EP0609745B1

EP0609745B1 - Remote-controlled switch

Info

Publication number: EP0609745B1
Application number: EP94100991A
Authority: EP
Inventors: Roland Dipl.-Ing. Huttner (Fh)
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1993-02-03
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2014-01-24
Also published as: EP0609745A2; DE59401097D1; DE4303068C1; EP0609745A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter, bei dem über eine Betätigungswippe eine Schaltwippe derart umschwenkbar ist, daß hierdurch zwei Schaltkontakte eines Laststromkreises elektrisch verbunden werden.The invention relates to a switch in which a rocker switch can be swiveled over an actuating rocker such that two switch contacts of a load circuit are thereby electrically connected.

Aus der EP 0 471 317 A2 ist ein solcher Schalter gemäß FIG 2 als elektrischer Tast-Wipp-Schalter 31 in Unterputzausführung bekannt, der einerseits eine beim Tapetenwechsel zweckmäßige Höhenausgleichsvorrichtung und eine dabei sichere Schaltfunktion gewährleistet und andererseits eine Verringerung der an der Betätigungswippe aufzuwendenden Betätigungskraft sowie eine Verkürzung des Tasthubs ermöglicht. Der Tast-Wipp-Schalter 31 ist mit einer in einer Aufnahme 44 eines Abdeckrahmens 35 einliegenden Betätigungswippe 36 versehen. Ein Schaltersockel 32 ist gemeinsam mit einem Schaltoberteil 33 an einem auf einer Befestigungswand 45 aufliegenden Tragring 34 festgelegt und in einer Unterputz-Wandeinbaudose versenkt. Im Schaltersockel 32 liegt bodenseitig ein erstes ortsfestes Schaltkontaktteil 37 sowie ein an einem abgewinkelten Ende als Kontaktwippenlager 40 ausgebildetes zweites ortsfestes Schaltkontaktteil 38. Auf dem Kontaktwippenlager 40 ist eine Kontaktwippe 39 als ortsbewegliches Schaltkontaktteil schwenkbar gelagert. Das erste ortsfeste Schaltkontaktteil 37 und die ortsbewegliche Kontaktwippe 39 tragen Schaltkontakte, mittels derer die elektrische Verbindung zwischen dem ersten ortsfesten Schaltkontaktteil 37 und dem zweiten ortsfesten Schaltkontaktteil 38 schaltbar ist. Die Kontaktwippe 39 wird von einem in einem Aufnahmeschacht einer Schaltwippe 42 druckfederbeaufschlagt gelagerten Gleitnocken 41 beaufschlagt, welcher bei Verschwenkung der Schaltwippe 42 von einer dargestellten Einschaltposition heraus auf der Kontaktwippe 39 über das Kontaktwippenlager 40 hinüber um einen Winkel 2 α in eine Ausschaltposition leiten kann. Die Schaltwippe 42 ist in einem Durchbruch 43 des Schaltoberteils 33 mit Hilfe von ersten Achsstummeln 55 schwenkbar gelagert. Die Schaltwippe 42 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, wobei sie an ihrem oberen, einem Schaltstößel 48 zugewandten Ende drei in bezug auf ihre Längsachse spiegelsymmetrisch angeordnete Schaltmulden 53 aufweist. Am Schaltstößel 48 sind in bezug auf seine in Betätigungsrichtung liegende Längsachse vier Schaltzähne 52 spiegelsymmetrisch angeordnet. Die Schaltwippe 42 wird von dem Schaltstößel 48 beaufschlagt, welcher hierbei mit einem Schaltzahn 52 in die je nach Schaltposition nächstliegende Schaltmulde 53 hineingleitet. Hierzu ist der Schaltstößel 48 in einer Ausnehmung 50 eines Schalthebels 47 mit Hilfe von zweiten Achsstummeln 56 schwenkbar gelagert. Um eine elastisch rückfedernde Lagerung zu bewerkstelligen, sind über zwei am Schaltstößel 48 angeformte Zapfen 49 Blattfedern 51 mittels Öffnungen 54 gelegt und in der Ausnehmung 50 des Schalthebels 47 V-förmig eingespannt. Der Schalthebel 47 ist an zwei Lagerstellen 46 des Schaltoberteils 33 schwenkbar gelagert und als einarmiger Hebel ausgebildet. Dieser Tast-Wipp-Schalter 1 gemäß FIG 2 setzt eine Handbetätigung voraus. Zahlreiche Anwendungsfälle erfordern jedoch den Einsatz eines vom Prinzip her gleich aufgebauten Schalters, der jedoch eine Fernbetätigung ermöglicht.Such a switch according to FIG. 2 is known from EP 0 471 317 A2 as a flush-mounted electrical push-rocker switch 31 which, on the one hand, ensures a height compensation device that is useful when changing wallpapers and a safe switching function, and on the other hand a reduction in the actuating force to be used on the actuating rocker and enables a shortening of the key stroke. The push-rocker switch 31 is provided with an operating rocker 36 which lies in a receptacle 44 of a cover frame 35. A switch base 32 is fixed together with an upper switching part 33 on a support ring 34 resting on a fastening wall 45 and sunk in a flush-mounted wall mounting box. In the base of the switch 32 there is a first fixed switch contact part 37 and a second fixed switch contact part 38 formed at one angled end as a contact rocker bearing 40. A contact rocker 39 is pivotally mounted on the contact rocker bearing 40 as a movable switch contact part. The first fixed switch contact part 37 and the movable contact rocker 39 carry switch contacts, by means of which the electrical connection between the first fixed switch contact part 37 and the second fixed switch contact part 38 can be switched. The contact rocker 39 is acted upon by a sliding cam 41 supported in a receiving shaft of a switching rocker 42, which is acted upon by compression springs. which, when the rocker switch 42 is pivoted from a switch-on position shown on the contact rocker 39, can lead over the contact rocker bearing 40 over an angle 2 α into a switch-off position. The rocker switch 42 is pivotally mounted in an opening 43 of the upper switching part 33 with the aid of first stub axles 55. The rocker switch 42 is designed as a two-armed lever, with its upper end facing a switching plunger 48 having three switching troughs 53 arranged mirror-symmetrically with respect to its longitudinal axis. Four switching teeth 52 are arranged on the switching plunger 48 with mirror symmetry with respect to its longitudinal axis lying in the actuating direction. The switching rocker 42 is acted upon by the switching plunger 48, which in this case slides with a switching tooth 52 into the switching trough 53 which is closest depending on the switching position. For this purpose, the switching plunger 48 is pivotally mounted in a recess 50 of a switching lever 47 with the aid of second stub axles 56. In order to achieve an elastically resilient mounting, leaf springs 51 are placed over two pins 49 formed on the switching plunger 48 by means of openings 54 and clamped in a V-shape in the recess 50 of the switching lever 47. The shift lever 47 is pivotally mounted at two bearing points 46 of the upper shift part 33 and is designed as a one-armed lever. This key-rocker switch 1 according to FIG 2 requires manual operation. However, numerous applications require the use of a switch with the same basic structure, but which enables remote control.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schalter mit Fernbetätigung zu schaffen, der gemäß dem obengenannten Prinzip in seinen Schaltstellungen ohne Einsatz einer Stromkraft zu verharren vermag. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalter mit den Merkmalen nach Anspruch 1.Therefore, the invention has for its object to provide a switch with remote control, which according to the above principle can remain in its switching positions without the use of a current. This object is achieved by a switch with the features of claim 1.

