DE102006061163A1

DE102006061163A1 - Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel

Info

Publication number: DE102006061163A1
Application number: DE200610061163
Authority: DE
Inventors: Walter Koch; Stefan Lukas; Mario Schenk
Original assignee: Logicdata Electronic and Software Entwicklungs GmbH
Current assignee: Logicdata Electronic and Software Entwicklungs GmbH
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-06-26
Also published as: WO2008077898A1; EP2102979A1

Abstract

Eine Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel umfasst eine Versorgungseinrichtung (10), die über ein Netztrennrelais (13) mit Netzanschlüssen (12) gekoppelt ist und zur Erzeugung einer an Versorgungsanschlüssen (11) anliegenden Spannung dient. Das Netztrennrelais (13) wird von einer Detektionseinrichtung (130) in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Steuerung angesteuert. An einem Motoranschluss (20) ist in Abhängigkeit eines Steuersignals (MS1) die an den Versorgungsanschlüssen (11) anliegende Spanung abgebbar. Die Steuerung umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung (30), die einen Bedienanschluss (32) und einen Steuerausgang (31) zur Abgabe des Steuersignals (MS1) aufweist. An dem Bedienanschluss (32) ist eine Bedieneinrichtung (40) angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel sowie eine Verwendung der Steuerung
In der heutigen Zeit werden viele Tische, insbesondere Schreibtische mit Tischplatten angeboten, bei denen die Höhe der Tischplatte über einen speziellen Antrieb verstellbar ist. Auch Betten, beispielsweise Komfortbetten oder Krankenhausbetten, lassen sich über elektrische Antriebe etwa in Höhe oder Neigungswinkel des Bettes einstellen.
Dabei ist es möglich, Gleichstrommotoren für den Antrieb einzusetzen, die mit einer Kleinspannung oder Niederspannung von etwa 12 V bis 24 V betrieben werden. Dafür wird die Netzspannung, in Europa üblicherweise bei etwa 230 V liegend, über einen Transformator in den niedrigeren Spannungsbereich der Gleichstrommotoren herabgesetzt und über eine Gleichrichterschaltung in eine Gleichspannung umgewandelt. Ein Ansteuern der Motoren kann durch ein gesteuertes Verbinden der Motoren mit der niedrigen Gleichspannung erfolgen. Hierzu lässt sich eine mit Bedienelementen gekoppelte Steuerplatine einsetzen, die beispielsweise zusammen mit dem Transformator und der Gleichrichterschaltung aufgebaut sein kann.
Eine weitere Möglichkeit für einen Antrieb bei elektrisch verstellbaren Möbeln besteht in der Verwendung von Wechselstrommotoren, die mit der Netzwechselspannung betrieben werden können. In allen Fällen sollte beim Nutzen von Netzspannungen darauf geachtet werden, dass ein Benutzer eines elekt rischen Antriebs nicht mit Strom führenden Kontakten in Berührung gelangen kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel anzugeben, die kostengünstig und aufwandsarm hergestellt werden kann und elektrische Sicherheit für einen Benutzer gewährleistet. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Verwendung für die Steuerung anzugeben.
Diese Aufgaben werden mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel eine Versorgungseinrichtung zur Erzeugung einer an Versorgungsanschlüssen anliegenden Spannung aus einer Netzwechselspannung. Die Versorgungseinrichtung ist dabei über ein Netztrennrelais mit Netzanschlüssen gekoppelt. An einem ersten Motoranschluss ist in Abhängigkeit eines ersten Steuersignals die an den Versorgungsanschlüssen anliegende Spannung abgebbar. Eine erste Steuerungseinrichtung weist einen Bedienanschluss und einen ersten Steuerausgang zur Abgabe des ersten Steuersignals auf. An den Bedienanschluss der ersten Steuerungseinrichtung ist eine Bedieneinrichtung angeschlossen. Eine Ansteuerung des Netztrennrelais erfolgt in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Steuerung durch eine Detektionseinrichtung, welche den Betriebszustand detektiert.
Durch die Detektionseinrichtung können potenziell gefährliche Betriebszustände der Steuerung detektiert werden. In Abhängigkeit einer solchen Detektion lässt sich die Steuerung über das Netztrennrelais stromfrei beziehungsweise spannungsfrei schalten. Somit wird verhindert, dass der Anwender mit der höheren Spannung im Netzspannungsbereich, die in Europa beispielsweise aus den circa 230 Volt und in Nordamerika aus den circa 115 Volt der jeweiligen Netzwechselspannung resultiert, in Berührung kommt und so einen elektrischen Schlag erfährt.
