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Kennwort: Berührungsschalter (Schaltung) Elektrischer Installationsschalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Installationsschalter mit Halteeleseenten,
wie Sprelzkrallen, zu seinem lösbaren Einbau in genormte Installationsdosen, insbesondere
in 55 mm Unterputzdosen, sowie mit einem Betätigungsglied, das mit einer Tragplatte
verbindbar ist, die ihrerseits mit wenigstens einem Träger für die elektrischen
Einrichtungen zusammenwirkt.
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Derartige elektrische Installationsschalter sind in zahlreichen Ausführungsformen
bekannt. Dabei gibt es auch unterschiedlich gestaltete und in unterschiedlicher
Weise wirkende Betätigungsglieder. So kennt man Installationsschalter, welche mit
einer oder mehreren Wippen ausgerüstet sind oder kippbar gelagerte Betätigungsglieder
aufweisen. Daneben gibt es aber auch geradlinig verschiebbare und drehbare Betätigungsglieder,
welche zum Betätigen eines elektrischen Installationsschalters herangezogen werden.
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In allen Fällen geht es bei den bisher bekannten Betätigungsgliedern
für derartige elektrische Installationsschalter, insbesondere fUr den Hausgebrauch,
darum, ihnen durch Kraftanwendung seitens des Benutzers eine Bewegung zu erteilen,
die ausgenutzt wird, um die auf dem Träger befindlichen elektrischen Einrichtungen
wirksam oder unwirksam werden zu lassen. Bei allen bisher bekannten
Betätigungsgliedern
solcher elektrischer Installationsgeräte war es erforderlich, ihnen derartig gestaltete
Lager zuzuordnen, daß sie die für die Funktion des Schalters unbedingt erforderliche
Bewegung ausführen konnten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrische Installationsschalter
der vorstehend näher gekennzeichneten Art so zu gestalten, daß bei ihnen auf die
Verwendung beweglich gelagerter Betätigüngsglieder verzichtet werden kann. Ferner
soll ein Austausch eines erfindungsgenä ausgebildeten Installationsschalters gegen
einen der bisher gebräuchlichen möglich sein, wobei an den vorhandenen Installationsverdrahtungen
keinerlei Veränderungen vorgenommen werden sollen.
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Dieses Ziel ist erfindungsgem§ß im wesentlichen dadurch erreicht,
daß der Installationsschalter als Berührungsschalter ausgebildet ist, dessen Stromkreis
durch Berühren des Betätigungsgliedes seitens des Benutzers derart schließbar ist,
daß durch den Körper des Benutzers von der Netzphase nach Erde ein durch zwischengeschaltete
Einrichtungen, wie einen hochohmigen Widerstand, unschädlich gemachter Strom fließt,
der als Signalstrom über einen Schaltverstärker, ein Speicherelement, wie ein Flip-Flop
und ein Steuerteil auf ein Lastteil einwirkt. Der erfindungsgemäß ausgebildete Installationsschalter
hat gegenüber dem bisher bei Hausinstallationen gebräuchlichen elektrischen Installationsschalter
erhebliche Vorteile. So wird bei ihm nicht mehr wie bisher ein Wirksam- oder Unwlrksamwerden
der elektrischen Einrichtungen durch eine Bewegung des Betätigungsgliedes herbeigeführt
sondern es ist nur noch erforderlich, daß der Benutzer das Betätigungsglied des
elektrischen Installationsschalters berührt. Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen
und hiermit ein Signalstrom zur Verfügung gestellt, welcher mit den Steuerungs-
und Schalteinrichtungen zusain,nenwirkt, die ihrerseits auf die Last einwirken.
Die Last
kann dabei unterschiedlich gestaltet sein. Erwähnt seien
zunächst Glühbirnen. Von besonderer Bedeutung ist es, daß der erfindungsgemäße Installationsschalter
auch zum Betätigen von Leuchtstofflampen benutzt werden kann. Die zwischengeschalteten
Einriciitungen; wie z.B. ein hochohmiger Widerstand, bieten die Gewähr dafür, daß
nur ein solcher Strom durch den Körper des Benutzers fließt, der für diesen absolut
unschädlich ist. Der maximale Laststrom beträgt 3 Ampere, entsprechend 660 Watt
ohmsche Last am 220 V-Netz. Hierbei sind die Einbauverhältnisse berücksichtigt Insbesondere
auch die schlechte Wärmeleitung des Mauerwerks, welches die Unterputzdose umgibt.
