[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Verbinden oder Trennen von elektrischen
Komponenten eines Haushaltgerätes mit/von einem Versorgungsnetz, umfassend
- ein Schaltnetzteil zur Bereitstellung zumindest einer Versorgungsgleichspannung für
weitere elektrische Komponenten im Haushaltgerät,
- einen Taster, der bei Betätigung das Ein- oder Ausschalten durch einen Benutzer bewirken
kann,
- zumindest ein Steuerungsmittel, das für seine Energieversorgung mit der Versorgungsgleichspannung
verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, Ereignisse zu signalisieren,
- einen elektrischen Schalter zum Koppeln des Schaltnetzteils mit dem Versorgungsnetz,
der durch aufgrund einer Betätigung des Tasters eine Kopplung oder Trennung des Schaltnetzteils
mit dem Versorgungsnetz bewirken kann.
[0002] Aus dem Stand der Technik ist gemäß der
DE 10 2007 058 379 A1 eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der das Schaltnetzteil mittels eines elektrischen
Schalters mit dem Versorgungsnetz gekoppelt ist. Hierzu ist ferner ein elektrischer
Schalter vorgesehen, der von der Steuereinrichtung oder mittels eines Tasters geschaltet
werden kann. Die zum Ein- oder Ausschalten benötigte elektrische Energie muss immer
bereitstehen, so dass insbesondere in einer sogenannten Standby-Betriebsart zumindest
in den Schaltmomenten hohe Ströme auftreten können.
[0003] Aus der
EP 1 001 505 A2 ist eine elektronische Schaltung bekannt, die über ein Netzteil versorgt wird. Das
Einschalten der Netzversorgung erfolgt über ein Relais, bei dem der Kontakt mit einem
Taster geschlossen wird. Über die Steuerungselektronik wird die Relaisspule in die
Selbsthaltung versetzt. Wenn die Zustände des Verbrauchers es erfordern, schaltet
die Steuerungselektronik die Relaisspule ab, so dass die primärseitige Spannungsversorgung
unterbrochen wird. Hierbei ist es erforderlich, dass der Relaiskontakt im Bereich
der Bedienblende des Haushaltgerätes liegt, damit dieser mittels eines für den Benutzer
gut zugänglichen Tasters betätigt werden kann. Ferner erfordert die Selbsthaltung
eine stetige Energiezufuhr, wobei bei kurzzeitiger Netzunterbrechung das Gerät dauerhaft
abschaltet.
[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung bereitzustellen,
die einen energiesparenden Betrieb und eine verbesserte Verfügbarkeit der Gerätefunktion
bereitstellt.
[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen
des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen.
[0006] Der mit der Erfindung erreichte Vorteil besteht darin, dass auch im abgeschalteten
Zustand, also wenn das Schaltnetzteil vom Versorgungsnetz getrennt ist, ein Einschalten
des Gerätes durch Gerätezustände oder eine Bedingung einer Bedienhandhabe möglich
ist. Ferner ist sowohl ein zuverlässiges Abschalten und Wiedereinschalten des Haushaltgerätes
nach einer Unterbrechung des Versorgungsnetzes möglich.
