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An Wandungen anzuordnendes Schaltglied -
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Die Erfindung bezieht sich auf ein an Wandungen von Geräten, Anlagen
oder Aufenthaltsräumen anzuordnendes, mit zur Stromführung dienenden Zu- und Ableitungen
versehenes, manuell zu betätigendes elektrisches Schaltglied.
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Es ist eine sehr große Anzahl von manuell zu betätigenden elektrischen
Schaltgliedern bekannt, die zur Schaltung elektrischer Leistungen in der Größenordnung
von einigen Watt bis hin zu einigen hundert Watt geeignet sind. Diese bekannten
Schaltglieder, auch kurz "Schalter" genannt, kann man unter anderem in zwei Gruppen
einteilen, nämlich in Schalter bzw. Schaltglieder, die a u f eine Trägerwandung
montiert werden, und demgegenüber solche Schalter, die i n ihrer Trägerwandung versenkt
eingebaut werden, so daß sie garnicht pder üblicherweise nur geringfügig über ihrer
Trägerwandung vorstehen. In der Hausinstallationstechnik verwendet man hierfür auch
die Ausdrücke "Aufputzschalter" und nUnterputzschalter".
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In ihrem gesamten Ausmaß über ihrer Trägerwandung vorstehende Schaltglieder
finden in aller Regel nur noch dort
Anwendung, wo dieses aus technischen
oder physikalischen Gründen notwendig erscheint, beispielsweise bei der Hausinstallationstechnik
in Feucht räumen oder in explosionsgefährdeten Räumen, in denen gekapselte Schalter
Verwendung finden.
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Auf ihre Trägerwandung aufgesetzte Schalter weisen zwar die Vorteile
auf, daß sie mit nur geringem Aufwand auf dieser Trägerwandung befestigbar sind,
ferner, daß sie nach ihrer Entfernung - abgesehen von kleinen Bohrungen für Schrauben
oder dergleichen - keine Wandungsausbrüche hinterlassen, und schließlich, daß ihr
Inneres relativ leicht zugänglich ist. Sie haben Jedoch auch manche Nachteile, nämli-ch
u.a. den, daß sie infolge ihres Vorstehens über der Trägerwandung leicht beschädigt
werden können, außerdem benötigten sie ein aufwendigeres Gehäuse und nicht zuletzt
ist der Nachteil zu nennen, daß solche "vorstehenden" Schalter als unschön und "unmodern'l
empfunden werden. Letzteres trifft sowohl bei Geräten und Anlagen, als auch bei
der Installation von Aufenthaltsräumen, also in der Haus- -installationstechnik,
zu.
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Weitaus beliebter und manche Vorteile bietend sind die Schalter der
anderen genannten Gruppe, also die in ihre Trägerwandung versenkbaren Schaltglieder,
auch "Einbauschalter" oder wie schon erwähnt, "Unterputzschalter" genannt. Ihre
Vorteile liegen in der gegen mechanische Beschädigungen weitgehend geschützten Anordnung
in bzw. hin--ter ihrer Trägerwandung und in ihrem höchstens geringfügigen Vorstehen
über die Ebene der Wandung. Ihre Nachteile, nämlich die Anbringung entsprechender
Ausbrüche in ihrer Trägerwandung, werden trotz des Kostenaufwandes bei Geräten und
Anlagen meistens in Kauf genommen. Dieses gilt auch für das Gebiet der Hausinstallationstechnik,
wo die
Unterputz-Verlegung von Schaltern, Steckdosen usw. mit einent
gewissen Mehraufwand verbunden ist, dafür aber andere, bekannte Vorteile erzielbar
sind. Kostenaufwendig und auch nacilteilig in mancher anderen Hinsicht ist es allerdings
sowohl bei Geräten und Anlagen als auch bei der Hausinstallatuon, versenkte bzw.
unterputzverlegte Schalter nachtraglich, also nach erfolgter Fertigstellung der
Anlagen, Gerate oder der Wandungen von Aufenthaltsräumen, anzubringen.