Damit ist es möglich, durch einen kurzzeitigen Stromstoß abwechselnd einen Laststromkreis ein- und auszuschalten, indem eine translatorische Bewegung der Betätigungswippe infolge der Kraft des Magnetsystems in eine Kippbewegung der Schaltwippe umgesetzt wird.It is thus possible to alternately switch a load circuit on and off by means of a brief current surge, in that a translational movement of the actuating rocker due to the force of the magnet system is converted into a tilting movement of the switching rocker.

Vorteilhafterweise weist das Magnetsystem eine von einem Magnetjoch umschlossene Spule mit einem Anker auf, über den die Betätigungswippe zur Betätigung der Schaltwippe bewegbar ist.The magnet system advantageously has a coil enclosed by a magnet yoke with an armature, via which the actuating rocker can be moved to actuate the switching rocker.

Es erweist sich als zweckmäßig, wenn zur Lagerung der Betätigungswippe eine Drehachse vorgesehen ist, die in einem Führungselement verschieblich gelagert ist, da hierdurch ein gezieltes Aufsetzen des jeweiligen Armes der Betätigungswippe auf den gegenüberliegenden Wippenarm gewährleistet wird.It proves to be expedient if an axis of rotation is provided for mounting the actuating rocker, which is displaceably mounted in a guide element, since this ensures a targeted placement of the respective arm of the actuating rocker on the opposite rocker arm.

