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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Betriebsparameters eines elektrischen Gerätes gemäß Anspruch 1 sowie Anspruch 14, einen aktiven Schaltungsteil zum geschützten Anbringen hinter einer geschlossenen Blende eines elektrischen Gerätes als Teil einer Vorrichtung zum Steuern eines Betriebsparameters des elektrischen Gerätes gemäß Anspruch 17, sowie einen passiven Bedienteil zur Befestigung an einer geschlossenen Blende eines elektrischen Gerätes als Teil einer Vorrichtung zum Steuern eines Betriebsparameters des elektrischen Gerätes gemäß Anspruch 18.
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Der Betriebszustand eines elektrischen Gerätes kann üblicherweise über eine am Gerät, beispielsweise an einer geeigneten Stelle der Oberfläche angeordnete Bedienelemente wie Druckknöpfen, Schaltern oder Drehknebeln bzw. mit oder alternativ zusätzlich über ein Bedienfeld mit kapazitiven Berührungssensoren (sog. Touchsensoren bzw. Tastsensoren) oder mit optischen bzw. Infrarot-Sensoren eingestellt werden. Bei diesen Möglichkeiten zur Bediensignaleigabe für eine Einstellung des Betriebszustandes bzw. das Steuern eines Betriebsparameters eines solchen Gerätes weisen spezifische bzw. je nach verwendeter Technologie eigene Probleme auf.
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Kommen beispielsweise elektromechanische Vorrichtungen zur Anwendung gestaltete sich zum einen die Herstellung der Bedienfelder aufwendig, weil beispielsweise für Drehknebel und Schalter in der Bedienblende des Gerätes entsprechende Durchbrüche vorgesehen seien müssen bzw. hergestellt werden müssen. Dies kann einen zusätzlichen Arbeitsschritt im Herstellungsprozess erfordern, jedenfalls bringt es zusätzlichen Aufwand beim Zusammenbau des Gerätes mit sich.
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Insbesondere im Hinblick auf die Alltagstauglichkeit und Betriebssicherheit stellen Bedienblenden, in denen aufgrund der verwendeten elektromechanischen Schalt- bzw. Stelleinrichtungen Durchbrüche vorhanden sein müssen, Schwachstellen dar. Beispielsweise können durch diese Durchbrüche, d. h. genauer die Spalten zwischen dem Durchbruch und dem durchgeführten Bedienelement, Flüssigkeiten von Außen in das Gerät eindringen. Dies wirkt sich unmittelbar auf die Ausfallwahrscheinlichkeit des Gerätes aus bzw. um dem entgegen zu wirken, müssen aufwendige und langlebige Dichtungen bzw. Schutzmaßnahmen für im Inneren des Gerätes liegende elektrische Schaltungsteile gegen eindringende Feuchtigkeit bzw. Flüssigkeiten oder gasförmige Substanzen vorgesehen werden.
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Eine Möglichkeit zur Vermeidung der genannten Probleme stellt die bereits genannten Touchsensoren mit Infrarot- bzw. optischen Sensoren dar, bei denen es prinzipiell nicht zwingend erforderlich ist, in einer Bedienblende entsprechende Durchbrüche vorzusehen. Als Beispiel seien hier elektrische Kochstellen genannt, bei denen optische Sensoren, die unter einer geschlossenen Blende beispielsweise einer Glasplatte eines Herdes mit Ceranfeld angeordnet sind, zur Anwendung kommen. Hier treten jedoch oft Probleme mit der Zuverlässigkeit bei der Eingabe von Steuerbefehlen durch einen Nutzer auf. So sind beispielsweise optische bzw. Infratorsensoren durch Fremdlicht- bzw. Fremdwärmequellen anfällig für Fehleingaben. Auch ein versehendliches Abdecken solcher Bedienelemente kann Fehleingaben auslösen. Aus diesen Gründen sind bei solchen Eingabe- bzw. Steuervorrichtungen aufwendige Steuersignalstrategien notwendig, damit falsche bzw. nicht beabsichtigte Eingaben an der Bedienvorrichtung von beabsichtigten Eingaben eines Bedieners unterschieden werden können. Aber letztlich ist es die fehlende taktile Rückkopplung dieser Eingabevorrichtungen, die eine Akzeptanz seitens der Anwender beeinträchtigt. Diese Probleme lassen sich entsprechend auf andere Anwendungsbereiche von Steuervorrichtungen an elektrischen Geräten übertragen.