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Der erfindungsgemäße elektrische Installationsschalter hat ferner
den großen Vorteil, daß er ohne weiteres gegen einen der bisher gebräuchlichen,
mit beweglichen Betätigungsgliedern ausgerüsteten Installationsschalter ausgetauscht
werden kann. Der erfindungsgemäße Berührungsschalter paßt in die handelsüblichen
Installationsdosen und hat auch Befestigungselemente, wie Spreizkrallen' die sein
lösbares Festlegen in diesen Installationsdosen zulassen. Ein weiterer wesentlicher
Vorteil ist, daß die in den Räumen od. dgl. verlegten, also bereits vorhandenen
Installationsverdrahtungen in keiner Weise geändert zu werden brauchen. Damit kam
der erfindungsgemäße Berührungsschalter nicht nur bei Neulnstallationen herangezogen
werden sondern er läßt sich auch zum Austausch bereits installierter Schalter verwenden.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steuert der Signalstrom
das Flip-Flop in den Ein-Aus-Zustand und das Flip-Flop ist so hochohmig ausgeführt,
daß es einem Zündkondensator parallel schaltbar ist, ohne den Zündwinkel eines Triac
nennenswert zu beeinflussen.
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Es empfiehlt sich, das Flip-Flop in Komplementärtechnik auszuführen,
so daß es bei eingeschalteter Last keinen Strom aufnimmt und daß damit der durch
ein RC-Glied vorgegebene Zündwinkel optimal ist.
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Empfehlenswert ist es, die Zündspannung eines Diac gleichzeitig zur
Spannungsbegrenzung der Transistorschaltung dienen zu lassen.
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Dabei kann die Spannung am Zündkondensator durch Glieder des Steuerteiles
so begrenzt sein, daß die Zündspannung des Diac nicht erreicht wird.
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Die Stromversorgung zur Aufrechterhaltung des Flip-Flop-Zustandes
erfolgt zweckmäßig über Widerstände. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Flip-Flop
unsymmetrisch ausgelegt ist, so daß die Versorgungsspannung des Tastverstärkers
nahezu konstant bleibt.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist die Schaltung so ausgelegt,
daß über normale zweiadrige Installationsleitungen eine große Anzahl von Zusatzverstärkern
anschließbar ist, die eine Betätigung des Installationsschalters von verschiedenen,
räumlich getrennten Stellen aus gestattet. Bei dieser Ausbildung braucht an den
in den Häusern od.dgl. vorhandenen Installationsleitungen nichts verändert zu werden.
Darüberhinaus ist es möglich, von räumlich entfernten Stellen aus den erfindungsgemäßen
Installationsschalter zu betätigen.
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Der Installationsschalter ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung
als Wechselschalter derart ausgefUhrt, daß ohne Anderung der vorhandenen Installationsleitungen
ein mechanischer Wechselschalter ersetzbar ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil,
daß bereits installierte mechanisch wirkende Wechselschalter aus den zugeordneten
Dosen herausgenommen werden können und durch den erfindungsgem&ßen, als Wechselschalter
ausgebildeten Installationsschalter
ersetzt werden können. Die
vereits verlegten genormten Installationsdosen können somit weiter benutzt- werden.
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Und schließlich wird das Flip-Flop durch besondere Schaltmaßnahmen
gegen Störspannungen auf den Steuerleitungen so unempfindlich gemacht, daß nicht
abgeschirmte Leitungen benutzt werden können und daß auch die Schaltung von Leuchtstofflampen
durch führbar ist.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausfthrungsbeispielen
dargestellt und zwar zeigen Fig. 1 in Explosionsdarstellung den Längsschnitt durch
die einzelnen Bauteile des erfindungsgemäßen elektrischen Installationsschalters,
Fig. 2 im vergrößerten Maßstab die perspektivische Ansicht eines bandförmigen Befestigungsbügels,
Fig. 3 ebenfalls im vergrößerten Maßstab die perspektivische Ansicht einer zugehörigen
Tragplatte, Fig. 4 im vergrößerten Maßstab die perspektivische Ansicht einer zum
Isolationsqehäuse gehörenden Gehäuseoberschale, Fig. 5 den elektrischen Installationsschalter
nach der Fig. l zusammengeæetzt und eingebaut in eine handelsübliche Unterputzdose
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Betätigungsglied des erfindungsgemäßen Installationsschalters,
Fig.
7 eine erste Schaltanordnung für den erfindungsgemäßen Installationsschalter, Fig.