Eine einfache und kostengünstige Ausführungsform, die außerdem eine hohe Zuverlässigkeit mit sich bringt, erhält man, wenn die Schaltwippe mit einer Kontaktbrücke versehen ist, die einerseits über eine flexible Kupferlitze mit einem ersten Schaltkontakt eines Laststromkreises verbunden ist und die abhängig von der Schaltstellung mit einem zweiten Schaltkontakt in elektronischer Verbindung steht.A simple and inexpensive embodiment, which also brings a high level of reliability, is obtained if the rocker switch is provided with a contact bridge, which is connected on the one hand via a flexible copper wire to a first switch contact of a load circuit and which, depending on the switch position, is connected to a second Switch contact is in electronic connection.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen erhält man, wenn der Kontaktdruck im durchgeschalteten Zustand des Schalters durch Federwirkung auf die Schaltwippe hergestellt ist und wenn die Ausrichtfläche durch das Magnetjoch gebildet ist.Further advantageous developments are obtained when the contact pressure is produced by the spring action on the rocker switch when the switch is in the switched-on state and when the alignment surface is formed by the magnetic yoke.

Weiterhin empfiehlt es sich, zur Schaltzustandsanzeige bei Fernbetätigung des Schalters, an der Schaltwippe ein Gestänge zu befestigen, das bei Kippbewegung der Schaltwippe eine Stellungsänderung eines äußerlich am Schalter zugänglichen Betätigungshebels bewirkt. Vorteilhafterweise ist die Schaltwippe mit dem Betätigungshebel über das Gestänge betätigbar.Furthermore, it is advisable to attach a linkage to the rocker switch to indicate the switching status when the switch is actuated remotely, which, when the rocker switch tilts, changes the position of an externally accessible switch Actuating lever causes. The rocker switch can advantageously be actuated with the actuating lever via the linkage.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zur Schaltung mehrerer Laststromkreise ist gegeben, wenn die Schaltwippe mehrere Kontaktbrücken aufweist. Sind mehrere Schaltwippen mit jeweils einer Kontaktbrücke zur Schaltung jeweils eines Laststromkreises vorgesehen, so wird hiermit eine erhöhte Kraftübertragung zur Umschaltung der Schaltkontakte möglich, die auch größere Federkräfte für den Kontaktdruck überwinden läßt.A further advantageous embodiment for switching a plurality of load circuits is provided if the rocker switch has a plurality of contact bridges. If several rocker switches are provided, each with a contact bridge for switching one load circuit each, an increased power transmission for switching the switch contacts is hereby possible, which can also overcome larger spring forces for the contact pressure.

Eine einfache Ansteuerung des Magnetsystems ist gegeben, wenn der Schalter einen elektrischen Anschluß aufweist, über den eine Beaufschlagung der Spule mit einem Erregerstrom auslösbar ist. Zur drahtlosen Ansteuerung eignet sich besonders gut eine Ausführungsform, bei der der Schalter einen Sensor zur Aufnahme eines nicht leitungsgebundenen Kommunikationssignals aufweist, durch welches eine Beaufschlagung der Spule mit einem Erregerstrom auslösbar ist.The magnet system can be easily controlled if the switch has an electrical connection via which an excitation current can be applied to the coil. An embodiment is particularly suitable for wireless control, in which the switch has a sensor for receiving a non-line-bound communication signal, by means of which an excitation current can be triggered on the coil.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform wird im folgenden anhand der FIG 1 näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to FIG 1.