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Die Druckschrift
EP 468 291 A1 offenbart eine für eine Anwendung an Trennwänden wie z. B. Badewannen-Schalen vorgesehene und gegenüber Feuchtigkeit unempfindliche Schaltvorrichtung, bei welcher über Dauermagnete betätigbare Schaltelemente zum Einsatz kommen. Auf Durchführungen oder Bohrungen an der Trennwand kann dank der magnetisch betätigbaren Schaltelemente verzichtet werden, wobei die Trennwand aus magnetisch durchlässigem Material wie z. B. Kunststoff sein muss, und wobei die magnetisch betätigbaren Schaltelemente z. B. Reedkontakte oder Hall-Elemente sein können. Die Schaltelemente werden durch Annäherung des Dauermagneten betätigt.
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In der Druckschrift
DE 41 37 485 A1 ist eine manuell betätigbare Schaltvorrichtung für Tastbetrieb offenbart, welche sich eines in einem Schaltergehäuse angeordneten Näherungsschalters bedient. Der Schaltvorgang wird durch Annäherung eines Schaltorgans an den Näherungsschalter über eine induktive oder kapazitive Wirkverbindung berührungsloser Art ausgelöst. Das Schaltorgan ist ein Körper metallischen Werkstoffs, z. B. eine Platte. Diese Schaltvorrichtung ist besonders für explosionsgefährdete Einsatzbereiche vorgesehen. Der Näherungsschalter ist gekapselt, und es ist ein Schaltergehäuse vorzusehen. Auch Rastbetrieb oder Wechslerfunktion sind realisierbar.
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In der
DE 199 18 290 C1 ist eine Bedieneinrichtung zur Reduzierung von Auswahlelementen für ein Kochfeld mit einer nicht näher dargestellten Betätigungsdetektionseinrichtung offenbart, wobei die nicht näher dargestellte Betätigungsdetektionseinrichtung optische oder induktive Näherungssensoren, oder optische oder kapazitive Berührungssensoren, oder kapazitive oder piezoelektrische oder piezoresistive Drucksensoren umfassen kann. Die Betätigungsdetektionseinrichtung soll einen Druck, oder eine Berührung, oder eine Annäherung detektieren können. In dem beschriebenen Anwendungsfall für ein Kochfeld soll damit eine solche Betätigungsdetektionseinrichtung allgemein Schalteinrichtungen oder Schaltvorrichtungen repräsentieren, mit welchen ein Schaltvorgang in Verbindung mit der Detektion einer Betätigung ausgelöst wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Eingeben bzw. Steuern eines Betriebsparameters eines Geräts vorzuschlagen, welche Nachteile der eingangs genannten Vorrichtungen beseitigt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Steuern eines Betriebsparameters eines elektrischen Gerätes gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 14 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen aktiven Schaltungsteil auf, der geschützt hinter einer geschlossenen Blende des Gerätes angebracht ist. Weiter besitzt die Vorrichtung einen passiven Bedienteil bestehend aus wenigstens einem Bedienelement, welches in einer vorbestimmten Anordnung zu dem aktiven Schaltungsteil auf der anderen Seite der geschlossenen Blende angebracht ist. Der aktive Schaltungsteil ist eingerichtet, einer Bewegung des passiven Bedienelements relativ zu dem aktiven Schaltungsteil entsprechende elektrische Steuersignale zu erzeugen. D. h., die vom aktiven Schaltungsteil erzeugten Steuersignale können eindeutig Bewegungen bzw. Veränderungen in der Anordnung des Bedienelements, die von einer Manipulation seitens eines Benutzers verursacht sind, zugeordnet werden.