8 eine zweite Schaltungsanordnung für den Installationsschalter, Fig. 9 eine bekannte
Schaltanordnung für einen mechanisch betätigten Ein-Aus-Schalter, Fig. lo eine erfindungsgemäße
Schaltanordnung (Gemäß Fig. 7), Fig. 11 eine bekannte Wechselschalter-Schaltung
und Fig. 12 eine erfindungsgemä.ße Schaltanordnung nach Fig. 8 der Zeichnung.
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Es sei zunächst voaausgeschickt, daß in den Figuren der Zeichnung
nur diejenigen Teile eines elektrischen Installationsschalters dargestellt sind,
die für das Verständnis der Erfindung Bedeutung haben. So sind z.B. der Einfachheit
halber die elektrischen Anschlußleitungen fortgelassen. Im übrigen können alle fehlenden
Teile einen an sich bekannten Aufbau haben.
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Der in den Fig. 1 bis 6 dargestellte elektrische Installationsschalter
weist eine metallische Tragplatte 5 auf, welche im eingehauten Zustand des elektrischen
Installationsschalters, z.B. nach dem. Einbau in eine handelsübliche Unterputzdose,
auf der Vorderseite einer Wandung 76 zu liegen kommt (siehe dazu Fig. 5). Zum elektrischen
Installationsschalter gehört auch ein zweiteiliges Isolationsgehäuse, welches aus
einer Oberschale 6 und einer Unterschale 7 zusammengesetzt ist, die eine parallel
zur Tragplatte 5
verlaufende Trennfuge zueinander aufweisen. Zum
elektrischen Installationsschalter gehört weiterhin ein zwischen den GehAuseschalen
6, 7 angeordneter plattenförmiger Träger 8, der zur Tragplatte 5 hin elektrische
Bauelemente, wie Anschlußklemmen 9, einen Triäc lo, eine Sicherung 11 und weitere
später noch zu beschreibende Elemente aufweist Auf der Rückseite des Trägers 8 befinden
sich zunächst die zur Verbindung der einzelnen elektrischen Bauelemente erforderlichen
elektrischen Leitungen, deren Verlauf durch Aufkaschieren von Kupu fer auf den Träger
8 vorbestimmt ist. Auf dieser Seite des Trägers 8 befindet sich durch eine Filzplatte
12 getrennt eine zur Funkentstörung dienende Drossel 13. Schließlich gehört zum
elektrischen Installationsschalter noch ein das Isoliergehäuse 6,7 umfassender C-föriniger
Bügel 14, der an der Tragplatte 5 befestigt ist.
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Wie aus der Fig. 2 am besten erkennbar ist, besitzt der Bügel 14 zwei
Schenkel 15, welche an ihren freien Enden zur Befestigung an der Tragplatte 5 umbieewl3are
Zungen 16 sowie gestreckt bleibende weitere Zungen 17 aufweisen.Jeder Schenkel 15
besitzt ein Paar solcher Zungen 16, 17, die durch eine Aussparung 18 voneinander
getrennt sind. Die beiden Schenkel 15 sind nicht unmittelbar an dem sie verbindenden
Scheitelsteg 19 angesetzt sondern durch einen abgewinkelten übergangsbereich 2o
damit verbunden. Die vorerwähnten Abwinkelungen sind gemäß Fig. 2 durch die Knickkanten
21, 22 gekennzeichnet. Wie aus dieser Figur weiter hervorgeht, ist die Breite der
Schenkel 15, der Ubergangsbereiche 20 und des Scheitelsteges 19 gleich gewählt.
Der Bügel 14 ist einstückig aus einem Bandstreifen gebildet, der lediglich geringfügige
Ausstanzungen im Bereich der Aussparungen 18 und der Zungen 16, 17 sowie einer zentralen
öffnung 23 im Scheitelsteg 19 erhält und nur längs der vorerwähnten Knickkanten
21, 22 abgewinkelt zu werden braucht, um seine gewünschte Funktion übernehmen zu
können.
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Das Ausmaß der Abwinkelungen der beiden Ubergangsbereiche 20 entspricht
einer keilförmigen Gestaltung von damit zusammenwirkenden Bereichen 24 von Seitenwänden
der Gehäuseunterschale 7 (siehe Fig.
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1). Die keilförmigen Wandbereiche verdicken sich zur Schalenöffnung
25 hin. Der Keilverlauf der Schalenseitenwand bestimmt den Öffnungswinkel 26 zwischen
den Ubergangsbereichen 2c des Bügels.
