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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung, insbesondere eine Schaltanordnung zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Verbrauchern.
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Solche Schaltanordnungen werden insbesondere verwendet, um Beleuchtungen in Gebäuden an- und auszuschalten. Üblicherweise wird die Beleuchtung von Gebäuden mittels eines oder mehreren Lichtschaltern an der Wand betätigt. Der Schalter kann ein manuell betätigbarer Kipp- oder Tastschalter sein, durch dessen Betätigung ein Stromkreis geschlossen werden kann, was zum Ein- oder Ausschalten des Lichtes führen kann. Durch die Betätigung des Schalters kann aber zunächst auch nur ein Steuerimpuls an eine Schalteinrichtung, beispielsweise ein Schaltrelais, gesendet werden, wobei dann die Schalteinrichtung den Stromkreis schließt. Ferner sind auch intelligente Schaltanordnungen bekannt, die auch mittels eines Bussystems realisiert sein können. So kann über eine zentrale Steuereinrichtung, beispielsweise einen Controller, eine Vielzahl von Beleuchtungseinrichtungen in einem Gebäude angesteuert werden. Auf manuell zu betätigende Schalter wird dabei in der Regel verzichtet.
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Das Nachrüsten der bestehenden Elektroinstallationen in älteren Gebäuden, bei denen ausschließlich manuell betätigbare Schalter vorgesehen sind, mit einem Bussystem, welches auch eine Fernsteuerung der Elektroinstallation des Gebäudes ermöglichen kann, stellt sich jedoch häufig schwierig dar. So sind für das Umrüsten auf Bussysteme häufig erhebliche Nachrüstungen an der Infrastruktur der bestehenden Hausinstallation notwendig. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schaltanordnung, insbesondere Schaltanordnung zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Verbrauchern, bereit zu stellen, die insbesondere für Gebäude geeignet ist. Dabei ist es wünschenswert, dass bereits bestehende Hausinstallationen leicht nachgerüstet werden können.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltanordnung, insbesondere Schaltanordnung zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Verbrauchern, wobei die Schaltanordnung zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand überführbar ist. Der erste Schaltzustand ist insbesondere ein AUS-Zustand, bei dem angeschlossene elektrische Verbraucher von einer Stromversorgung abgekoppelt sind, während der zweite Schaltzustand ein EIN-Zustand sein, bei dem die elektrischen Verbraucher an die Stromversorgung angeschlossen sein können. Die Schaltanordnung umfasst eine erste Schalteinheit, die durch manuelle Betätigung zumindest zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung überführbar ist. Ferner ist eine zweite Schalteinheit vorgesehen, die durch elektronische Betätigung zumindest zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung überführbar ist. Die elektronische Betätigung bezieht sich dabei auf die Ansteuerung der zweiten Schalteinheit; das tatsächliche physikalische Schalten der zweiten Schalteinheit kann dann, muss aber nicht, elektromechanisch (z. B. mittels Relais) erfolgen. Ferner ist eine Steuereinheit vorgesehen, die die zweite Schalteinheit in Abhängigkeit eines externen Schaltsignals ansteuert. Die erste und die zweite Schalteinheit wirken dabei derart zusammen, dass durch Überführen der ersten und/oder der zweiten Schalteinheit in eine andere Schaltstellung eine Änderung des Schaltzustandes der Schaltanordnung herbeigeführt werden kann. Es können gegebenenfalls weitere Schalteinheiten vorgesehen sein. Bei den Schaltstellungen kann es sich grundsätzlich um dauerhafte Schaltstellungen handeln, wobei die Schalteinheit nach dem Betätigen in der „neuen” Schaltstellung verbleibt. Alternativ kann es sich bei den Schaltstellungen aber auch um temporäre Schaltstellungen handeln, wobei die Schalteinheit (insbesondere ein Taster) nach der Betätigung wieder selbständig in dessen „alte” Schaltstellung zurückkehrt.
