Steuerung von Beleuchtungsgeräten

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf die Steuerung von Beleuchtungsgeräten durch kurze Versorgungsleitungsunterbrechungen .

Stand der Technik

Es ist grundsätzlich bekannt, beim Ein- und Ausschalten von Lampen und Leuchten kurze Netzunterbrechungen zur Ansteuerung einer Erkennungsschaltung im elektronischen Vorschaltgerät einer Lampe und zum Umschalten zwischen Betriebszuständen zu nutzen. Diese Betriebszustände kön- nen verschiedene Dimmstufen oder der Betrieb verschiede ^¬ ner Lampen in einer Leuchte sein.

Beispielsweise kann der Benutzer nach dem Einschalten kurz aus- und sofort wieder einschalten, um dadurch von einer niedrigen in eine hohe Dimmstufe und bei einem er- neuten gleichartigen Vorgang wieder zurückzuschalten.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für verbesserte Möglichkeiten bei dieser Form von Steuerung von Beleuchtungsgeräte zu sorgen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalter zur Erzeu- gung von kurzen Versorgungsleitungsunterbrechungen beim Einschalten mit Kontaktelementen und einem Betätigungselement zum öffnen und Schließen von elektrischen Kontak-

ten zwischen den Kontaktelementen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kontaktelement elastisch gelagert ist und beim Schließen eines Kontaktes über das erste Kontaktelement elastisch so ausgelenkt werden kann, dass der Kontakt nach anfänglichem Schließen durch die elastische Auslenkung wieder geöffnet wird.

Die Erfindung bezieht sich zusätzlich auf diesen Schalter beinhaltende Beleuchtungsinstallationen mit mindestens einem Beleuchtungsgerät, wie in den Ansprüche 13 und 14 angegeben .

Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Bei der folgenden Erläuterung der Erfindung und dieser Ausgestaltungen wird zwischen den ver- schiedenen Anspruchskategorien nicht mehr im Einzelnen unterschieden, wobei sich jedoch die einzelnen Merkmale jeweils auf alle Anspruchskategorien beziehen.

Die Grundidee der Erfindung liegt darin, einen Schalter zu schaffen, bei dem die kurze Netzunterbrechung in ein- facherer Weise bewerkstelligt werden kann, insbesondere ohne wieder vollständig in die Ausschaltposition zurückkehren und dann in die Einschaltposition schalten zu müssen. Hierzu sieht die Erfindung eine elastische Lagerung eines der Kontaktelemente vor, das hier als erstes Kon- taktelement bezeichnet wird. Durch eine elastische Aus ^¬ lenkung dieses ersten Kontaktelements beim Schließen des elektrischen Kontakts zwischen diesem und einem anderen Kontaktelement und damit der Leitung soll der gerade ge ^¬ schlossene Kontakt in Folge der Auslenkung wieder geöff- net werden. Im Anschluss daran kann selbsttätig oder durch einen rückführenden Betätigungsvorgang des Benut-

zers der geschlossene Zustand der Leitung wiederherge ^¬ stellt werden, ohne dass der Benutzer den Schalter für die Leitungsunterbrechung in die Ausschaltposition zurückführen musste. Die elastische Auslenkung ersetzt also die kurzzeitige Rückführung in die Ausschaltposition.

Die elastische Auslenkung kann durch eine über eine be ^¬ stimmte Position, in der der Kontakt geschlossen ist, hinausgehende Eindrückbewegung hervorgerufen werden, also indem der Benutzer beispielsweise eine Wippenschalterflä- che oder eine Druckschalterfläche besonders tief ein ^¬ drückt .

Das den beschriebenen ersten Kontakt mit dem elastisch gelagerten Kontaktelement vor der kurzen Leitungsunterbrechung herstellende weitere Kontaktelement ist vorzugs- weise ein oder das bewegliche Kontaktelement des Schal ^¬ ters, das durch ein Betätigungselement, etwa eine wippen ^¬ artige Betätigungsfläche eines Wippenschalters, bewegt wird. Vorzugsweise führt das bewegliche "zweite" Kontakt ^¬ element direkt zu der elastischen Auslenkung des ersten, stößt also daran an und übt die (bzw. vermittelt die durch das Betätigungselement aufgebrachte) Kraft zur e- lastischen Auslenkung aus.