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14 und seinem Scheitelsteg 19.
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Der Innenraum der Unterschale 7 ist so bemessen, daß es zu einer allseitigen
Abstützung der Drossel 13 an diesem Teil des Isoliergehäuses kommt. Im montierten
Zustand greift der Bügel 14 nicht nur mit seinen Übergangsbereichen 20 an den keilförmig
verdickten Seitenwänden 24 an sondern überquert auch noch den GehSuseboden 27 der
Unterschale 7. Zur Lgesicherung besitzt der Gehäuseboden 27 an seiner Außenseite
kanalförmige Ausnehmungen 28, welche die Dicke des Gehäusebodens 27 in dieser Zone
entsprechend verdünnen.
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Dies fördert den Übergang der Wärme von der als Wärmequelle wirksamen
Drossel 13 an den zur Wärmeableitung dienenden Bügel 14. Im fertig montierten Zustand
befindet sich die Öffnung 23 im Bügel 14 in Ausrichtung mit einer zentralen Öffnung
im Gehäuseboden 27 der Unterschale 7. Es empfiehlt sich, tu der vorerwähnten allseitigen
Abstützung der Drossel 13 auf der inneren Seitenfläche der Gehäuseunterschale 7
vorzugsweise drei im gleichm1ßigen Winkelabstand zueinander angeordnete Rippen 3o
vorzusehen. Durch den damit erzeugten Abstand zwischen der Innenfläche der Unterschale
7 und de Außenfläche der Drossel 13 wird eine Luftzirkulation ermöglicht.
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Ein wesentlicher Teil der Wärmeabgabe erfolgt durch Leitung über den
Gehäuseboden 27 und den Metallbügel 14.
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In der Randzone der Schalenöffnung 25 besitzt die Unterschale 7 vorspringende
Schultern 31, die in fertig montierten Zustand zur Anlage des plattenförmigen Trägers
8 dienen. Auf der gegendberliegenden Seite des Dosenbodens 27 im Bereich der Schalendffnung
25 besitzt die Unterschale 7 einen flanschartigen Absatz 32, an welchen sich im
fertig montierten Zustand der Stirnrand 33 der Oberschale 6 anlegt.
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Die in Fig. 4 als Einzelteil perspektivisch dargestellte Oberschale
6 überdeckt, wie bereits erwähnt, u.a. die auf der Vorderseite des Trägers 8 befindlichen
Bauteile. Sie weist auch, wie die perspektivische Darstellung in Fig. 4 weiter erkennen
läßt, verschiedene Trennwände 34 zur gegenseitigen Isolation, wie z.B. im Bereich
von vier Anschlußklemmen 9 auf. Die Oberschale 6 besitzt zur Tragplatte 5 hin eine
als Isolation hiergegen wirkende Deckwand 35, wel che nur wenige, unbedingt notwendige
Durchbrüche trägt. So ist eine mittige Öffnung 36 vorgesehen, durch die ein elektrisch
leitfähiger Verbinder 65 hindurchragen kann. Die Öffnung 36 befindet sich im Bereich
eines Bodens 37 eines heruntergezogenen Teiles 38 der Deckwand 35. Auf dem Boden
37 kann sich das eine Ende einer vorzugsweise kegelförmig gestalteten Feder 55 abstützen,
die einen mittleren Durchbruch einer Emporölbung 56 der Tragplatte 5 durchgreift
und mit einem noch näher zu beschreibenden Betätigungsglied des elektrischen Installationsschalters
zusammenwirkt. Der Verbinder 65 durchgreift nicht nur die Öffnung 36 im Boden 37
sondern auch den durchgehenden Hohlraw der Feder 55 und steht mit einem elektrisch
leitenden Teil dieses Betätigungsgliedes in leitender Verbindung.
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Zu den Durchbrüchen in der Deekwand 35 des Oberteiles 6 gehört weiter
ein zur Auswechselung einer Sicherung 1l dienender Schlitz 39 und eine abgestufte
Einformung 41 im Lagebereich das Triacs 10.
