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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Mehrwegeschalter mit einer Steuerelektronik
zum Bewirken von Zustandsänderungen
von mit jeweils einem individuellen Empfangselement versehenen Verbrauchern
in einem Gebäudestromnetz.
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Es
ist allgemein bekannt, dass insbesondere im Bereich der Haustechnik
eine Vielzahl von Verbrauchern, wie mehrere Lampen, Jalousien, Musikanlagen,
Radios, Fernseh- und Videogeräte,
Klimageräte, Alarmanlagen
usw. in einem Raum oder in mehreren Bereichen nur über eine
entsprechende Anzahl von Schaltern, gegebenenfalls Fernbedienungen,
Displays usw. gesteuert werden, in dem die Schalter ihre Steuerbefehle
an das zugeordnete Gerät
senden. Hierbei sei beispielhaft nur auf die klassische Schaltung
einer Lampe „Ein/Aus" mittels eines Wandschalters
hingewiesen. Dem gemäß sind eine
Vielzahl von Schaltern notwendig, deren Zahl umso größer ist,
je größer eine
Gruppe von Verbrauchern oder aber je mehr Verbraucher mit verschiedenen
Funktionen vorhanden sind. Hierbei soll unter dem Begriff „Schalter" jede Art von Schaltelement
verstanden werden, das einen Schaltvorgang und eine Zustandsänderung
des jeweiligen Verbrauchers bewirkt. Unter dem Begriff „Verbraucher" sind alle elektrisch
steuerbaren Geräte
zu verstehen.
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In
der Regel dient ein einzelner Schalter zum Schalten eines Verbrauchers.
Dabei kann ein solcher Schalter aber auch mehrere Schaltvorgänge ausführen, z.
B. „Ein/Aus" und „Dimmen". Bekannt sind auch Drehschalter,
die Schaltvorgänge
in mehreren Schaltstufen ausführen.
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Zur
Steuerung von mehreren Verbrauchern in einem Raum oder Bereich sind
demnach Schalter mit einer höheren
Anzahl von Sensoren und Tastern mit komplizierterem Aufbau und Untergliederung
notwendig. Je vielzähliger
und komplexer jedoch die Schalter sind, umso größer sind die Anforderungen
bei der Bedienung an den Nutzer. Weiterhin sind solche Steuerungen
auch über
Sensor-Displaykombinationen
bzw. Taster-Displaykombinationen möglich. Dabei stellt die Nutzung
jedoch noch höhere
Ansprüche
an den Benutzer, da die Bedienung der gewünschten Schaltzustände und
Funktionen nur über
das Lesen der Displayinformationen in Kombination mit der Ausführung der
Schalter möglich
ist.
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Umfangreiche
Schaltermengen gegebenenfalls auch in Kombination mit Displays führen bei
nicht wenigen Nutzern zu Verwirrung und Komplikationen beziehungsweise
sogar zu Bedienungsängsten
und Bedienungsablehnungen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen Mehrwegeschalter der eingangs genannten
Art zu schaffen, der eine sichere, komfortable und schnelle Steuerung
mehrerer Verbraucher bzw. Gruppen von Verbrauchern ermöglicht,
wobei die Steuerung leicht erlernbar und merkbar sein soll.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
durch
- – ein
Trägerelement,
- – zumindest
ein zu bedienendes Betätigungselement
mit einer Mehrzahl von Betätigungsflächen, welches beweglich
auf dem Trägerelement
angebracht ist,
- – wobei
das Betätigungselement
relativ zum Trägerelement
in mindestens drei Richtungen bewegbar ist,
- – jede
Betätigung
des Betätigungselementes
mindestens einen Schaltvorgang für
mindestens einen Verbraucher oder mindestens einer Gruppe von Verbrauchern
bewirkt, und
- – sämtliche
Schaltvorgänge
an den mindestens einen Verbraucher oder mindestens eine Gruppe
von Verbrauchern durch lokale Betätigung des Betätigungselementes
auslösbar
ist.