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Die erste Schalteinheit ist dabei insbesondere ein manuell umlegbarer Schalter oder manuell betätigbarer Taster, wie er aus der üblichen Gebäudeinstallation bekannt ist und zur unmittelbaren manuellen Betätigung durch eine Person geeignet ist. Bei Umlegen oder bei Antippen der ersten Schalteinheit wird dabei zumindest kurzzeitig eine andere Schaltstellung erzeugt. Die zweite Schalteinheit kann insbesondere ein elektromechanisch wirkender Schalter (z. B. Relais) sein; darüber hinaus kann es sich jedoch auch um einen anderen elektronischen Baustein wie Leistungsschalter oder Leistungstransistor handeln (z. B. Halbleiterrelais, Triac, Thyristor), die aufgrund eines elektrischen Steuerstromimpulses oder des dauerhaften Anliegen dieses Signals eine Versorgungsstromleitung durchschalten kann. Diese zweite Schalteinheit wird dabei von der Steuereinheit angesteuert. Die Steuereinheit kann ein elektronsicher Controller oder ähnliches sein. Dabei ist vorgesehen, dass die Steuereinheit an ein Datennetzwerk angeschlossen ist, wobei die Steuereinheit selbst einen Netzwerkadapter umfassen oder als solcher ausgebildet sein kann. Alternativ kann auch zwischen Datennetzwerk und Steuereinheit ein separater Netzwerkadapter zwischengeschaltet ist. Über das Datennetzwerk erhält die Steuereinrichtung dann einen Steuerbefehl, der zum Ändern der Schaltstellung der zweiten Schalteinheit führen kann. Die erste und/oder die zweite Schalteinheit können vorzugsweise jeweils exakt zwei Schaltstellungen aufweisen, nämlich insbesondere eine EIN-Stellung und eine AUS-Stellung. Alternativ können erste und/oder die zweite Schalteinheit vorzugsweise jeweils exakt drei Schaltstellungen aufweisen, nämlich insbesondere eine EIN-Stellung, eine AUS-Stellung und eine dazwischen liegende NEUTRAL-Stellung. Insbesondere die EIN-Stellung aber auch die AUS-Stellung können dauerhaft oder kurzfristig (als Impuls) vorliegen.
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Das Datennetzwerk ist vorzugsweise über die Stromleitung realisiert. Dabei kann die Stromleitung bereits die Verkabelung für das Netzwerk darstellen, so dass bei einem Nachrüsten keine weitere Verkabelung gelegt werden muss.
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Der Netzwerkadapter kann separat zur Steuereinrichtung ausgebildet sein, oder integraler Bestandteil der Steuereinrichtung sein. Der Netzwerkadapter kann dabei die Aufgabe einer Empfangseinrichtung übernehmen und dabei insbesondere eine MAC- oder IP-Adresse bereitstellen, über die die Steuereinrichtung über das Datennetzwerk erreichbar ist. Das Steuersignal kann dann von der Steuereinrichtung an die zweite Steuereinheit weitergegeben werden. Teile der Steuereinrichtung oder des Netzwerkadapters fragen dabei insbesondere kontinuierlich das Datennetzwerk auf für sie bestimmte Datenpakete ab. Dabei kann anhand der Adresse festgestellt werden, ob die von dem Datennetzwerk bereitgestellten Datenpakete für die Steuereinrichtung bestimmt sind. Insofern kann in einer Speichervorrichtung der Steuereinrichtung oder des Netzwerkadapters eine zugeordnete Adresse abgelegt sein. Es können aber auch Mittel vorgesehen sein, um vor Ort eine Adresse einzustellen bzw. abzuändern, insbesondere mittels DIL/DIP-Schalter. Das Datennetzwerk kann grundsätzlich ein hausinternes Netzwerk sein. Dieses Hausinterne Netzwerk kann über Schnittstellen auf andere Netzwerke (z. B. LAN, WLAN) ausgeweitet aber auch von außen zugänglich sein, insbesondere durch eine Internetanbindung. Insbesondere ist es vorteilhaft wenn von außen dann eine Fernsteuerung durchgeführt werden kann und/oder der Schaltzustand der Schalteinheiten oder des gesteuerten Verbrauchers ersichtlich ist.
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Vorzugsweise kann die erste Schalteinheit und/oder die zweite Schalteinheit auch zwischen der ersten und der zweiten Schaltstellung eine NEUTRAL-Stellung einnehmen. In einer solchen NEUTRAL-Stellung können insbesondere einer der anderen Schalteinheiten Prioritäten eingeräumt werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die zweite Schalteinheit mit der ersten Schalteinheit in Reihe angeordnet sein. