专利名称：用于结合在壁上插座中的可遥控开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于开关电气装置内的电源的可遥控开关单元，其中该开关单元包括可电控开关、用于控制该开关的控制电路和连接到该控制电路以接收无线信号的接收器。
背景技术：
此种开关单元是公知的。它们由单独的单元形成，在开关单元的后侧设置有与插头的插脚相对应的插脚。此种单元由此能够放置在壁上插座内。它们设置有壁上插座的母部件，使得用于开关电器设备的插头能够与其相连接。
此种单元称为通/断开关，还称为调光器。尽管此种开关单元具有很大的灵活性，由于它们毕竟随后放置，导致其外观不太吸引人；它们终究确实在壁上插座和设备的插头之间形成了一个用于相互连接的额外元件。
从现有技术中还可得知所谓的“总线”系统，例如“Instabus”系统。尽管它们主要用于公用事业的建筑中，但是这些系统也用于家用设备中，由此能够实现照明、供暖和其它舒适功能例如窗帘的中央控制。
此种“总线”系统的安装非常昂贵。特别是在已经存在的建筑物内设置系统的情况。这是由于此种系统不能无线工作，而是依靠必须结合在装置内的大量的信号线操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够避免现有技术的上述缺陷的系统。
该目的通过该开关单元适于安装在壁上插座的外壳内而实现。这种外壳也称为“盒子”，其中不仅安装壁上插座，而且安装例如开关或者调光器。
这些措施的结果是不再需要将一个单独的单元设置在壁上插座和插头之间以相互连接。由此可改进电气装置的外观。
相对于“总线”系统和类似的设备，其优点在于此种开关单元的设置能够以简单的方式进行；对于电气装置的布线终究不需要作任何改变或增加。购买之后，此种开关单元能够方便地设置在现有的嵌装盒中以代替通常的壁上插座。
开关单元的操作是无线地进行的，因此为此目的无需布线设置。
在荷兰、德国和法国所优选使用的嵌装盒的总深度为40mm。盒的总深度当然也可以更大，但这些仅在绝对需要时应用。在已有建筑物中主要使用总深度为40mm的嵌装盒。因此，开关单元优选地最大深度为32mm。剩余的8mm对于连接线的引导来说是必需的。
在其它国家使用其它深度的嵌装盒。本发明同样致力于提供用于这些国家的嵌装盒的开关单元。根据优选实施方式，本发明为此目的提供开关单元与嵌装盒相结合的措施，并且该开关单元的最大深度比该嵌装盒的最大深度至少小8mm。
在以上两个实施方式中的每种情形下，考虑该开关单元和该盒的最大深度之间的间距为8mm；部分地取决于局部调节，可以考虑不同的中间间距，例如5、6、7、9或10mm。
根据第一实施方式，开关单元设置有通常类型的用于操作开关的操作元件。此种开关单元用于替代装置内的传统开关，以在此控制与电源插座相连接的吊灯。此种开关单元用作替代操作灯的传统开关。后者又能够由集成在开关单元内的操作元件并且通过无线发送器来操作。
根据另一个优选实施方式，开关单元设置有壁上插座的母部件。该实施方式中，所连接的负载能够被控制，例如落地灯。这里需要指出的是，尤其当壁上插座存在母部件时，可用间距就非常有限。
如前序中所述，该开关单元能够适于执行简单的通/断的开关功能。此种功能对于例如开关电源插座的通和断是有用的。
根据另一个优选实施方式，开关单元设置有调光器。在很多情形下这些调光器与开关相结合。此种实施方式例如应用于开关并因此调节内部照明。另外，调光器的使用伴随着热量的产生；因为此种调光器设置在房间内，空气流通小，因此热量很少排放，由调光器产生的热量能够导致高的温度。
根据又一个优选实施方式，开关能够在通/断功能和调光功能之间控制，并且控制电路适于检测连接到壁上插座的母部件的负载的特性，以当负载不是完全由电阻形成时阻断调光功能。该实施方式例如可应用于壁上插座，该壁上插座上使用各种类型的设备，例如落地灯或真空吸尘器。当连接真空吸尘器时，当然必须阻断调光功能以防止调光器和真空吸尘器的损坏。这通过检测负载的特性来实现。
另一个优选实施方式提供了开关单元还包括连接到控制电路的发送器的措施。这个发送器能用于向无线控制设备反馈例如阻抗特性。而且此种开关单元可以组成大系统的一部分，因此各种开关单元不仅能够由控制单元控制，而且开关单元也能够互相通信。由此，在由此种开关单元形成的接点之间产生了一个无线连接网络。由此可以建立一个大系统，其功能相当于“总线”系统的功能。
能够在网络不工作时执行切换功能是方便的。为此目的，该开关单元包括用于至少操作该切换功能的操作元件。
能够确定相应的开关是否接通也是有好处的。为此目的，该开关设置有信号光源，当开关单元接通时产生该信号光源。另外，在此能够使用双色LED，其颜色取决于开关是否闭合。
另一个优选实施方式提供了开关单元包括印刷电路板的措施，该印刷电路板上放置有多个构件，并且该印刷电路板沿插座插脚的方向横向地延伸。可用空间非常小。发明人发现以上所述的部件设置导致了空间的有效使用。