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Bei der Blende kann es sich beispielsweise um eine bekannte Bedienelementeblende eines Gerätes handeln, die aus Kunststoff, Glas oder ähnlichen geeigneten Materialien bestehen kann. Es sei jedoch angemerkt, dass es prinzipiell entsprechend der vorliegenden Erfindung möglich ist, als Blende im Sinne der Erfindung eine beliebige hierfür geeignete Wandung eines elektrischen Gerätes zu verwenden. Wesentlich im Zusammenhang mit der Erfindung ist, dass die Blende geschlossen ist, d. h., es gibt keine Durchbrüche in der Blende für die Steuervorrichtung. Damit liegt der aktive Schaltungsteil- und ggf. auch andere Elektrik/Elektronik – vollständig geschützt im Inneren des Gerätes. Zum einen kann mit der Erfindung besonders vorteilhaft nicht nur der Einsatz von aufwendigen Dichtungsmaßnahmen vermieden werden, sondern es gibt gar keine Abdichtungsprobleme gegenüber Schmutz oder Flüssigkeiten mehr. Auch können im Vergleich zu den herkömmlichen Glasblenden mit Durchbrüchen für die Bedienelemente die Kosten für die damit verbundene Bearbeitung eingespart werden.
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An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass es sich bei dem Bedienelement grundsätzlich um jede Einrichtung handeln kann, die für eine Manipulation durch einen Benutzer bzw. Bediener des elektrischen Gerätes mittels einer Berührung bzw. einer Bedienung von Hand ausgelegt ist. Dabei kann eine derartige Manipulation grundsätzlich eine beliebige Translativbewegung, beispielsweise eine Bewegung senkrecht zur Blende bzw. parallel zur Blende, aber auch eine Rotation bzw. Drehung des Bedienelements um eine Achse, die beliebig zu der Blende orientiert sein kann, handeln. Selbstverständlich sind auch Kombinationen aus den vorgenannten Manipulationsmöglichkeiten bzw. Bewegungen denkbar.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen angegeben.
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In einer Weiterbildung besitzt das passive Bedienteil ein an der Blende befestigtes Halteelement, mit dem das Bedienelement in Eingriff steht. Über das mit der Blende fest verbundene Halteelement, welches bevorzugt unlösbar mit der Blende beispielsweise durch Materialschluss oder eine Klebeverbindung bzw. Verklebung verbunden ist, wird eine eindeutige Positionierung des Bedienteils auf der Blende sichergestellt. Wenn es sich beispielsweise bei der Blende um eine Glasplatte handelt, kann durch Verkleben des Halteelements mit der Platte besonders einfach eine bis zuletzt beliebige Anordnung der Bedienelemente an der Blende des elektrischen Geräts hergestellt werden, was bei der Herstellung der Geräte beispielsweise schon zusammen mit der Anfertigung der Blende erfolgen kann. Besonders vorteilhaft ist auch, dass mit der Steuervorrichtung der Erfindung jederzeit auch ohne Bohren Steuervorrichtungen a einem elektrischen Gerät nachgerüstet werden können. Schließlich kann, je nachdem welche Art der Manipulation für das Einstellen eines Betriebsparameters durch einen Bediener gewünscht bzw. besonders geeignet ist, die entsprechende Bedienfunktion beispielsweise durch ein Bedienelement in Form eines Tasters oder Drehknebels, aber auch als in allen Raumkoordinaten drehbare Kugel oder um eine Achse rotierbaren Wälzkörper ausgeführt werden.
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Grundsätzlich ist es möglich hinsichtlich der Erzeugung eines elektrischen Steuersignals zum Steuern eines Betriebsparameters des Gerätes über die erfindungsgemäße Vorrichtung nur die Art und Weise der Betätigung des Bedienelements durch einen Benutzer zu erfassen, beispielsweise bei einem Wälzkörper die Drehrichtung, die Geschwindigkeit der Drehung und ggf. auch die Änderung der Drehgeschwindigkeit.
