào)光器與開關(guān)相結(jié)合。此種實(shí)施方式例如應(yīng)用于開關(guān)并因此調(diào)節(jié)內(nèi)部照明。另外，調(diào)光器的使用伴隨著熱量的產(chǎn)生；因?yàn)榇朔N調(diào)光器設(shè)置在房間內(nèi)，空氣流通小，因此熱量很少排放，由調(diào)光器產(chǎn)生的熱量能夠?qū)е赂叩臏囟取?br> 根據(jù)又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，開關(guān)能夠在通/斷功能和調(diào)光功能之間控制，并且控制電路適于檢測連接到壁上插座的母部件的負(fù)載的特性，以當(dāng)負(fù)載不是完全由電阻形成時(shí)阻斷調(diào)光功能。該實(shí)施方式例如可應(yīng)用于壁上插座，該壁上插座上使用各種類型的設(shè)備，例如落地?zé)艋蛘婵瘴鼔m器。當(dāng)連接真空吸塵器時(shí)，當(dāng)然必須阻斷調(diào)光功能以防止調(diào)光器和真空吸塵器的損壞。這通過檢測負(fù)載的特性來實(shí)現(xiàn)。
另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式提供了開關(guān)單元還包括連接到控制電路的發(fā)送器的措施。這個(gè)發(fā)送器能用于向無線控制設(shè)備反饋例如阻抗特性。而且此種開關(guān)單元可以組成大系統(tǒng)的一部分，因此各種開關(guān)單元不僅能夠由控制單元控制，而且開關(guān)單元也能夠互相通信。由此，在由此種開關(guān)單元形成的接點(diǎn)之間產(chǎn)生了一個(gè)無線連接網(wǎng)絡(luò)。由此可以建立一個(gè)大系統(tǒng)，其功能相當(dāng)于“總線”系統(tǒng)的功能。
能夠在網(wǎng)絡(luò)不工作時(shí)執(zhí)行切換功能是方便的。為此目的，該開關(guān)單元包括用于至少操作該切換功能的操作元件。
能夠確定相應(yīng)的開關(guān)是否接通也是有好處的。為此目的，該開關(guān)設(shè)置有信號光源，當(dāng)開關(guān)單元接通時(shí)產(chǎn)生該信號光源。另外，在此能夠使用雙色LED，其顏色取決于開關(guān)是否閉合。
另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式提供了開關(guān)單元包括印刷電路板的措施，該印刷電路板上放置有多個(gè)構(gòu)件，并且該印刷電路板沿插座插腳的方向橫向地延伸?？捎每臻g非常小。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以上所述的部件設(shè)置導(dǎo)致了空間的有效使用。
當(dāng)至少一個(gè)印刷電路板大致遍布外殼的整個(gè)外表面并設(shè)置有凹槽時(shí)，能夠達(dá)到可用空間的進(jìn)一步改進(jìn)。這個(gè)凹槽此后用于連接線的穿線。
另一個(gè)特定的實(shí)施方式提供了開關(guān)單元包括接觸支座的措施，該接觸支座由絕緣材料制成，在該接觸支座上設(shè)置有用于公插頭的插腳的觸頭，并且在該接觸支座上設(shè)置有用于將該觸頭連接到導(dǎo)線的端子，其中該觸頭和端子之間的連接中的至少一個(gè)連接被中斷。這也是一個(gè)節(jié)約空間的構(gòu)造。
當(dāng)接觸支座由外殼形成時(shí)，該外殼由塑料制成并具有大致圓柱形部件和安裝凸緣，可用空間的使用甚至更加有效。由此，不需要單獨(dú)的安裝板，這就使得節(jié)約成本。
一個(gè)具有吸引力的實(shí)施方式提供了開關(guān)單元包括電源電路的措施，該電源電路適于僅在電源過零(zero passage)之后的一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)將電容器連接到電源。該實(shí)施方式避免了變壓器或其它大型構(gòu)件，而且熱耗散也消除了，因此可獲得極其緊湊和無耗散的電源電路。
優(yōu)選地使用繼電器。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)繼電器由于其產(chǎn)生微不足道的熱量而更具吸引力，盡管其體積大于半導(dǎo)體開關(guān)元件的體積。
然而另一個(gè)更特別的優(yōu)選實(shí)施方式提供了開關(guān)單元適于測量連接到開關(guān)單元的負(fù)載的功率的措施。作為一個(gè)安全措施，這個(gè)功能能夠用于監(jiān)視由開關(guān)單元控制的電源，而且可以檢測所消耗的能源，例如在電源管理系統(tǒng)中。
當(dāng)應(yīng)用于電源管理系統(tǒng)中時(shí)，重要的是控制電路適于將表示測量功率的信號發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的另一個(gè)元件。


接下來將參考附圖解釋本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的在壁上插座的外殼內(nèi)結(jié)合開關(guān)單元的分解視圖；
