CN104769845B - 操作单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及安装设备的操作单元，所述设备包括用于控制电子消费品的通信插件。所述操作单元具有功能元件，并且所述单元通过有线和/或无线方式连接到通信插件，用于双向通信传输和/或用于供给电压。所述功能元件包括印刷的电子部件，该印刷的电子部件是机械柔性的并且位于机械柔性的载体箔上。

Description

操作单元
技术领域
本发明涉及一种操作单元。
背景技术
用于控制电路元件或通信插件的电气安装设备的操作单元已知以各种各样的形式例如用于建筑服务工程、用于工业设备和机器或者也用于开关室。操作单元典型地为安装设备的部件，且被实施为或是单个紧凑设备单元或是模块设备设计。此外已知将操作单元与要被控制的电路元件或通信插件分开布置，其中，经过有线连接或通过无线连接，进行技术信号通信和/或供电。这种操作单元包括不同的功能元件，通过这些功能元件，能够实现各种各样的显示功能和/或操作功能。
在相应产品光谱范围上，该操作单元相对于它们的物理构造(形状、颜色、设计)以及单个操作元件的布置形式固定。此外，将操作单元整合到安装设备中导致对安装设备的安装位置的结合。操作单元的设计和布置由于这个系统而很大程度上不灵活。
印刷的电子部件，所谓的印刷电子器件从半导体工程中获知，该印刷的电子部件是机械柔性的并且为扁平构造。这些印刷电子部件的制造是在普通印刷工艺的辅助下进行的。使用功能材料，而取代图形打印墨水，作为用于打印电子器件的打印材料。如在传统电子器件制造中，使用导电的、半导电的、介电的和/或绝缘的材料以及活性材料(例如，用于打印电池)。印刷的电子部件典型地包括多个功能材料层，它们一个在另一个之上打印。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作单元，利用该操作单元，能够简单地实现定制的和/或专用的实施方式。
本发明具有如下优点：对于操作单元相对于其物理实施方式并相对于功能元件的布置的设计方面，提供了大的自由。可以容易实现定制和专用方案。
印刷的电子部件允许在操作单元的不同实施方式的面向生产的方面中简单并廉价地实现。在这个方面，基于印刷电子部件的功能元件与非印刷的电气/电子构成元件的组合以及与机械构成元件的组合进一步成为可能。
取决于功能，操作单元可以被极大自由地构成。专用和/或定制的需求可以直接由制造者、建筑者、安装者和终端用户通过相应的计划装置(例如，电子或计算机辅助的构造程序)构成，且相对于形状、颜色和材料以及功能元件的定位，具有大的可变性。
根据本发明的操作单元能够以房间设计方式与独立设计实施方式一起使用，该独立设计实施方式能够作为整合实施方式包括在房间设计中，例如，通过代表性的和/或颜色设计。通过在保持现有功能的同时使用相应的新设计的操作单元，可以有利地容易实现与变化房间设计的匹配。由此，房间操作可以按需要简单和廉价地更新和更换。
印刷的电子部件是机械柔性的并且是扁平构造，并且可以在不同印刷工艺的辅助下制造。利用在线印刷工艺，可以在短时间内生产多个部件。为了减少生产成本，可以使用如丝网印刷、轮转影印、柔版印刷和胶印以及数字印刷工艺的成本高效印刷技术。在喷墨打印过程中制造的产品允许相对于设计和层厚度的不同的自由度。一旦已经发现正确的设计，该结果例如可以传输到丝网印刷工艺，这允许较大的层厚度，并由此允许被印刷材料的非常高的性能。
印刷的电子部件包括多个功能材料层，该多个功能材料层一个打印在另一个之上。可以使用导电的、半导电的、介电的和/或绝缘的材料以及活性材料作为印刷材料，用于印刷所述印刷电子部件。它们可以是有机的或无机的材料。功能材料必须被加工成印刷墨水或印刷膏，以允许它们借助于印刷工艺来施加。除了粘度之外，诸如粘合性和与之下层的兼容性的因素在这个方面起到很大作用，以实现理想的功能。
由于相对于材料和色彩组分富有变化的简单制造过程，来自少量生产的定制和用户指定的方案直到单独方案都能够以优异的方式生产。
根据本发明的操作单元适于建筑服务工程的安装设备，且安装设备能够紧固到建筑物侧上并且包括用于控制电气消费品的通信插件。操作单元能够可释放地或不可释放地连接到安装设备。在另一实施方式中，操作单元与建筑物侧的安装设备物理上分离地布置。进一步的应用区域是工业设备和机器，或也可以是开关室。
操作单元具有多层薄膜结构，其中可以整合功能元件，该功能元件连接到通信插件，用于技术信号通信和/或供电。根据本发明，功能元件能够被设计为印刷电子部件，它们在机械结构上是柔性的。