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Beispielsweise ist es für das Einstellen der Heizleistung einer Kochplatte grundsätzlich von Interesse, ob die Leistung erhöht bzw. verringert werden soll und ggf. wie schnell eine Änderung in die eine oder andere Richtung gewünscht wird. Hier kann prinzipiell ein Bedienteil mit einer Manipulationsmöglichkeit in zwei unterschiedliche Richtungen vorgesehen werden, die dann durch die Vorrichtung entsprechend erfasst werden kann. Zusätzlich kann dem Bediener bzw. Benutzer des Gerätes noch eine optische Rückkopplung zur Verfügung gestellt werden, anhand der er den tatsächlich veränderten bzw. eingestellten Betriebsparameter erkennen kann. Dies kann beispielsweise durch – um bei dem Beispiel der Herdplatte zu bleiben – eine optische Anzeige mit Ziffern, die einer jeweiligen Kochstufe entsprechen, sein.
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Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung ist zwischen dem Halteelement und dem wenigstens einen Bedienelement des Bedienteils eine definierte Ruhestellung vorgesehen, die durch ein Nullstellungsmittel sichergestellt wird. Mit anderen Worten: Sobald ein Bediener das Bedienelement nicht mehr betätigt, wird durch das Nullstellungsmittel eine definierte Ruhestellung zwischen dem Halteelement und dem Bedienelement wiederhergestellt. In diesem Fall kann entsprechend der absoluten Größe der Veränderung der Position des Bedienelements gegenüber dem fixierten Halteelement durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die gewünschte Größe bzw. Stärke einer Veränderung eines Betriebsparameters des Gerätes durch das aktive Schaltungsteil ermittelt werden.
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Bei einer zweiten Ausführungsform des ersten Aspektes der Erfindung sind zwischen dem Halteelement und dem Bedienelemente Rastmittel vorgesehen, die dem Benutzer zum einen eine weitere taktile Rückkopplung liefern und zum anderen eine bestimmte Anzahl von vorbestimmten Ruhestellungen zwischen dem Halteelement und dem Bedienelement definieren, wobei jede dieser Ruhestellungen durch das aktive Schaltungsteil eindeutig anhand der Lage des Bedienelements relativ zum Halteelement bzw. der Blende erkannt werden kann. Damit ist es durch eine entsprechende Markierung am Bedienelement möglich, dass ein Benutzer beispielsweise eine eingestellte Leistungsstufe des eklektischen Gerätes allein an der Stellung des Bedienelements gegenüber dem Halteelement bzw. der Blende erkennen kann.
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Grundsätzlich ist es natürlich möglich, nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung entsprechend mehrere Bedienelemente in einem Haltelement vorzusehen, die unabhängig von einander betätigbar bzw. manipulierbar sind.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Bedienteil als ein Taster bzw. Tastknopf ausgeführt, bei dem eine Ruhestellung des Bedienelements gegenüber dem Halteelement mittels eines in dem Bedienteil vorgesehenen Federungsmittels sichergestellt ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Bedienteil ein Drehknebel mit einer festgelegten Ruheposition, wobei die Ruheposition, die einer vorbestimmten Stellung des Halteelements zu dem drehbaren Bedienelement besteht, mittels einer entsprechend in dem Bedienteil vorgesehenen Torsionsfeder erreicht ist. Als eine weitere Alternative ist das Bedienteil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel als Drehknebel mit mehreren vorbestimmten Stellungen ausgelegt, wobei jede Stellung einer bestimmten Größe des zu steuernden bzw. einzustellenden Betriebsparameters des Gerätes zugeordnet sein kann. Dazu wäre es beispielsweise möglich, dass das drehbare Bedienelement mit dem Halteelement über eine entsprechend gezahnt ausgeführte Rastung in Eingriff steht, die über ein Federungsmittel derart mit einer Federkraft beaufschlagt ist, dass bei einer Nichtbetätigung eine jeweils aktuell eingestellte Raststellung zwischen dem Halte- und dem Bedienelement erhalten bleibt. Auch hier ist es denkbar durch eine entsprechend angebrachte Markierung auf dem Bedienelement es für den Bediener bzw. Benutzer des Gerätes zu ermöglichen, die jeweils eingestellte Stufe des Betriebsparameters des Gerätes zu erkennen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist es möglich bzw. erwünscht, dem Benutzer bei der Bedienung bzw. Steuerung des Gerätes über die Vorrichtung der Erfindung eine taktile Rückkopplung zu geben, um eine „blinde” Betätigung zu ermöglichen. Erfindungsgemäß kann daher das Ausführungsbeispiel als Druckknopf bzw. Taster so weitergebildet werden, dass beim Betätigen, d. h. beim Drücken, ein definierter Druckpunkt überschritten werden muss, um die entsprechende Beeinflussung des Betriebsparameters auszulösen. Dies wird in einer Ausführung der Erfindung dadurch erreicht, dass in dem Bedienteil eine Übersprungfeder oder Schnappscheibe vorgesehen ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass auch bei der oben beschriebenen Ausführung als Drehknopf mit vorbestimmten Raststellungen, der Bediener beim Betätigen über die Rastung eine entsprechende taktile Rückkopplung erhält.
