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Die
Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Schalter gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die Erfindung kann bei Schaltern, Tastern und Dimmern
verwendet werden.
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Aus
der
EP 1 43 748 A1 ist
eine Betätigungsvorrichtung
bekannt, welche ein Umschalten von eingegebenen Betätigungen
(Schaltoperationen) durch Wippenverfahren durchführt. Dabei weist eine Taste als
Lagerpunkt für
die Wippenbetätigung
zylindrische Spindeln auf, welche zwischen Halteabschnitten frei drehbar
gehalten sind. Polsterteile bringen die Taste nach einer Wippenbetätigung – bei welcher
die Taste um die Spindel schwenkt und ein Schaltelement heruntergedrückt wird – durch
ihre Rückstellkraft
in eine neutrale Position zurück.
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Aus
der
EP 1 385 188 A2 ist
ein elektrisches Schaltgerät
bekannt, bei welchem eine Betätigungstaste über angeformte
Rasthaken an einem Zwischenrahmen bzw. am Sockelteil in mehreren
Richtungen verstellbar gehalten bzw. gelagert ist. Durch an den
Zwischenrahmen angeformte Blockierelemente sind die Rasthaken blockiert,
so dass eine Entnahme der Betätigungstaste
vom Zwischenrahmen nicht ohne weiteres möglich ist.
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Aus
der
DE 103 01 769
A1 ist ein elektrisches Installationsgerät bekannt,
welches mit einer sich in einem Anzeigefenster einer Betätigungswippe eines
Lichtschalters befindenden Raumtemperaturanzeige versehen ist. Die
Betätigungswippe
arbeitet mit einer Zwischenplatte zusammen, welche zur Befestigung
der Betätigungswippe
am Sockel des Schaltgerätes
bzw. an der Schaltwippe dieses Sockels dient.
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Bei
Betätigung
von Schaltern ist es oft von Nachteil, dass die Betätigungswippe
relativ genau zu beaufschlagen ist, um den gewünschten Schaltvorgang auszulösen. Betritt
eine Person beispielsweise mit einem Tablett die Küche, steht
keine Hand zur Schalterbetätigung
mehr zur Verfügung,
während eine
Schalterbetätigung
mit dem Ellbogen noch möglich
wäre. Aber
auch bei einer solche Beaufschlagung mittels Ellbogen muss der richtige
Abschnitt der Betätigungswippe
relativ genau beaufschlagt werden, um eine gewünschte Schalthandlung auszulösen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Schalter
anzugeben, welcher trotz relativ ungenauer manueller Betätigung seiner Betätigungswippe
die Ausführung
gewünschter Funktionen,
insbesondere Schaltfunktionen ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch
die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass auch durch eine unpräzise
Beaufschlagung der Betätigungswippe – beispielsweise
durch Druck auf die Wippachse – die
gewünschte
Schalthandlung ausgelöst
wird.
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Weitere
Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Sicht auf die Unterseite eines elektronischen Schalters
gemäß erster Ausführungsart,
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2 eine
Detailansicht der gefederten Achslagerung gemäß erster Ausführungsart,
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3 eine
perspektivische Sicht auf die Oberseite eines elektronischen Schalters
gemäß zweiter
Ausführungsart,
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4 eine
Detailansicht der gefederten Achslagerung gemäß zweiter Ausführungsart,
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5 eine
perspektivische Sicht auf die Oberseite eines teilweise aufgeschnittenen
elektronischen Schalters,
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6 eine
perspektivische Sicht auf die Oberseite eines elektronischen Schalters,
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7, 8, 9 drei
unterschiedliche Schnitte durch einen elektronischen Schalter,
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10 eine
Sicht auf eine Betätigungswippe mit
schematischer Angabe der Lage der für die Betätigung relevanten Baukomponenten,
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11 einen
Detailschnitt betreffend die Verrastung zwischen Sockel und Betätigungswippe,
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12 eine
Seitenansicht eines komplettierten elektronischen Schalters,
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13 eine
Variante zur ersten Ausführungsart.
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In 1 ist
eine perspektivische Sicht auf die Unterseite eines elektronischen
Schalters gemäß erster
Ausführungsart
dargestellt. Der elektronische Schalter besteht aus zwei Hauptkomponenten:
- • einem
Sockel 1 mit Grundplatte 2, welche zwei Haltefedern 4 für die Befestigung
auf einem Gerätesockel
und einen Steckverbinder 5 für die elektrische Verbindung
mit elektrischen/elektronischen Komponenten des Gerätesockels
trägt und einen
Seitenrahmen 3 aufweist,
- • einer
vorzugsweise quadratischen Betätigungswippe 21 mit
Seitenrahmen 22 und Stirnkante 23 des Seitenrahmens.