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Das
Trägerelement
kann nach Art eines Rahmens eines üblichen und dem Nutzer vertrauten
und gewohnt einfachen Wandschalters ausgebildet sein und nimmt das
zumindest eine Betätigungselement
beweglich auf. Dieses Betätigungselement,
das die eigentliche Schalterplatte des Mehrwegeschalters darstellt,
kann an den Ecken und Kanten und im Zentrum durch Druckbewegung
betätigt
werden, d. h. räumlich
gesehen in alle möglichen
Richtungen und nicht nur in X-, Y- und Z-Richtung, so dass der erfindungsgemäße Schalter
als multidimensionaler Mehrwege schalter wirkt und bei jeder Betätigung einen
entsprechenden Schaltvorgang an einem entsprechenden Verbraucher
oder einer Verbrauchergruppe auslöst. Dabei werden die Kanten,
die Ecken und das Zentrum des Betätigungselementes des Mehrwegeschalters
als Betätigungsflächen genutzt.
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Das
Betätigungselement
kann ein einziges Betätigungselement
mit mehreren Betätigungsflächen sein oder
aber auch aus einer Mehrzahl von Betätigungselementen bestehen.
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Der
Mehrwegeschalter überträgt seine
Schaltsignale vorzugsweise über
das Gebäudestromnetz
an eine Verbraucher oder eine Gruppe von Verbrauchern, die mit einem
individuellen Empfangselement ausgerüstet sind. Dieses Empfangselement
kann eine elektronische Einrichtung, beispielsweise Transponder
oder ein Mikrochip sein, in dem eine codierte Kennung gespeichert
ist, so dass nur der gewünschte
Verbraucher auf den Schaltvorgang und die entsprechenden Steuerbefehle
des Mehrwegeschalters reagiert.
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Erfindungsgemäß können nun über einen
einzigen Schalter ein einzelner Verbraucher, ein komplexer Verbraucher
und eine oder mehrere Gruppen von gleichgearteten oder mehrgearteten
Verbrauchern bedient und gesteuert werden. Das bedeutet, dass eine
Lampe oder mehrere Lampen, auch Gruppen von Lampen sowie Jalousien,
Gruppen von Jalousien, Alarmanlagen, Klimaanlagen, elektrische Hausgeräte, Audio-
und Videogeräte,
Fernsehgeräte
usw. mit einem einzigen Mehrwegeschalter durch lokale Bewegung bzw.
Berühren dessen
Oberfläche über das
Gebäudestromnetz
geschaltet werden können.
Natürlich
kann in jedem Raum eines Bereiches ein solcher Mehrwegeschalter
an der Wand des Raumes vorgesehen und mit dem Gebäudestromnetz
verbunden werden. Dadurch lassen sich beliebige Verbraucher auch
in anderen Räumen
schalten und steuern. Die Bedienung erfolgt allein durch lokale
Bewegung bzw. Berührung
der Oberfläche
des Mehrwegeschalters.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters besteht
darin, dass dieser sich optisch nicht von den an sich üblichen
und bekannten Schaltern unterscheiden muss. So müssen die vielfältigen Bedienmöglichkeiten
des Mehrwegeschalters für
den Nutzer auf den ersten Blick nicht erkennbar sein.
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Die
vielfältigen
Schaltmöglichkeiten
des Mehrwegeschalters für
die Verbraucher ergeben sich durch die oberen und/oder unteren Bereiche,
die rechten und/oder linken Bereiche und/oder den mittleren Bereich des
Betätigungselementes,
die allesamt zur Weitergabe von Steuerungsbefehlen verwendet werden.
Somit kann durchaus ein Mehrwegeschalter mit neun Schalt- bzw. Tastflächen versehen
sein.
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Bei
normalen, an sich bekannten Schaltern wird im Schalter durch eine
mechanische Betätigung
im Schalter selbst ein Stromkreis geschlossen. Bei dem erfindungsgemäßen Schalter
ist das nicht der Fall. Vielmehr wird durch die mechanische Betätigung des
Schalters eine Information aus einem Speicher, der sich in der Steuerelektronik
im Schalter befindet, identifiziert, ausgewählt und diese Information wird
im gesamten Gebäudestromnetz
bereitgestellt und dann lokal vom Empfangselement im Verbraucher
interpretiert.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Sonach
ist durch mehrfaches Betätigen
des Betätigungselementes
jeweils mindestens ein bestimmter Verbraucher bzw. jeweils mindestens
eine bestimmte Gruppe von Verbrauchern auswählbar und für weitere Schaltvorgänge ansteuerbar.