当至少一个印刷电路板大致遍布外壳的整个外表面并设置有凹槽时，能够达到可用空间的进一步改进。这个凹槽此后用于连接线的穿线。
另一个特定的实施方式提供了开关单元包括接触支座的措施，该接触支座由绝缘材料制成，在该接触支座上设置有用于公插头的插脚的触头，并且在该接触支座上设置有用于将该触头连接到导线的端子，其中该触头和端子之间的连接中的至少一个连接被中断。这也是一个节约空间的构造。
当接触支座由外壳形成时，该外壳由塑料制成并具有大致圆柱形部件和安装凸缘，可用空间的使用甚至更加有效。由此，不需要单独的安装板，这就使得节约成本。
一个具有吸引力的实施方式提供了开关单元包括电源电路的措施，该电源电路适于仅在电源过零(zero passage)之后的一个短时间段内将电容器连接到电源。该实施方式避免了变压器或其它大型构件，而且热耗散也消除了，因此可获得极其紧凑和无耗散的电源电路。
优选地使用继电器。本发明人发现继电器由于其产生微不足道的热量而更具吸引力，尽管其体积大于半导体开关元件的体积。
然而另一个更特别的优选实施方式提供了开关单元适于测量连接到开关单元的负载的功率的措施。作为一个安全措施，这个功能能够用于监视由开关单元控制的电源，而且可以检测所消耗的能源，例如在电源管理系统中。
当应用于电源管理系统中时，重要的是控制电路适于将表示测量功率的信号发送到网络中的另一个元件。
接下来将参考附图解释本发明，其中图1是根据本发明的在壁上插座的外壳内结合开关单元的分解视图；
图2是一个可选实施方式的详细分解视图；图3是解释根据本发明的开关单元的操作的电路图；和图4是根据本发明的开关单元的一个可选的电路图。
具体实施例方式
图1示出了其整体表示为1的开关单元，其适于设置在壁上插座的外壳2内。该开关单元包括壁上插座的标准部件，例如金属安装板3、由绝缘材料制成的接触支座4、框架板5和盖板6。所有这些构件与标准壁上插座的构件一致。接触支座4以通常的方式设置有母触头7和8，以及设置有接地唇部9。这里需要注意的是接地头对于本发明来说不是必需的，但是通常需要在新房和改装的建筑物内使用接地的壁上插座。
在接触支座4的后侧上通过例如螺钉连接安装印刷电路板10。在印刷电路板的后侧设置有用于执行功能所必需的构件的部件。由于它的圆形角，该板适合于容置在相应的盒中。该板上设置有凹槽11，在该凹槽11上能够容纳相当大的部件例如线圈。还设置有第二个更小的印刷电路板12，在该印刷电路板12上优选地放置有高频部件。
图2示出了一个可选实施方式，其中大量的构件放置在一个大致为圆柱形的支座54上，其和凸缘53一体地形成。支座优选地由塑料制成。支座在此代替第一实施方式的接触支座4和安装板3。结合有盖55的圆柱形状使得保护部件以防止高压。这里，还结合有其上设置有构件的印刷电路板。
下面将以图3为基础来解释该开关单元的操作。正如在标准的壁上插座中使用的那样，该开关单元包括两对连接触头13、14。成对的连接触头使得相互连接成为可能。一个母触头7连接到两个连接触头13，而另一个母触头8连接到开关15和调光电路16。开关15有3个位置，即如图3中示出的接通位置，其中母触头8直接连接到连接触头14；第二位置，其中开关切断；和第三位置，其中调光电路16接通。该电路还包括控制电路17，该控制电路用于将其电源连接到成对触头13和14，并且其分别设置有两个用于分别控制开关15和调光器16的输出连接件18和24。高频发送和接收电路还容纳在控制电路中。
LED19以及压力开关20进一步连接到控制电路17。这里，按钮由光导塑料形成，按钮的一侧连接到LED19，因此从外侧可以观察到LED19是否开启。控制电路能够操作开关15和调光电路16，以由此控制施加到负载的电源。
控制电路通过高频发送-接收器22接收其命令，该高频发送-接收器22设置有用于接收和发送高频信号的天线23。
控制电路的智能性使得该开关用作无线连接网络的接点。信息包在此以受控的方式发送。显而易见，根据本发明的控制单元也能够由其它的传输协议来控制。
图4示出了一个可选的电路。由于缺乏调光功能和一些应用功能，该电路与图3中示出的电路不同。该电路包括整体上由30表示的电源电路、功率测量电路31、发送器/接收器32和控制电路33。电源电路31包括作为晶体管实施的开关34，其发射极连接到电容器35。集电极连接到电源电压的相位(phase)上。晶体管34的基极连接到光电晶体管36，当LED37发光时，该光电晶体管导通，从而接通晶体管34。LED37连接到电路38，该电路用于检测电源电压的过零并使得LED37在过零后激活一段时间，因此，在此期间，晶体管34导通并且电容器35放电。具有滤波功能的线圈39连接在电容器35和晶体管34之间。除了该线圈，当然也可使用其它的滤波装置。由此可以从电源电压上获得用于电子电路的电源电压，而不需要昂贵的和大型构件。
为了跟踪连接到开关单元的负载并计算其功率，设置有功率测量电路31，其测量在零和相位之间的电压以及流经相导体的电流。为此，在相导体内设置有小电阻42。然而，除此以外也可应用例如电流变压器的其它电流测量原理。