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Um
die Beweglichkeit der Betätigungswippe 21 gegenüber dem
Sockel 1 zu ermöglichen,
ist eine gefederte Achslagerung 6 gemäß erster Ausführungsart
vorgesehen.
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In 2 ist
eine Detailansicht der gefederten Achslagerung 6 gemäß erster
Ausführungsart
dargestellt. Zur Bildung der gefederten Achslagerung 6 ist an
zwei sich gegenüberliegenden
Seitenabschnitten der Grundplatte 2 je ein Primär-Federelement 7 erster
Ausführungsart
ausgebildet, d. h. quasi an der Grundplatte 2 angebunden
respektive angeformt (Grundplatte 2 und Primär-Federelement 7 bestehen vorzugsweise
aus dem gleichen Kunststoffmaterial). Ein Primär-Federelement 7 besteht
aus zwei Federarmen 8, welche mit ihren ersten Enden jeweils
an der Grundplatte 2 angeformt sind und mit ihren zweiten
Enden in eine Achsaufnahme 9 übergehen, deren Form korrespondierend
zur Form eines an der Stirnkante 23 des Seitenrahmens 22 angeformten
halbzylinderförmigen
Achsstummels 24 ist. Dabei schnappt der Achsstummel 24 jedoch
nicht in die Achsaufnahme 9 ein, sondern liegt lediglich
auf.
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In 13 ist
eine Variante zur ersten Ausführungsart
dargestellt. Wesentlich dabei ist die Verwendung eines geteilten
Primär-Federelementes 42 an Stelle
eines durchgängigen
Primär-Federelementes 7.
Zur Bildung der gefederten Achslagerung 6 ist an zwei sich
gegenüberliegenden
Seitenabschnitten der Grundplatte 2 je ein Primär-Federelement 42 ausgebildet,
d. h. quasi an der Grundplatte 2 angebunden respektive
angeformt (Grundplatte 2 und Primär-Federelement 42 bestehen
vorzugsweise aus dem gleichen Kunststoffmaterial). Ein Primär-Federelement 42 besteht
aus zwei Federarmen 43, welche mit ihren ersten Enden jeweils
an der Grundplatte 2 angeformt sind und mit ihren zweiten
Enden jeweils in einen Achsaufnahme-Abschnitt 44 übergehen.
Zwischen beiden Achsaufnahme-Abschnitten 44 bildet sich
im Ruhezustand ein Spalt 45 aus. Dieser Spalt verbessert
die Federungsmöglichkeiten
des Primär-Federelementes 42.
Die aus Achsaufnahme-Abschnitt 44 + Spalt 45 +
Achsaufnahme-Abschnitt 44 gebildete Konfiguration
ist korrespondierend zur Form des an der Stirnkante 23 des
Seitenrahmens 22 angeformten halbzylinderförmigen Achsstummels 24.
Dabei schnappt der Achsstummel 24 jedoch nicht in die Achsaufnahme
ein, sondern liegt lediglich auf.
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In 3 ist
eine perspektivische Sicht auf die Oberseite eines elektronischen
Schalters gemäß zweiter
Ausführungsart
dargestellt. Der elektronische Schalter besteht wiederum aus zwei
Hauptkomponenten:
- • dem Sockel 1 mit
Grundplatte 2, welche zwei Haltefedern 4 für die Befestigung
auf einem Gerätesockel
und einen Steckverbinder 5 für die elektrische Verbindung
mit elektrischen/elektronischen Komponenten des Gerätesockels
trägt und einen
Seitenrahmen 3 aufweist,
- • einer
Betätigungswippe 21 mit
großflächigem Display 27 (das
für ein
Meldesystem geeignete optionale Display 27 kann selbstverständlich auch entfallen
oder selbstverständlich
auch bei der ersten Ausführungsart
vorgesehen sein) und Seitenrahmen 22.
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Um
die Beweglichkeit der Betätigungswippe 21 gegenüber dem
Sockel 1 zu ermöglichen,
ist eine gefederte Achslagerung 10 gemäß zweiter Ausführungsart
vorgesehen.