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Des
Weiteren kann der erfindungsgemäße Mehrwegeschalter über Kabel
des Gebäudestromnetzes und/oder
kabellos über
eine Fernbedienung mit dem mindestens einen Verbraucher oder mindestens
eine Gruppe von Verbrauchern verbunden sein, d. h. Verbraucher werden über den
Mehrwegeschalter und/oder über
eine Fernbedienung gesteuert. Zu diesem Zweck kann die Steuerelektronik
des Mehrwegeschalters mit einem Infrarotsensor versehen sein.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass mehr als eine Kante des Betätigungselementes mindestens
einen Schaltvorgang für
mindestens einen Verbraucher oder mindestens einer Gruppe von Verbrauchern
bewirkt. Die oberen, unteren, rechten und linken Kanten des Betätigungselementes
er möglichen
somit unterschiedliche Schaltvorgänge, die vom Nutzer intuitiv
erkannt und benutzt werden. Die Kanten des Betätigungselementes können beispielhaft
und bevorzugt folgende Bedienfunktionen umfassen:
| Kante/Zentrum | Funktionen |
| Oben | plus,
heller, höher,
mehr, lauter, wärmer |
| Unten | minus,
dunkler, tiefer, weniger, leiser, kälter |
| Links | links,
zurück,
letztes |
| Rechts | rechts,
weiter, nächstes |
| Zentrum | An/Aus,
Start/Stopp, Play/Pause, Kommen/Gehen |
(Tabelle
1)
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Dabei
beziehen sich die Schaltfunktionen nicht nur auf einen zu steuernden
Verbraucher, beispielsweise ein Fernsehgerät, der an- bzw. auszuschalten
ist, sondern auch auf andere Funktionen, wie den nächsten Fernsehkanal
oder eine bestimmte Lautstärke
des Fernsehers wählen.
Bei einer Lampe kann dies beispielsweise die Steuerung der Helligkeit
oder das Hinzufügen
weiterer Lampen sein, bei einem CD-Player die Wahl des nächsten oder
vorhergehenden Musiktitels, bei einer Jalousie die Einstellhöhe usw..
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Des
Weiteren bewirkt mehr als eine Ecke des Betätigungselementes mindestens
eine Schaltvorgangauswahl für
mindestens einen Verbraucher oder mindestens einer Gruppe von Verbrauchern.
Demgemäß sind die
Verbraucherarten den Ecken des Betätigungselementes des Mehrwegeschalters
zugeordnet, beispielsweise wie folgt:
| Ecke | Verbrauchergruppe |
| Oben
links | Beleuchtung
(Lampen) |
| Oben
rechts | Audio/Video
(Fernseher, CD-PLayer usw.) |
| Unten
links | Schatten
(Jalousien) |
| Unten
rechts | Sicherheit
(Alarmanlage) |
(Tabelle
2)
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Nach
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters bewirkt
das Zentrum des Betätigungselementes
mindestens einen Schaltvorgang für
mindestens einen Verbraucher oder mindestens einer Gruppe von Verbrauchern.
Dabei wird eine Verbrauchergruppe, z. B. Lampen, in einer Ecke des
Betätigungselements
vorgewählt
und dann bei Betätigung
des Zentrums des Betätigungselementes
z. B. ein Einschaltvorgang für
die entsprechende Verbrauchergruppe gewählt.
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Dem
entsprechend bewirken mehr als eine Ecke und/oder mehr als eine
Kante und/oder das Zentrum des Betätigungselementes mehr als einen
Schaltvorgang für
einen Verbraucher oder einer Gruppe von Verbrauchern.
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Darüber hinaus
ist vorgesehen, dass das Betätigungselement
des Mehrwegeschalters relativ zum Trägerelement in mehr als eine
Richtung, nämlich
vorzugsweise in X-, Y- und
Z-Richtung bewegbar oder um eine dieser Achsen drehbar ist.
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Ein
weiterer Vorteil des Mehrwegeschalters ergibt sich dadurch, dass
zusätzlich
zum Betätigungselement
oder Trägerelement
eine Fernbedienung vorgesehen ist, welche die Schaltvorgänge des
Betätigungselementes
für mindes tens
einen Verbraucher oder mindestens einer Gruppe von Verbrauchern
bewirkt. Alle zuvor beschriebenen Funktionen können somit auch durch eine
Fernbedienung realisiert werden. Der Nutzer kann daher die Funktionen
des Mehrwegeschalters bequem beispielsweise aus einem vom Mehrwegeschalter entfernten
Ort eines Raumes oder Bereiches nutzen und die Verbraucher schalten
und steuern. Als Fernbedienung kann beispielsweise auch ein Mobiltelefon
verwendet werden.