[0007] Gemäß der Erfindung umfasst die Schaltungsanordnung als elektrischen Schalter ein
bistabiles Relais mit einer ersten Spule zum Schließen des Schalters und einer zweiten
Spule zum Öffnen des Schalters, wobei die erste Spule und die zweite Spule zumindest
mittelbar mit dem Steuerungsmittel verbunden ist und dass der Taster zwischen zumindest
einer Leitung des Versorgungsnetzes und dem Schaltnetzteil angeordnet ist, um beim
Schließen des Tasters die direkte Verbindung des Versorgungsnetzes mit dem Schaltnetzteil
zu bewirken und das Steuerungsmittel zu aktivieren. Ein bistabiles Relais als Schalter
zu verwenden hat den Vorteil, dass nur kurzzeitige Stromimpulse benötigt werden, um
den Kontakt von dem getrennten Zustand in den verbundenen Zustand zu bewegen oder
umgekehrt. Ferner ist sichergestellt, dass bei einer Unterbrechung des Versorgungsnetzes
oder einem Stromausfall das Gerät eingeschaltet bleibt, wenn das Versorgungsnetz wieder
Strom liefert. Ferner wird erreicht, dass bei betätigtem Netztaster das Schaltnetzteil
unmittelbar mit dem Versorgungsnetz verbunden ist und darüber primärseitig versorgt
wird, sodass innerhalb weniger Millisekunden das Steuermittel zur Erfassung des Tasterzustandes
aktiviert wird. In dieser Anlaufphase, während der Taster noch gedrückt wird, erkennt
das Steuermittel, dass das Gerät eingeschaltet werden soll und gibt nun seinerseits
einen Stromimpuls auf die Relaisspule, die das Schließen des elektrischen Schalters
bewirkt. Nach dieser Anlaufphase kann der Taster deaktiviert werden, da der elektrische
Schalter sich in einen mechanisch stabilen Zustand befindet und dabei die Verbindung
des Versorgungsnetzes zu den elektrischen Verbrauchern im Gerät hergestellt hat. Bei
erneuter Betätigung des Tasters erkennt das Steuermittel, dass ein eingeschaltetes
Gerät ausgeschaltet werden soll. Das Steuermittel aktiviert nun die Relaisspule, die
das Öffnen des elektrischen Schalters bewirkt.
[0008] In einer zweckmäßigen Ausführung sind die erste Spule und die zweite Spule des bistabilen
Relais direkt an das Steuerungsmittel angeschlossen bzw. mit diesem über Verbindungsleitungen
verbunden. Hierbei ist das Steuerungsmittel dazu ausgebildet, die Energie der jeweils
zu aktivierenden Spule zuzuführen.
[0009] In einer alternativen Ausführung sind die erste Spule und die zweite Spule oder unter
Zwischenschaltung jeweils einer Treiberstufe an das Steuerungsmittel angeschlossen.
Hierbei kann das Steuerungsmittel als Mikrokontroller ausgeführt sein, der beispielsweise
mit 5V oder weniger betrieben wird, wobei die Treiber dazu ausgebildet sind, bei einer
Aktivierung durch eine Ansteuerung durch das Steuerungsmittel an der jeweiligen Relaisspule
eine höhere Spannung, beispielsweise 24V oder sogar die Versorgungsspannung 230V,
anzulegen.
[0010] In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind die Treiberstufen mit der Versorgungsgleichspannung
für ihre Energieversorgung verbunden und die Relaisspulen für den Betrieb mit der
Versorgungsgleichspannung geeignet. Hierbei dienen die Treiberstufen dazu, den zum
Schalten notwendigen Stromimpuls der Spule zuzuführen.
[0011] Das Steuerungsmittel ist dazu eingerichtet, den Schaltzustand des Tasters zu erkennen
und aufgrund des erkannten Schaltzustandes und des jeweiligen Zustandes des elektrischen
Schalters die erste oder zweite Spule (8a, 8b) zum Öffnen oder schließen des Schalters
zu aktivieren.
[0012] In einer insgesamt vorteilhaften Weiterbildung ist das Steuerungsmittel dazu eingerichtet,
den Schaltzustand des Tasters zu erkennen und aufgrund des erkannten Schaltzustandes
und des jeweiligen Zustandes des elektrischen Schalters die erste oder zweite Spule
zum Öffnen oder Schließen des Schalters zu aktivieren. Dadurch kann nach einer Unterbrechung
des Versorgungsnetzes ein selbständiger Wiederanlauf durch das Steuermittel bereitgestellt
werden, wenn der Taster vor einer Netzunterbrechung nicht betätigt wurde.
[0013] Insgesamt ist es zweckmäßig, ein Erfassungsmittel zum Erfassen des Schaltzustandes
des Tasters einzusetzen, das mit dem Steuerungsmittel in Wirkverbindung steht, um
den Schaltzustand des Tasters zu erkennen. Damit kann das Erfassungsmittel sehr fein
auf das Verhalten und die Eigenschaften des Tasters, Schalters oder Touch-Bedienmittel
abgestimmt werden.