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Gemäß einem dritten Aspekt als Grundlage für die vorliegende Erfindung ist der aktive Schaltungsteil ausgelegt bzw. eingerichtet, eine durch die Betätigung des Bedienteils hervorgerufene Veränderung in einer physikalischen Größe eindeutig zu erfassen, wobei die Art und Weise der Veränderung dieser physikalischen Größe eindeutig der Art und Weise der Manipulation des Bedienteils zuordenbar ist. Das aktive Schaltungsteil setzt die mittels eines geeigneten Sensors erfasste Veränderung der physikalischen Größe in ein entsprechendes elektrisches Steuersignal zum Steuern bzw. Einstellen des entsprechenden Betriebsparameters des Gerätes um. Bevorzugt eignet sich als physikalische Größe bzw. zu erfassende Größe eine Eigenschaft, wie z. B. Feldstärke oder Feldrichtung, eines magnetischen bzw. elektrischen Feldes oder eine Kombination davon.
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Gemäß dem dritten Aspekt handelt es sich bei der physikalischen Größe um eine elektromagnetische Welle in einem bestimmten Frequenzbereich, beispielsweise den optischen Wellenlängenbereich mit dem jeweils angrenzenden Infrarot- bzw. ultravioletten Strahlungsbereich. Dabei besteht die Blende aus einem Material, das für die verwendeten elektromagnetischen Wellen durchlässig ist. Der aktive Schaltungsteil weist einen Sender auf, der eine elektromagnetische Welle in dem bestimmten Frequenzbereich als definiertes Signal durch die Blende zu dem Bedienteil aussendet, dass von dort über eine entsprechend ausgelegte Reflexionsfläche, an dem Bedienteil zu der Blende und durch diese hindurch zurück zu dem aktiven Schaltungsteil reflektiert wird, an dem wiederum ein entsprechender Sensor vorgesehen ist, der anhand der Stärke und/oder der Richtung des reflektierten Signals eindeutig auf die Art und Weise der Betätigung des Bedienelements rückschließen kann. Dazu kann der aus mehreren entsprechend, z. B. in einer Fläche oder in einer Reihe, angeordneten Fotoelementen bestehen.
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Gemäß dem dritten Aspekt kann es sich bei der elektrophysikalischen Größe entweder um eine magnetische oder um eine elektrische Feldkomponente handeln, wobei der aktive Schaltungsteil einen entsprechenden Magnetfeldsensor oder einen Sensor für die elektrische Feldkomponente wie beispielsweise einen Kapazitätssensor besitzt.
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In das Bedienelement des Bedienteils kann hierfür beispielsweise ein Permanentmagnet mit einer vorbestimmten Ausrichtung bezüglich des durch ihn erzeugten Magnetfeldes integriert sein. Alternativ ist es möglich, wenn seitens des aktiven Schaltungsteils ein magnetisches Sensorfeld durch eine Spule bzw. mittels eines im aktiven Schaltungsteil bzw. an der Blende fest installierten Permanentmagneten ein Sensorfeld erzeugt wird, in das Bedienelement des Bedienteils ein hochpermeables Material zu integrieren. In analoger Weise eignet sich ein Material mit einer hohen Elektrizitätszahl für die Ausführung, bei der seitens des aktiven Schaltungsteils ein elektrisches Sensorfeld erzeugt wird und Veränderungen dieses elektrischen Sensorfeldes, d. h. in der elektrischen Feldkomponente erfasst werden. Schließlich sind auch Kombinationen der vorstehenden Anordnungsprinzipien bzw. eine Kombination aus elektrischem und magnetischem Sensorfeld möglich. Grundsätzlich ist dabei das aktive Schaltungsteil jeweils so ausgelegt, dass ein entsprechend vorgesehener Sensor für ein magnetisches oder elektrisches Feld so eingerichtet ist, dass der aktive Schaltungsteil ein Steuersignal entsprechend einer Änderung des magnetischen oder elektrischen Feldes erzeugen kann, die von einer entsprechenden Bewegung des Bedienelements verursacht ist.