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An
sich ist der erfindungsgemäße Mehrwegeschalter
für Blinde
nicht geeignet, da für
sie Tastflächen des
Betätigungselementes
nicht so ohne weiteres erkennbar und unterscheidbar sind. Daher
kann ein wesentliches Hilfsmittel des Schalters sein, dass dieser
zusätzlich
unterschiedliche Audiosignale erzeugt, welche die jeweiligen Schaltzustände signalisieren.
Die Audiosignale können
sich somit in Klanghöhe
und/oder Klanglänge
und/oder Klangton unterscheiden. Damit wird eine Steuerung und Schaltung
von Verbrauchern auch für Blinde
erleichtert.
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Gemäß einer
Weiterbildung des erfindungsgemäß Mehrwegeschalters
weist dieser einen Drehwahlknopf zur Bestimmung bzw. Auswahl des
zu bedienenden mindestens einen Verbrauchers oder mindestens einer
Gruppe von Verbrauchern auf. Damit wird die Auswahl des zu bedienenden
Verbrauchers oder einer Gruppe von Verbrauchern über das Drehen und Drücken des
Drehwahlknopfs ermöglicht.
Dieses runde Betätigungselement
ist zum Wippen in mehreren Richtungen geeignet. Hierfür wären dann
andere Bezugspunkte zu definieren, beispielsweise nach Art eines
Uhrenzifferblattes. So können
beispielsweise die „Kanten" als 3, 6, 9 und
12 Uhr bezeichnet und entsprechend am Betätigungselement ausgebildet
sein. In analoger Weise könnten
die „Ecken" am Umfang des Mehrwegeschalters
definiert werden.
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Besonders
komfortabel ist der Mehrwegeschalter, wenn dieser bei jedem Schaltvorgang
jeweils eine korrespondierende Zeichenfolge ausgibt, welche die
durch den Schaltvorgang repräsentierte
Funktion bezeichnet. Diese Zeichenfolge kann dabei die durch den
Schaltvorgang repräsentierte
Funktion bezeichnen, indem diese durch ein kleines Display am Mehrwegeschalter
dargestellt wird.
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Weiterhin
kann der Mehrwegeschalter einen Berührungs-, Näherungs- oder Bewegungssensor
aufweisen, so dass der Schalter durch Annäherung des Nutzers in Funktions-
und Schaltbereitschaft setzbar ist.
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Weiterhin
kann der erfindungsgemäße Mehrwegeschalter
beispielsweise in einem Gebäudestromnetz eingebaut
sein. Unter einem Gebäudestromnetz
wird in diesem Fall der Teil eines Stromnetzes verstanden, der sich
nach dem Zähler
des Stromversorgungsunternehmens befindet, und an dem die Verbraucher
angeschlossen sind, wobei es unerheblich ist, welchen Charakter
ein solches Gebäude
hat. Umfasst sind also sowohl feste Gebäude, als auch auf- und abbaubare
Gebäude
oder Zelte, die mit einem eigenen Stromnetz versorgt werden. Hierunter
fallen auch Stromnetze, welche für
Veranstaltungen in möglicherweise
auch offen gestalteten Gebäuden,
wie z. B. Bühnen,
dauerhaft bestehen oder situativ auf- und wieder abgebaut werden.
Wesentlich ist alleine, dass sich ein erfindungsgemäßer Mehrwegeschalter
in diesem Teil des Gebäudestromnetzes
befindet und bereit steht, erfindungsgemäße Wirkung zu entfalten.
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Darüber hinaus
kann der erfindungsgemäße Mehrwegeschalter
in eine Wohneinheit eingebaut sein, auch ohne an ein zuvor definiertes
Gebäudestromnetz
angeschlossen zu sein. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die
erfindungsgemäßen Schaltern
in einem Netz verbaut sind, in welches nicht, wie zuvor definiert,
ein Zähler
eines Stromversorgungsunternehmens eingebaut ist. Dies ist zunehmend
in Gebäuden
der Fall, die ihren Strom, beispielsweise durch Blockkraftwerke,
unabhängig
von Stromversorgern selbst produzieren.