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die zweite Schalteinheit, nämlich die elektronisch betätigbare Schalteinheit, nachträglich mit der ersten Schalteinheit, nämlich der manuell betätigbaren Schalteinheit verschaltet wird. Hierdurch kann ein Nachrüsten leicht durchgeführt werden. Insbesondere bei einer reinen Reihenschaltung von exakt zwei Schalteinheiten pro Schaltanordnung kann so die Priorität auf den AUS-Zustand der gesamten Schaltanordnung gesetzt, da die Schaltanordnung stets dann in den AUS-Zustand versetzt werden kann, wenn zumindest eine der beiden Schalteinheiten in der jeweiligen AUS-Stellung ist – generell wird jedoch (unabhängig von der ersten Schalteinheit) mit der zweiten Schalteinheit immer der AUS-Zustand erreicht. In einer abgewandelten Ausgestaltung der reinen Reihenschaltung kann durch die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit eine Wechselschaltung gebildet sein. Unabhängig vom Zustand EIN oder AUS der beiden Schalteinheiten (erste und zweite) ist jede Schalteinheit gleichberechtigt in der Lage den Zustand EIN oder AUS der gesamten Schaltanordnung zu erzeugen. Erreicht wird dies in dem die Ausgänge der Schalteinheit 1 (Wechselschalter) und die Ausgänge der Schalteinheit 2 (Funktion vergleichbar mit Wechselschalter) identisch oder gekreuzt miteinander verbunden werden, wobei der Eingang einer der verwendeten Schalteinheiten als Ausgang für die gesamte Schaltanordnung dient. Diese Anordnung eignet sich dann insbesondere zum Nachrüsten von Lichtschaltern in Zimmern, die bisher nur durch einen einzigen manuellen Lichtschalter geschaltet wurden. Durch die Wechselschaltung kann nunmehr die Beleuchtung in diesem Zimmer wahlweise durch den manuell betätigbaren Lichtschalter oder den elektronisch ansteuerbaren Schalter erfolgen. Hierbei, wie auch bei anderen Schaltanordnungen, kann es jedoch nützlich sein, wenn der aktuelle Schaltzustand der Schaltanordnung durch einen Rückkanal an eine übergeordnete Steuereinheit oder an die der zweiten Schalteinheit zugeordneten Steuereinheit übermittelt wird, damit ein Steuerimpuls von der Steuereinheit zum Umlegen der Schalteinrichtung der zweiten Schalteinrichtung nur dann erfolgt, wenn auch tatsächlich eine Änderung des Schaltzustandes der Schaltanordnung erwünscht ist.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die zweite Schalteinheit parallel zur ersten Schalteinheit angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere eine Schalteinrichtung geschaffen werden, bei der die Priorität der Schaltanordnung auf einem EIN-Zustand liegt. Es kann also vorgesehen sein, dass nur dann die Schaltanordnung in ihrem AUS-Zustand ist, wenn beide Schaltanordnungen in deren jeweiligen AUS-Stellungen sind bzw. dass der EIN-Zustand gegeben ist, wenn zumindest eine der beiden Schalteinheiten in deren EIN-Stellung ist – generell wird jedoch (unabhängig von der ersten Schalteinheit) mit der zweiten Schalteinheit immer der EIN-Zustand erreicht. Auch eine solche Parallelschaltung, die einfach zu realisieren ist, lässt sich leicht zum Nachrüsten heranziehen, da lediglich der elektronisch betätigbare Schalter parallel zu bereits vorhandenen Schaltern einzubauen ist.
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Vorzugsweise ist der ersten und der zweiten Schalteinheit, insbesondere beiden gemeinsam, eine bistabile Schalteinheit nachgeordnet. Die „bistabile Schalteinheit” kann ein bistabiles Stromstoßrelais, ein Haftrelais oder eine hierzu vergleichbare elektronische Schaltung sein. Die Stromversorgung der bistabilen Schalteinheit kann über einen separaten Versorgungseingang realisiert sein, insbesondere jedoch auch indem der durch die Schalteinheiten „geschaltete” Strom (z. B. Netzspannung 230 V) hierfür verwendet wird. Die Ausgänge der ersten und zweiten Schalteinheit können zum Steuern der bistabilen Schalteinheit verwendet werden. Die beiden Schalteinheiten sollten, müssen aber nicht zwangsweise, als Taster ausgeführt sein, die lediglich nur kurzzeitig in deren EIN-Stellung versetzt werden und danach vorzugsweise selbsttätig in deren AUS-Stellung überführt werden, insbesondere federbeaufschlagt oder per Magnetismus mittels sich abstoßender magnetischer Pole. Eine solche bistabile Schalteinheit ändert insbesondere bei Aufbringen eines Stromstoßes (Impuls) ihren Schaltzustand, unabhängig davon, welchen Zustand diese Schalteinheit zum Zeitpunkt des Stromstoßes hatte. Auch diese Schaltanordnung eignet sich sehr gut für eine Nachrüstung, da neben einer Vielzahl von ersten Schalteinheiten lediglich eine zweite Schalteinheit hinzugefügt wird, um die Netzwerkfähigkeit der bereits bestehenden Schaltanordnung (z. B. bei Treppenlichtschaltung oder Schaltung der Beleuchtung mittels bereits vorhandenem Stromstossrelais) herzustellen. Bei einem bereits vorhandenen Stromstossrelais muss dessen Schaltzustand oder die hierdurch sich ergebende Wirkung (z. B. Licht ist EIN) der Steuereinheit bekannt sein. Die ersten und zweiten Schalteinheiten sollten insbesondere parallel zueinander angeordnet sein, wobei jeweils dann ein Stromstoß an die zusätzliche bistabile Schalteinheit oder an die bereits vorhandene Schalteinheit (bereits vorhandenes Stromstossrelais) gegeben wird, wenn eine der ersten oder zweiten Schalteinheiten einen solchen Stromstoß erzeugt.
