專利名稱：電氣設(shè)備，插接件和通斷插座的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過插座供電的電氣設(shè)備。為此，所述電氣設(shè)備包括末 端配有插頭的連接線，所述插頭具有(至少)兩個插腳。
本發(fā)明還涉及一種可插在電氣設(shè)備連接線上的插接件。 本發(fā)明還提供一種通斷插座的方法。
背景技術(shù)：
可通斷的插座是已知的現(xiàn)有技術(shù)。最簡單的插座是用手動開關(guān)進行通 斷。這種技術(shù)用在無需一直通電的室外插座上特別有意義。 通過總線系統(tǒng)斷開或接通電插座也是一項已知技術(shù)。
最后，使用無線電系統(tǒng)也是已知技術(shù)通過手持設(shè)備將無線電信號發(fā)送 到用于通斷插座的致動器上。所述致動器可直接位于插座上或位于配電箱或 所謂的二次配電板中，即一次可通斷多個插座的地方。也可用紅外線代替無 線電。
無論是無線電還是紅外線，作用距離都會受到限制。紅外信號會被墻體 或物品屏蔽掉。如果致動器需置于配電箱內(nèi)，到達致動器上的信號質(zhì)量就會 很差。使用無線電時同樣也會出現(xiàn)問題，因為墻體中的金屬結(jié)構(gòu)會將無線電 信號屏蔽掉，特別是配電箱還具有金屬外殼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通斷插座的簡單方法。
這個目的通過一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備、 一種根據(jù)權(quán)利要求 11所述的插接件和一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法而達成。
本發(fā)明的電氣設(shè)備具有一個發(fā)射器，在所述發(fā)射器已插入一個可通斷的 插座內(nèi)的情況下，如果所述插座處于斷開狀態(tài)，所述發(fā)射器就至少通過一個 插腳向所述插座發(fā)射信號，以便觸發(fā)一個致動器內(nèi)的開關(guān)操作，從而接通所 述插座，其中，所述致動器布置在所述插座上或位于與插座電連接的一個配 電箱內(nèi)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于發(fā)射器構(gòu)成電氣設(shè)備的 一部分。與使用無線電或紅外 線不同的是，通過將發(fā)射器整合在電氣設(shè)備中，就無需再使用獨立的操作設(shè) 備。通過插腳將信號發(fā)射到插座上，不僅可避免無線電鏈路或紅外線通道受 到干擾，還可將用于傳輸電力的導(dǎo)線有利地用于開關(guān)信號的傳輸。
一種優(yōu)選實施方式是發(fā)射器由電池供電。即使在插座斷開的情況下，即 無法通過插座提供電源時，發(fā)射器也能借助于電池產(chǎn)生信號。
一種優(yōu)選實施方式是使用WO2004/036784 Al中公開的發(fā)射器。這種發(fā)
射器通過近場以電容方式將信號輸入電線。使用近場的結(jié)果是不會發(fā)射出電 波。然而，與此同時，發(fā)射器與被輸入信號的導(dǎo)電體之間的導(dǎo)電連接被取消。 這樣就無需將電發(fā)射器整合在電氣設(shè)備的電路中，從而避免電氣設(shè)備的運轉(zhuǎn) 受到發(fā)射器的干擾。只要發(fā)射器不發(fā)射信號，發(fā)射器就獨立于導(dǎo)電體，就可 通過導(dǎo)電體為電氣設(shè)備輸送電力。
根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，發(fā)射器通過近場以電容方式將信號輸入連接 線。在此情況下，發(fā)射器可布置在連接線的設(shè)備側(cè)末端，尤其是布置在連接 線所通向的電氣設(shè)備的外殼中。發(fā)射器也可插在連接線上。基于
WO2004/036784 Al所述技術(shù)的經(jīng)驗顯示， 一個近電場的強度足以克服電氣設(shè) 備連接線的絕緣層，絕緣層內(nèi)部布置有導(dǎo)電元件。因此，發(fā)射器也可穿過絕 緣層通過近場以電容方式將信號輸入連接線，尤其是將信號輸入布置在連接 線內(nèi)的導(dǎo)電元件中。