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Die
Funktionen des Mehrwegeschalters können neben einem Wechselstromnetz
natürlich
auch in einem Gleichstromnetz, einem Bussystem und weiterhin zur Übermittlung
von Funksignalen verwendet werden.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden
Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern
auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar
sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Der
der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden
Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles,
das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Die Zeichnungsfigur
zeigt einen erfindungsgemäßen Mehrwegeschalter
in Verbindung mit einer Verbrauchergruppe.
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Der
Mehrwegeschalter 1 ist an einer Wand eines Raumes angebracht
und direkt oder per Infrarot/Bussystem oder per Funk an ein Gebäudestromnetz 2 angeschlossen.
Darüber
hinaus ist der Mehrwegeschalter 1 über das Gebäudestromnetz 2 mit
einer oder mehreren Gruppen von Verbrauchern 3 verbunden,
die in der Zeichnung symbolhaft dargestellt sind. Jeder Verbraucher 3 enthält ein codiertes
Empfangselement 4, z. B. einen Mikrochip, zum Empfang der
Schaltsignale des Mehrwegeschalters 1.
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Der
Mehrwegeschalter 1 weist ein Trägerelement 5 auf,
das den Rahmen des Mehrwegeschalters 1 bildet. Am Trägerelement 5 ist
vorzugsweise ein einziges zu bedienendes Betätigungselement 6 angebracht, das
mit einer dahinter eingebauten Steuerelektronik 7 in Kontaktverbindung
steht. Die Ecken 8 des Betätigungselementes 6 sind
jeweils als Betätigungsflächen 9 ausgebildet,
mit denen jeweils ein bestimmter zu schaltender Verbraucher 3 oder
jeweils eine bestimmte zu schaltende Gruppe von Verbrauchern 3 ausgewählt und
geschaltet werden kann. Die Betätigungsflächen 9, 11 und 13 sind
in der Zeichnung symbolisiert durch die punktierten Linien.
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Die
obere linke Betätigungsfläche 9 in
der Ecke 8 dient z. B. zum Auswählen für die Verbrauchergruppe „Lampen" zum Schalten von
Lampen, die obere rechte Betätigungsfläche 9 in
der Ecke 8 ist für
die Verbrauchergruppe „Audio/Video" zum Schalten von
elektronischen Unterhaltungsgeräten
vorgesehen, die untere linke Betätigungsfläche 9 in
der Ecke 8 dient zum Auswählen für die Verbrauchergruppe „Schatten" zum Schalten von
Jalousien und die untere rechte Betätigungsfläche 9 in der Ecke 8 ist
für die
Verbrauchergruppe „Sicherheit" zum Schalten für die Alarmanlage
vorgesehen (Tabelle 2). Diese Zuordnung ist nur beispielhaft genannt, wobei
die Betätigungsflächen 9 auch
in anderer Weise zugeordnet sein können.
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Das
Zentrum 10 des Betätigungselementes 6 dient
als Betätigungsfläche 11 dem
Schalten des bzw. der Verbraucher 3 bzw. einer Gruppe von
Verbrauchern 3, insbesondere von Schaltgrundfunktionen,
wie „An/Aus", „Start/Stopp" usw. des momentan
aktiven Verbrauchers 3 oder der momentan aktiven Verbrauchergruppe 3 gemäß Tabelle
2.
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Weiterhin
sind an den vier Seiten des Betätigungselementes 6 die
Kanten 12 des Mehrwegeschalters 1 zum Auslösen von
Schaltvorgängen
für einen
Verbraucher 3 oder einer Gruppe von Verbrauchern 3,
wobei die Kanten 12 entsprechende Betätigungsflächen 13 aufweisen.
Durch Betätigen
beispielsweise der Betätigungsfläche 13 der
rechten Kante des Betätigungselementes 6 des
Mehrwegeschalters 1 werden die Schaltfunktionen „rechts,
weiter, nächstes" ausgelöst. Bei
Betätigung
der anderen Betätigungsflächen 13 der
Kanten 12 des Betätigungselementes 6 werden
die in Tabelle 1 genannten Schaltfunktionen ausgeführt.
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- 1
- Schalter
- 2
- Gebäudestromnetz
- 3
- Verbraucher
- 4
- Empfangselement
- 5
- Trägerelement
- 6
- Betätigungselement
- 7
- Steuerelektronik
- 8
- Ecke
- 9
- Betätigungsfläche
- 10
- Zentrum
- 11
- Betätigungsfläche
- 12
- Kante
- 13
- Betätigungsfläche