Die elastische Lagerung kann ferner für die Rückstell ^¬ kraft zur Wiederherstellung des Kontakts genutzt werden. Dazu kann nach Nachlassen der über das Betätigungselement vermittelten Kraft die nun ausreichende Rückstellkraft den geöffneten elektrischen Kontakt wiederherstellen, also das erste und das zweite oder ein weiteres "drittes" Kontaktelement zueinander bringen. Dies kann auch selbst- tätig geschehen, ohne dass notwendigerweise die Kraft,

die auf das Betätigungselement oder das bewegliche Kon ^¬ taktelement ausgeübt wird, nachlässt.

Insbesondere kann eine solche selbsttätige Rückstellung durch ein Vorbeigleiten des zweiten Kontaktelements an dem ersten Kontaktelement und dadurch hervorgerufenes Freigeben des ersten Kontaktelements bewirkt werden. Die elastische Rückstellkraft kann dann das freigewordene erste Kontaktelement in eine Kontaktposition zurückbewe ^¬ gen, in der dieses erst wieder in Berührung mit einem an- deren Teil des zweiten oder dem dritten Kontaktelement kommt .

Dabei kann es zu Schwierigkeiten durch das Aufprallen des ersten auf das dritte Kontaktelement kommen, die vermie ^¬ den oder zumindest verbessert werden können, indem das dritte Kontaktelement ebenfalls elastisch gelagert ist und beim Aufprallen etwas nachgibt. Damit können Prell ^¬ vorgänge und unbeabsichtigte weitere Unterbrechungen der Leitung vermieden werden.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung bewegt sich zumindest eines der Kontaktelemente auf einer Bogenbahn. Im Fall des beweglichen Kontaktelements kann dies bei ^¬ spielsweise eine Kreisbogenbahn um eine Drehachse sein. Insbesondere kann das bewegliche Kontaktelement als Wippe ausgestaltet sein.

Bei dem ersten elastisch gelagerten Kontaktelement kann es sich um ein als Feder, insbesondere als Federblech, ausgestaltetes Element handeln. Das den Kontakt tragende Teil dieses ersten Kontaktelements bewegt sich dann eben ^¬ falls auf einer Bogenbahn, wenn ein anderes Ende des Fe-

derblechs fest gelagert ist, wobei diese Bogenbahn nicht genau kreisförmig ist.

Auch das bewegliche zweite Kontaktelement kann im Wesent ^¬ lichen als Blechstück ausgestaltet sein, etwa als Wippe.

Die Bereiche der Kontaktelemente, in denen der elektri ^¬ sche Kontakt geschlossen und geöffnet wird, können mit Vorsprüngen aus geeignetem Material versehen sein, um die Festigkeit gegenüber Lichtbogenerosionen zu verbessern.

Wie bereits eingangs festgestellt, eignet sich der erfin- dungsgemäße Schalter nicht nur für Beleuchtungsinstalla ^¬ tionen, also zum Betrieb verschaltete Lampen oder Leuchten, bei denen verschiedene Dimmstufen durchgeschaltet werden können, sondern auch zum Umschalten zwischen verschiedenen Lampen. Dieses Umschalten kann auch weitere elektrische Verbraucher neben einer Lampe oder allgemei ^¬ ner einem Beleuchtungsgerät beinhalten, beispielsweise das Umschalten zwischen Klingelfunktion und Beleuchtungsfunktion bei einer Klingelanlage an einer Haustür oder das Betätigen der Leuchte über den Klingelknopf während des Klingeins oder das Umschalten zu und zwischen Funkti ^¬ onen einer Gegensprechanlage.