根據(jù)本發(fā)明的上述方面，本發(fā)明還包括可插在電氣設(shè)備連接線上的插接 件，其帶有由電池供電的發(fā)射器，所述發(fā)射器可通過(電容)近電場將信號 輸入連接線的導(dǎo)電元件中。
發(fā)射器并非必須將信號輸入連接線中。作為替代方案，發(fā)射器也可通過 近場以電容方式將信號輸入所述至少一個插腳中。因此，信號并非必須通過 連接線傳輸。在此情況下，發(fā)射器優(yōu)選直接布置在插頭中。所述插頭具有一 個插接體，兩個插腳從所述插接體中伸出，其中，發(fā)射器布置在插接體的內(nèi) 部，必要時可通過布置在插接體外部的一個開關(guān)接通和斷開發(fā)射器。
也可用 一個觸針代替上述開關(guān)，所述觸針在插頭插入插座時將插頭中的 發(fā)射器接通。借此可節(jié)省發(fā)射器的電池，因為發(fā)射器只有在插頭插入插座時 才會發(fā)射信號。其中，發(fā)射器可設(shè)計為在插頭插入插座后立即發(fā)射信號，隨 后自動斷開。也可在插頭中設(shè)置一個監(jiān)測電路，通過該監(jiān)測電路對插頭的插 入狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測，其中，所述觸針可起到開關(guān)的作用。當拔出插頭(用 時十分之幾秒)時，可通過發(fā)射器發(fā)射用于斷開插座的信號，這些信號隨后 "正好"通過處于正被拔出狀態(tài)的兩個插腳到達致動器。在此情況下，觸針 必須相應(yīng)設(shè)計為能夠盡可能早地(即當插頭只被拔出一小段時就)實施通斷 操作，以便足夠快地進行接觸發(fā)射。這種實施方式可實現(xiàn)插座的自動斷開。 否則，即使在插座接通的情況下也有必要使發(fā)射器發(fā)射信號，以便通過觸發(fā) 致動器中的開關(guān)操作來斷開插座。而電氣設(shè)備的用戶則必須學會在拔出插頭 或斷開電氣設(shè)備的同時(例如通過操作瞬時接觸開關(guān))觸發(fā)發(fā)射信號。
根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，所述信號包含設(shè)備專用編碼(或"使用"設(shè)備 專用編碼)，其中，信號自身可為編碼信號，或者可將編碼作為相應(yīng)的信號 序列(例如以數(shù)字編碼的形式)進行傳輸。通過這種優(yōu)選實施方式可對不同 的電氣設(shè)備加以區(qū)分。插座也可具有編碼，借此可使特定的插座對應(yīng)于特定 的電氣設(shè)備，或使特定的插座組對應(yīng)于特定的電氣設(shè)備組。
通過在信號中使用編碼可避免"錯誤的"電氣設(shè)備錯誤地接通插座，并 通過插座獲取電源。
根據(jù)另一種優(yōu)選實施方式，發(fā)射器與電氣設(shè)備同時被接通。其結(jié)果為， 只有當電氣設(shè)備真正需要電源時，插座才會被接通。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式還可提供一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法。 本發(fā)明的方法包括提供一個采用上述最后一種優(yōu)選實施方式的電氣設(shè) 備和提供一個帶有插口的插座，其中，可通過一個致動器通斷所述插座，在 斷開狀態(tài)下可通過所述插座插口向致動器傳輸促使致動器實施通斷操作的 信號。隨后接通電氣設(shè)備，將插頭插入插座插口。上述兩個步驟的次序在此 并不重要。兩個分步驟共同作用，使得致動器從電氣設(shè)備的發(fā)射器接收信號， 并據(jù)此接通插座。本發(fā)明的方法還包括選擇性地斷開插座。為此需對插座上 是否連接有已接通的電氣設(shè)備進行持續(xù)監(jiān)測。借助電流判據(jù)或電壓判據(jù)并通 過從屬于致動器的一個監(jiān)測單元實施這種監(jiān)控，所述監(jiān)測單元可向致動器發(fā)
送控制信號。電壓判據(jù)的內(nèi)容可以為當所連接的電氣設(shè)備正在運轉(zhuǎn)時，插 座上的電壓相對于標稱電壓(略微)有所下降。電流判據(jù)的內(nèi)容可以為流 動的電流不為零。電流判據(jù)和電壓判據(jù)均無需包括對相應(yīng)變量的絕對值的記 錄，而只需區(qū)分兩種狀態(tài)，即插座上是否連接有已接通的電氣設(shè)備。