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Vorzugsweise ist eine dritte Schalteinheit vorgesehen. Diese ist in Reihe mit der ersten und/oder der zweiten Schalteinheit angeordnet und kann in Abhängigkeit der Schaltstellung der ersten Schalteinheit, der Schaltstellung der zweiten Schalteinheit, des Schaltzustandes der gesamten Schaltordnung und/oder des Schaltzustandes einer bistabilen Schalteinheit geschaltet werden. Eine solche Schaltanordnung eignet sich insbesondere dann, wenn die erste und die zweite Schalteinheit parallel zueinander angeordnet sind. Die dritte Schalteinheit kann dabei eine Art Korrektiv darstellen, die es ermöglicht, dass ein Umschalten der bistabilen Schalteinheit noch an weitere Bedingungen geknüpft wird als das pure Verändern der Schaltstellung der ersten oder zweiten Schalteinheit. So könnte beispielsweise vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zwar vom Datennetzwerk einen Befehl zum EIN-Schalten der Schaltanordnung erhält, obwohl die Schaltanordnung bereits eingeschaltet ist. Würde die Steuereinrichtung dann einen Schaltbefehl an die zweite Schalteinheit ausgeben, würde ein Ändern der Schaltstellung der zweiten Schalteinheit ebenfalls wieder ein Ändern des Schaltzustandes der bistabilen Schalteinheit bewirken, also ein AUS-Schalten, was aber nicht erwünscht ist. Das dritte Schaltelement kann dann dabei insbesondere eines der Schalteinheiten, nämlich insbesondere die zweite Schalteinheit, von nachgelagerten Schalteinheiten derart entkoppeln, so dass insbesondere nur dann ein Ändern der Schaltstellung der zweiten Schalteinheit Auswirkungen auf die gesamte Schaltanordnung hat, wenn damit auch ein wirkliches Ändern des jeweiligen Schaltzustandes der Schaltanordnung bewirkt werden soll. Die dritte Schalteinheit kann dabei ein elektromechaniches aber auch ein Halbleiter Relais (z. B. mittels Triac, Thyristor oder Leistungstransistor) oder eine in der Wirkungsweise hierzu vergleichbare Schaltanordnung sein, welche insbesondere in Abhängigkeit des Schaltzustandes der gesamten Schaltanordnung den Ausgang der zweiten Schalteinheit von anderen Schaltelementen entkoppeln kann, wenn die Schaltstellung der zweiten Schalteinheit und der Schaltzustand der bistabilen Schalteinheit jeweils gleichartig sind, also insbesondere beide in der jeweiligen EIN-Stellung/EIN-Zustand oder beide in deren jeweiligen AUS-Stellung/AUS-Zustand sind. Dieser Aufbau ermöglicht dabei, dass eine Rückleitung zu einer übergeordneten Steuereinheit, die über das Datennetzwerk die Steuereinrichtung ansteuert, obsolet werden kann, da die Logik, die den jeweiligen Schaltzustand berücksichtigt, bereits vor Ort bei den jeweiligen Schalteinheiten realisiert sein kann. Dies kann somit eine einfache Nachrüstbarkeit begünstigen.
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Vorzugsweise ist die dritte Schalteinheit derart mit der ersten und/oder vorzugsweise mit der zweiten Schalteinheit verschaltest, dass ein EIN-Schaltbefehl bzw. AUS-Schaltbefehl der zweiten Schalteinheit ausschließlich dann der bistabilen Schalteinheit zugeführt werden kann, wenn die bistabile Schalteinheit im AUS-Zustand bzw. im EIN-Zustand ist, also in dem jeweils entgegengesetzten Zustand der insbesondere zweiten Schalteinheit. Anders ausgedrückt: Nach dem EIN-Schaltbefehl der zweiten Schalteinheit ist der Verbraucher garantiert eingeschaltet und nach dem AUS-Schaltbefehl ist der Verbraucher garantiert ausgeschaltet.