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Besondere Probleme hinsichtlich der Installation von (Licht-) Schaltern
treten bei der Herstellung von Wandungselementen fur den Fertighausbau auf. Im Gegensatz
zu Steckdosen für die Speisung von steckbaren Leuchten oder anderen Stromverdbrauchern,
beispielsweise Heizlüftern, elektronischen Unte'"1tungsgeräten usw. ... im Gegensatz
also zu der Montage von Steckdosen, die von Stromschienen in Fußbodenleisten oder
von in der Wandung eingelassenen, durchgehenden und an beliebigen Stellen anzapfbaren
Leitungen versorgt werden können, sind die Erfordernisse bei Lichtschaltern anders
gelegen. Ihre Anordnung kann nämlich nicht nahe dem Fußboden erfolgen, und es genügt
auch nicht, die Zu- und Ableitungen mit der nächstgelegenen Stromanschlußschiene
zu verbinden, vielmehr gilt es, bestimmte VersorgungsleituENgen zwar ganz bestimmte
Leuchtenanschlüsse oder andere StrDmverbraucher anzusteuern. Diese Probleme treten
schon bei der Projektierung und dem Bau von Fertighauswandungen auf-' erst recht
aber bei nachträglich erwünschter InstallatlXo, also nach fix und fertig erfolgter
Aufstellung von Audfentbaltsräumen in Fertigbauweise.
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Die vorliegende Erfindung stellt es sich nun zur Aufgabe, die geschilderten
Probleme zufriedenstellend zu lösen, gegeenenfalls unter Inkaufnahme einer komplizierteren
Technik
und eines etwas höheren materiellen Aufwandes, und hierbei
insbesondere die Möglichkeiten nachträglicher Installationen im (Fertig-)Hausbau
und in der Anlagentechnik zu berücksichtigen.
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Eine Losung der genannten Aufgabenstellung ist gemäß der vorliegenden
Erfindung darin zu sehen, daß das Schaltglied einschließlich seiner Zu- und Ableitungen
aus zwei höch -stens foliendicken Leiterbahnen erstellt wird, deren eine Enden in
einem Betätigungsbereich münden, und hier - ein kapazitives Element bildend - nahe
aneinandergeführt sind, und deren andere Enden an einen gegebenenfalls weit vom
Betätigungsbereich entfernt angeordneten elektrischen Schwingkreis geführt sind,
der seinerseits ein elektronisches Lastrelais zum vorzugsweise kontaktlosen Schalten
von Ohm'schein und/oder induktiven Stromverbrauchern zu betätigen vermag. Die Funktion
einer derartigen Anlage ist folgendermaßen zu erläutern: Die in den Betätigungsbereich
einmwidenden Enden des Schaltgliedes bilden hier, wie bereits ausgeführt, einen
Kondensator, dessen Kapazität und -Widerstand sich durch Auflegen oder ganz dichte
Annäherung beispielsweise einer Hand verändert. Hierdurch wird der genannte elektrische
Schwingkreis verstimmt und dieses wiederum führt zum Schalten eines elektronischen
Lastrelais.
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Derartige elektronische Schalter sind bekannt (siehe beispielsweise
die DT-PS 1 762 454) und bedürfen deshalb keiner weitergehenden Erläuterung.
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Erwahnt sei lediglich, daß für die Ansteuerung und Verstimmung des
Schwingkreises ein geringer Strom von geringer Spannung genügt, so daß es für die
entsprechenden Leiterbahnen keiner nennenswerten Leiterquerschnitte und auch keiner
besonderen Isolierung zum Schutz vor einer Gefährdung bedarf. Der Vorteil eines
solchen erfindungsgemäßen Schaltgliedes liegt auf der Hand: Durch seine foliendicke,
also
äußerst flache und nahezu nur zweidimensionale Ausbildung-ist es möglich, ihn auf
Wandungen aufzubringen, ohne daß er spürbar über diese Wandungen hinausragt und
die geschilderten Nachteile vorstehender Schalter verursacht.