In jeweils verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung zum Ansteuern von Gleichstrommotoren oder von Wechselstrommotoren verwendet werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann als zusätzliche Schutzmaßnahme durch eine Trennung der Steuerung in einen Netzspannungsbereich und einen Kleinspannungsbereich erreicht werden, dass die Bedieneinrichtung, die beispielsweise einem menschlichen Anwender zugänglich ist, mit einer für Menschen ungefährlichen niedrigen Spannung betrieben werden kann, die im Bereich von einigen wenigen Volt liegt. Gleichzeitig ermöglicht in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform die Bereitstellung einer Gleichspannung an den Versorgungsanschlüssen der Versorgungseinrichtung eine präzise Steuerung einer an einen Gleichstrommotor abgegebenen Spannung. Zudem kann auf den Einsatz eines für hohe Leistungen ausgelegten Transformators verzichtet werden, da die Versorgungseinrichtung direkt die von einem Wechselspannungsversorgungsnetz bereitgestellte Netzwechselspannung in die Gleichspannung umwandelt.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind für eine Versorgungseinrichtung, welche eine gleichrichtende Funktion aufweist, etwa herkömmliche Gleichrichter mit Gleichrichterdioden oder gesteuerte Transistorbrücken vorgesehen.
In anderen Ausführungsformen der Erfindung sind beispielsweise zusätzliche Sensoren für die Erfassung von verschiedenen Zuständen eines am Motoranschluss angeschlossenen Motors vorgesehen, etwa für einen Motorstrom oder eine Motordrehzahl. Dies ermöglicht eine noch genauere Steuerung beziehungsweise Regelung des angeschlossenen Motors.
In der Steuerung können auch weitere Motoranschlüsse für weitere Motoren vorgesehen werden, die sich über die Steuerungseinrichtung unabhängig steuern beziehungsweise regeln lassen.
In weiteren Ausführungsformen werden von der Detektionseinrichtung verschiedene Betriebszustände erfasst. Beispielsweise wird detektiert, ob ein Motor augenblicklich in Betrieb ist oder ob ein Motor an dem Motoranschluss angeschlossen ist, um bei einer Nichtbenutzung oder einem Nichtvorhandensein eines Motors den Netzspannungsbereich sicher stromfrei zu schalten. Ebenso ermöglicht die Detektionseinrichtung festzustellen, ob in der Steuerung oder in einem an einem Motoranschluss angeschlossenen Motor Fehlerströme, das heißt in nicht vorgesehener Weise abfließende Ströme auftreten, welche zu einer Gefährdung eines Benutzers der Steuerung führen könnten. In diesem Fall wird der Netzspannungsbereich wiederum stromfrei geschaltet.
Eine Steuerung gemäß einem der Ausführungsbeispiele lässt sich beispielsweise bei einem elektrisch höhenverstellbaren Tisch, etwa einem Schreibtisch oder einer Werkbank einsetzen. Ferner kann eine Ausführungsform einer Steuerung auch bei elektrisch verstellbaren Betten verwendet werden, wie zum Beispiel bei Komfortbetten oder Betten im Krankenhaus- beziehungsweise Pflegebereich.
Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert. Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Elemente tragen dabei gleiche Bezugszeichen.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Steuerung,
2A bis 2D verschiedene Ausführungsbeispiele von Details einer Steuerung,
3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Detektionseinrichtung,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Detektionseinrichtung,
5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Detektionseinrichtung,
6 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Steuerung und
7 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Steuerung.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel. Dabei ist eine Versorgungseinrichtung 10 vorgesehen, die eingangsseitig über ein Netztrennrelais 13 mit Netzanschlüssen 12 gekoppelt ist. Ein Motoranschluss 20 ist an Versorgungsanschlüssen 11 der Versorgungseinrichtung 10 angeschlossen.
Eine erste Steuerungseinrichtung 30 weist einen ersten Steuerausgang 31 auf, über den ein erstes Steuersignal MS1 an die Versorgungseinrichtung 10 abgegeben werden kann. Am Motoranschluss 20 ist ein elektrischer Motor 60 angeschlossen. Eine Bedieneinrichtung 40 ist an einen Bedienanschluss 32 der Steuerungseinrichtung 30 gekoppelt.
Die Bedieneinrichtung 40 weist einen ersten Sensor 41 auf, über den ein Anwender Steuerbefehle übermitteln kann. Der erste Sensor 41 ist in diesem Ausführungsbeispiel als einfacher Schalter beziehungsweise Drucktaster ausgeführt, kann aber durch andere Sensoren ersetzt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Über die Netzanschlüsse 12 wird der Steuerung beziehungsweise der Versorgungseinrichtung 10 eine Netzwechselspannung, beispielsweise aus einem herkömmlichen Wechselspannungsversorgungsnetz zugeführt.
Die erste Steuerungseinrichtung 30 ist eingerichtet, in Abhängigkeit von Signalen am Bedienanschluss 32, welche von der Bedieneinrichtung 40 übermittelt werden, ein erstes Steuersignal MS1 zur Steuerung der Versorgungseinrichtung zu erzeugen.
Zur Steuerung des Netztrennrelais 13 ist eine Detektionseinrichtung 130 vorgesehen, die einen Betriebszustand der Steuerung detektiert. Die Detektionseinrichtung 130 ist dazu beispielsweise mit einem Steueranschluss 37 der ersten Steuerungseinrichtung 30 gekoppelt. So kann etwa detektiert werden, ob der Motor 60 in Betrieb ist, das heißt ob ein Stromfluss über die Versorgungsanschlüsse 11 notwendig ist. Beispielsweise kann die Steuerung beziehungsweise die Versor gungseinrichtung 10 somit bei Stillstand der Motoren von den Netzanschlüssen 12 getrennt werden. Die gezeigte Steuerung bietet damit einen Schutz eines Anwenders vor einer gefährlichen Spannung.