操作单元单独地或相组合地包括功能元件，该功能元件具有电气、光学或机械功能，例如，作为输入元件和/或作为输出元件。功能元件能够是印刷电子部件，例如，处于电容性、电感性、电阻性、热、光学或光伏设计、发光元件，例如OLED，能量存储、数据存储和/或处理器，以及非印刷的电子构成元件，例如，RFID元件、存储器、电池、LED、显示器和/或机械部件。
操作单元的功能元件通常需要电能供给。在实施方式中，电能可以从安装设备或者从通信插件供给，且有线或无线传输过程都是有可能的。电磁或感应传输过程适于无线能量传输。
在进一步实施方式中，例如，通过可更换或自充电能量存储器来产生独立的能量供给。能够以从钮扣单元到薄膜结构的极大自由可限定格式实现的微型燃料电池有利地适于这个目的。自身再充电的能量存储器对于小构造尺寸和非常长的运行时间是重要的用途中是有利的方案。这能够通过微型化能量存储器和所谓的微能量收集(MEH)发生器的组合来实现，所述微能量收集发生器能够从环境，例如光辐射中获取电能。
在进一步实施方式中，例如，通过例如借助于压电或机械效应的与致动相关的能量发生来产生独立的能量供给。这些实施方式提供了节省空间且长寿命的能量供给。操作单元能够自主操作，并因此在可自由选择的使用位置，例如在会议室或者演讲厅内，通过独立的能量供给以移动方式并且与安装位置远程地操作。
操作单元的照明或者由操作单元进行的光信号的输出能够通过通信插件的照明源供给，其中光线通过光导体被传导到相应的照明元件。可替代的是，自主的照明源也能够在操作单元中使用，例如通过电致发光或者通过光伏效应，该操作单元增加从操作单元的环境获取的电或光学能量。
操作单元具有多层膜结构，不同的功能元件可以集成在其中。印刷电子部件形式的功能元件在机械结构上是柔性并且在它们的制造之后或期间，能够优选地通过印刷过程设置在柔性载体膜上。具有印刷的电子部件的多个这种载体膜能够布置在膜结构中。每个载体膜在至少一侧上，并有利地在两侧上具有至少一个膜，所述膜包括柔性的，优选的薄的衬底。非印刷的电子构成元件形式的功能元件和/或机械部件也能够布置在包括载体膜的每个膜上。功能元件在相应的膜上的定位在构造的框架内是可以极大自由地选择的。
在建筑物侧的膜结构的膜能够优选地用于接收非印刷的电子部件并用于从电导体解耦。用户侧的膜能够作为包括所有功能元件在内的操作单元的保护层。此外，装饰元件和操作元件或操作面板能够被整合。凭直觉操作地点是有利的，它能够通过大面积区域以及通过触觉和/或触摸表面来实现。用户侧的膜能够有利地通过使用适当的材料或者具有灰尘排斥或者自清洁特性而容易清洁。所有膜的颜色和区域设计可以自由选择。总共由多个层构成的膜结构能够形成操作单元的自支撑结构，并由此整体上机械柔性。在进一步的实施方式中，操作单元能够整合在适当的框架或者在容纳结构中，例如，所谓的面板形式。
操作单元能够紧固到建筑物侧的载体元件上，优选地紧固到建筑物墙壁上或者紧固到一件家俱上，其中，不同类型的紧固是有可能的，例如借助于粘结剂、磁性或静电粘附或者机械紧固技术。紧固的类型能够匹配载体元件的特性，尤其是，匹配材料特性和/或表面特性。中间层优选地形成在后侧上以能够补偿例如在石膏板或在壁纸处的载体元件处的不规则性。可释放/可逆的紧固技术也可以有利地被实现，以允许改变操作位置。
操作单元的功能元件经由电线连接到耦接点，该耦接点能够以有线或无线的方式连接到通信插件处的耦接点，用于传递信号或电能。有线连接能够经由柔性PCB和插入连接来形成。无线连接尤其允许相对于操作单元布置方面的极大自由。
通信插件和电子消费品之间的通信能够以有线和/或无线方式发生。消费品能够直接或间接连接。另一方面，从操作元件开始，负载切换动作能够被通信插件直接触发。在另一实施方式中，信号传递到负载切换致动器，后者然后作为中间元件控制电子消费品，该信号能够通过通信插件跟随。不同的通信程序用于此，例如，总线辅助的系统，如LON、KNX或Zigbee。
上述设计允许相对于设计方面并且相对于功能以及功能元件在膜/膜结构上的定位单独定制的操作单元。
附图说明
本发明的进一步的细节、特征和优点将从参照附图的优选实施方式的随后描述中得到。
附图示出了：
图1是分解图形式的安装设备的布置的示意性图示；
图2是根据图1的操作单元的前视图；
图3是另一操作单元的前视图；
图4是另一操作单元的分解图；
图5是分解图形式的安装设备的另一种布置的示意性图示；以及