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Beispielsweise ist es möglich, derartige Schaltglieder zwischen der
Wandung eines Fertighauselementes und einer darauf aufgebrachten Tapete anzuordnen,
wodurch sowohl das Schaltglied selbst als auch seine Zu- und Ableitungen praktisch
unsichtbar werden.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens beziehen sich
auf die Ausbildung des kapazitiven Elementes, wobei dessen einfachste Form darin
besteht, daß die Enden der in den Betätigungsbereich geführten. Leiterbahnen in
ihrem Verlauf zunächst einen größeren Abstand voneinander aufweisen, dann - infolge
Richtungsänderung wenigstens einer der beiden Leiterbahnen - senkrecht oder in einem
Winkel oder in einem Bogen zueinander geführt sind und anschließend in geringem
Abstand parallel zueinander - hier eine gerade Kondensatorstrecke bildend - verlaufen
und enden.
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Zur Vergrößerung der Kondensatorkapazität und somit auch zur Vergrößerung
der Kapazitätsänderung bei Annäherung oder Auflegen einer Hand ist es vorteilhaft,
die genannte Kondensatorstrecke in einem gewissen Ausmaß möglichst lang auszubilden.
Allerdings soll aber auch vermieden werden, den Betätigungsbereich unnötig groß
oder gedehnt auszubilden. Entsprechend zweckmäßiger Weiterbildungen des Erfindungsgedankens
wird deshalb vorgeschlagen, die genannte Kondensatorstrecke beispielsweise zickzackartig
verlaufen und enden zu lassen; etwa gleichwertig wäre aber auch eine kreisförmige
oder ovale (ellipsenförmige) Kondensatorstrekke oder ihr spiralartiger oder schneckenartiger
Verlauf,
alles also Ausbildungen, die sich in einem runden oder
quadratischen Betätigungsbereich gut unterbringen lassen.
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Eine zweckmäßige,von den vorher beschriebenen Ausbildungsformen stärker
abweichende Gestaltung des kapazitiven Elementes ist darin zu sehen, daß die Enden
der in den Betätigungsbereich geführten Leiterbahnen in ihrem Verlauf zunächst einen
größeren Abstand voneinander aufweisen, um sich dann jeweils in einen etwa kammartig
ausgebildeten Leiterbereich mit wenigstens zwei etwa parallel zueinander verlaufenden
Enden aufzugliedern, wobei die Enden der beiden kammartigen Leiterbereiche einander
entgegengerichtet sind und - um etwa den halben Abstand der parallelen Enden zueinander
versetzt - ineinandergreifen. Eine derartige Ausbildung erlaubt es, in einen verhältnismäßig
kleinen, etwa der Fläche eines üblichen Lichtschalters entsprechenden Betätigungsbereich
einen wirkungsvollen Kondensator unterzubringen.
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Bei der Gestaltung eines elektrischen Schaltgliedes nach der vorliegenden
Erfindung ist die technische Frage zu klären, aus welch einem Leitermaterial die
elektrischen Leiterbahnen herzustellen sind. Einer vorteilhaften Ausbildung des
Erfindungsgedankens zufolge ist es vorgesehen, die Leiterbahnen für die Zu- und
Ableitungen einschließlich ihrer in den Betätigungsbereich ragenden Enden aus einem
elektisdi leitfähigen Lack (Leitlack) herzustellen,der auf elektrisch isolierende
Fläche«er Wandungen von Geräten, Anlagen oder von Aufenthaltsräumen aufzutragen
ist. Besonders vorteilhaft kann es sein, mindestens für die Bildung der Leiterbahnen
außerhalb des Betätigungsbereiches einen klarsichtigen, vorzugsweise matten Leitlack
zu verwenden. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt es, das Schaltglied einschließlich
seiner Zu- und Ableitungen beispielsweise unmittelbar auf Tapeten oder vergleichbare
Wandbeläge aufzutragen.