下一步是斷開電氣設(shè)備和/或拔出電氣設(shè)備，即從插座插口中拔出插頭。 這兩個步驟都具有使插座上不再連接有已接通的電氣設(shè)備的效果。隨后可進 行下一個步驟，即致動器根據(jù)監(jiān)測單元響應(yīng)步驟f )而產(chǎn)生的控制信號斷開 所述插座。


下面借助附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明，其中
圖1為本發(fā)明的第一實施方式的原理圖2為采用本發(fā)明第二實施方式的電氣設(shè)備的插頭；以及
圖3為采用本發(fā)明第三實施方式的電氣設(shè)備的連接線以及插頭。
具體實施例方式
圖l所示的整體用IO表示的電氣設(shè)備(用電設(shè)備IO)包括一個里面通 常布置有一個電動機14的外殼12。電動機可為任意類型的電動機。如果電 氣設(shè)備10是一個供暖設(shè)備，就可用其他類型的用電單元(例如加熱絲)代 ##電動才幾14。
一條連接線16從電氣設(shè)備10通向一個插頭18。插頭18具有兩個插腳20。
插頭18插入插座22。真正意義上的插座插口包括兩個插孔24，其形狀 與兩個插腳20相對應(yīng)。兩個插腳20 —方面與兩個插孔24電接觸，另一方 面又與所述外殼中的電氣系統(tǒng)進行電接觸。兩條導(dǎo)線26從插孔24通過兩個 開關(guān)致動器28通向輸電線29。
現(xiàn)在所涉及的問題是，如何使兩個開關(guān)致動器28從附圖所示的斷開狀 態(tài)變成閉合狀態(tài)。
兩個開關(guān)致動器28安裝在一個配電箱30 ("二次配電板")內(nèi)，分別從
屬于各開關(guān)致動器28的兩個接收器32也位于配電箱30中。這些接收器32 不是用無線電控制，而是通過從所述導(dǎo)線26進入的信號控制。當插座20斷 開時，通過兩個插腳20中的至少一者輸入信號。所述信號由設(shè)備外殼12中 的一個發(fā)射器34產(chǎn)生，發(fā)射器34由電池(尤其是蓄電池)36供電。在此情 況下，發(fā)射器34按照WO2004/036784 Al中所說明的原理進行工作發(fā)射器 34具有(非對稱)電容，例如單獨一個電容板。發(fā)射器34產(chǎn)生一個近場， 所述近場隨時間發(fā)生變化，但能量不足以發(fā)射電石茲波。通過電容注入 (capacitive injection )將隨時間發(fā)生變化的信號輸入兩個導(dǎo)電元件38 中，即輸入連接線16內(nèi)的真正導(dǎo)體38中。通過一個4姿4定接通發(fā)射器34,所 述按鍵同時又對一個開關(guān)42進行操作，從而閉合電氣設(shè)備IO中的電路。電 氣設(shè)備10因此與發(fā)射器同時接通，但由于缺電，電氣設(shè)備并非馬上就開始 工作。發(fā)射器34借助向?qū)щ娫?8的電容注入通過插腳20將信號輸入通 向接收器32的導(dǎo)線26內(nèi)。接收器32并不與導(dǎo)線26的末端44相連，更確 切地說，接收端采用的也是W02004/036784 Al中公開的原理。換言之就是， 導(dǎo)電元件44與接收器32電容連接，其中，使用的是近場而非遠場，因而不 會出現(xiàn)電磁波輻射。
設(shè)備一側(cè)還有其他兩種實施方案，下文將借助圖2和圖3對它們進行說 明，其中，圖1所示的各接收端保持不變。圖1所示的實施方式是將發(fā)射器 34布置在設(shè)備10內(nèi)，而圖2所示的實施方案則是將發(fā)射器34'布置在一個 插頭18'中，發(fā)射器34'由電池36'供電。雖然此處也可通過一個按4建40式 的按鍵來通斷發(fā)射器34'，但優(yōu)選通過使用布置在插頭18'的兩個插腳20之 間的一個觸針46來自動實現(xiàn)這一操作。將插頭18'插入插座22時，觸針46 克服一個彈簧48的力朝一個開關(guān)元件50移動，并使一個開關(guān)52閉合。因 此，在將插頭18'插入插座22后，發(fā)射器34'會立即通過插腳20發(fā)射信號， 并在插座22斷開的情況下，促使致動器28接通插座22。