圖2是一個(gè)可選實(shí)施方式的詳細(xì)分解視圖；圖3是解釋根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)單元的操作的電路圖；和圖4是根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)單元的一個(gè)可選的電路圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了其整體表示為1的開關(guān)單元，其適于設(shè)置在壁上插座的外殼2內(nèi)。該開關(guān)單元包括壁上插座的標(biāo)準(zhǔn)部件，例如金屬安裝板3、由絕緣材料制成的接觸支座4、框架板5和蓋板6。所有這些構(gòu)件與標(biāo)準(zhǔn)壁上插座的構(gòu)件一致。接觸支座4以通常的方式設(shè)置有母觸頭7和8，以及設(shè)置有接地唇部9。這里需要注意的是接地頭對于本發(fā)明來說不是必需的，但是通常需要在新房和改裝的建筑物內(nèi)使用接地的壁上插座。
在接觸支座4的后側(cè)上通過例如螺釘連接安裝印刷電路板10。在印刷電路板的后側(cè)設(shè)置有用于執(zhí)行功能所必需的構(gòu)件的部件。由于它的圓形角，該板適合于容置在相應(yīng)的盒中。該板上設(shè)置有凹槽11，在該凹槽11上能夠容納相當(dāng)大的部件例如線圈。還設(shè)置有第二個(gè)更小的印刷電路板12，在該印刷電路板12上優(yōu)選地放置有高頻部件。
圖2示出了一個(gè)可選實(shí)施方式，其中大量的構(gòu)件放置在一個(gè)大致為圓柱形的支座54上，其和凸緣53一體地形成。支座優(yōu)選地由塑料制成。支座在此代替第一實(shí)施方式的接觸支座4和安裝板3。結(jié)合有蓋55的圓柱形狀使得保護(hù)部件以防止高壓。這里，還結(jié)合有其上設(shè)置有構(gòu)件的印刷電路板。
下面將以圖3為基礎(chǔ)來解釋該開關(guān)單元的操作。正如在標(biāo)準(zhǔn)的壁上插座中使用的那樣，該開關(guān)單元包括兩對連接觸頭13、14。成對的連接觸頭使得相互連接成為可能。一個(gè)母觸頭7連接到兩個(gè)連接觸頭13，而另一個(gè)母觸頭8連接到開關(guān)15和調(diào)光電路16。開關(guān)15有3個(gè)位置，即如圖3中示出的接通位置，其中母觸頭8直接連接到連接觸頭14；第二位置，其中開關(guān)切斷；和第三位置，其中調(diào)光電路16接通。該電路還包括控制電路17，該控制電路用于將其電源連接到成對觸頭13和14，并且其分別設(shè)置有兩個(gè)用于分別控制開關(guān)15和調(diào)光器16的輸出連接件18和24。高頻發(fā)送和接收電路還容納在控制電路中。
LED19以及壓力開關(guān)20進(jìn)一步連接到控制電路17。這里，按鈕由光導(dǎo)塑料形成，按鈕的一側(cè)連接到LED19，因此從外側(cè)可以觀察到LED19是否開啟?？刂齐娐纺軌虿僮鏖_關(guān)15和調(diào)光電路16，以由此控制施加到負(fù)載的電源。
控制電路通過高頻發(fā)送-接收器22接收其命令，該高頻發(fā)送-接收器22設(shè)置有用于接收和發(fā)送高頻信號的天線23。
控制電路的智能性使得該開關(guān)用作無線連接網(wǎng)絡(luò)的接點(diǎn)。信息包在此以受控的方式發(fā)送。顯而易見，根據(jù)本發(fā)明的控制單元也能夠由其它的傳輸協(xié)議來控制。
圖4示出了一個(gè)可選的電路。由于缺乏調(diào)光功能和一些應(yīng)用功能，該電路與圖3中示出的電路不同。該電路包括整體上由30表示的電源電路、功率測量電路31、發(fā)送器/接收器32和控制電路33。電源電路31包括作為晶體管實(shí)施的開關(guān)34，其發(fā)射極連接到電容器35。集電極連接到電源電壓的相位(phase)上。晶體管34的基極連接到光電晶體管36，當(dāng)LED37發(fā)光時(shí)，該光電晶體管導(dǎo)通，從而接通晶體管34。LED37連接到電路38，該電路用于檢測電源電壓的過零并使得LED37在過零后激活一段時(shí)間，因此，在此期間，晶體管34導(dǎo)通并且電容器35放電。具有濾波功能的線圈39連接在電容器35和晶體管34之間。除了該線圈，當(dāng)然也可使用其它的濾波裝置。由此可以從電源電壓上獲得用于電子電路的電源電壓，而不需要昂貴的和大型構(gòu)件。
為了跟蹤連接到開關(guān)單元的負(fù)載并計(jì)算其功率，設(shè)置有功率測量電路31，其測量在零和相位之間的電壓以及流經(jīng)相導(dǎo)體的電流。為此，在相導(dǎo)體內(nèi)設(shè)置有小電阻42。然而，除此以外也可應(yīng)用例如電流變壓器的其它電流測量原理。
正如在其它實(shí)施方式中那樣，設(shè)置有發(fā)送器/接收器32，其連接到天線23。發(fā)送器/接收器還連接到控制電路33，以用于發(fā)送命令。同樣，在功率測量電路31和發(fā)送器/接收器32之間具有連接，使得由功率測量電路31采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。
最后，設(shè)置有控制電路33，其適于操作開關(guān)40。該開關(guān)由繼電器形成，該繼電器設(shè)置有觸頭40a和線圈40b，該線圈連接到控制電路17。令人吃驚的是，使用機(jī)械繼電器比電子開關(guān)更具有吸引力。其中，這涉及到產(chǎn)生熱量少?？刂齐娐愤€適于控制LED19，該LED19指示開關(guān)是否關(guān)閉。控制電路33連接到發(fā)送器/接收器32，用于接收輸入信號。還設(shè)置有手動操作開關(guān)41用于在沒有無線控制系統(tǒng)時(shí)控制開關(guān)單元。
權(quán)利要求