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Zum besseren Ansetzen eines Schraubenziehers beim Auswechseln der
Sicherung 11 ist im Anschluß an den Schlitz 39 ein Schrägkanal 42 vorgesehen, dessen
Gestalt und Lage in der Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist. Die Oberschale 6 ist,
wie im Ubrigen auch die Unterschale 7, von ihren keilförmigen Bereichen abgesehen,
von zylinderstumpfartiger Gestalt. Der Umriß des Querschnittes setzt sich zusammen
aus einem etwa ein Kreindrittel umfassenden Kreisbogenstück 43, zwei etwa ein Kreisachtel
umfassenden kurzen Kreisbogenstücken 44, einem geraden Stück 45 im Bereich der Anschlußklemme
9 und zwei weiteren geraden StUcken 46 auf diametral gegenüberliegenden
Seiten,
welche bei der Unterschale 7 bei den keilförmigen Seitenwandbereichen 24 liegen
und bei der Oberschale 6 den Kanalboden von diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen
47 zur Einlagarung der Schenkel 15 des Bügels 14 bestimmen.
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Dem Träger 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein weiterer
Träger 64 zugeordnet, der seinerseits einen Teil der elektrischen Einrichtungen
trägt. Hierzu gehört der schon mehrfach erwähnte Verbinder 65, der mit einem elektrisch
leitfähigen Teil das Betätigungsgliedes zusammenwirkt. Die beiden Träger 8 bzw.
64 sind durch Abstandskörper 66 miteinander verbunden. Im gewählten Ausführungsbeispiel
ist jeder Abstandskörper 66 als Stehbolzen ausgebildet. Durch unterschiedliche Durchmesser
ist im Bereich des vorderen freien Endes jedes Stehbolzens eine Schulter 67 gebildet,
auf der sich benachbarte Bereiche des zweiten Trägers 64 abstützen können. Nachzutragen
bleibt, daß die Abstandskörper 66 im Träger 8 befestigt sind und gegebenenfalls
zugleich zur Stromführung herangezogen werden können. Die vorderen freien Enden
der Abstandskdrpe greifen in nicht näher bezeichnete Durchbrüche des zweiten Trägers
64 ein. Im gewählten Ausführungsbeispiel ist auch der zweite Träger 64 plattenförmig
gestaltet und aus Isolierstoff gefertigt. Jedoch ist seine Fläche kleiner als die
des Trägers 8.
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Nach Vormontage des Trägers 8 und des zweiten Trägers 64 mit den verschiedenen
elektrischen Bauelementen und mechanischen Bauteilen und nach deren Funktionsüberprüfung
wird diese in der Fig. 1 in der Mitte befindliche Baugruppe zusammengesetzt, d.h.
die beiden Träger 8 und 64 werden miteinander verbunden. Diese Baugruppe wird dann
von oben und von unten her mit den beiden Schalen 6 und 7 versehen und durch den
Bügel 14 an der Tragplatte 5 unter gegenseitige Zusammenhalt unverrückbar festgelegt.
Hierzu besitzt die Tragplatte 5 Schlitze 48, in welche die Zungen 16, 17 des Bügels
14 fassen.
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Die Schlitze 48 münden mit ihrem einen Ende paarweise in eine Sicke
49 ein, welche auf der Vorderseite der Tragplatte 5 Raum zum Umlegen der umbiegbaren
Zungen 16 schafft. In die gegenüberliegenden EI den So der Schlitze 48 greifen die
weiteren Zungen 17 ein, die gestreckt bleiben und zur Lagesicherung des Bügels 14
bezüglich der Tragplatte 5 dienen. Die Sicke 49 dient zugleich als Angriffspunkt
für die Schraubbefestigung und Betätigung von Spreizkrallen 51, welche in der Fig.
1 der Zeichnung deutlich erkennbar sind. Zur Drehsicherung von Muttern 53 dieser
Schraubbefestigungen und zur Aufnahme der freien Enden der Schraube 52 besitzt die
Oherschale 6 abgestufte Einbuchtungen 54. Die Schenkel rs des Bügels 14, welche
ausweislich der kanalförmigen Ausnehmung 47 in Fig. 4 an.der gleichen Stelle wie
die Spreizkrallen 51 am elektrischen Installationsschalter angeordnet sind, dienen
mit ihrer schon erwähnten Aussparung 19 zur Durchführung der Spreizkrallen 51. Eine
gedachte Verbindungslinie durch die beiden Spreizkrallen 51 fällt somit mit derjenigen
Ebene zusammen, in welcher die Längsmittellinie des U-förmigen Bügels 14 angeordnet
ist.
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Zur Betätigung der unterhalb der Tragplatte 5 angeordneten Anschlußklemmen
9 besitzt die Tragplatte 5 ein Fenster 57. Wenn eine Schraubbefestigung des elektrischen
Installationsschalters gewünscht ist, kommen Durch£{1hrungsschlitze 58 der Tragplatte
9 zum Einsatz. Es sind insgesamt vier solcher Durchführungsschlitze 58 vorhanden,
die gleichmäßig verteilt die Tragplatte 5 durchsetzen.