正如在其它实施方式中那样，设置有发送器/接收器32，其连接到天线23。发送器/接收器还连接到控制电路33，以用于发送命令。同样，在功率测量电路31和发送器/接收器32之间具有连接，使得由功率测量电路31采集的数据发送到网络。
最后，设置有控制电路33，其适于操作开关40。该开关由继电器形成，该继电器设置有触头40a和线圈40b，该线圈连接到控制电路17。令人吃惊的是，使用机械继电器比电子开关更具有吸引力。其中，这涉及到产生热量少。控制电路还适于控制LED19，该LED19指示开关是否关闭。控制电路33连接到发送器/接收器32，用于接收输入信号。还设置有手动操作开关41用于在没有无线控制系统时控制开关单元。
权利要求
1.一种可遥控开关单元，用于开关电气装置内的电源，其中所述开关单元包括—可电控开关；—用于控制所述开关的控制电路；和—连接到所述控制电路用于接收无线信号的接收器，其特征在于，所述开关单元适于安装在壁上插座的壳体内。
2.如权利要求1所述的开关单元，其特征在于所述开关单元的深度小于32mm。
3.如权利要求1或2所述的开关单元，其特征在于所述开关单元结合有嵌装盒，并且所述开关单元的最大深度比所述嵌装盒的最大深度小至少8mm。
4.如权利要求1、2或3所述的开关单元，其特征在于所述开关单元设置有通常类型的操作元件用于操作所述开关。
5.如权利要求1、2或3所述的开关单元，其特征在于所述开关单元设置有壁上插座的母部件。
6.如前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于所述开关单元设置有通/断开关。
7.如权利要求6所述的开关单元，其特征在于所述开关单元设置有调光器。
8.如权利要求7所述的开关单元，其特征在于所述控制电路适于检测连接到所述壁上插座母部件的负载的特性，并且当负载不完全由电阻形成时阻断调光功能。
9.如前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于所述开关单元包括连接到所述控制电路的发送器，并且所述开关单元适于用作发送器/接收器的网络中的接点。
10.如前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于还包括设置在所述开关单元上的操作元件用于至少操作所述开关。
11.如权利要求10所述的开关单元，其特征在于还包括当所述开关单元接通时产生的信号光源。
12.如前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于所述开关单元包括至少一个其上设置有多个部件的印刷电路板，并且所述印刷电路板平行于所述壳体的安装表面延伸。
13.如权利要求12所述的开关单元，其特征在于所述印刷电路板中至少一个大致遍布所述壳体的整个表面，但设置有凹槽。
14.如前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于所述开关单元包括由绝缘材料制成的接触支座，所述接触支座上设置有用于公插头的插脚的触头，并且所述接触支座上设置有用于将所述触头连接到导线的端子，其中触头和端子之间的连接中的至少一个连接被中断。
15.如权利要求14所述的开关单元，其特征在于所述接触支座由壳体形成，所述壳体由塑料制成并且具有大致圆柱形的部件和安装凸缘。
16.如前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于所述开关单元包括电源电路，所述电源电路适于仅在所述电源过零之后的一个短时间段内将电容器连接到所述电源。
17.如前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于所述开关单元包括继电器，用于切换其中一个触头和其中一个端子之间的连接。
18.如前述权利要求中任一项所述的开关单元，其特征在于所述开关单元适于测量连接到所述开关单元的负载的功率。
19.如权利要求17所述的开关单元，其特征在于所述控制电路适于将表示所测量的功率的信号发送到所述网络中的另一个元件。
全文摘要
本发明涉及用于开关电气装置内的电源的可遥控开关单元，其中所述开关单元包括可电控开关、用于控制所述开关的控制电路、连接到所述控制电路以接收无线信号的接收器，其中所述开关单元适于安装在壁上插座的壳体中。这些措施的结果是不再需要将一个单独的单元设置在壁上插座和插头之间以相互连接。由此可改进电气装置的外观。对于总线系统或类似的设备，其优点在于能以特别简单的方式设置这种开关单元；该电气装置的布线终究不需要作任何改变。
文档编号H04W88/02GK1985547SQ200580013922
公开日2007年6月20日 申请日期2005年2月28日 优先权日2004年3月2日
发明者弗朗西斯库斯·彼得鲁斯·登·里德 申请人:艾康姆技术有限公司