图6是根据图6的操作单元的前视图。
具体实施方式
在随后的描述中，相同或具有相同效果的部件被提供有相同的附图标记。
在图1中示意性示出安装设备1，在所示的实施方式中，它是建筑服务工程的安装设备，在前侧上具有操作单元2，其中，不同的单元以分解图示出。安装设备1紧固到建筑物墙壁3内布置的安装插座4内。安装设备1具有通信插件5，该通信插件5作用为电子消费品(未示出)的控制。操作单元2具有不同的功能元件9-11，所述功能元件以有线方式连接到通信插件5，以允许电供给和技术信号供给。为此目的，操作单元2内的功能元件通过柔性导体结构6以插入连接形式连接到耦接点7。在通信插件5处的互补插入连接形式的耦接点8完成电连接。在所有单元的组装位置，操作单元2覆盖安装插座4以及通信插件5，并且以表面平齐方式布置到建筑物墙壁3上，其中，耦接点7和8完全位于安装插座4内。根据未示出的实施方式，插入连接也可以通过相应的容纳主体来提供，用于在操作单元2和安装装置1之间的机械可释放或不可释放连接。
通信插件5和电子消费品之间的通信在此未进一步详细示出，但是可以以有线和/或无线方式发生。消费品可以直接或间接地连接。另一方面，从操作元件2开始，电子消费品能够通过通信插件5直接连接。在另一实施方式中，传递到负载切换致动器的信号能够经通信插件5跟随，该负载切换致动器然后作为中间元件控制电子消费品。不同的通信程序用于此，例如，总线辅助的系统，如LON、KNX、或Zigbee。
根据图2，操作单元2包括不同的功能元件9-11，它们各自以圆形方式被围绕，并且以虚拟(areal)方式组合产生膜12.3形式的操作表面。印刷的电子部件9以电容传感器的形式设计，作为用于百叶窗的向上和乡下运动的开关或按钮9.1和9.2，并且用作节能功能的开关或按钮9.3。进一步布置有具有温度显示的显示器10以及用于照明目的的环形照明元件11。照明元件11经由通信插件5内的未示出的光源提供，其中，光源和照明元件11相对于彼此对齐，并且优选地相对于彼此固定在最终组装位置，以能够传递光线。可替代的是，照明元件11也可以通过电传递到操作单元2的信号控制。在这个图示中，功能元件9-11能够仅参照可见的操作领域来识别。
在图3的前视图中，借助于示例示出了操作单元2的另一实施方式。操作单元2是十字形的。印刷的电子部件9以电容传感器的形式被构造，作为用于百叶窗的向上和向下运动的开关或按钮9.1和9.2、作为用于能量节省功能的开关或按钮9.3，并且布置成多个电容传感器的序列，作为用于可调光照明的滑动按钮9.4。作为反馈，进一步布置有用于照明变暗程度的亮度显示器10.1。在这个图示中，功能元件9-11能够仅参照可见的操作领域来标识。
在图4中更详细示出操作单元2的基本设计。在这个方面，操作单元2被实现为人的虚拟图像(areal image)。印刷的电子部件9以电容传感器的形式构造，作为用于百叶窗的向上和向下运动的开关或按钮9.1和9.2；作为用于能量节省功能的开关或按钮9.3；并且布置成多个电容传感器的序列，作为用于可调光照明的滑动按钮9.4。操作领域照明9.5被进一步提供。
操作单元2包括膜结构，该膜结构整体由多个层12构成并且本身是机械柔性的。在建筑物侧的膜12.1具有显示器10和环形亮度显示器11，其包括多个LED并且再现照明的变暗程度。此外，例如，膜12.1在后侧配备有粘结剂材料，以将完整的膜结构紧固到建筑物墙壁3上。中间载体膜12.2具有印刷的电子部件9.1、9.2、9.3和9.4，它们优选地在它们的制造过程中通过印刷方法布置在柔性载体膜12.2上。印刷的电子部件9.1、9.2、9.3和9.4包括印刷在彼此之上的多个功能材料的层，并且被设计为电容传感器。功能元件9-11的连接器被居中地组合在载体膜12.2上并且经柔性导体结构6连接到在此未示出的耦接点7上。一个方面，用户侧的膜12.3作用为操作单元2本身的保护膜，另一方面，作为用于布置在膜下面的功能元件9-11的保护膜。此外，布置在位于下面的膜上的功能元件9-11的操作区域(operating field)被定位在膜12.3上。
根据本发明的操作单元2能够成为装饰的部件或能够极大地(不可见地)集成。操作单元2能够，例如，直接通过消费者通过相应的电子构造程序，以完全定制方式制造，相对于形状、背景(设计、颜色)以及功能的组合具有极大的可变化性。