Die Installation des Schalters betrifft vorzugsweise eine kurzzeitige Unterbrechung der Phasenleitung einer spannungsführenden Leitung im Allgemeinen einschl. Gleich- Spannungsversorgung. Im Prinzip sind aber auch Verschaltungen denkbar, bei denen beispielsweise der Nullleiter unterbrochen wird und eine geeignete Erkennungsschaltung dies auswertet. Eine solche Erkennungsschaltung kann Be ^¬ standteil eines elektronischen Vorschaltgeräts sein, aber auch getrennt davon vorgesehen sein, um beispielsweise

über ein Relais Lampen anzusteuern, die kein Vorschaltge- rät benötigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs ^¬ beispielen näher veranschaulicht. Die dabei offenbarten Merkmale beziehen sich, wie eingangs bereits erwähnt, auf alle Anspruchskategorien und können im übrigen auch in anderen als in den dargestellten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines kon- ventionellen Wippenschalters nach dem

Stand der Technik.

Figur 2 und 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Wippenschalter in vergleichbarer Darstellung.

Figur 4 zeigt schematisch den Aufbau verschiede- ner Kontaktelemente eines erfindungsgemä ^¬ ßen Wippenschalters nach einem zweiten Ausführungsbeispiel .

Figur 5 - 8 zeigen vier verschiedene erfindungsgemäße

Beleuchtungsinstallationen als weitere Ausführungsbeispiele.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt eine schematische Skizze eines Wippenschal ^¬ ters mit einer wippenartigen Betätigungsfläche 14, die in nicht im Einzelnen dargestellter Weise um eine Drehachse kippbar ist. Dadurch kann sie von der dargestellten Posi-

tion, in der die Betätigungsfläche in dem dargestellten Schnitt im Wesentlichen von rechts oben nach links unten weist, in eine Position geschaltet werden, in der sie von links oben nach rechts unten weist. Damit wiederum wird die Position eines ebenfalls wippenartigen Kontaktele ^¬ ments 12 verändert, so dass zwischen einem Kontakt mit einem unteren Kontaktelement 11 und einem oberen Kontakt ^¬ element 15 hin- und hergeschaltet werden kann.

In der Regel sind dabei die Endlagen des Bewegungsweges der Betätigungsfläche 14 und des Kontaktelements 12 sta ^¬ bil und die Lagen dazwischen instabil. In anderen Worten: Der Schalter befindet sich im Ruhezustand grundsätzlich in einer der beiden Endpositionen.

üblicherweise werden an das bewegliche Kontaktelement 12 eine eingehende Phasenleitung und an die beiden festste ^¬ henden Kontaktelemente 11 und 15 zwei ausgehende geschal ^¬ tete Phasenleitungen angeschlossen, zwischen denen hin- und hergeschaltet werden kann. Alternativ werden solche Wechselschalter in der Praxis häufig auch für andere An- Wendungen eingesetzt, in denen einer der beiden Ausgänge offen bleibt, beispielsweise der dem feststehenden Kontaktelement 15 entsprechende. Dann wäre der Schalter in der Position aus Figur 1 im eingeschalteten Zustand und in der alternativen Position im ausgeschalteten.

Bei den an sich bekannten Anwendungen zur Ansteuerung von Betriebszuständen von Beleuchtungsgeräten durch kurzzeitige Leitungsunterbrechungen muss der Benutzer beispielsweise von der gezeichneten Stellung in die entgegengesetzte Stellung zurückschalten und sofort wieder in die gezeichnete Stellung, um beispielsweise eine Lampe in ei-

ne abweichende Dimmstufe zu schalten. Dies kann als läs ^¬ tig empfunden werden, besonders wenn es mehr als zwei Be- triebszustände gibt, zwischen denen unterschieden werden soll und die beispielsweise zyklisch durchgeschaltet wer- den müssen. Alternativ oder zusätzlich kann der Stand der Technik auch deswegen als nachteilig empfunden werden, weil er gewisse Ansprüche an die motorische Kontrolle der betätigenden Hand stellt und bei Menschen mit einge ^¬ schränkter Bewegungsfähigkeit der Hand, etwa bestimmten Krankheiten wie Rheuma, Parkinson u. ä., bei Verbänden der Hand, bei Kleinkindern und in anderen Situationen, praktisch nicht nutzbar ist.