在圖2未顯示的改進方案中，發(fā)射器34'的內(nèi)部布置有一監(jiān)測電路，其 可使發(fā)射器34'在開關(guān)52斷開后立即再次發(fā)射用于斷開插座22的信號。彈 簧48的作用是只有將插腳20拔出一小段后，才能使觸針46停止對開關(guān) 元件50發(fā)生作用，以便拔出插頭時可相對較早地斷開開關(guān)52。如果發(fā)射器 34的速度足夠快，就可在拔出插頭時通過插腳20快速地發(fā)射用于插座的斷 開信號。
圖3所示的另一實施方案是先對常規(guī)電氣設(shè)備10'的連接線16和插頭 18進行改裝，以便為其配備本發(fā)明的發(fā)射器。為此需將里面布置有發(fā)射器 34"的一個插接件54插在或固定在連接線16上，發(fā)射器34"由電池36" 供電?？赏ㄟ^按鍵4(T接通和斷開發(fā)射器。圖3所示的具有插接件54的實施 方案對下述情況加以了利用，即，(源于WO2004/036784 Al)所用的原理通 過近場使用電容注入。近場通常在1.50 m的范圍內(nèi)延伸，并且可以穿透絕 緣層。因此，近場也可穿透連接線16的外隔離層56，并以電容方式將信號 輸入連接線16的導(dǎo)電元件38中。因此，此處的信號也能到達兩個插腳20，
隨后進入插座和導(dǎo)線26，最終到達接收器32，從而啟動開關(guān)致動器28。
圖1至圖3所示的實施方案的共同點是，各發(fā)射器34、 34'和34"均由 電池供電，因而無需在插座上施加電壓便可使發(fā)射器工作。與此同時，發(fā)射 器34、 34'和34〃直接對不通電的插座發(fā)生作用，并以電容方式將信號輸入 導(dǎo)電元件，這些信號通過兩個插腳20進入導(dǎo)線，并最終到達兩個接收器32。 這三種實施方式采用的都是根據(jù)WO2004/036784 Al所述的發(fā)射器-接收器 布置方案。
圖l至圖3的共同點是，發(fā)射器與電氣設(shè)備相連或位于電氣設(shè)備內(nèi)。與 使用無線電控制裝置控制插座的方案(需使用獨立的操作設(shè)備)不同的是， 可針對特定的用電設(shè)備安裝發(fā)射器上。因為發(fā)射器與電氣設(shè)備連接，所以可 以避免其他電氣設(shè)備從插座獲得電源。舉例而言，這在計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域是4艮 有意義的。目前存在EDV專用插座。避免插座上連接其他設(shè)備的方法通常是 在這些插座上設(shè)置相應(yīng)的標記或顏色。通過在作為電氣設(shè)備10或l(T的計算 機中使用圖1至圖3所示的實施方案，可確保相應(yīng)的電插頭只可通過計算機 接通，而不能通過由于耗電過高而不應(yīng)連接在特定插座上的其他用電設(shè)備 (例如咖啡機和吸塵器)來接通。
權(quán)利要求
1.一種帶有連接線(16)和插頭(18)的電氣設(shè)備(10，10′)，所述插頭具有至少兩個插腳(20)，其特征在于還包括一個發(fā)射器(34，34′，34″)，在所述插頭(18，18′)已插入一個可通斷的插座(22)內(nèi)的情況下，當所述插座(22)處于斷開狀態(tài)時，所述發(fā)射器(34，34′，34″)通過至少一個插腳(20)向所述插座發(fā)射信號，以觸發(fā)一個致動器(28)的開關(guān)操作，從而通過所述致動器(28)接通所述插座(22)，其中，所述致動器(28)布置在所述插座(22)上或位于與所述插座電連接的一個配電箱(30)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)射器(34, 34、 34〃)由電池(36， 36、 36")或蓄電池供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電氣設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)射器(34, 34〃 )通過近場以電容方式將所述信號輸入所述連接線(16)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣設(shè)備(10 ),其特征在于， 所述發(fā)射器(34 )布置在所述連接線(16 )的設(shè)備側(cè)末端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣設(shè)備，其特征在于所述發(fā)射器(34〃 )直接安裝在所述連接線(16 )上或安裝在一個連接 線插接件(54)中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電氣設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)射器(34')布置在所述插頭(18')中，并通過近場以電容方式將所述信號輸入所述至少一個插腳(20)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述插頭(18')中的一個觸針(46)在所述插頭插入所述插座時接通 所述發(fā)射器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣設(shè)備，其特征在于，在所述插頭(18')插入所述插座的情況下，通過一個監(jiān)測電路對插入 狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測，所述監(jiān)測電路在所述插頭拔出時通過所述發(fā)射器(34') 發(fā)射用于斷開所述插座的信號。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的電氣設(shè)備，其特征在于， 所述信號使用設(shè)備專用編碼。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的電氣設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)射器(34)與所述電氣設(shè)備(10)同時被接通。
11. 一種用于插在電氣設(shè)備(IO')的連接線(16)上的插接件(54), 所述插接件帶有一個由電池(36")供電的發(fā)射器(34")，所述發(fā)射器通 過一個近電場將信號輸入所述連接線(16)的一個導(dǎo)電元件(38)中。
12. —種通斷插座(22)的方法，具有以下步驟a)提供一個根據(jù)權(quán)利要求10所述的電氣設(shè)備(10 )， b) 提供一個帶有插口的插座，所述插座通過一個致動器(28)通斷， 在斷開狀態(tài)下通過所述插座插口向所述致動器發(fā)送信號，所述信號促^f吏所述 致動器實施通斷操作，c) 接通所述電氣設(shè)備(10 )，將所述插頭(18 )插入所述插座插口 ( 22 )，d) 所述致動器(32， 28)從所述電氣設(shè)備(10)的發(fā)射器(34)接收 信號，并接通所述插座，e) 從屬于所述致動器的一個監(jiān)測單元借助電流判據(jù)或電壓判據(jù)對所述 插座上是否連接有已接通的電氣設(shè)備進行持續(xù)監(jiān)測，f) 斷開所述電氣設(shè)備(10)或拔出所述電氣設(shè)備(10),g) 所述致動器(28 )根據(jù)所述監(jiān)測單元響應(yīng)步驟f )而產(chǎn)生的控制信號 斷開所述插座(22)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，在電氣設(shè)備中或在電氣設(shè)備上設(shè)置發(fā)射器，所述發(fā)射器借助近電場中的電容注入通過插頭(18)的插腳(20)將信號發(fā)射到插座(22)或發(fā)射到連接在所述插座(22)后面的導(dǎo)線(26，44)上。特定而言在所述插座斷開時發(fā)送信號。所述發(fā)射器由電池供電，并且不依賴于所述插座的電流。通過使用電容信號注入的方法可避免產(chǎn)生對于插座使用無線電控制裝置情況下的干擾效應(yīng)。而且，將所述發(fā)射器設(shè)置在所述電氣設(shè)備中或所述電氣設(shè)備上，就無需再使用附加的遠程控制設(shè)備。
文檔編號H04B5/00GK101194436SQ200680020463
公開日2008年6月4日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者羅蘭·赫特納 申請人:西門子公司