2A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Details einer Steuerung. Dabei umfasst die Versorgungseinrichtung 10 einen Transformator, der eingangseitig an das Netztrennrelais 13 angeschlossen ist. Der Ausgang des Transformators ist über Schalter 23 mit den Versorgungsanschlüssen 11 gekoppelt. In Abhängigkeit eines Schaltzustands der Schalter 23, der durch das erste Steuersignal MS1 gesteuert wird, kann eine transformierte Spannung an den Versorgungsanschlüssen 11 abgegeben werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Transformator auch weggelassen werden. Beispielsweise kann an die Versorgungsanschlüsse 11 ein Motoranschluss 20 zum Anschluss eines Wechselstrommotors angeschlossen werden.
2B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Details einer Steuerung. Dabei umfasst die Versorgungseinrichtung 10 vier für eine Zweiweggleichrichtung verschalteten Dioden D und einen Glättungskondensator C. Die Versorgungseinrichtung 10 ist eingangsseitig mit dem Netztrennrelais 13 gekoppelt. Ein Motoranschluss 20, an den beispielsweise ein Gleichstrommotor anschließbar ist, ist mit einem Pol direkt und mit dem anderen Pol über einen Transistor 23 an den Versorgungsanschlüssen 11 angeschlossen. Der negative Pol der Versorgungsanschlüsse 11 ist mit einem Bezugspotenzialanschluss GND verbunden.
Über das Netztrennrelais 13 wird der Steuerung beziehungsweise der Versorgungseinrichtung 10 eine Netzwechselspannung, beispielsweise aus einem herkömmlichen Wechselspannungsver sorgungsnetz zugeführt. Durch die Versorgungseinrichtung 10 wird die Netzwechselspannung in eine gleichgerichtete und geglättete Gleichspannung umgewandelt und an den Versorgungsanschlüssen 11 zur Verfügung gestellt. Die Zweiweggleichrichtung, die hier als Brückengleichrichter ausgeführt ist, kann dabei auch durch andere Gleichrichterschaltungen ersetzt werden, beispielsweise Mittelpunktgleichrichter oder aufwandsarme Einweggleichrichter.
Die erste Steuerungseinrichtung 30 ist eingerichtet, ein erstes Steuersignal MS1 zur Steuerung der Versorgungseinrichtung 10 zu erzeugen. Beispielsweise erzeugt die Steuerungseinrichtung 30 ein pulsweitenmoduliertes Signal, welches den Transistor 23 periodisch aufsteuert. Dadurch liegt am Motoranschluss 20 im zeitlichen Mittel eine Gleichspannung an, die von der an den Versorgungsanschlüssen 11 bereitgestellten Gleichspannung und dem Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Steuersignals MS1 abhängt. Dies führt zu einer Drehung des Motors beziehungsweise einer Bewegung des Antriebs für ein elektrisch verstellbares Möbelstück.
In diesem Ausführungsbeispiel kann auf einen für hohe Leistungen ausgelegten Transformator zur Spannungsversorgung des Motors verzichtet werden.
2C zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Details einer Steuerung, in der die Versorgungseinrichtung 10 eine Transistorbrücke mit Transistoren T1, T2, T3, T4 umfasst. Ein erster Pfad mit den Transistoren T1, T3 und ein zweiter Pfad mit den Transistoren T2, T4 sind zwischen Anschlüsse an das Netztrennrelais 13 zur Zuführung der Netzwechselspannung geschaltet. Die Steueranschlüsse der Transistoren T1, T2, T3, T4 sind mit einem ersten Steuerausgang 31 der ersten Steue rungseinrichtung 30 gekoppelt. Verbindungsknoten der jeweils zwei in Reihe geschalteten Transistoren T1, T2, T3, T4 bilden die Versorgungsanschlüsse 11 der gleichgerichteten Spannung. Weiterhin ist von der Versorgungseinrichtung 10 ein Wechselspannungssensor 14 umfasst, der mit einem Wechselspannungssensoreingang 38 der ersten Steuerungseinrichtung 30 gekoppelt ist.
Durch eine wechselseitige Ansteuerung der Transistoren T1, T2 beziehungsweise der Transistoren T3, T4 wird die Netzwechselspannung als gleichgerichtete, unipolare Spannung an den Versorgungsanschlüssen 11 beziehungsweise dem Motoranschluss 20 abgegeben. Um dies synchron zur Phasenlage der Netzwechselspannung erfolgen zu lassen, kann die Phasenlage über den Wechselspannungssensor 14 erfasst werden. Beispielsweise werden die Transistoren T1, T2 während einer positiven Halbwelle angesteuert und die Transistoren T3, T4 während einer negativen Halbwelle. Um die Polarität der Spannung am Motoranschluss 20 und damit die Drehrichtung des Motors zu ändern, wird die Ansteuerung vertauscht, so dass die Transistoren T3, T4 während einer positiven Halbwelle und die Transistoren T1, T2 während einer negativen Halbwelle angesteuert werden. Ein Strompfad für den Strom über den Motoranschluss 20 wird somit wechselweise durch die Transistoren T1, T2 und die Transistoren T3, T4 gebildet.