Die Figuren 2 und 3 zeigen das Prinzip eines ersten Ausführungsbeispiels. Hierbei sind die beiden feststehenden Kontaktelemente 11 und 15 ersetzt durch elastisch gela ^¬ gerte Kontaktelemente 1 und 5. Die horizontalen Balken jeweils links davon sollen die elastische Lagerung dar ^¬ stellen. Diese bilden "erste" Kontaktelemente im bisheri ^¬ gen Sinn und liegen im nicht ausgelenkten Zustand an "dritten" Kontaktelementen 3 und 6 an.

Die Betätigungsfläche ist hier mit 4 beziffert, ent ^¬ spricht aber im übrigen der Betätigungsfläche 14 aus Fi ^¬ gur 1. Sie betätigt ein ebenfalls weitgehend Figur 1 ent ^¬ sprechendes bewegliches Kontaktelement 2, das in der bis- herigen Begriffswahl ein "zweites" Kontaktelement bildet. Der elektrische Kontakt besteht in der Darstellung in Fi ^¬ gur 2 zwischen dem zweiten Kontaktelement 2 und dem ersten Kontaktelement 1 sowie zwischen diesem und dem drit ^¬ ten Kontaktelement 3, das an die Ausgangsleitung ange- schlössen ist.

Figur 3 verdeutlicht, dass die Betätigungsfläche 4 weiter eingedrückt werden kann, etwa beim Bewegen in die in Figur 2 dargestellte Position aus der entgegengesetzten Position. Dabei kann der Benutzer die Betätigungsfläche 4 mit etwas erhöhter Kraft weiter nach innen drücken, was das zweite bewegliche Kontaktelement 2 ebenfalls weiter nach innen drückt und damit die beiden Kontaktelemente 1 und 3 aus der Lage aus Figur 2 heraus trennt, indem das erste Kontaktelement 1 elastisch nach links ausgelenkt wird. Geht man von einem Einschaltvorgang aus, so ist also der in Figur 2 dargestellte Zustand eines elektrischen Schlusses zwischen dem ersten, zweiten und dritten Kontaktelement 1, 2 bzw. 3 nur vorübergehender Art und wird durch eine Situation abgelöst, in der wie in Figur 3 zwar zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktelement 1 bzw. 2 ein elektrischer Kontakt besteht, aber nicht zwischen dem ersten Kontaktelement 1 und dem dritten 3. Damit ist die Netzzuleitung unterbrochen.

Wird die erhöhte Kraft zum Niederdrücken der Betätigungs- fläche 4 nur kurz aufgebracht, etwa indem man die Betäti ^¬ gungsfläche 4 nach dem Umschalten gleich loslässt, drückt die elastische Rückstellkraft das erste Kontaktelement 1 zurück in die Anlage an dem dritten Kontaktelement 3 und das zweite bewegliche Kontaktelement 2 in die Position aus Figur 2. Damit ist die Netzzuleitung wieder geschlossen .

Ein ganz analoger Vorgang kann mit den den Kontaktelementen 1 und 3 entsprechenden Kontaktelementen 5 und 6 ablaufen, so dass die grundsätzliche Eignung des Schalters als Ein- und Ausschalter für zwei alternative Ausgänge und als Wechselschalter erhalten bleibt.

Die Halterung der ersten Kontaktelemente 1 und 5 ist hier, wie Figur 3 unten links zeigt, so ausgestaltet, dass sich das erste Kontaktelement bei der Auslenkung mit seiner Kontaktspitze auf einer Bogenbahn bewegt. Die Kon- taktspitze des zweiten Kontaktelements bewegt sich auf einer Kreisbahn. Beide gleiten dabei aneinander entlang, weswegen hier Kontaktvorsprünge angedeutet sind, die nicht nur hinsichtlich Funkenerosion aus einem geeigneten Material bestehen, sondern zudem eine gerundete und damit für diesen Gleitvorgang geeignete Form aufweisen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt Figur 4 nur als Ausschnitt (entsprechend dem unteren Bereich der Figuren 1 - 3) und in etwas konkreterer Darstellung. Hier sind ein erstes, ein zweites und ein drittes Kontaktelement mit den Bezugszeichen 21, 22 und 23 bezeichnet. Sie sind jeweils als Bleche ausgebildet. Die linke Darstellung zeigt sie in perspektivischer Ansicht, die rechte im Schnitt.