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Schließlich ist die Tragplatte 5 noch mit einer Ausstanzung 60 versehen,
welche im montierten Zustand zu den beiden Trägern 8 bzw.
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64 hin abgewinkelt ist (siehe Fig. 3). Diese Ausstanzung 60 hat eine
Bohrung 61 zur Durchführung einer nicht gezeigten Schraube, mit welcher unter Zuhilfenahme
einer Mutter der aus Fig. 1 ersichtliche Triac 10 über eine daran befindliche Bohrung
62 festgeschraubt
wird. Damit ist ein ausreichender WSrmekontakt
zwischen dem als Wärmequelle dienenden Triac 10 und der Tragplatte 5 geschaifen.
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Die schon erwähnte abgestufte Einformung 41 in der Oberschale 6 dient
zur rührung der abgewinkelten Ausstanzung 60 bei der Montage, zur Drehsicherung
der nicht näher gekennzeichneten Befestigungsmutter und zur Aufnahme des freien
Endes der nicht dargestellten Schraube.
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Zu dem elektrischen Installationsschalter gehört auch ein generell
mit 69 bezeichnetes Betätigungsglied. Dieses Betätigungsglied 69 ist im Gegensatz
zu dem bisher bei Installationsschaltern üblichen ortsfest gelagert. Um eine lösbare,
jedoch ortsfeste Befestigung des Betätigungsgliedes 69 an der Tragplatte 5 zu erhalten,
sind an der Innenwandung des BetAtigungsgliedes 69 mehrere, vorzugsweise zwei Rastelemente
70 vorgesehen. Hierbei handelt es sich im Ausführungsbeispiel um zwei metallische,
winkelförmige Körper, die jeweils einen Befestigungsbereich 68 haben, der zum Festlegen
der Rastelemente 70 an dem Betätigungsglied 69 dient und um einen federnden Schenkel
71, der mit einem der Durchfthrungsschlitze 58 in der Tragplatte 5 in Wirkverbindung
treten kann. Wie die Fig. 1 erkennen läßt, hat das Betätigungsglied 69 einen Durchbruch
72, der von dem Verbinder 65 durchgriffen wird, wobei der Verbinder leitend mit
einer Metallplatte 73 des BetStigungsgliedes 69 verbunden wird. Die metallplatte
73 ist im Ausführungsbeispiel auf der Vorderfläche des Betätigungsgliedes 69 angeordnet
und in dieser eingelassen. Sie wird von einem umlaufenden schmalen Rand 74 umgeben.
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Die Befestigung der Metallplatte 73 am Betätigungsglied 69 kann in
irgendeiner an sich bekannten Weise, z.B. durch Einkleben, erfolgen.
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In den Fig. 7 und 8 der Zeichnungen sind zwei Schaltungsmglichkeiten
für den erfindungsgemäßen Berührungsschalter dargestellt. Die zu diesen beiden Schaltungen
gehörenden Teile sind in zwei Stücklisten
zusammengetragen. In
den Schaltungsanordnungen nach den Fig.
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7 und 8 sind einmal die in der Elektrotechnik und Elektronik gebräuchlichen
Zeichen gewählt, daneben aber auch in Klammern Bezugszeichen übernommen, die aus
den vorangehenden Figuren 1 bis 6 stammen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7 der Zeichnung handelt
es sich um einen Aus-Schalter. Das Betätigungsglied ist mit 69 angegeben und kann
die in den Fig. 1 und G ersichtliche Ausbildung aufweisen. Wie schon erwähnt, wird
durch Berühren der Metallplatte 73 des Betätigungsschalters 69 über den Körper des
Benutzers ein Stromkreis geschlossen. Uber einen Schaltverstärker I wird dabei ein
Flip-Flop II in den Ein- bzw. Aus-Zustand gesteuert. Mit III ist ein Steuerteil
bereichnet, der seinerseits mit einem Last-oder Leistungsteil IV zusammenwirkt.
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In der Fig. 7 der Zeichnung ist in gestrichelten Linien angedeutet,
welche Teile der Schaltung zu den einzelnen Bereichen I bis IV gehören.
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Zu erwähnen bleibt, daß das Flip-Flop It derart hochohmig ausgeführt
ist, daß es über einen Gleichrichter D 1..4 dem Zündkondensator C 2 parallelgeschaltet
werden kann, ohne den Zündwinkel des Triacs TR (lo) nennenswert zu beeinflussen.