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Ebensogut ist es aber auch möglich, und u.U. besonders zweckmäßig
und störungsunanfällig, die Leiterbahnen wenigstens streckenweise aus sehr dunnen
blanken oder lackisolierten Drähten herzustellen. Die Verwendung von Drähten bietet
den Vorteil, daß im Falle der Gefahr von Wandungsrissen oder unvermeidbaren geringfügigen
Verschiebungen von Wandungsteilen gegeneinander, die Leiterstrecke an jenen Stoßstellen
nicht Gefahr läuft, unterbrochen zu werden.
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Eine andere Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß die Leiterbahnen
wenigstens streckenweise als auf Trägerflächen aufgedampfte metallische Schichten
ausgebildet sind. Ebensogut ist es aber - gemaß einer anderen Ausbildung des Erfindungsgedankens
- möglich und aus Gründen beispielsweise der Korrosionsgefährdung besonders zweckmäßig,
die Leiterbahnen aus leitfähigen Kunststoffolien herzustellen.
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In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt der Gedanke, die Leiterbahnen
einschließlich ihrer Enden innerhalb der Betätigungsbereiche auf dünne Isolierfolien
aufzutragen, die dann ihrerseits auf die Wandungsflächen der Geräte bzw.
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Anlagen oder Auf enthaltsräume aufzubringen sind. Ein derartiges
Vorgehen eröffnet auch dem normal ausgerüsteten Elektroinstallateur, daruber hinaus
aber auch Hobby-Bastlern und handwerklich geschickten Leuten, die Installation oder
Versetzung von elektrischen Schaltgliedern der hier beschriebenen Art.
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-?O --erwünscht ---auf ---der-einen---Seite die unsichtbare oder -sogut
wie unsichtbare Verlegung der elektrischen Schaltglieder und ihrer Zu- und Ableitungen
ist, so notwendig ist es auf der anderen Seite, die Lage des Betätigungsbereiches
irgendwie kenntlich zu machen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
sieht deshalb vor, daß der
Betätigungsbereich durch eine optisch
erkennbare Markierung begrenzt ist. Eine derartige Markierung kann in Form einer
sichtbaren Umrandung oder beispielsweise in einer Einfärbung des gesamten Betätigungsbereiches
bestehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens ein Teil der optisch erkennbaren
Markierung des Betätigungsbereiches von einer phosphoreszierenden Schicht gebildet
oder mit einer solchen überdeckt ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Lage
des elektrischen Schaltgliedes auch bei völliger Dunkelheit wahrnehmbar ist.
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Eine andere Möglichkeit für die Markierung des Betätigungsbereiches
besteht darin, daß er sich - wenigstens teilweise - von den benachbarten Flächen
räumlich abhebt. Dieses kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Betätigungsbereich
mittels einer auf die Trägerwandung aufgebrachten dünnen Scheibe, vorzugsweise aus
Glas oder Kunststoff, markiert und gleichzeitig schützend abgedeckt wird. Eine derartige
räumliche spürbare Markierung bietet - außer dem Schutz des Betätigungsbereiches
- auch noch einen anderen Vorteil, nämlich den, daß sie auch bei schlechten Beleuchtungsverhältnissen
oder von Blinden bzw. stark sehbehinderten Leuten ertastet werden kann.