Das zweite Kontaktelement 22 hat, soweit dargestellt, ei- ne im Wesentlichen umgedrehte U-Form, wobei der darge ^¬ stellte Teil den unteren Teil eines wippenartigen Kontaktelements bedeutet, das ähnlich wie in den Figuren 1 - 3 nach oben spiegelsymmetrisch ausgestaltet ist, also H- förmig.

Das erste Kontaktelement 21 wiederum hat eine aufrechte U-Form mit unterschiedlich langen Schenkeln, wobei der linke vordere gegenüber dem rechten hinteren etwas verkürzt ist. Damit ist der in horizontaler Richtung gesehene überlapp zwischen dem linken vorderen Schenkel des ersten Kontaktelements 21 und des zweiten Kontaktelements

22 sehr viel kleiner als der zwischen den jeweiligen rechten hinteren Schenkeln.

Das erste Kontaktelement 21 und das dritte Kontaktelement

23 sind jeweils an ihrem unteren Ende in nicht darge- stellter Weise fest gelagert und als Federbleche ausge ^¬ bildet. Hinsichtlich des dritten Kontaktelements 23 ist dies in der rechten Darstellung durch die angedeutete Schraubenfeder symbolisiert. Das dritte Kontaktelement 23 kann natürlich deutlich länger als dargestellt sein.

Auch hier sind hinsichtlich Funkenerosion ausgebildete Vorsprünge vorgesehen, die pauschal mit 27 bezeichnet sind.

Wenn letztlich zwischen dem zweiten Kontaktelement 22 und dem dritten Kontaktelement 23 eine elektrische Verbindung hergestellt werden soll, wird das zweite Kontaktelement 22 in ähnlicher Form wie in den Figuren 2 und 3 in die figürlich dargestellte Position bewegt. Bei einem weite ^¬ ren Eindrücken einer Betätigungsfläche wird das zweite Kontaktelement 22 über die dargestellte Position hinaus weiter nach links bewegt, wobei der linke vordere Schen ^¬ kel ab einem gewissen Winkel nicht mehr den linken vorderen Schenkel des ersten Kontaktelements 21 vor sich her drückt und damit von dem dritten Kontaktelement 23 löst, sondern darüber hinweg rutscht. Daraufhin kann das erste Kontaktelement 21 elastisch zurückspringen und wieder einen Kontakt zu dem dritten Kontaktelement 23 herstellen, wobei der Kontakt zwischen dem rechten hinteren Schenkel des zweiten Kontaktelements 22 und dem des ersten Kon ^¬ taktelements 21 bestehen bleibt. Damit ist also auch dann eine nur kurzzeitige Unterbrechung gegeben, wenn der Be-

nutzer die Betätigungsfläche relativ lang tief eindrückt. Die Unterbrechungszeit hängt im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel nur noch von der Geschwindigkeit des Eindrückens ab, nicht mehr von der Dauer. Nach Freigabe der Betätigungsfläche bewegt sich das zweite Kontaktele ^¬ ment 22 wieder zurück in die Position in Figur 4 und rutscht dabei wieder über den Schenkel des ersten Kon ^¬ taktelements 21.

Die Figuren 5 - 8 zeigen verschiedene beispielhafte Be- leuchtungsinstallationen zur Illustration von Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Schalters. Figur 5 zeigt den Schalter, mit 30 bezeichnet, in der Phasenzu ^¬ leitung L einer Leuchte 31. Die Leuchte 31 enthält zwei Leuchtmittel 32 und 33 sowie eine Auswerteelektronik 34, die die kurze Netzstromunterbrechung beim Tiefdrücken des erfindungsgemäßen Schalters 30 erkennen kann und vorzugsweise Bestandteil eines Lampenvorschaltgerätes ist. Das Leuchtmittel 32 wird beim Anlegen der Phase immer einge ^¬ schaltet, das Leuchtmittel 33 jedoch nur dann, wenn die Auswerteelektronik 34 die kurze Netzunterbrechung erkennt. Man kann dies als Umschalten zwischen Dimmstufen der gesamten Leuchte auffassen. In einer Dimmstufe brennen beide Leuchtmittel, in einer anderen nur eines. Zu ^¬ sätzlich kann natürlich auch zwischen Dimmstufen der Lam- pen geschaltet werden, wobei sich eine entsprechende "Durchschaltreihenfolge" der Leuchte insgesamt ergibt.