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Die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich grundsätzlich für alle elektrischen bzw. elektronischen Geräte, bei denen es wünschenswert ist, dass ein oder mehrere Betriebsparameter seitens des Verwenders frei in einem bestimmten Bereich einstellbar sind bzw. vorbestimmte diskrete Werte für einen solchen Betriebsparameter in einem bestimmten Bereich auswählbar sind. Dabei kann der bevorzugte Anwendungsbereich sowohl im privaten Haushalt bzw. Hobbybereich als auch im professionellen bzw. industriellen Bereich liegen. Als nicht abschließende Beispiele seien hier genannt elektrische oder elektronische Steuereinrichtungen für Kraftfahrzeuge aller Art, für die Gebäudetechnik bzw. Gebäudeautomatisierung, für elektrische Maschinen, aber auch für Anwendungen im Bereich der Medizintechnik und im Wellnessbereich. Dabei eignet sich die Erfindung ganz besonders für Anwendungen in Bereichen, bei denen es wünschenswert bzw. erforderlich ist, elektrische Komponenten eines Gerätes gegen Eindringen von Flüssigkeiten/Feuchtigkeit oder gasförmigen Substanzen von Außen zu schützen.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung jeweils schematisch veranschaulicht sind. In den Figuren sind Bezugszeichen verwendet, deren Hunderterziffer der Nummer der Figur entspricht. Funktionsgleiche oder ähnliche Teile bzw. Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern an der zweiten und dritten Stelle gekennzeichnet. Angaben wie „unten”, „oben”, „links” und „rechts” beziehen sich jeweils auf die Figuren mit normal lesbarer Figurennummer. Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass die im Zusammenhang mit den Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele lediglich zum leichteren Verständnis der Erfindung dienen sollen, jedoch nicht die Erfindung als darauf beschränkt angesehen werden soll. Der Umfang der Erfindung wird allein durch die beigefügten Ansprüche bestimmt. Es zeigen:
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1 ein prinzipielles Blockschaltbild der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung einer prinzipiellen Anordnung eines Drucktasters mit einer Schnappscheibe zur taktilen Rückkopplung für den Bediener;
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3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Bedienteil ein Drucktaster mit einem Nullstellungsmittel ist und die beeinflusste physikalische Größe ein Magnetfeld ist;
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4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der Bedienteil ein Drehknebel ist und die beeinflusste physikalische Größe ein Magnetfeld ist;
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5 ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der Bedienteil ein Drehknebel mit mehreren definierten Raststellungen ist und die beeinflusste physikalische Größe ein Magnetfeld ist;
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6 ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der Bedienteil zwei unabhängig voneinander bedienbare Taster als Bedienelemente aufweist und die veränderbare physikalische Größe ein Magnetfeld ist;
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7 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Bedienteil ein Drucktaster mit einem Nullstellungsmittel ist und die beeinflusste physikalische Größe ein Magnetfeld eines ortsfesten Permanentmagneten oder einer Spule ist; und
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8 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der Bedienteil zwei unabhängig voneinander bedienbare Taster als Bedienelemente aufweist und die veränderbare physikalische Größe ein Magnetfeld eines ortsfesten Permanentmagneten ist.
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1 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild für die Vorrichtung zum Steuern eines Betriebsparameters eines Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 100 besteht grundsätzlich aus einem passiven Bedienteil 110 und einem aktiven Schaltungsteil 120, wobei der Bedienteil 110 und der Schaltungsteil 120 durch eine geschlossene Blende 130 voneinander körperlich getrennt sind. Bei dem passiven Bedienteil 110 handelt es sich grundsätzlich um ein durch einen Benutzer bzw. Bediener des Gerätes von Hand manipulierbares Eingabemittel, das keine aktiven elektrischen Schaltungskomponenten enthält und daher passiv ist.