操作单元2的进一步实施方式在图5和6中示出，且操作单元2被布置在建筑物墙壁3上，远离其他安装设备1。印刷的电子部件9各自被设计成多个电容传感器的序列，作为用于不同电子消费品(照明13.1、百叶窗13.2、演示区域13.3)的滑动按钮9.3。在每种情况中，用于消费品的致动程度的状态显示器10.1、10.2和10.3作为反馈被进一步布置。
操作单元2的功能元件9-11连接到未示出的耦接点7，该耦接点无线地连接到通信插件5处的耦接点8，用于信号的传递。电供给通过布置在操作单元2内的未示出的能量存储器实现。电子消费品13.1、13.2和13.3的控制通过总线辅助的通信系统来实现。无线连接允许相对于操作单元2的布置方面更大的自由。操作单元2然后能够自主操作并且以移动方式操作，且远离安装位置，在可自由选择的使用位置操作，例如，在会议室或者在演讲厅内。
实施方式的上面的描述仅作为说明目的并且不用于限制本发明的目的。在本发明的框架内，不超出本发明或其等价物的范围，各种变化和修改都是有可能的。
附图标记列表：
1 安装设备
2 操作单元
3 建筑物墙壁
4 安装插座
5 通信插件
6 导体结构
7 耦接点
8 耦接点
9 印刷的电子部件
10 显示器、指示
11 照明元件
12 膜
13 电子消费品

Claims (14)

1.一种包括操作单元(2)的安装设备(1)，尤其是建筑服务工程的安装设备，
其中，所述安装设备(1)包括用于控制电子消费品(13)的通信插件(5)；
其中，所述操作单元(2)具有功能元件(10、11)；以及
其中，所述操作单元(2)以有线和/或无线方式连接到所述通信插件(5)，用于单向或双向信号传输和/或用于电压供给，
其特征在于，
所述功能元件包括印刷的电子部件(9)，所述印刷的电子部件的机械结构是柔性的，并且布置在机械结构为柔性的载体膜(12.2)上，
印刷的电子部件包括多个功能材料层，该多个功能材料层一个打印在另一个之上。
2.如权利要求1所述的安装设备，其特征在于，所述印刷的电子部件(9)包括传感器、显示器、照明元件、能量存储器、数据存储器和/或处理器。
3.如权利要求1所述的安装设备，其特征在于，具有功能元件(9)的所述载体膜(12.2)在至少一侧上具有至少一个膜(12.1、12.3)。
4.如前述权利要求中至少一项所述的安装设备，其特征在于，所述载体膜(12.1、12.2、12.3)包括柔性衬底。
5.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，所述操作单元(2)包括机械构造元件和/或非印刷的电子构造元件。
6.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，在操作单元(2)处的功能元件连接到第一耦接点(7)，该第一耦接点能够以有线或无线方式电连接到在通信插件(5)处的第二耦接点(8)。
7.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，功能元件由通信插件(5)独立地且/或由用户侧致动，供电。
8.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，所述操作单元的照明元件(11)由通信插件(5)的照明源提供且/或由独立照明源提供。
9.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，信号能够以有线和/或无线方式在通信插件(5)和电子消费品(13)之间传递。
10.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，所述操作单元(2)紧固到载体元件(3)。
11.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，所述操作单元(2)和安装设备(1)未物理连接。
12.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，功能元件和/或载体膜的布置和/或构造能够利用计划装置根据单个的且/或专用的预先设定来计划，并且能够用作制造操作单元(2)的参数。
13.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，所述载体膜之间的功能元件的虚拟定位能够单个地构造。
14.如前述权利要求1至3中任一项所述的安装设备，其特征在于，所述载体膜的形状、材料、表面和/或设计能够单独构造。
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