Die Variante aus Figur 6 baut darauf auf und zeigt den erfindungsgemäßen Schalter 30 in gleicher Bauform doppelt als Wechselschalter ausgeführt. Eine Leuchte 35 enthält drei Leuchtmittel 36 - 38 und in den Vorschaltgeräten o- der separat zwei Auswerteelektroniken 39 und 40, die mit-

einander kommunizieren, wie durch den horizontalen Strich angedeutet. Das Leuchtmittel 36 wird immer eingeschaltet. Nach einer ersten kurzen Netzunterbrechung erkennt die Auswerteelektronik 39 dieselbe und steuert das Leuchtmit- tel 37 an. Gleichzeitig gibt sie die zweite Auswerte ^¬ elektronik 40 frei, die nach einer weiteren kurzen Netzunterbrechung das zweite Leuchtmittel 38 einschaltet. Bei einer weiteren Ausgestaltung könnte hiernach bei einer weiteren kurzen Netzunterbrechung die erste Auswerte- elektronik 39 das erste Leuchtmittel 37 ausschalten und die zweite Auswerteelektronik 40 bei einer vierten kurzen Netzunterbrechung das zweite Leuchtmittel 38. Alternativ könnte auch bei der dritten Netzunterbrechung ein Ausschalten beider Leuchtmittel 37 und 38 erfolgen.

In Figur 7 liegt eine sog. Kreuzschaltung vor. In dieser Kreuzschaltung treten links und rechts erfindungsgemäße Wechselschalter 30 wie in den Figuren 5 und 6 auf. Zusätzlich ist in der Mitte ein ebenfalls an den Kontakten erfindungsgemäß ausgestatteter Kreuzschalter 41 vorgese- hen. Die grafische Darstellung deutet bereits seine Funk ^¬ tionsweise an: In einer Schaltstellung verbindet er die eingezeichneten Kontakte über Kreuz (also links oben mit rechts unten und links unten mit rechts oben) , in der anderen, gestrichelt dargestellten, Schaltposition sozusa- gen parallel (also links oben mit rechts oben und links unten mit rechts unten) . Man kann sich leicht veranschau ^¬ lichen, dass damit jede Betätigung eines der Schalter 30, 41 eine Ein- oder Ausschaltbetätigung der gesamten Installation bedeutet. Gleiches gilt für die kurzen Netzun- terbrechungen gemäß der Erfindung. Dabei können übrigens, wenn mehr als drei Bedienungsstellen gewünscht sind, auch

beliebig mehr Kreuzschalter 41 eingesetzt werden. Die Leuchte 31 rechts entspricht dem Ausführungsbeispiel aus Figur 5.

Schließlich zeigt Figur 8 ein letztes Ausführungsbei- spiel, und zwar eine Klingelanlage eines Hauses. Ein er ^¬ findungsgemäß ausgestalteter Tastschalter 42 liegt in einem Zweig einer Niedervoltgleichspannungsversorgung. 43 bezeichnet eine mit einer entsprechenden Auswerteelektro ^¬ nik 44 ausgestattete Türklingelanlage, 45 die Klingel selbst und 46 eine Leuchte.

Wird mit dem erfindungsgemäßen Tastschalter 42 eine kurze Netzunterbrechung beim Einschalten erzeugt, erkennt dies die Auswerteelektronik 44 und steuert statt der Klingel 45 eine Türbeleuchtung 46 an. Wird der Taster aber ohne tiefes Drücken betätigt, wird ganz normal mit der Klingel 43 geklingelt. Zusätzlich könnten auch weitere Klingeln und/oder Leuchten vorhanden sein, wodurch sich wieder eine entsprechende Durchschaltreihenfolge ergeben würde.