1.一種可遙控開關(guān)單元，用于開關(guān)電氣裝置內(nèi)的電源，其中所述開關(guān)單元包括—可電控開關(guān)；—用于控制所述開關(guān)的控制電路；和—連接到所述控制電路用于接收無線信號的接收器，其特征在于，所述開關(guān)單元適于安裝在壁上插座的殼體內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元的深度小于32mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元結(jié)合有嵌裝盒，并且所述開關(guān)單元的最大深度比所述嵌裝盒的最大深度小至少8mm。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元設(shè)置有通常類型的操作元件用于操作所述開關(guān)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元設(shè)置有壁上插座的母部件。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元設(shè)置有通/斷開關(guān)。
7.如權(quán)利要求6所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元設(shè)置有調(diào)光器。
8.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)單元，其特征在于所述控制電路適于檢測連接到所述壁上插座母部件的負(fù)載的特性，并且當(dāng)負(fù)載不完全由電阻形成時(shí)阻斷調(diào)光功能。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元包括連接到所述控制電路的發(fā)送器，并且所述開關(guān)單元適于用作發(fā)送器/接收器的網(wǎng)絡(luò)中的接點(diǎn)。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)單元，其特征在于還包括設(shè)置在所述開關(guān)單元上的操作元件用于至少操作所述開關(guān)。
11.如權(quán)利要求10所述的開關(guān)單元，其特征在于還包括當(dāng)所述開關(guān)單元接通時(shí)產(chǎn)生的信號光源。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元包括至少一個(gè)其上設(shè)置有多個(gè)部件的印刷電路板，并且所述印刷電路板平行于所述殼體的安裝表面延伸。
13.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)單元，其特征在于所述印刷電路板中至少一個(gè)大致遍布所述殼體的整個(gè)表面，但設(shè)置有凹槽。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元包括由絕緣材料制成的接觸支座，所述接觸支座上設(shè)置有用于公插頭的插腳的觸頭，并且所述接觸支座上設(shè)置有用于將所述觸頭連接到導(dǎo)線的端子，其中觸頭和端子之間的連接中的至少一個(gè)連接被中斷。
15.如權(quán)利要求14所述的開關(guān)單元，其特征在于所述接觸支座由殼體形成，所述殼體由塑料制成并且具有大致圓柱形的部件和安裝凸緣。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元包括電源電路，所述電源電路適于僅在所述電源過零之后的一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)將電容器連接到所述電源。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元包括繼電器，用于切換其中一個(gè)觸頭和其中一個(gè)端子之間的連接。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)單元，其特征在于所述開關(guān)單元適于測量連接到所述開關(guān)單元的負(fù)載的功率。
19.如權(quán)利要求17所述的開關(guān)單元，其特征在于所述控制電路適于將表示所測量的功率的信號發(fā)送到所述網(wǎng)絡(luò)中的另一個(gè)元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于開關(guān)電氣裝置內(nèi)的電源的可遙控開關(guān)單元，其中所述開關(guān)單元包括可電控開關(guān)、用于控制所述開關(guān)的控制電路、連接到所述控制電路以接收無線信號的接收器，其中所述開關(guān)單元適于安裝在壁上插座的殼體中。這些措施的結(jié)果是不再需要將一個(gè)單獨(dú)的單元設(shè)置在壁上插座和插頭之間以相互連接。由此可改進(jìn)電氣裝置的外觀。對于總線系統(tǒng)或類似的設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)在于能以特別簡單的方式設(shè)置這種開關(guān)單元；該電氣裝置的布線終究不需要作任何改變。
文檔編號H04W88/02GK1985547SQ200580013922
公開日2007年6月20日 申請日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月2日
發(fā)明者弗朗西斯庫斯·彼得魯斯·登·里德 申請人:艾康姆技術(shù)有限公司