Die Ansteuerung kann auch nur während eines Abschnitts einer Halbwelle erfolgen, um die effektive Spannung am Motoranschluss einzustellen.
In einer Ausgestaltung der Ausführungsform ist zwischen die Versorgungsanschlüsse 11 ein Glättungskondensator C geschaltet.
2D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Details einer Steuerung. Dabei ist eine Transistorbrücke mit Transistoren 231, 232, 233, 234 vorgesehen, die zwei an die Versorgungsanschlüsse 11 angeschlossene Pfade mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Transistoren 231, 232, 233, 234, aufweist. Die Steueranschlüsse der Transistoren 231, 232, 233, 234 sind mit dem ersten Steuerausgang 31 gekoppelt. Die Verbindungsknoten der zwei jeweils in Reihe geschalteten Transistoren 231, 232 beziehungsweise 233, 234 bilden den ersten Motoranschluss 20.
Durch eine gleichzeitige Ansteuerung der Transistoren 231, 234 beziehungsweise der Transistoren 232, 233 wird die Gleichspannung der Versorgungseinrichtung 10 am Motoranschluss 20 abgegeben. Um die Polarität der Spannung am Motoranschluss 20 und damit die Drehrichtung des Motors zu ändern, wird die Ansteuerung vertauscht, so dass entweder die Transistoren 231, 234 oder die Transistoren 232, 233 angesteuert werden. Ein Strompfad für den Strom über den Motoranschluss 20 wird somit alternativ durch die Transistoren 231, 234 oder die Transistoren 232, 233 gebildet. Als Steuersignal MS1 kann wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 2B ein pulsweitenmoduliertes Signal verwendet werden, das jeweils alternativ den Transistoren 231, 234 oder den Transistoren 232, 233 zugeführt wird.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Detektionsein richtung in einer Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel. Dabei ist die Versorgungseinrichtung 10 über das Netztrennrelais 13 und eine Netzentstördrossel 15 mit den Netzanschlüssen 12 gekoppelt. Die Netzentstördrossel 15 dient beispielsweise zur Filterung hochfrequenter Störungen. An der Netzentstördrossel 15 ist eine zusätzliche Wicklung als Fehlerstromspule L15 vorgesehen, die mit einer Fehlerstromschaltung 150 gekoppelt ist. Die Detektionseinrichtung 130 zur Steuerung des Netztrennrelais 13 weist einen mit der Fehlerstromschaltung 150 gekoppelten Anschluss 134 auf. Des Weiteren sind Anschlüsse 131, 132 vorgesehen, über die die Detektionseinrichtung 130 mit der ersten Steuerungseinrichtung 30 und der Bedieneinrichtung 40 koppelbar ist. Somit kann die Detektionseinrichtung 130 auch Informationen über den Betriebszustand der Steuerung von der ersten Steuerungseinrichtung 30 und der Bedieneinrichtung 40 erhalten, um in deren Abhängigkeit das Netztrennrelais 13 zu schalten.
Netzentstördrosseln haben üblicherweise die Eigenschaft, den magnetischen Fluss im Kern bei gleichem zu- und abfließendem Strom auf 0 zu halten. Wenn in der Elektronik oder über die Motoren ein Strom über den Schutzleiter abfließt, das heißt ein nicht vorgesehener oder nicht zulässiger Strom auftritt, der zu einer Gefährdung eines Benutzers führen kann, werden dementsprechend in der Netzentstördrossel 15 unsymmetrische magnetische Flüsse erzeugt. Bei einem unsymmetrischen Stromfluss und daraus resultierendem magnetischem Fluss, der ungleich 0 ist, wird somit in der Fehlerstromspule L15 eine Spannung induziert, die von der Fehlerstromschaltung 150 aufgenommen wird. Beispielsweise wenn die derart induzierte Spannung einen bestimmten Wert überschreitet, kann der Detektionseinrichtung 130 das Auftreten eines Fehlerstroms in der Steuerung beziehungsweise in einem Motor signalisiert werden. Daraufhin kann die Detektionseinrichtung 130 ein Öffnen des Netztrennrelais 13 zur Stromfreischaltung des Netzspannungsbereichs 1 veranlassen. Die Information über einen Fehlerstromfall kann aber auch an die erste Steuerungseinrichtung 30 weitergegeben werden, um etwa ein schnelles Wiedereinschalten zu verhindern.