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In 3 ist
die (auch für
erste Ausführungsart
verwendete) Wippen-Verrastung 25 dargestellt, bestehend
aus
- • an
der Innenmantelfläche
des Seitenrahmens 22 ausgebildeten Rasthaken 26,
- • an
der Außenmantelfläche des
Seitenrahmens 3 korrespondierend hierzu ausgebildeten Rücksprüngen 17,
wobei
Schrägflächen 30 an
den Stirnkanten des Seitenrahmens 3 ein Aufsetzen der Betätigungswippe 21 auf
den Sockel 1 erleichtern – hierbei gleiten die Rasthaken 26 (mit
ihren Schrägflächen 36,
siehe 11) längs dieser Schrägflächen 30,
wobei der Seitenrahmen 3 abschnittsweise geringfügig nach
innen sowie der Seitenrahmen 22 geringfügig nach außen federn – und nach erfolgtem Aufschnappen
eine Verrastung zwischen Rasthaken 26 und Rücksprüngen 17 erfolgt,
welche einerseits die gewünschte
Beweglichkeit zwischen Betätigungswippe 21 und
Sockel 1 ermöglicht,
andererseits jedoch einen Anschlag der Betätigungswippe 21 am
Sockel 1 sicherstellt.
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3 zeigt
bereits einen Teil der im Innenraum zwischen Sockel 1 und
Betätigungswippe 21 angeordneten
Baukomponenten, beispielsweise einen der beiden Mikroschalter 19,
drei der vier (optionalen) Anzeigeleuchten 20 und eines
der vorzugsweise vier Sekundär-Federelemente,
vorzugsweise Spiralfedern 15.
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In 4 ist
eine Detailansicht der gefederten Achslagerung 10 gemäß zweiter
Ausführungsart
dargestellt. Zur Bildung der gefederten Achslagerung 10 ist
an zwei sich gegenüberliegenden
Seitenabschnitten der Grundplatte 2 je ein aus Metall oder
Kunststoff bestehendes Primär-Federelement 11 zweiter Ausführungsart
befestigt. Das Primär-Federelement 11 besteht
aus zwei Federarmen 12, welche mit ihren ersten Enden jeweils
unter Verwendung von Befestigungslaschen 14 an der Grundplatte 2 befestigt
sind und mit ihren zweiten Enden in eine Achsaufnahme 13 übergehen,
deren Form korrespondierend zur Form des an der Stirnkante 23 des
Seitenrahmens 22 angeformten halbzylinderförmigen Achsstummels 24 ist.
Dabei schnappt der Achsstummel 24 jedoch nicht in die Achsaufnahme 13 ein,
sondern liegt lediglich auf.
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In 5 ist
eine perspektivische Sicht auf die Oberseite eines teilweise aufgeschnittenen
elektronischen Schalters dargestellt. Diese 5 ist universell
für die
gefederte Achslagerung 6 oder 10, d. h. für beide
Ausführungsarten
gültig.
Die quadratische Grundplatte 2 des Sockels 1 weist
hinter ihrem Seitenrahmen 3 in allen vier Eckbereichen
jeweils einen Führungsstift 16 zur
Aufnahme eines Sekundär-Federelementes 15 (Spiralfeder)
auf. Diese Sekundär-Federelemente 15 drücken im
montierten Zustand gegen die Innenmantelfläche der Betätigungswippe 21. Auf
diese Weise ergibt sich eine spielfreie, schwimmende Lagerung der
Betätigungswippe.
Auf die Grundplatte 2 ist über Rastmittel eine Leiterplatte 18 montiert,
welche mit folgenden Baukomponenten bestückt ist:
- • zwei Mikroschalter 19,
- • vier
Anzeigeleuchten 20 (optional, dienen für ein Meldesystem),
wobei
die Betätigung
der Mikroschalter 19 über
an der Innenmantelfläche
der Betätigungswippe 21 angeformte
Betätigungsstifte 29 erfolgt.
Das Display 27 der Betätigungswippe 21 kann
in gewünschter
Weise mit Beschriftungen/Symbolen versehen werden.
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In 6 ist
eine perspektivische Sicht auf die Oberseite eines elektronischen
Schalters dargestellt. Wie zu erkennen ist, sind für ein Meldesystem
diskrete Anzeigefenster 28 im Display 27 der Betätigungswippe 21 vorgesehen,
deren Lage mit der in 5 gezeigten Anordnung der Anzeigeleuchten 20 korrespondiert,
so dass der aktuelle Anzeigestatus jeweils gut erkennbar ist.