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Bei dem hinter der geschlossenen Blende 130 geschützt angebrachten aktiven Schaltungsteil handelt es sich gemäß der vorliegenden Erfindung um eine Schaltung, die jeweils so eingerichtet ist, dass sie eine oder mehrere physikalische Größe beispielsweise eine Komponente eines magnetischen und/oder elektrischen Feldes, welches durch eine Manipulation des Bedienteils 110 beeinflusst bzw. verändert wird, sensorisch erfassen kann und entsprechend der erfassten Veränderung ein Steuersignal erzeugt und ausgibt. Mit diesem Steuersignal kann der jeweils gewünschte Betriebsparameter eines Gerätes gestellt bzw. gesteuert werden.
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Der aktive Schaltungsteil 120 ist im Prinzip eine Sensor- und Auswerteeinrichtung, die in Form einer elektrischen, insbesondere gedruckten Schaltung oder als Mikroprozessoreinheit oder integrierte Schaltung ausgebildet sein kann. Bevorzugt kommt als Schaltungstechnik die SMD(Surface Mounted Device)-Technik zur Anwendung, bei der mithilfe einer Maske Lot vor der Kontaktierung mit den jeweiligen Bauelementen auf die entsprechenden Stellen einer Leiterplatte aufgebracht wird. Anschließend werden die elektrischen Bauteile der Schaltung mit ihrem Kontaktierungsflächen auf die mit Lot versehenen Stellen aufgesetzt und entsprechend der angewendeten Löttechnik durch Erhitzen des Lotes elektrisch leitend verbunden, wobei etwa eine Halb/Halb-Überdeckung der Metallisierungen des Lotes und der Kontaktierungsstellen der elektrischen Bauteile und Komponenten erzielt wird. Bevorzugt ist der Schaltungsteil als eine kompakte Schalteinheit ausgebildet, die für beispielsweise mehrere Bedienelemente als eine Platine ausgeführt ist und geeignet hinter einer Bedienblende des Gerätes angebracht wird.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine prinzipielle Anordnung eines Drucktasters (Vorrichtung 200) mit einer taktilen Rückkopplung, d. h. einer vom Benutzer bzw. Bediener bei der Bedienung fühlbaren Rückkopplung.
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Das Bedienteil 210 besteht aus einer Taste 211 als Bedienelement und einem Halteelement 212, wobei die Taste 211 im Wesentlichen senkrecht zur Blende 230 in dem Bedienteil 210 befestigt ist und mit dem Bedienteil 210 in Eingriff steht. Das Halteelement 212 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgeführt, wobei die Taste 211 in dem rohrförmigen Halteelement 212 geführt ist. Dabei entspricht der Außendurchmesser der Taste 211 dem Innendurchmesser des Halteelementes 212 am oberen Ende 214. Weiter besitzt die Taste 211 an ihrem unteren Ende 215 einen umlaufenden Vorsprung 216, der mit einem Vorsprung 217 des Halteelementes 212 einen definierten Endanschlag für die Taste 211 in Ruhestellung bzw. Nullstellung bildet.
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Zwischen der Taste 211 und der Blende 230 ist als Nullstellmittel ein Federelement in Form einer Schnappscheibe 240 angeordnet, die so ausgelegt ist, dass sie in Ruhestellung des Bedienteils 210 die Taste 211 nach oben drückt. Hierzu liegt die nach oben gewölbte Schnappscheibe 240 ungefähr in der Mitte an einem Steg 218 der Taste 211 an.
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Der aktive Schaltungsteil 220 besitzt wenigstens einen optischen Sender 221 und einen dazugehörigen Empfänger 222. Der Sender 221 kann als Leuchtdiode (LED) ausgebildet sein und als entsprechender strahlungsempfindlicher Empfänger 222 dient ein Fotoelement bzw. eine Fotozelle, welche beispielsweise als Fototransistor, Fotodiode, Fotowiderstand oder dergleichen ausgeführt sein kann. Dabei können der Sender 221 und der Empfänger 222 vorteilhaft aus SMD-Bauteilen auf einer entsprechenden Platine bzw. Leiterplatte (nicht gezeigt) des aktiven Schaltungsteils 220 ausgeführt werden.