Die Fehlerstromspule L15 kann alternativ auch direkt an die Detektionseinrichtung 130 angeschlossen werden.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Detektionseinrichtung in einer Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel. Als Alternative zu der in 3 dargestellten Ausführungsform sind in Reihe zu den Wicklungen der Netzentstördrossel 15 Fehlerstromwiderstände R15 geschaltet, über die in Abhängigkeit des durchfließenden Stroms eine üblicherweise geringe Spannung abfällt. Die Fehlerstromwiderstände R15 sind mit der Fehlerstromschaltung 150 zur Zuführung dieser über sie abfallenden Spannung gekoppelt. Im regulären Betrieb der Steuerung werden die Widerstände R15 mit dem jeweils gleichen Strom durchflossen. Wenn aber in einem Fehlerfall Fehlerströme abfließen sollten, ist der Stromfluss durch die Widerstände R15 und damit der Spannungsabfall unterschiedlich, was wiederum von der Fehlerstromschaltung 150 festgestellt werden kann. Bevorzugt umfasst die Fehlerstromschaltung 150 eine Einrichtung zum Vergleich der Spannungsabfälle und zur Erzeugung einer Information beim Auftreten eines Fehlerfalls. In Abhängigkeit dieser Information kann die Detektionseinrichtung 130 das Netztrennrelais 13 ansteuern.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Detektionseinrichtung in einer Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel. Dabei ist die Detektionseinrichtung 130 in diesem Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet zu detektieren, ob ein Motor 60 an die Steuerung angeschlossen ist. Beispielsweise erfolgt der Anschluss des Motors 60 über eine Steckverbindung 600, welche eine elektrische Verbindung mit dem Motoran schluss 20 herstellt. Ferner sind auf Seiten der Steuerung Anschlüsse 200 vorgesehen, die bei angestecktem Motor 60 überbrückt werden. Beispielsweise ist in der Steckverbindung 600 ein Metallbügel 610 vorgesehen, der die Anschlüsse 200 elektrisch verbindet, wenn die Steckverbindung 600 angesteckt ist. Alternativ kann die Überbrückung der Anschlüsse 200 auch in einem an die Steckverbindung 600 angeschlossenen Kabel erfolgen, welches vom Motoranschluss 20 zum Motor 60 führt. Anders ausgedrückt kann das Fehlen eines Motors beispielsweise auch dann erkannt werden, wenn die Steckverbindung 600 eingesteckt ist und das Kabel zum Motor 60 beschädigt oder durchtrennt ist.
Wenn von der Detektionseinrichtung 130, die über Anschlüsse 135 mit den Steckerkontakten 200 gekoppelt ist, elektrisch verbundene Steckerkontakte 200 detektiert werden, kann das Netztrennrelais 13 geschlossen bleiben. Wenn jedoch die Steckerkontakte 200 unverbunden sind, ist davon auszugehen, dass kein Motor angeschlossen ist und der Netzspannungsbereich über das Netztrennrelais 13 stromfrei geschaltet werden kann.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuerung. Dabei sind die Versorgungseinrichtung 10, das Netztrennrelais 13, der erste Motoranschluss 20 sowie die erste Steuerungseinrichtung 30 in einem Netzspannungsbereich 1 angeordnet, der beispielsweise für Spannungen im Bereich von etwa 100 bis 400 Volt ausgelegt ist.
Die Bedieneinrichtung 40, die in einem Kleinspannungsbereich 2 angeordnet ist, ist über eine galvanisch trennende Kopplung 50 an den Bedienanschluss 32 der Steuerungseinrichtung 30 angeschlossen.
Neben dem ersten Motoranschluss 20 ist im Netzspannungsbereich 1 ein zweiter Motoranschluss 20a vorgesehen, der zur Spannungsversorgung eines zweiten Motors 61 dient. Analog zum ersten Motoranschluss 20 ist der zweite Motoranschluss 20a über einen Transistor 23a mit den Versorgungsanschlüssen 11 gekoppelt. Weiterhin sind in den Strompfaden der Motoren 60, 61 Stromsensoren 21, 21a geschaltet, die hier als spezielle Widerstände zur Strommessung ausgeführt sind, welche auch als Shunt bezeichnet werden. Der erste Stromsensor 21 beziehungsweise der zweite Stromsensor 21a sind eingerichtet zum Messen eines Motorstroms über den ersten Motoranschluss 20 beziehungsweise über den zweiten Motoranschluss 20a und über eine Messleitung mit einem ersten beziehungsweise zweiten Stromsensoranschluss 33, 33a der ersten Steuerungseinrichtung 30 gekoppelt.
Die Informationen über die Motorströme können auch an die Detektionseinrichtung 130 weitergeleitet werden. Beispielsweise kann der Netzspannungsbereich 1 über das Netztrennrelais 13 stromlos geschaltet werden, wenn keine Motorströme fließen, das heißt, wenn sich keiner der Motoren 60, 61 bewegt.
Die erste Steuerungseinrichtung weist einen Analog/Digital-Umsetzer 35 zur Umsetzung der analogen Signale der Stromsensoren 21, 21a in digitale Signale auf.
Der zweite Transistor 23a ist mit einem zweiten Steuerausgang 31a der ersten Steuerungseinrichtung 30 gekoppelt. Am zweiten Steuerausgang 31a wird in gleicher Weise wie beim ersten Steuerausgang 31 ein zweites Steuersignal MS2 zur Steuerung des Transistors 23a abgegeben, welches sich vom ersten Steuersignal MS1 unterscheiden kann. Anstelle der Transistoren 23, 23a können auch andere steuerbare Schaltelemente eingesetzt werden.