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In
den 7, 8, 9 sind drei
unterschiedliche Schnitte durch einen elektronischen Schalter dargestellt,
und zwar
- • zeigt 7 einen
Schnitt teilweise (im rechten Abschnitt) durch die Wippen-Verrastung 25 mit Rasthaken 26/Rücksprung 17/Schrägfläche 30 sowie
die Führung
der Sekundär-Federelemente 15 durch
die Führungsstifte 16,
- • zeigt 8 einen
Schnitt durch die gefederte Achslagerung und damit besonders gut
die federnde Befestigung der Betätigungswippe 21 am Sockel 1 durch
die gefederten Achslagerungen 6 oder 10 einerseits
und die Sekundär-Federelemente 15 andererseits,
- • zeigt 9 einen
Schnitt durch die Anzeigeleuchten 20 und damit besonders
gut die Anordnung der diskreten Anzeigefenster 28 über den Anzei geleuchten 20 sowie
die Betätigung
der Mikroschalter 19 mittels der Betätigungsstifte 29 der Betätigungswippe 21.
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In 10 ist
eine Sicht auf eine Betätigungswippe 21 gezeigt,
wobei die Außenkanten
der Betätigungswippe 21 mit
Bezugsziffern 32, 33, 34, 35 gekennzeichnet
sind. Es ist jeweils schematisch die Lage der für die Wippen-Betätigung relevanten
Baukomponenten angegeben, und zwar
- • die Lage
der beiden gefederten Achslagerungen 6 oder 10 mittig
der beiden sich gegenüberliegenden
Außenkanten 32, 34,
- • die
Lage der mittels der gefederten Achslagerungen 6 oder 10 gebildeten
Wippachse 31,
- • die
Lage der vier in den Eckbereichen angeordneten Sekundär-Federelemente 15,
- • die
Lage der vier jeweils in den Endbereichen der beiden sich gegenüberliegenden
Außenkanten 33, 35 (parallel
zur Wippachse 31 verlaufend) angeordneten Wippen-Verrastungen 25,
- • die
Lage der beiden Mikroschalter 19 (in unmittelbarer Nähe der Mitten
der beiden Außenkanten 33, 35 angeordnet)
mit den zur Beaufschlagung dienenden Betätigungsstiften 29.
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In
der in 10 skizzierten Konfiguration
ist die „schwimmende" Lagerung der Betätigungswippe 21 am
Sockel 1 klar ersichtlich: Zusätzlich zur Beaufschlagung der
Betätigungswippe 21 durch
Druck auf einen Abschnitt rechts oder links der Wippachse 31 führt auch
ein Druck auf die Wippachse 31 selbst zu einer gewünschten
Schaltung, denn bei Druck auf die Wippachse federn beide gefederte
Achslagerungen 6 oder 10 in Richtung Sockel 1,
so dass beide Mikroschalter 29 beaufschlagt werden. In
der Ruhestellung der Betätigungswippe 21 befinden
sich – bedingt durch
die Federkraft der Primär-Federelemente
und Sekundär-Federelemente – die Wippen-Verrastungen 25 jeweils
an ihrem Anschlag.
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In 11 ist
ein Detailschnitt betreffend die Verrastung zwischen Sockel und
Betätigungswippe dargestellt.
Es ist die Wippen-Verrastung 25 zu erkennen,
- • mit
Rücksprung 17 des
Seitenrahmen 3 des Sockels 1 für den Eingriff des Rasthakens 26 des Seitenrahmens 22 der
Betätigungswippe 21,
- • mit
Schrägfläche 36 an
der Stirnkante 23 des Seitenrahmens 22 sowie korrespondierender Schrägfläche 30 an
der Stirnkante des Seitenrahmens 3, wobei beide Schrägflächen 30, 36 während des
Verrastens der Betätigungswippe 21 mit dem
Sockel 1 aneinander gleiten (wobei beide Seitenrahmen 3, 22 während des
Verrastens geringfügig
zurückgepresst
werden und nach erfolgtem Verrasten wieder in ihre in 11 gezeigte Ausgangslage
zurückfedern).
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In 12 ist
eine Seitenansicht eines in einer Unterputzdose 40 in einer
Wand 41 eingebauten komplettierten elektronischen Schalters
gezeigt, wobei eine Anschlussleitung 39 (Netzleitungen
oder Leitungen eines Bussystems) zunächst am Gerätesockel 38 montiert
wird und der Gerätesockel 38 wie üblich, z.