FIG 1 zeigt einen Fernschalter mit einem elektrisch betriebenen Magnetsystem, einer Betätigungswippe 10, einer Schaltwippe 5 und Schaltkontakten 16, 17 zur Schaltung eines Laststromkreises. Zum Magnetsystem gehört eine von einem Magnetjoch 3 umgebene Spule 2 mit einem in der Spulenachse verschieblichen Anker 4, der eine auf einer Drehachse 18 gelagerte Betätigungswippe 10 trägt. Die Drehachse 18 greift in eine an der Innenwand des Schaltergehäuses vorgesehene Kulisse 14 als Führungselement. Im nicht betätigten Zustand des Schalters 1 liegt die druckfederbeaufschlagte Betätigungswippe 10 an einer durch das Magnetjoch 3 gegebenen Ausrichtfläche 13 an und hat somit eine definierte Lage. Die Betätigungswippe 10 ist ebenso wie eine ihr gegenüberliegende Schaltwippe 5 zweiarmig ausgeführt. Sie weist einen ersten Arm 11 auf, der einem ersten Wippenarm 6 der Schaltwippe 5 entgegengerichtet ist sowie einem zweiten Arm 12, der einem Wippenarm 7 entgegengerichtet ist, wobei in der einen Schaltstellung des Schalters 1 das Armpaar 6, 11 näher beieinander steht und in der anderen Schaltstellung das Armpaar 7, 12 im Vergleich zum jeweils anderen Armpaar. Die ebenfals drehbar gelagerte Schaltwippe 5 weist den Wippenarmen 6, 7 benachbarte Ausnehmung 8, 9 auf und trägt eine Kontaktbrück 23, die über eine flexible Kupferlitze 15 mit dem Schaltkontakt 16 verbunden ist. Von diesem ergibt sich abhängig von der Schaltstellung über die Kontaktbrücke 23 eine elektrische Durchschaltung zum anderen Schaltkontakt 17.1 shows a remote switch with an electrically operated magnet system, an actuating rocker 10, a rocker switch 5 and switch contacts 16, 17 for switching a load circuit. The magnet system includes a coil 2 surrounded by a magnetic yoke 3 with an armature 4 which is displaceable in the coil axis and which carries an actuating rocker 10 mounted on an axis of rotation 18. The axis of rotation 18 engages in a provided on the inner wall of the switch housing Setting 14 as a guide element. In the non-actuated state of the switch 1, the actuating rocker 10 acted upon by the spring rests on an alignment surface 13 given by the magnetic yoke 3 and thus has a defined position. The actuating rocker 10, like an opposite rocker switch 5, is designed with two arms. It has a first arm 11 which is opposite to a first rocker arm 6 of the rocker switch 5 and a second arm 12 which is opposite to a rocker arm 7, the pair of arms 6, 11 being closer together in the one switch position of the switch 1 and in the different switching position the arm pair 7, 12 compared to the other pair of arms. The rocker switch 5, which is also rotatably mounted, has a recess 8, 9 adjacent to the rocker arms 6, 7 and carries a contact bridge 23 which is connected to the switch contact 16 via a flexible copper strand 15. Depending on the switching position, this results in an electrical connection to the other switching contact 17 via the contact bridge 23.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Fernschalters näher erläutert.The operation of the remote switch is explained in more detail below.

Die Spule wird kurzzeitig, z.B. ausgelöst durch einen fernbetätigten Taster, dessen Signalstrom von einem Anschluß 22 des Schalters 1 aufgenommen wird, durch einen Stromfluß erregt. Die hierdurch bewirkte Magnetkraft beschleunigt den Anker 4 und die mit ihm verbundene, durch die Ausrichtfläche 13 ausgerichtete Betätigungswippe 10 in Richtung auf die Schaltwippe 5, wobei die Betätigungswippe 10 über die Drehachse 18 in der Kulisse 14 geführt wird. Der Arm 11 oder 12 des sich in der jeweiligen Schaltstellung näher zueinander liegenden Armpaares 6, 11 oder 7, 12 setzt auf dem gegenüberliegenden Wippenarm 6 oder 7 auf und kippt die Schaltwippe 5. Dabei dreht sich die Betätigungswippe 10, so daß der Arm 6 bzw. 7 in die Ausnehmung 8 bzw. 9 eintauchen kann. Durch die Kippbewegung der Schaltwippe 5 wird der Kontakt zwischen der Kontaktbrücke 23 und dem Schaltkontakt 17 entweder geöffnet oder geschlossen. Der Kontaktdruck wird durch eine am Wippenarm 6 andrückende Feder 24 hergestellt.The coil is briefly excited by a current flow, for example triggered by a remotely operated push button, the signal current of which is received by a connection 22 of the switch 1. The magnetic force thereby caused accelerates the armature 4 and the actuating rocker 10 connected to it and aligned by the alignment surface 13 in the direction of the switching rocker 5, the actuating rocker 10 being guided in the link 14 via the axis of rotation 18. The arm 11 or 12 of the arm pair 6, 11 or 7, 12 lying closer to each other in the respective switching position is placed on the opposite rocker arm 6 or 7 and tilts the rocker switch 5. The actuating rocker 10 rotates so that the arm 6 or 7 can dip into the recess 8 or 9. The tilting movement of the rocker switch 5 either opens or closes the contact between the contact bridge 23 and the switching contact 17. The contact pressure is produced by a spring 24 pressing on the rocker arm 6.