Weiterhin sind ein erster und ein zweiter Drehzahlsensor 22, 22a vorgesehen, die zum Messen einer Drehzahl der an den Motoranschlüssen 20, 20a angeschlossenen Motoren 60, 61 eingerichtet sind. Die Drehzahlsensoren 22, 22a weisen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils einen Hallsensor auf. Es können jedoch auch weitere Hallsensoren für die Drehzahlsensoren 22, 22a vorgesehen werden, die beispielsweise für eine Bestimmung der Drehrichtung eingesetzt werden.
Die Informationen oder Signale der Drehzahlsensoren 22, 22a bzw. Hall-Sensoren können von der Detektionseinrichtung 130 ausgewertet werden. Beispielsweise kann ein Strom durch die Hall-Sensoren gemessen werden. Wenn ein zu geringer Strom gemessen wird, kann davon ausgegangen werden, dass kein Motor angeschlossen ist beziehungsweise die Verbindung zu den Hall-Sensoren und zum Motor getrennt ist. In diesem Fall kann durch die Detektionseinrichtung 130 der Netzspannungsbereich 1 stromfrei geschaltet werden. Die Detektionseinrichtung 130 ihrerseits wird von der ersten Steuerungseinrichtung 30 angesteuert, die die Signale der Hall-Sensoren auswertet.
Durch die Rückführung von Informationen über die durch die Motoren 60, 61 fließenden Ströme und die Drehzahlen der Motoren 60, 61 kann ein Regelkreis gebildet werden, der eine exakte Regelung der Bewegung der Antriebe ermöglicht. Somit lässt sich beispielsweise der Antrieb von Motoren, die zwar theoretisch gleich aufgebaut sind aber herstellungsbedingt geringfügige Abweichungen haben, synchronisiert ansteuern. Ebenso lassen sich unterschiedliche Bewegungen beziehungswei se Auslenkungen aufgrund von unterschiedlichen mechanischen Belastungen der Motoren ausgleichen.
Zudem sind eine erste und eine zweite Schalteinrichtung 24, 24a zur Änderung einer Polarität der am ersten und zweiten Motoranschluss 20, 20a abgebbaren Gleichspannung vorgesehen, die jeweils mit einem ersten beziehungsweise zweiten Polaritätsausgang 36, 36a der ersten Steuerungseinrichtung 30 gekoppelt sind. Die Schalteinrichtungen 24, 24a umfassen dabei jeweils Schalter 241, 242 beziehungsweise 241a, 242a die jeweils gemeinsam schaltbar sind und somit eine Spannungs- beziehungsweise Stromrichtung durch die Motoren 60, 61 beeinflussen können. Dadurch wird es beispielsweise möglich, die Drehrichtung der Motoren 60, 61 einzustellen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel. ist ferner eine Spannungsversorgungseinrichtung 70 zur Versorgung der Bedieneinrichtung 40 mit einer gleichgerichteten Niederspannung vorgesehen. Die Spannungsversorgungseinrichtung 70 umfasst hierbei einen Transformator 71, der die Netzwechselspannung in eine Niederspannung, die für den Betrieb der Bedieneinrichtung benötigt wird, umsetzt, sowie einen Gleichrichter 72. Der Transformator 71 hat nur eine geringe Leistung zu übertragen und ist deshalb klein und kostengünstig. Die Spannungsversorgungseinrichtung 70 kann auch zur Energieversorgung der ersten Steuerungseinrichtung 30 vorgesehen sein. Dabei kann der Transformator 71 zur elektrisch getrennten Abgabe einer ersten und einer zweiten Niederspannung eingerichtet sein, wodurch die galvanische Trennung des Netzspannungsbereichs 1 und des Kleinspannungsbereichs 2 gewährleistet bleibt. Die Spannungsversorgungseinrichtung 70 ist in dem Ausführungsbeispiel vor dem Netztrennrelais 13 an die Netzanschlüsse 12 an geschlossen, um auch bei geöffnetem Netztrennrelais 13 eine Spannungsversorgung der Steuerung zu ermöglichen.
Sowohl die Bedieneinrichtung 40 als auch die erste Steuerungseinrichtung 30 können auch über andere Versorgungsquellen mit einer Betriebsspannung versorgt werden, beispielsweise über Batterien, Akkus oder andere von der Netzwechselspannung unabhängigen Versorgungsquellen. Ebenso können Schaltnetzteile zur Versorgung eingesetzt werden.
Die Bedieneinrichtung 40 umfasst neben dem als Taster ausgeführten ersten Sensor 41 einen zweiten Taster 42. Die Schaltzustände der Taster 41, 42 werden über Optokoppler 51, 52 der galvanisch trennenden Kopplung 50 an den Bedienanschluss 32 der ersten Steuerungseinrichtung 30 übermittelt.
Die galvanisch trennende Kopplung 50 kann beispielsweise auch als Infrarotverbindung oder Funkverbindung ausgeführt sein. Die galvanisch trennende Kopplung 50 ist in der dargestellten Ausführungsform an einer Stelle zwischen Netzspannungsbereich 1 und Kleinspannungsbereich 2 angeordnet. Sie kann jedoch auch im Netzspannungsbereich 1 vorgesehen werden. Es sollte lediglich gewährleistet werden, dass der Kleinspannungsbereich 2 galvanisch nicht in Berührung mit den höheren Spannungen des Netzspannungsbereichs 1 kommt.