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Anhand von figürlichen Darstellungen und der nachfolgenden Beschreibung
hierzu sollen der Erfindungsgegenstand und insbesondere die möglichen Ausgestaltungen
von Beeätigungsbereichen und der darin endenden Leiterbahnen näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung ein elektrisches Schaltglied
mit zu einem elektrischen Schwing-- kreis und einem elektronischen Schaltrelais
führenden Leiterbahnen und
die Figuren 2 bis 5 mehrere Ausgestaltungen
von in Betätigungsbereiche gefügten elektrischen Schaltgliedern gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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F i g u r 1 zeigt einen auf einer nicht näher angedeuteten Wandung
aufgebrachten Betätigungsbereich 11, der durch eine Umrandung 1.2 markiert und begrenzt
ist. In diesen Betätigungsbereich Ii sind zwei Enden von Leiterbahnen 13 und 14
eingeführt, und zwar dergestalt, daß diese Leiterbahnenden zunächst einen größeren
Abstand voneinander aufweisen, dann in einem Winkel zueinander geführt sind und
schließlich nahe nebeneinander und parallel zueinander verlaufen und enden. Dieser
letztgenannte Bereich der Leiterbahnenden bildet einen Kondensator 15, dessen kapazitiver
Widerstand durch Beruhrung bzw. Annäherung beispielsweise einer Hand veränderbar
ist.
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Die anderen Enden der Leiterbahnen 13 und 14 führen zu einem elektrischen
Schwingkreis 16, der im vorliegenden Falle nur blockschaltbildlich angedeutet ist.
Dieser elektrische Schwingkreis 16 ist seinerseits - über Zuleitungen 17 undl8 -mit
Versorgungsleitungen 19 und 20 eines elektrischen Netzes 21 verbunden und weist
außerdem Verbindungsleitungen 22 und 23 zu einem ebenfalls nur blockschaltbildlich
dargestellten elektronischen Lastrelais 24 auf. Auch dieses elektronische Lastrelais
24 ist über Leitungen 25 und 26 mit den Versorgungsleitungen 19 und 20 des elektrischen
Netzes 21 verbunden. Auße3SSem weist es Zuieitungen 27-und 28zu einem zu schaltenden
Stromverbraucher, im vorliegenden Flle zu einer Leuchte 29, auf.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen elektrischen Schaltgliedes,
welches sich also zusammensetzt aus den beiden Leiterbahnen
13
und 14 und dem von diesen Leiterbahnen 13 und 14 gebildeten Kondensator 15, sei
wie folgt noch einmal erläutert: Bei entsprechender Stromversorgung durch das elektrische
Netz 21 fließt über die Leiterbahnen 13 und 14 ein geringer Strom, dessen Ausmaß
durch den Kondensatorbereich wesentlich beeinflußt ist. Dieser Stromfluß ist so
abgestimmt, daß der elektrische Schwingkreis 16 harmonisch arbeitet. Wird nun die
Kapazität des Kondensators 15 durch Annäherung einer Hand verändert, so ändert sich
auch der i den Leiterbahnen 13 und 14 fließende Strom, wodurch eine Verstimmung
des elektrischen Schwingkreises 16 erfolgt. Die ses wiederum ändert das vom elektrischen
Schwingkreis 16zu elektronischen Lastrelais 24 übermittelte Signal, wodurch dieses
Lastrelais 24 in eine andere Schaltlage gekippt wird d.h. also beispielsweise die
Leuchte 19 mit Strom versorgt.
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Dieser Zustand bleibt bestehen, bis der Kondensator 15 im Betätigungsbereich
11 erneut durch Annäherung einer Handbe einflußt wird und nun - in geschilderter
Weise - das Lastrelais 24 erneut zu einem Schaltvorgang gebracht, also in die entgegengesetzte
(ursprüngliche) Schaltlage zurückgeschaltet wird. Hiermit wird erreicht, daß die
Leuchte 29 wieder ausgeschaltet ist. Wie aus dem vorher Gesagten zu entnehmen ist,
handelt es sich also bei dem elektronischen Lastrelais 24 um eine Art Stromstoßrelais,
welches seine Schaltlage aufgrund von Stromimpulsen ändert.
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Wie schon zum Ausdruck gebracht, sind sowohl die Leiterbaharen 13
und 14 als auch deren in den Betätigungsbereich 11 ragenden, einen Kondensator 15
bildenden Enden höchstens foliendick ausgebildet, so daß sie sich, ohne nennenswert
aufzutragen auf entsprechenden Wandungen von Anlagen Geräten oder Aufenthaltsräumen
verlegen lassen.