[0014] In einer anderen Weiterbildung umfasst die Schaltungsanordnung eine Steuerungseinrichtung,
die zum Steuern von Prozessen im Haushaltgerät ausgebildet ist, die ferner das Steuerungsmittel
zum Betätigen des elektrischen Schalters umfasst. Damit kann eine Abschaltung des
Gerätes in Abhängigkeit des Gerätes oder Programmzustandes vorgenommen werden, beispielsweise
wenn der Benutzer einen Wäschetrockner mittels der Bedienhandhabe abschaltet, kann
die Steuereinrichtung ein kontrolliertes Herunterfahren bewirken, so dass in diesem
Fall zuerst das Heizregister abgeschaltet wird, wobei das Gebläse und die Trommelbewegung
noch eine gewisse Zeit aktiviert sind, bis der gesamte Prozess abgekühlt ist. Die
endgültige Trennung des Schaltnetzteils erfolgt somit zeitverzögert.
[0015] In einer weiteren Ausführung ist das Steuerungsmittel zur Auswertung und Erkennung
eines Türkontaktes ausgebildet. Damit kann das Öffnen oder Schließen einer Tür, die
mit dem Haushaltgerät in funktionellem Zusammenhang steht, zum Ein- oder Ausschalten
des Gerätes bzw. zum Verbinden bzw. zum Trennen des Schaltnetzteils zum/vom Versorgungsnetz
verwendet werden.
[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung Fig. 1 rein schematisch
dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
[0017] Die Fig. 1 zeigt blockweise die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1, die zum Betreiben
eines Haushaltgerätes bzw. zum Verbinden oder zum Trennen von elektrischen Komponenten
7, 4, 9 für das Gerät vorgesehen ist. Hierbei ist insbesondere das Verbinden und Trennen
des Schaltnetzteils 7 zum/vom Versorgungsnetz L, N bereitgestellt. Das Versorgungsnetz
L, N wird üblicherweise über einen Anschlussstecker zum Gerät geführt. Im Gerät ist
an den Versorgungsleitungen L, N ferner ein Schaltnetzteil 7 angeschlossen, das eine
Gleichspannung Ugl für die Versorgung einer Steuereinrichtung 4a zum Steuern von Prozessen
im Haushaltgerät und für das Steuerungsmittel 4 bereitstellt. In einer zweckmäßigen
Ausführung ist zwischen Schaltnetzteil und Versorgungsnetz L, N ein Netzfilter (nicht
dargestellt) angeschlossen, das über den Schaltkontakt 3a vom Versorgungsnetz L, N,
getrennt werden kann. Eine Auswerteschaltung 5 für den Taster 6, der auch als Touch-Schalter
ausgebildet sein kann, ist ebenfalls signaltechnisch mit dem Steuerungsmittel 4 verbunden.
Nach dem Schließen des Tasters 6 bei abgeschaltetem Gerät wird unmittelbar eine Leitung
L des Versorgungsnetzes L, N mit dem Schaltnetzteil 7 verbunden, das dann wiederrum
die Versorgungsgleichspannung Ugl für das Steuerungsmittel 4 bereitstellt. Das Steuerungsmittel
4 ist in diesem Schaltzustand des Tasters 6 bereits aktiv und kann anhand des Erfassungsmittels
5 für den Netztaster 6 eine entsprechende Auswertung und Ansteuerung der Relaisspulen
8a, 8b für das bistabile Relais des elektrischen Schalters 3 vornehmen. In diesem
Fall wird erkannt, dass das Gerät eingeschaltet werden soll. Das Steuerungsmittel
4 gibt nun einen Signalimpuls zur Spule 8a aus, die das Schließen des Schalters 3
bzw. des Schaltkontaktes 3a bewirkt. Dadurch wird die Verbindung der Phase L des Versorgungsnetzes
zu den weiteren Verbrauchern 9 im Gerät hergestellt und ferner wird auch das Schaltnetzteil
7 versorgt, auch wenn der Taster 6 losgelassen und der Kontakt des Tasters 6 geöffnet
wird. Das Gerät ist nun eingeschaltet.