Die Erzeugung der Steuersignale MS1, MS2 erfolgt in der Steuerungseinrichtung 30, die beispielsweise als Mikrocontroller ausgeführt ist. Die Bedieneinrichtung 40 dient in diesem Ausführungsbeispiel lediglich zur Übermittlung von Tastbefehlen des Anwenders.
7 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Steuerung, bei dem die Versorgungseinrichtung 10 über ein Netztrennrelais 13 mit den Netzanschlüssen 12 zur Zuführung der Netzwechselspannung gekoppelt ist. Eine Ansteuerung des Netztrennrelais 13 erfolgt über die Detektionseinrichtung 130. Die Detektionseinrichtung 130 weist einen ersten Eingang 131 zum Zuführen eines Steuersignals zum Schließen des Relais 13 und einen zweiten Eingang 132 zum Zuführen eines Steuersignals zum Öffnen des Relais 13 auf. Der zweite Eingang 132 ist mit dem Steueranschluss 37 der Steuerungseinrichtung 30 gekoppelt, so dass eine Stromfreischaltung des Netzspannungsbereichs 1 durch die erste Steuerungseinrichtung 30 erfolgen kann. Der erste Eingang 131 ist mit dem Ausgang eines Oder-Gatters 45 der Bedieneinrichtung 40 gekoppelt, an welches eingangsseitig die Taster 41, 42 angeschlossen sind. Somit lässt sich das Netztrennrelais 13 durch eine Oder-Schaltung von Signalen der Taster 41, 42 ansteuern und die Stromversorgung für den Netzspannungsbereich 1 anschalten.
Neben den in den Ausführungsbeispielen gezeigten Möglichkeiten, einen oder zwei Motoren anzusteuern, können mit einer Steuerung auch weitere Motoren angesteuert werden. Wenn die Motoren beispielsweise an einem Tisch mit vier Tischbeinen jeweils an einem höhenverstellbaren Tischbein angebracht sind, lassen sich die beispielsweise benötigten vier Motoren gleichzeitig über die Steuerung ansteuern. Vorteilhaft erfolgt dabei eine Rückkopplung von Motordaten, etwa über jeweilige Drehzahlsensoren und/oder Stromsensoren. Dies ermöglicht wiederum eine synchrone Ansteuerung der Motoren und damit ein gleichmäßiges Anheben des Tisches.
Bei der Verwendung der Steuerung mit elektrisch verstellbaren Betten ist es möglich, verschiedene Bewegungsrichtungen be ziehungsweise Einstellmöglichkeiten des Betts über verschiedene Motoren zu steuern. Auch dabei ist es möglich, dass mehrere Motoren beziehungsweise eine Gruppe von Motoren gleichzeitig angesteuert werden.

1: Netzspannungsbereich
2: Kleinspannungsbereich
10: Versorgungseinrichtung
11: Versorgungsanschlüsse
12: Netzanschlüsse
13: Netztrennrelais
14: Wechselspannungssensor
15: Netzentstördrossel
20, 20a: Motoranschluss
21, 21a: Stromsensor
22, 22a: Drehzahlsensor
23, 23a: Transistor
200: Steckerkontakt
600: Steckverbindung
610: Überbrückung
231, 232, 233, 234: Transistor
T1, T2, T3, T4: Transistor
24, 24a: Schalteinrichtung
241, 242: Schalter
242a, 242a: Schalter
30, 43: Steuerungseinrichtung
31, 31a: Steuerausgang
32: Bedienanschluss
33, 33a: Stromsensoranschluss
34, 34a: Drehzahlsensoranschluss
35: Analog/Digitalumsetzer
36, 36a: Polaritätsausgang
37: Steueranschluss
38: Wechselspannungssensoreingang
40: Bedieneinrichtung
41, 42: Sensor
44, 44a: Drehzahlsensoranschluss
45: Oder-Gatter
50: Kopplung
51, 52, 53: Optokoppler
60, 61: Motor
70: Spannungsversorgungseinrichtung
71: Transformator
72: Gleichrichter
130: Detektionseinrichtung
131, 132, 133: Anschluss Detektionseinrichtung
134, 135: Anschluss Detektionseinrichtung
150: Fehlerstromschaltung
L15: Fehlerstromspule
R15: Fehlerstromwiderstand
C: Glättungskondensator
D: Gleichrichterdiode
MS1, MS2: Steuersignal

Claims

Steuerung für elektrisch verstellbare Möbel, umfassend – eine Versorgungseinrichtung (10) zur Erzeugung einer an Versorgungsanschlüssen (11) anliegenden Spannung aus einer Netzwechselspannung; – ein Netztrennrelais (13), das die Versorgungseinrichtung (10) mit Netzanschlüssen (12) koppelt; – einen ersten Motoranschluss (20), an dem in Abhängigkeit eines ersten Steuersignals (MS1) die an den Versorgungsanschlüssen (11) anliegende Spannung abgebbar ist; – eine erste Steuerungseinrichtung (30), die einen Bedienanschluss (32) und einen ersten Steuerausgang (31) zur Abgabe des ersten Steuersignals (MS1) aufweist; – eine Detektionseinrichtung (130) zur Ansteuerung des Netztrennrelais (13) in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Steuerung; und – eine Bedieneinrichtung (40), die an den Bedienanschluss (32) der ersten Steuerungseinrichtung (30) angeschlossen ist.