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F i g u r 2 zeigt einen anderen Betätigungsbereich 30 eines elektrischen
Schalt gliedes und darin mündende Leiterbahnen
31 und 32. Diese
Leiterbahnen 31 und 32 weisen zunächst, ähnlich wie diejenigen in Fig. 1, einen
größeren Abstand voneinander auf, sind dann infolge Richtungsänderung der Leiterbahn
31 nahe zusammengeführt und nehmen nun, nahe parallel geführt, einen zickzackartigen
Verlauf. Hierdurch bildet sich ein Kondensator 33, dessen Aufgaben denen des Kondensators
15 in Fig. 1 entsprechen. Der Betätigungsbereich 30 ist durch kreisförmig geführte
Linienabschnitte 34 markiert, s begrenzt und sichtbar, wohingegen die Leiterbahnen
31 und 32 und gegebenenfalls auch der den Kondensator 33 bildende Leiterbereich
durchaus unsichtbar sein kann, nämlich dann, wenn er - beispielsweise - aus farblosem
Leitlack oder aus farblosen Kunststoffolienabschnitten gebildet wird.
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Das zuletzt Gesagte kann auch zutreffen auf das in der F i g u r 3
dargestellte elektrische Schaltglied, welches sich aus Leiterbahnen 35 und 36 bildet
und dessen Betätigungsbereich 37 von einer Umrandung 38 umgeben ist. In diesem Falle
ist die einen Kondensator 39 bildende Strecke der Leiterbahnen 35 und 36 kreisförmig
ausgebildet und stellt eine Alternative zur Gestaltung des Kondensators 33 gemäß
Figur 2 dar.
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Eine weitere Alternativlösung zeigt die Darstellung in F i g u r
4 . Auch hier sind in einem Betätigungsbereich 40 die Enden von Leiterbahnen 41
und 42 eingeführt und spiralartig - einen Kondensator 43 bild&id- weitergeführt.
Im vor-:.llegenon Falle;ist der Betäeigung;sbereich 40 durch kreis- - -förmig angeordnete
Punktmarkierungen 44 markiert und begrenzt Auch hier können die Leiterbahnen 41
und 42, ebenso wie der Kondensator 43, aus farblosem Leitlack oder aus farblosen
Kunststoffolien bestehen, so daß sie, im Gegensatz zu den Punktmarkierungen 44,
im wesentlichen unsichtbar bleiben.
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In F i g u r 5 schließlich ist ein elektrisches Schaltglied dargestellt,
welches sich aus Leiterbahnen 45 und 46 zusammensetzt, die in einen mittels zweier
balkenartiger Markierungen 47 und 48 angedeuteten Betätigungsbereich 49 hineinreichen.
Wie aus der Darstellung in Fig. 5 ersichtlich, gliedern sich die Leiterbahnen 45
und 46 in jeweils kammartig ausgebildete Leiter auf, wobei alle einzelnen Leiterenden
parallel zueinander verlaufen, wobei jedoch die Leiterenden der Leiterbahn 45 denjenigen
der Leiterbahn 46 entgegengerichtet sind und - um etwa den halben Abstand der parallelen
Enden zueinander versetzt - ineinandergreifen.
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Auf diese Art wird ein wirkungsvoller Kondensator 50 gebildet, der
die - im vorliegenden Falle etwa quadratische -Fläche des Betätigungsbereiches 49
in besonders günstiger Weise ausnutzt.
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Wie eingangs der Figurenbeschreibung bereits gesagt, handelt es sich
bei den dargestellten Ausbildungsformen lediglich um Beispiele. Es sind zahlreiche
Abwandlungen sowohl fur die Ausbildung des Kondensatorteils als auch für die Gestaltung
und Formgebung der Betätigungsbereiche, für die Wahl des Leitermaterials und die
Verfahren für deren Aufbringung auf die Wandungsflächen denkbar und dem Erfindungsgedanken
unterordenbar.