[0018] Um das Gerät abzuschalten, wird der Taster 6 betätigt, wobei der Kontakt 3a des elektrischen
Schalters 3 geschlossen ist. Die Betätigung des Tasters 6 bewirkt, dass das Erfassungsmittel
5 ein Signal an das Steuerungsmittel 4 überträgt, das dann die Spule 8b zum Abschalten
des elektrischen Schalters 3 aktiviert, indem ein festgelegter Stromimpuls der Spule
8b zugeführt wird.
[0019] In einer zweckmäßigen Ausführung ist das Steuerungsmittel 4 in der Steuerungseinrichtung
4a, die zum Steuern von Prozessen im Haushaltgerät vorgesehen ist, integriert. Dadurch
kann ein sehr einfacher und kostengünstiger Aufbau bereitgestellt werden und ferner
kann das Einschalten oder das Abschalten vom Prozess abhängig vorgenommen werden.
1. Schaltungsanordnung (1) zum Verbinden oder Trennen von elektrischen Komponenten (7,
4, 9) eines Haushaltgerätes mit/von einem Versorgungsnetz (L, N), umfassend
- ein Schaltnetzteil (7) zur Bereitstellung zumindest einer Versorgungsgleichspannung
(Ugl) für weitere elektrische Komponenten (9) im Haushaltgerät,
- einen Taster (6), der bei Betätigung das Ein- oder Ausschalten durch einen Benutzer
bewirken kann,
- zumindest ein Steuerungsmittel (4), das für seine Energieversorgung mit der Versorgungsgleichspannung
(Ugl) verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, Ereignisse zu signalisieren,
- einen elektrischen Schalter (3) zum Koppeln des Schaltnetzeils (7) mit dem Versorgungsnetz
(L, N), der durch aufgrund einer Betätigung des Tasters (6) eine Kopplung oder Trennung
des Schaltnetzteils (7) mit dem Versorgungsnetz (L, N) bewirken kann, dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrische Schalter (3) ein bistabiles Relais (8) mit einer ersten Spule (8a)
zum Schließen des Kontaktes (3a) und einer zweiten Spule (8b) zum Öffnen des Kontaktes
(3a) umfasst, wobei die erste Spule (8a) und die zweite Spule (8b) zumindest mittelbar
mit dem Steuerungsmittel (4) verbunden ist und dass der Taster (6) zwischen zumindest
einer Leitung des Versorgungsnetzes (L, N) und dem Schaltnetzteil (7) angeordnet ist,
um beim Schließen des Tasters (6) die direkte Verbindung des Versorgungsnetzes mit
dem Schaltnetzteil (7) zu bewirken und das Steuerungsmittel (4) zu aktivieren.
2. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Spule (8a) und die zweite Spule (8b) direkt an das Steuerungsmittel (4)
angeschlossen bzw. mit diesem über Verbindungsleitungen verbunden sind.
3. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Spule (8a) und die zweite Spule (8b) oder unter Zwischenschaltung jeweils
einer Treiberstufe (10a, 10b) an das Steuerungsmittel (4) angeschlossen sind.
4. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Treiberstufen (8a, 8b) mit der Versorgungsgleichspannung (Ugl) für ihre Energieversorgung
verbunden sind und die Relaisspulen (8a, 8b) für den Betrieb mit der Versorgungsgleichspannung
(Ugl) geeignet sind.
5. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerungsmittel (4) dazu eingerichtet ist, den Schaltzustand des Tasters (6)
zu erkennen und aufgrund des erkannten Schaltzustandes und des jeweiligen Zustandes
des elektrischen Schalters (3) die erste oder zweite Spule (8a, 8b) zum Öffnen oder
Schließen des Schalters (3) zu aktivieren.
6. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch ein Erfassungsmittel (5) zum Erfassen des Schaltzustandes des Tasters (6), das mit
dem Steuerungsmittel (4) in Wirkverbindung steht zur Erkennung des Schaltzustandes
des Tasters (6).
7. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (4a), zum Steuern von Prozessen im Haushaltgerät, die
ferner das Steuerungsmittel (4) zum Betätigen des elektrischen Schalters (3) umfasst.
8. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerungsmittel (4) oder das Erfassungsmittel (5) zur Erfassung und Erkennung
des Zustandes eines Türkontaktes ausgebildet ist.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Schaltungsanordnung (1) zum Verbinden oder Trennen von elektrischen Komponenten (7,
4, 9) eines Haushaltgerätes mit/von einem Versorgungsnetz (L, N), umfassend
- ein Schaltnetzteil (7) zur Bereitstellung zumindest einer Versorgungsgleichspannung
(Ugl) für weitere elektrische Komponenten (9) im Haushaltgerät,
- einen Taster (6), der bei Betätigung das Ein- oder Ausschalten durch einen Benutzer
bewirken kann,
- zumindest ein Steuerungsmittel (4), das für seine Energieversorgung mit der Versorgungsgleichspannung
(Ugl) verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, den Schaltzustand des Tasters (6)
zu erkennen,
- einen elektrischen Schalter (3) zum Koppeln des Schaltnetzteils (7) mit dem Versorgungsnetz
(L, N), der durch aufgrund einer Betätigung des Tasters (6) eine Kopplung oder Trennung
des Schaltnetzteils (7) mit dem Versorgungsnetz (L, N) bewirken kann, dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrische Schalter (3) ein bistabiles Relais (8) mit einer ersten Spule (8a)
zum Schließen des Kontaktes (3a) und einer zweiten Spule (8b) zum Öffnen des Kontaktes
(3a) umfasst, wobei die erste Spule (8a) und die zweite Spule (8b) zumindest mittelbar
mit dem Steuerungsmittel (4) verbunden ist und dass der Taster (6) zwischen zumindest
einer Leitung des Versorgungsnetzes (L, N) und dem Schaltnetzteil (7) angeordnet ist,
um beim Schließen des Tasters (6) die direkte Verbindung des Versorgungsnetzes mit
dem Schaltnetzteil (7) zu bewirken und das Steuerungsmittel (4) zu aktivieren, wobei
die Schaltungsanordnung ferner ein Erfassungsmittel (5) zum Erfassen des Schaltzustandes
des Tasters (6), das auf das Verhalten des Tasters oder eines Schalters oder eines
Touch-Bedienmittels abgestimmt ist, umfasst, das mit dem Steuerungsmittel (4) in Wirkverbindung
steht zur Erkennung des Schaltzustandes des Tasters (6), um mittels des Steuerungsmittels
(4) aufgrund des erkannten Schaltzustandes und des jeweiligen Zustandes des elektrischen
Schalters (3) die erste oder zweite Spule (8a, 8b) zum Öffnen oder Schließen des Schalters
zu (3) aktivieren.
2. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Spule (8a) und die zweite Spule (8b) direkt an das Steuerungsmittel (4)
angeschlossen bzw. mit diesem über Verbindungsleitungen verbunden sind.
3. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Spule (8a) und die zweite Spule (8b) oder unter Zwischenschaltung jeweils
einer Treiberstufe (10a, 10b) an das Steuerungsmittel (4) angeschlossen sind.
4. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Treiberstufen (8a, 8b) mit der Versorgungsgleichspannung (Ugl) für ihre Energieversorgung
verbunden sind und die Relaisspulen (8a, 8b) für den Betrieb mit der Versorgungsgleichspannung
(Ugl) geeignet sind.
5. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (4a), zum Steuern von Prozessen im Haushaltgerät, die
ferner das Steuerungsmittel (4) zum Betätigen des elektrischen Schalters (3) umfasst.
6. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerungsmittel (4) oder das Erfassungsmittel (5) zur Erfassung und Erkennung
des Zustandes eines Türkontaktes ausgebildet ist.