Am Wippenarm 6 ist ein Gestänge 19 angebracht, das zur Übertragung der Kippbewegung der Schaltwippe 5 auf einen außen am Schalter 1 zugänglichen Betätigungshebel 20 dient. Somit wird einerseits bei Fernbetätigung durch die Stellung des Betätigungshebels 20 die Schaltstellung angezeigt und andererseits wird durch den Betätigungshebel 20 eine Handbetätigung ermöglicht.A linkage 19 is attached to the rocker arm 6 and is used to transmit the tilting movement of the rocker switch 5 to an actuating lever 20 accessible on the outside of the switch 1. Thus, on the one hand, the switching position is displayed in the case of remote actuation by the position of the actuating lever 20 and, on the other hand, manual actuation is made possible by the actuating lever 20.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform kann der Schalter 1 auch mit einem in FIG 1 nicht dargestellten Sensor, z.B. einem optischen, magnetischen oder einem Ultraschall-Sensor ausgestattet sein, der ein entsprechendes, nicht leitungsgebundenes Kommunikationssignal empfängt, woraufhin die Spule 2 mit einem Erregerstrom beaufschlagt wird.According to a modified embodiment, the switch 1 can also be equipped with a sensor not shown in FIG. be equipped with an optical, magnetic or an ultrasonic sensor, which receives a corresponding, non-line-bound communication signal, whereupon the coil 2 is acted upon by an excitation current.

Wird der Schalter 1 mit einer Schaltwippe 5 versehen, die parallel zur ersten Ebene mit der ersten Kontaktbrücke 23 und dem ersten Paar Schaltkontakten 16, 17 weitere Ebenen mit Kontaktbrücken und Paaren von Schaltkontakten aufweist, so lassen sich hiermit mehrere Laststromkreise zugleich schalten. Die u.U. erforderlichen hohen Kippkräfte lassen sich jedoch besser übertragen, wenn für jede Ebene gesondert eine zugehörige Schaltwippe vorgesehen wird.If the switch 1 is provided with a rocker switch 5, which has parallel to the first level with the first contact bridge 23 and the first pair of switching contacts 16, 17 further levels with contact bridges and pairs of switching contacts, several load circuits can be switched at the same time. The possibly The required high tilting forces can, however, be better transmitted if an associated switching rocker is provided separately for each level.

Claims

Switch (1) having an electrically operated magnetic system (2, 3, 4), having an operating rocker (5) which can be swivelled between two positions and which is provided with a first rocker arm (6) and a second rocker arm (7) and with respective recesses (8, 9), and having an actuating rocker (10) mounted for pivoting and located opposite the operating rocker (5), which actuating rocker (10) has a first arm (11) directed towards the first rocker arm (6) and a second arm (12) directed towards the second rocker arm (7), one (11 or 12) of the arms of the actuating rocker (10) being at a shorter distance than the other from the rocker arm (6 or 7) located opposite in each case, according to the position of the operating rocker (5), and which actuating rocker (10), in the unactuated state of the switch (1), is located in contact with an aligning surface (13), from which it can be moved out by the momentary force of the magnetic system (2, 3, 4), guided in the direction of this force, for actuation of the operating rocker (5), wherein the arm (11 or 12) located closer to the rocker arm (6 or 7), after setting down on this rocker arm, tilts the operating rocker (5) and, at the same time, the other arm dips into one of the recesses (8, 9) as a result of a pivoting movement of the actuating rocker (10).
Switch according to claim 1, characterised in that the magnetic system has a coil (2) which is surrounded by a magnet yoke (3) and which has an armature (4) by way of which the actuating rocker (10) can be moved for actuating the operating rocker (5).
Switch according to claim 1 or 2, characterised in that a rotary axis (18), which is mounted for displacement in a guide element (14), is provided for supporting the actuating rocker (10).
Switch according to one of the preceding claims, characterised in that the operating rocker (5) is provided with a contact bridge (23) which is connected on one side to a first switching contact (16) of a load current circuit by way of a flexible copper litz wire (15) and which is electrically connected to a second switching contact (17) in dependence upon the position.
Switch according to one of the preceding claims, characterised in that, in the conductive state of the switch (1), the contact pressure is produced by the effect of spring power on the operating rocker (5).
Switch according to one of the preceding claims, characterised in that the aligning surface (13) is formed by the magnet yoke (3).
Switch according to one of the preceding claims, characterised by a rod assembly (19) which is secured to the operating rocker (5) and which, upon a tilting movement of the operating rocker (5), causes a change in position of an actuating lever (20) accessible on the outside of the switch (1).
Switch according to claim 7, characterised in that the operating rocker (5) can be actuated by the actuating lever (20) by way of the rod assembly (19).
Switch according to one of the preceding claims, characterised in that the operating rocker (5) has a plurality of contact bridges (23) for switching a plurality of load current circuits.
Switch according to one of the preceding claims, characterised in that a plurality of operating rockers (5) are each provided with a contact bridge (23) for switching a respective load current circuit.
Switch according to one of the preceding claims, characterised in that the switch (1) has an electrical connection (22) by way of which the application of an excitation current to the coil can be triggered.
Switch according to one of the preceding claims, characterised in that the switch has a sensor for receiving a non-conducted communication signal by means of which an application of an excitation current to the coil (2) can be triggered.