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Der Flip-Flop II arbeitet vorzugsweise in Komplementärtechnik, so
daß im Ein-Zustand kein Strom verbraucht wird. Damit wird auch der durch R 1 und
C 2 vorgegebene Zündwinkel optimal. Er erreicht sein Minimum. Es sei an dieser Stelle
erwähnt, daß man auch in Bipolar-Technik arbeiten kann, wie Fig. 7 zeigt.
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Die Zündspannung des Diac Di wird zugleich zur SpannungsSegrenzung
für die Transistorschaltung herangezogen. Dadurch ist es möglich, am Cleichrichter
D 1..4 keine hdhere Spannung als etwa 36 Volt auftreten
zu lassen.
Dies wiederum hat zur Folge, daß verhältnismäßig billige Dioden und Transistoren
verwendet werden können, was für die wirtschaftliche Herstellung des Berührungsschalters
von Bedeutung ist. Ferner ist beachtenswert, daß eine zusätzliche Spannung begrenzung
nicht erforderlich ist.
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Im Aus-Zustand wird die Spannung am Gleichrichter D 1..4 durch die
beiden Glieder T 1 und D 8 so begrenzt, daß die Zündspannung des Diac nicht erreicht
wird. Der Triac TR (lo) schaltet daher nicht ein. Die Stromversorgung zur Aufrechterhaltung
des FlFlop-Zustandes geschieht über die Widerstände R 1 und R 2.
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Nachzutragen bleibt, daß das Flip-Flop II unsymmetrisch ausgelegt
ist, so daß die Versorgungsspannung des Tastverstärkers T 4 nahezu konstant bleibt.
Damit bleibt auch die Ansprechempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Berührungsschalters
nahezu konstant. Dies, obgleich sich die Eingangsspannung über C 3 von ca. 35 Volt
auf 20 Volt reduziert. Eingeschaltet sei an dieser Stelle, daß der Widerstand R
6 größer als R 5 ist.
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Die Elektronik liegt niederohmig über D 1..4 an Phase P, so daß die
Spannung an der Metallplatte 73 des Betatigungsgliedes 69 unabhängig vom Schaltzustand
immer die volle Netzspannung ist, was für die Erzielung einer konstanten Ansprechempfindlichkeit
erforderlich ist.
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Im Ein-Zustand des erfindungsgemäßen Berührungsschalters dient R 1
der Zurverfügungstellung der ZUndenergie für den Triac TR (lo) durch Aufladen von
C 2, zugleich aber auch der Stromversorgung des Flip-Flop. Letzterer nimmt, sofern
inan sich für die Komplement technik entscheidet, bei elngee-chalteter Last überhaupt
keinen Strom auf, wenn man sich für Bipolar-Technik entscheidet nur einen sehr kleinen.
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Da der Tastverstärker T 4 außer dem zu vernachlässigenden thermisch
bedingten Sperrstrom keinen Strom verbraucht, so lange das Betätigungsglied 69 nicht
berührt wird, kann eine nahezu beliebig große Anzahl von zusätzlichen Betätigungsgliedern
parallelgeschaltet werden. Ein solches zusätzliche Betätigungsglied ist in der Fig.
7 ganz rechts neben dem flauptbetätigunqsglied69 zu erkennen.
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Weil der Flip-Flop-Eingang durch R 7, R 8, R 13, R 16, C 4, C 5 und
C 9 gegen Störungen unempfindlich gemacht wurde, können, was für die Benutzung des
Berührungsschalters bei der Hausinstallation äußerst wichtig ist, zum Anschluß normale
anabgeschirmte Installationsleitungen verwendet werden. An den Anschluß kann jede
gewünschte Last, also z.B. neben einer gewöhnlichen Glühlampe auch eine Leuchtstofflampenlast
angeschlossen werden.
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An dieser Stelle sei erwähnt, daß der erfindungsgemäße Berührungsschalter
den Bedingungen des Entstörungsgrades N (VDE) entspricht.