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Alternativ oder in Kombination zu den vorgenannten Möglichkeiten zur Berücksichtigung des aktuellen Schaltzustandes der Schaltanordnung oder einer möglichen bistabilen Schalteinheit kann vorgesehen sein, dass die Schaltanordnung einen Rückkanal zum Zuführen oder Anzeigen des aktuellen Schaltzustandes der gesamten Schaltanordnung zur Steuereinheit umfasst.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Hierin zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Schaltanordnung in einer ersten Ausgestaltung;
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2 eine erfindungsgemäße Schaltanordnung in einer zweiten Ausgestaltung;
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3 eine erfindungsgemäße Schaltanordnung in einer dritten Ausgestaltung;
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4 eine erfindungsgemäße Schaltanordnung in einer vierten Ausgestaltung;
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5 eine erfindungsgemäße Schaltanordnung in einer fünften Ausgestaltung.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltanordnung 10 gezeigt. Diese umfasst einen ersten Schalter 11, bei dem es sich um einen manuell betätigbaren Schalter (z. B. Lichtschalter) handelt. Der Lichtschalter 11 ist zwischen einer EIN-Stellung 1 und einer AUS Aus-Stellung 0 bewegbar. In einer EIN-Stellung 1 ist ein Stromfluss in Richtung einer Lampe 19 ermöglicht, wohingegen bei der Aus-Stellung 0 der Stromfluss in jedem Falle verhindert ist. Parallel zum Lichtschalter 11 ist ein IP-Schalter 12 als zweite Schalteinheit vorgesehen, der zwischen einer EIN-Stellung 1 und einer AUS-Stellung 0 betätigbar ist. Ferner ist eine Zwischenstellung des IP-Schalters 12 vorgesehen, wie in 1 gezeigt ist. Wenn der IP-Schalter 12 in der EIN-Stellung 1 ist, ist ein Stromfluss in Richtung eines Verbraucher 19 (z. B. einer Lampe) grundsätzlich ermöglicht, jedoch in der AUS-Stellung 0 oder der NEUTRAL-Stellung ein Stromfluss hin zur Lampe 19 durch den IP-Schalter 12 grundsätzlich nicht möglich ist. Den beiden Schaltern 11 und 12 nachgeschaltet ist ein dritter Schalter 13, der ein Relais umfasst und ebenfalls zwischen einer EIN-Stellung 1 und einer AUS-Stellung 0 (Ruhe und Arbeitskontakt) betätigbar ist. Im Falle, dass der IP-Schalter 12 in dessen AUS-Stellung 0 ist, wird ein Steuerstrom an das Relais des dritten Schalters 13 geführt, der den dritten Schalter 13 in dessen Aus-Stellung 0 (Arbeitskontakt) beaufschlagt. Sollte also der IP-Schalter 12 in dessen AUS-Schaltung gestellt werden wird über das dritte Schaltelement 13 sichergestellt, dass die gesamte Schaltanordnung bestehend aus den drei Schalteinheiten 11, 12, 13 in jedem Falle ausgeschaltet ist. In der NEUTRAL-Stellung des Schalters 12, wie gezeigt, bleibt das Relais der dritten Schalteinheit 13 aber stromlos, so dass im Regelfall federbeaufschlagt die dritte Schalteinheit 13 in die EIN-Stellung übergeht, und damit einen Stromfluss grundsätzlich ermöglichen kann. Insofern ergibt sich in der Anordnung nach 1 dann der EIN-Zustand der Schaltanordnung 10, wenn entweder der Schalter 11 oder Schalter 12 in deren EIN-Stellung 1 ist, bzw. der Schalter 11 in EIN-Stellung 1 oder der Schalter 12 nicht in dessen AUS-Stellung 0 ist.
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Diese Anordnung eignet sich insbesondere zum Nachrüsten der Verschaltung für die Beleuchtung in einem Zimmer, bei der die Ansteuerung der Beleuchtung bisher auf dem einzelnen Lichtschalter 11 beruhte und die nun alternativ auch durch ein Datennetzwerk angesteuert werden soll. Dabei ist lediglich parallel zum ersten Schalter 11 der zweite Schalter 12 vorzusehen sowie die dritte Schalteinheit 13 den beiden Schalteinheiten 11, 12 nachzuordnen. Idealerweise sollte aber nicht muss, die Schalteinheit 12 und 13 in einem Gehäuse untergebracht sein oder aber modular (z. B. steckbar) realisiert sein. Die zweite Schalteinheit 12 wird durch eine Steuereinrichtung 14 gesteuert, die mittels eines Netzwerkadapters 15 an ein Datennetzwerk 17 angeschlossen ist. Das Datennetzwerk 17 kann insbesondere auch die bereits vorhandene Stromverdrahtung benutzen. Alternativ kann das Datennetzwerk 17 auch drahtlos oder durch andere Verdrahtungen hergestellt sein.
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Die Ausführungen zur Steuereinheit 14, dessen Netzwerkadapters 15 sowie dem Datennetzwerk 17 treffen auch auf die anderen Ausführungsbeispiele zu, obwohl diese dort nicht separat genannt oder gezeigt werden. Gleiches gilt für die Integration von Schalter 12, Steuereinheit 14, Netzwerkadapter 15 und (falls relevant) bistabiler Schalteinheit 16 in einem Gehäuse, bzw. des modularen Aufbaus der vorgenannten Komponenten. insbesondere wenn die Erfindung nicht in Koexistenz zu bereits vorhandenen Schaltern oder Tastern betrieben wird sondern eine Ersetzung (Austausch) dieser darstellt, dann ist der Schalter 11 vorzugsweise ebenfalls in das eine Gehäuse oder bei modularem Aufbau in eines der Module integriert.