B. mittels Federspreizen, in der Unterputzdose 40 montiert
ist. Anschließend
wird der Sockel 1 unter Zwischenfügung eines Abdeckrahmens 37 über die
Haltefedern 4 am Gerätesockel 38 befestigt, wobei
gleichzeitig die elektrischen Verbindungen zwischen Sockel 1 und
Gerätesockel 38 über den
Steckverbinder 5 hergestellt werden. Der Gerätesockel kann
mit unterschiedlichen Baukomponenten bestückt sein:
- • Der Gerätesockel 38 kann
zur Bildung eines Schaltgerätes
oder Tasters ein Relais enthalten, welches über die Mikroschalter 19 des
Sockels 1 ansteuerbar ist und durch welches lastseitig
je nach Ansteuerung eine Beleuchtung eingeschaltet/ausgeschaltet
wird.
- • Der
Gerätesockel
kann zur Bildung eines Dimmers einen entsprechenden Aktor enthalten,
- • Der
Gerätesockel 38 kann
einen Busankoppler enthalten, welcher die über die Mikroschalter 19 vorgegebenen
Signale an ein Bussystem weiterleitet, welches über Aktoren die Beleuchtung
in gewünschter
Weise schaltet.
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In
den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird
der elektronische Schalter stets im Zusammenhang mit einem Meldesystem
beschrieben. Selbstverständlich
ist der elektronische Schalter auch ohne dieses Meldesystem realisierbar,
d. h. Anzeigeleuchten 20, Display 27 und diskrete
Anzeigefenster 28 können
bei einer solchen Ausführungsform
entfallen.
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Der
elektronische Schalter kann universell als Schaltgerät, Taster
oder Dimmer eingesetzt werden. Bei Verwendung als Dimmer wird die
Helligkeit einer angesteuerten Beleuchtung wie üblich durch längeres oder
kürzeres
Drücken
auf die eine oder die andere Seite der Betätigungswippe 21 eingestellt. Bei
Verwendung als Schaltgerät
oder Taster spielt es vorteilhaft keine Rolle, welche der beiden
Seiten der Betätigungswippe
beaufschlagt wird. Eine Beaufschlagung eines der beiden Mikroschalter 19 hat stets
die Folge, dass der gegensätzliche
Schaltzustand eingestellt wird.
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- 1
- Sockel
eines elektronischer Schalters
- 2
- Grundplatte
eines Halteelements
- 3
- Seitenrahmen
- 4
- Haltefeder
- 5
- Steckverbinder
- 6
- gefederte
Achslagerung gemäß erster
Ausführungsart
- 7
- Primär-Federelement
der Achslagerung, erste Ausführungsart
(aus Kunststoff, angebunden an der Grundplatte)
- 8
- Federarm
- 9
- Achsaufnahme
- 10
- gefederte
Achslagerung gemäß zweiter
Ausführungsart
- 11
- Primär-Federelement
der Achslagerung, zweite Ausführungsart
(aus Metall oder Kunststoff, separates Teil)
- 12
- Federarm
- 13
- Achsaufnahme
- 14
- Befestigungslasche
der Grundplatte
- 15
- Sekundär-Federelement,
vorzugsweise Spiralfeder
- 16
- Führungsstift
- 17
- Rücksprung
- 18
- Leiterplatte
- 19
- Mikroschalter
- 20
- Anzeigeleuchten
- 21
- Betätigungswippe
- 22
- Seitenrahmen
- 23
- Stirnkante
des Seitenrahmens
- 24
- Achsstummel
- 25
- Wippen-Verrastung
- 26
- Rasthaken
- 27
- Display
- 28
- diskretes
Anzeigefenster
- 29
- Betätigungsstift
- 30
- Schrägfläche
- 31
- Wippachse
- 32
- Außenkante
der Betätigungswippe
- 33
- Außenkante
der Betätigungswippe
- 34
- Außenkante
der Betätigungswippe
- 35
- Außenkante
der Betätigungswippe
- 36
- Schrägfläche
- 37
- Abdeckrahmen
- 38
- Gerätesockel
- 39
- Anschlussleitung
- 40
- Unterputzdose
- 41
- Wand
- 42
- Primär-Federelement
der Achslagerung, Variante zur ersten Ausführungsart mit sepraraten Federarmen
- 43
- Federarm
- 44
- Achsaufnahme-Abschnitt
- 45
- Spalt