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Bei der Schaltungsanordnung nach der Fig. 8 handelt es sich um die
jenige eines Wechselschalters. Hier ist somit neben dem Betätigungsglied 69 ein
weiteres 69' vorgesehen, wobei beide die in den Fig. 1 bzw. 6 ersichtliche Ausbildung
erhalten können. Hier ist ein widerstand R 17 vorgesehen, an dem der von T 5 kommende
Strom ein nen Spannungs abfall erzeugt und dieser im Schaltverstärker T 4 verstärkt
wird. T 5 ist durch eine von beiden Leitungen fiir die Anschlüsse 1 und 2 verbunden,
wobei über die Anschlüsse 1 und der dazwischenliegenden Leitung der Laststrom fließt,
Hinsichtlich der benutzten Teile und deren Größe wird auf die Bestückungsliste zu
Fig. 8 verwiesen.
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In der Fig. 9 der Zeichnung ist die bisher gebräuchliche Schaltung
für einen Ein-Aus-Schalter mit mechanisch betätigbarem Schaltglied wiedergegeben.
Dieser Bekannte Ein-Aus-Schalter befindet sich gemäß
Fig. 9 in
Offenstellung. Er kann zum Betätigen einer Last, z.B.
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einer Glühlampe, herangezogen werden.
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Fig. lo zeigt demgegenüber die erfindungsgemäße Schaltanordnung, wie
sie im einzelnen in der Fig. 7 der Zeichnung wiedergegeben ist. Von den dort vorhandenen
Schalt- und Steuereinrichtungen sind lediglich das Betätigungsglied 69 und der Triac
lo wiedergegeben.
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Mit loo ist generell die Schaltelektronik bezeichnet, die alle übrigen
Elemente der Schaltung gemäß Fig. 7 zusammenfapt.
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In Fig. 11 ist die bisher gebräuchliche Schaltanordnung bei Wechsel
schaltungen wiedergegeben. In diesem Falle ist gemäß der Darstellung nach der Fig.
7 der Stromkreis geschlossen, so daß z.B. eine in dem Stromkreis liegende Glühlampe
brennt. Bei den beiden in Fig. 7 dargestellten Schalteinrichtungen handelt es sich
um solche mit mechanisch betätigbaren Schaltelementen, wie Wippe, Kippen od.dgl.
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Demgegenüber zeigt Fig. 12 die Wechselschaltung gemäß der Erfindung,
ähnlich wie sie in der Fig. 8 der Zeichnung dargestellt ist.
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Auch hier sind von den zahlreichen Schalt- und Steuereinrichtungen
lediglich dargestellt das Betätigungsglied 69 und der Triac 10. Mit 69' ist ein
zweites Betätigungsglied bezeichnet, das ähnlich wie das Betätigungsglied 69 ausgebildet
sein kann. Die beiden Betätigungsglieder 69 und 69' legen an räumlich getrennten
Orten, so daß sowohl über das Betätigungsglied 69 als auch über das Betätigungsglied
69' der Stromkreis schließbar ist. Mit loo ist auch in Fig. 12 jeweils wieder die
übrige Schaltelektronik bezeichnet, so wie sie im einzelnen der Fig. 8 entnommen
werden kann.
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Es sei ervAhnt, daß die Schaltung so ausgelegt ist, daß die Leitung
an den Anschlußklemmen 1 gleichzeitig sowohl zur Führung des Laststromes als auch
des Steuerstromes dient. Da in der normalen Installationstechnik mit mechanischen
Wechselschaltern zwischen den
beiden Schaltern nur zwei Verbindungsleitungen
liegen und die mechanischen Schalter ohne Änderung der Installationileitungen durch
Installationsschalter gemäß der vorliegenden Erfindung erersetzbar sein sollen,
dient die Leitung 2-2 der FUhrung des Steuerstromes, während die Leitung 1-1 gleichzeitig
vom Last- und vom Steuerstrom durchflossen wird. Dadurch ist es möglich, selbst
bei Wechselichaltungen nur mit einem einzigen elektronischen Leistungsschalter (einem
Triac) auszukommen.
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Wie bereits erwähnt,sind die dargestellten Ausführungsbeispiele nur
mögliche Verwirklichungen der Erfindung und diese nicht daeauf beschränkt. Vielmehr
sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. So ist beispielsweise
die Tragplatte 5 gemäß der Fig. 3 der Zeichnung mit freigeschnittenen und hochgebogenen
Lappen 63 ausgerüstet, die gegebenenfalls zur Befestigung des Retätigungsgliedes
herangezogen werden können. Selbstverständlich kann das Betätigungsglied 69 auch
eine andere Ausbildung als die dargestellte erhalten. In Sonderfällen kann man die
mit einem metallisch leitfähigen Werkstoff versehene Vorderfläche dieses Betätigungsgliedes
auch kleiner als dargestellt ausbilden