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In 2 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltordnung 10 gezeigt, die sich insbesondere zur Nachrüstung von Beleuchtungsanschaltungen eignet, bei denen die Beleuchtung bisher auf einem einzigen betätigbaren Lichtschalter beruht. In Reihe zum Lichtschalter 11, der zwischen zwei Schaltstellungen A, B schaltbar ist, wird ein elektronisch ansteuerbarer Schalter 12 angeordnet, der ebenfalls zwischen zwei Schaltstellungen A, B schaltbar ist. Dabei werden die beiden Schaltausgänge A, B des ersten Schalters mit zwei Eingängen A, B des zweiten Schalters verbunden. Der zweite Schalter 12 ermöglicht dann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Schaltstellungen A, B mit einer Lampe 19. Sobald die beiden Schalter 11, 12 in gleichartigen Schaltstellung A sind befindet sich die in 2 dargestellte Schaltanordnung 10 in dem EIN-Zustand. Ansonsten ist die Schaltanordnung in dem AUS-Zustand. Über einen Rückkanal 18 wird der Schaltzustand der Schaltanordnung 10 an die Steuereinheit 14 überführt. Die Steuereinheit 14 kann dann in Abhängigkeit des momentanen Zustandes der Schaltanordnung 10 entscheiden, ob für den gewünschten Schaltzustand des Verbrauchers 19 (z. B. einer Lampe) dann ein Umlegen des zweiten Schalters 12 erforderlich ist, oder nicht.
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Abweichend von der in der Figur gezeigten Anordnung funktioniert die gesamte Schaltanordnung ebenfalls wenn die Schalter 11 und 12 überkreuz miteinander verbunden werden, d. h. abweichend zur Darstellung nach 2, dass Schnittstelle des einen Schalter mit de Schnittstelle B des jeweils anderen Schalters verbunden ist In diesem Fall müssten die Schalter 11 und 12 die Schalterstellung A und B oder B und A einnehmen, um den EIN-Zustand der Schaltanordnung 10 zu erzeugen. Alternativ zur Darstellung nach 2 funktioniert die Schaltung auch, wenn eine Wechselschaltung bereits vorhanden ist. Dann muss unter Verwendung des Schalters 12 dementsprechend eine Kreuzschaltung realisiert werden.
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Die 3 bis 5 zeigen erfindungsgemäße Ausgestaltungen von Schaltanordnungen, bei denen insbesondere mehrere Taster 11 (nur einer davon stellvertretend gezeigt), die manuell betätigbar sind, vorgesehen sind. Parallel zu diesen wird dann ein elektronisch schaltbarer IP-Schalter 12 angeordnet, der ein elektronisches Ansteuern z. B. einer Beleuchtung ermöglicht. Allen Schaltanordnungen 10 der 3 bis 5 ist dabei gemeinsam, dass die tatsächliche Änderung des Schaltzustands der Schaltanordnungen 10 durch eine bistabile Schalteinheit 16 durchgeführt wird, die durch eine Steuerleitung 21 zumindest mittelbar mit den Lichttastern 11 und dem IP-Schalter 12 verbunden sind. Erfolgt ein Stromstoß über die Steuerleitung 21 ändert sich der Schaltzustand der bistabilen Schalteinheit 16 und damit der Schaltzustand der gesamten Schaltanordnung 10. Lediglich die Ansteuerung, die der Steuerleitung 21 vorgeschaltet sind, unterscheiden sich bei den Anordnungen nach den 3 bis 5 und werden nachfolgend erläutert.
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In 3 sind die Taster 11 (z. B. Lichttaster), die manuell betätigbar sind, parallel zu dem IP-Taster 12 angeordnet. Eine Tastbetätigung dieser Schalteinheiten 11, 12 erzeugt dabei einen Stromstoß, der durch die Steuerleitung 21 auf die bistabile Schalteinheit 16 beaufschlagt wird und ein Ändern des Zustandes der bistabilen Schalteinheit 16 bewirkt. Wenn über das nicht dargestellte Datennetzwerk ein Befehl an die Steuereinheit 14 ergeht, dass der Verbraucher 19 (z. B. Lampe) eingeschaltet werden soll, wird zunächst von der Steuereinheit 14 überprüft, ob das durch den Rückkanal 18 erhaltene Signal einen Hinweis darauf enthält, ob derzeit die Beleuchtung an ist oder aus ist bzw. ob die Schaltanordnung 10 in deren EIN-Zustand oder AUS-Zustand ist. Angenommen die Schaltanordnung 10 ist in deren AUS-Zustand, soll aber eingeschaltet werden, dann gibt die Steuereinheit 14 über die Steuerleitung 20 ein Signal für eine Tastbetätigung des IP-Schalters 12. Damit erfolgt ein Stromstoß über die Steuerleitung 21 und die bistabile Schalteinheit 16 und somit die Schaltanordnung 10 wird in deren EIN-Zustand überführt. Sollte hingegen mit Hilfe des Rückkanals festgestellt werden, dass die Schaltanordnung 10 bereits im EIN-Zustand ist, dann erfolgt kein Schaltbefehl über die Steuerleitung 20 an den IP-Taster 12. Entsprechendes gilt natürlich für den Fall, dass die Schaltanordnung im EIN-Zustand ist und durch Betätigung in den AUS-Zustand überführt werden soll.