Steuerung nach Anspruch 1, bei der die Detektionseinrichtung (130, 600) mit dem ersten Motoranschluss (20) gekoppelt ist.
Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Detektionseinrichtung (130, 150) eingerichtet ist, einen Fehlerstrom zu detektieren und das Netztrennrelais (13) in Abhängigkeit des detektierten Fehlerstroms zu steuern.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein erster Drehzahlsensor (22) vorgesehen ist, der zum Messen einer Drehzahl eines an den ersten Motoranschluss (20) angeschlossenen Motors (60) eingerichtet ist.
Steuerung nach Anspruch 4, bei der der erste Drehzahlsensor (22) zumindest einen Hallsensor aufweist.
Steuerung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Detektionseinrichtung (130) eingerichtet ist, ein Signal durch den Drehzahlsensor (22) zu detektieren und das Netztrennrelais (13) in Abhängigkeit des detektierten Signals zu steuern.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Netztrennrelais (13) durch die erste Steuerungseinrichtung (30) und/oder die Bedieneinrichtung (40) steuerbar ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der ein erster Stromsensor (21) vorgesehen ist, der zum Messen eines Motorstroms über den ersten Motoranschluss (20) eingerichtet und mit einem ersten Stromsensoranschluss (33) der ersten Steuerungseinrichtung (30) gekoppelt ist.
Steuerung nach Anspruch 8, bei der die erste Steuerungseinrichtung (30) einen Analog-Digital-Umsetzer (35) zur Umsetzung eines Signals des ersten Stromsensors (21) aufweist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der eine Spannungsversorgungseinrichtung (70) zur Versor gung der ersten Steuerungseinrichtung (30) und/oder der Bedieneinrichtung (40) mit einer gleichgerichteten Niederspannung vorgesehen ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die erste Steuerungseinrichtung (30) eingerichtet ist, das erste Steuersignal (MS1) als pulsweitenmoduliertes Signal abzugeben.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der ein zweiter Motoranschluss (20a) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit eines zweiten Steuersignals (MS2) mit den Versorgungsanschlüssen (11) koppelbar ist, und die erste Steuerungseinrichtung (30) einen zweiten Steuerausgang (31a) zur Abgabe des zweiten Steuersignals (MS2) aufweist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der ein Netzspannungsbereich (1) und ein Kleinspannungsbereich (2) vorgesehen sind, die galvanisch getrennt sind, wobei die Versorgungseinrichtung (10), das Netztrennrelais (13), der Motoranschluss (20) und die Steuerungseinrichtung (30) im Netzspannungsbereich (1) und die Bedieneinrichtung (40) im Kleinspannungsbereich (2) angeordnet sind.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der zur Versorgung des ersten Motoranschlusses (20) mit der an den Versorgungsanschlüssen (11) anliegenden Spannung ein Transistor (23) vorgesehen ist, dessen Steueranschluss mit dem ersten Steuerausgang (31) gekoppelt ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der eine erste Schalteinrichtung (24) zur Änderung einer Polarität der am ersten Motoranschluss (20) abgebbaren Span nung vorgesehen ist, die mit einem ersten Polaritätsausgang (36) der ersten Steuerungseinrichtung (30) gekoppelt ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Versorgungseinrichtung (10) zur Erzeugung einer gleichgerichteten Spannung ausgeführt ist und bei der eine erste Transistorbrücke (231, 232, 233, 234) vorgesehen ist, die zwei an die Versorgungsanschlüsse (11) angeschlossene Pfade mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Transistoren (231, 232, 233, 234) aufweist, deren Steueranschlüsse mit dem ersten Steuerausgang (31) gekoppelt sind, wobei Verbindungsknoten der jeweils zwei in Reihe geschalteten Transistoren (231, 232, 233, 234) mit dem ersten Motoranschluss (20) verbunden sind.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Versorgungseinrichtung (10) eine zweite Transistorbrücke (T1, T2, T3, T4) umfasst, die zwei an das Netztrennrelais (13) angeschlossene Pfade mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Transistoren (T1, T2, T3, T4) aufweist, deren Steueranschlüsse mit dem ersten Steuerausgang (31) gekoppelt sind, wobei Verbindungsknoten der jeweils zwei in Reihe geschalteten Transistoren (T1, T2, T3, T4) die Versorgungsanschlüsse (11) bilden.
Steuerung nach Anspruch 17, bei der die Versorgungseinrichtung (10) einen Wechselspannungssensor (14) umfasst, der mit einem Wechselspannungssensoreingang (38) der ersten Steuerungseinrichtung (30) zur Bestimmung einer Phasenlage der Netzwechselspannung gekoppelt ist.
Verwendung einer Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 bei einem elektrisch höhenverstellbaren Tisch.
Verwendung einer Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 bei einem elektrisch verstellbaren Bett.