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Für den Fall, dass mittels der Schaltanordnung 10 eine bereits auf einem Stromimpuls beruhende Schaltanordnung vorhanden ist (z. B. bei Treppenlichtschaltungen oder Flurbeleuchtungen unter Verwendung von Stromstosschaltern der Fall) dann kann die bistabile Schalteinheit 16 durch die bereits vorhandene Schalteinrichtung (Treppenlichtautomat bzw. Stromstossschalter) vollständig ersetzt werden. Hierbei empfiehlt es sich die Schaltanordnung 10 in unmittelbarer Nähe der bereits vorhandenen Schalteinrichtung anzubringen (z. B. im mittels Hutschienenmontage im Verteilerschrank). Insbesondere wenn es sich lediglich um eine Treppenlichtschaltung handelt, dann wird der Rückkanal 18 für die Schaltanordnung nicht benötigt, da jede Betätigung einen Neustart bzgl. der Dauer in der das Treppenlicht bedingt.
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In 4 ist anstelle des IP-Tasters 12 ein IP-Schalter 12 gezeigt, der zwischen einer EIN-Stellung 1, einer AUS-Stellung 0 und einer dazwischenliegenden NEUTRAL-Stellung überführbar ist. Ein Einschalten der gesamten Schaltanordnung 10 kann durch manuelle Betätigung des Tasters 11 erfolgen. Alternativ kann das Einschalten der Schalteranordnung 10 auch durch Überführen des IP-Schalters 12 in dessen EIN-Stellung 1 erfolgen, aber nur dann, wenn eine dritte Schalteinheit 13, die dem IP-Schalter 12 nachgeschaltet ist, ebenfalls in deren EIN-Stellung 1 ist. Die dritte Schalteinheit 13 ist stets dann in dessen EIN-Stellung 1, wenn ein zugehöriges Relais oder ein anderes in der Wirkungsweise hierzu vergleichbares Bauelement über einen Rückkanal 18 nicht mit Strom beaufschlagt ist. Das heißt mit anderen Worten, wenn über die Rückkanal 18 erkannt wird, dass die Schaltanordnung 10 in deren AUS-Zustand ist, ermöglicht es durch die Schaltstellung 1 der dritten Schalteinheit 13, dass ein zumindest kurzes Betätigen des IP-Schalters 12 in dessen EIN-Stellung 1 einen Stromimpuls über die Steuerleitung 21 auf die bistabile Schalteinheit 16 ermöglicht, was wiederum ein Umschalten der bistabilen Schalteinheit 16 bewirkt, was zu dem EIN-Zustand der Schaltanordnung 10 führt. Ein anschließendes Betätigen der Schalteinheit 11 oder der Schalteinheit 12 in Richtung der AUS-Stellung 0 erzeugt ein Steuersignal, das über die Steuerleitung 21 auf die bistabile Schalteinheit 16 übertragen wird und somit zu dem AUS-Zustand der Schaltanordnung 10 führt. Der Rückkanal 18 stellt zusammen mit der dritten Schalteinheit 13 ein Korrektiv dar, dass ein erneutes Betätigen des IP-Schalters 12 in dessen EIN-Stellung 1 bei bereits eingeschalteter Schaltanordnung kein erneutes Schalten der bistabilen Schalteinheit bewirkt, da die Steuerleitung 21 hierbei nicht beaufschlagt werden kann. Gleiches gilt natürlich für den Fall, dass die Schaltanordnung 10 ausgeschaltet ist, wobei dann aufgrund des Schaltzustands 1 der dritten Schalteinheit 13 grundsätzlich kein Durchschalten eines Stromimpulses von der AUS-Stellung 0 über die Steuerleitung 21 zum bistabilen Schalteinheit 16 möglich ist.
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In dieser Anordnung benötigt die Steuereinheit 14 keinerlei Kenntnisse darüber, in welchem Schaltzustand sich die Schaltanordnung 10 im Moment des Ausgebens eines Steuerbefehls über die Steuerleitung 20 an den IP-Schalter 12 gerade befindet. Wenn die Steuereinheit 14 den Schalter 12 in den Zustand 1 versetzt, wird die Schaltanordnung 10 immer den Zustand EIN (eingeschaltet) einnehmen und wenn der Schalter 12 in den Zustand 0 versetzt wird wird die Schaltanordnung 10 immer den Zustand AUS (ausgeschaltet) einnehmen. Der bereits vorhandene Taster 11 bleibt voll Funktionsfähig und wird bei jeder Betätigung den zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Zustand ändern (von AN -> AUS bzw. umgekehrt). Während der vorhandene Taster 11 den Zustand nur ändern kann, kann die Steuereinheit 14 bzw. der Schalter 12 einen definierten Zustand (AN oder AUS) erzwingen. Somit kann eine einfache Nachrüstbarkeit gegeben sein.
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Insbesondere wenn mittels der Schaltanordnung 10 eine bereits auf einem Stromimpuls beruhende Schaltanordnung vorhanden ist (z. B. bei Treppenlichtschaltungen oder Flurbeleuchtungen unter Verwendung von Stromstosschaltern der Fall) dann kann die bistabile Schalteinheit 16 durch die bereits vorhandene Schalteinrichtung (Treppenlichtautomat bzw. Stromstossschalter) vollständig ersetzt werden. Hierbei empfiehlt es sich die Schaltanordnung 10 in unmittelbarer Nähe der bereits vorhandenen Schalteinrichtung anzubringen (z. B. im mittels Hutschienenmontage im Verteilerschrank). Wenn es sich lediglich um eine Treppenlichtschaltung handelt, dann wird der Rückkanal 18 für die Schaltanordnung ebenso nicht benötigt wie die Stellung 0 der Schalteinheit 13, da jede Betätigung einen Neustart, bzgl. der Dauer in der das Treppenlicht angeschaltet ist, bedingt.
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In 5 ist eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung 10 gezeigt. Es sind lediglich manuell betätigbare Taster 11 (nur einer von ggf. mehreren dargestellt) und ein elektronisch betätigbarer IP-Taster 12 vorgesehen. Durch den IP-Taster 12 kann die Schaltanordnung 10 ausschließlich eingeschaltet werden. Ein Ausschalten der Schaltanordnung 10 kann nur durch den Taster 11 erfolgen. Dies eignet sich insbesondere für Beleuchtungen von Kellerräumen oder Tiefgaragen, bei denen über die Ansteuerung der Steuereinheit 14 ein Einschalt-Befehl erfolgt; das Ausschalten erfolgt dann über den Taster 11.
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Der IP-Taster 12 ist an die Steuereinheit 14 über eine Steuerleitung 20 angeschlossen. Eingangsseitig ist der IP-Taster 12 ausschließlich an einen Ausgang der bistabilen Schalteinheit 16 angeschlossen, die nur dann einen Stromfluss zum IP-Taster 12 ermöglicht, wenn die bistabile Schalteinheit 16 in deren AUS-Zustand ist. Ausschließlich dann ermöglicht ein Tasten des IP-Schalters 12, dass über die Steuerleitung 21 ein Stromstoß an die bistabile Schalteinheit 16 übertragen wird, die zu einem Umschalten der bistabilen Schalteinheit in den Zustand EIN dieser wie auch der gesamten Schaltanordnung 10 führt. Der Taster 11 behält seine volle Funktionalität, d. h. er kann immer den momentan vorhandenen Zustand ändern (d. h. AN -> AUS oder AUS -> EIN), eine Ansteuerung der Steuereinheit 14 mit dem Steuersignal EIN führt zur Betätigung des Tasters 11 und erzwingt nur bei der Stellung AUS der bistabilen Schalteinheit 16 über einen Stromstoß (Impuls) über die Steuerleitung 21 die Stellung EIN der bistabilen Einheit bzw. der gesamten Schaltanordnung 10.
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Insbesondere wenn mittels der Schaltanordnung 10 eine bereits auf einem Stromimpuls beruhende Schaltanordnung vorhanden ist (z. B. bei Treppenlichtschaltungen oder Flurbeleuchtungen unter Verwendung von Stromstosschaltern der Fall) dann kann die bistabile Schalteinheit 16 durch die bereits vorhandene Schalteinrichtung (Treppenlichtautomat bzw. Stromstossschalter) vollständig ersetzt und die Gesamtschaltung stark vereinfacht werden. Wenn es sich lediglich um eine Treppenlichtschaltung handelt, dann wird der Taster 12 parallel zu einem bereits vorhandenen Tasten 11 angeschaltet und jede Betätigung des Taster 12 über die Steuereinheit 14 erzwingt einen Neustart, bzgl. der Dauer in der das Treppenlicht angeschaltet ist. Wenn es sich um eine Flurbeleuchtung handelt, dann sollte (sofern der bereits vorhandene Stromstosschalter nicht bereits zwei Kontakte enthält, die als Öffner und Schließer ausgeprägt sind) diese Funktionalität entweder vergleichbar mit 3 mittels Rückkanal 18 an die Steuereinheit 14 realisiert sein oder vergleichbar mit 4, bei der der Rückkanal 18 mittels der Schalteinrichtung 13 nur dann den Zustand „EIN” erzeugt, wenn der Verbraucher bzw. die gesamte Schaltanordnung 10 ausgeschaltet ist. Eine Stellung NEUTRAL kann ebenso wie die Beschaltung des Zustands 0 des Schalters 12 entfallen. Hierbei empfiehlt es sich jedoch die Schaltanordnung 10 in unmittelbarer Nähe der bereits vorhandenen Schalteinrichtung anzubringen (z. B. im mittels Hutschienenmontage im Verteilerschrank).
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schaltanordnung
- 11
- manuell betätigbarer Schalter/Taster
- 12
- IP-Schalter
- 13
- dritte Schalteinheit
- 14
- Steuereinheit
- 15
- Netzwerkadapter
- 16
- bistabile Schalteinheit
- 17
- Netzwerk
- 18
- Rückkanal
- 19
- Verbraucher
- 20
- Steuerleitung
- 21
- Steuerleitung