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Es sei noch darauf hingewiesen, dass in 2 zur Vereinfachung der Darstellung lediglich der Sender 221 und der Empfänger 222 dargestellt sind. Bevorzugt ist die Schnappscheibe 240 auf einer der Blende 230 zugewandten Unterseite 241 für die elektromagnetische Strahlung, die der Sensor 221 ausstrahlt, reflektierend ausgebildet. In Ruhestellung der Vorrichtung 200 ist die Schnappscheibe 240 dann derart gewölbt, dass die vom Sender 221 ausgehende Strahlung von der Schnappscheibe 240 so reflektiert wird, dass im Wesentlichen keine bzw. ein sehr geringer Anteil der elektromagnetischen Strahlung den Empfänger 222 erreicht. Wenn das Bedienelement 211 von einem Benutzer des elektrischen Gerätes gedrückt wird, dann wird die Schnappscheibe 240 in Richtung der Blende 230 durchgedrückt und damit der Reflexionswinkel für das vom Sender 221 ausgesendete optische Sensorsignal verändert. Die vom Empfänger 222 detektierte Signaländerung wird vom aktiven Schaltungsteil 220 erfasst und entsprechend ausgewertet, um daraus das gewünschte Steuersignal für einen Betriebsparameter des Gerätes zu erzeugen.
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3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 300 der vorliegenden Erfindung, wobei es sich bei dem Bedienelement wieder um einen Druckknopf 311 handelt. Der Bedienteil 310 besteht damit ähnlich wie in 2 aus dem Druckknopf 311 und einem Halteelement 312. Der Druckknopf 311 ist wie in der Anordnung der 2 in dem rohrförmigen Halteelement 312 reversibel senkrecht zur Blende 330 verrückbar, wobei ein Vorsprung 317 in dem Halteelement 312 zusammen mit einem Vorsprung 316 an dem Druckknopf 311 einen Endanschlag in der Ruheposition bzw. Nullstellung des Bedienteiles 310 darstellt.
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In dem Bedienteil 310 ist als Nullstellungsmittel eine Druckfeder 340 als Federungselement vorgesehen, die das Bedienteil 311 bei Nichtbetätigung des Bedienteils 310 in einer definierten Ruhestellung hält. Im Bedienteil 310 ist weiter als Quelle für eine physikalische Größe ein Dauermagnet 350 angeordnet, der im Ausführungsbeispiel der 3 mit seinen Polen Nord und Süd senkrecht zur Blende 330 in dem Druckknopf 311 ausgerichtet integriert ist. Dementsprechend besteht die vom Schaltungsteil 320 sensorisch zu erfassende und auszuwertende physikalische Größe in dem durch den Permanentmagneten 350 erzeugten magnetischen (Sensor-)Feld.
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Bei Betätigung des Druckknopfs 311 durch einen Benutzer des Gerätes wird dieser gegen die Federkraft der Druckfeder 340 auf die Blende 330 durch Drücken zubewegt, wobei dann auch der in dem Bedienteil angeordnete Permanentmagnet 350 in Richtung der Blende 330 bewegt wird. Diese Positionsveränderung des Permanentmagneten 350 relativ zum Halteelement 312 bzw. der Blende 330 sowie dem an der Innenfläche 331 der Blende 330 angeordneten aktiven Schaltung 320 verursacht eine Veränderung des Magnetfeldes des Permanentmagneten, die durch die entsprechend ausgelegte Sensorik in der aktiven Schaltung 320 ausgewertet wird. Hierzu ist in der aktiven Schaltung 320 ein entsprechender Magnetfeldsensor vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen induktiven Näherungssensor bzw. einem 3D-Magentsensor handeln, der für die Erfassung einer solchen Veränderung in der Stärke eines Magnetfelds geeignet ist.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Bedienteil 410 aus einem Drehknebel 411 als Bedienelement und einem Halteelement 412 besteht. In dem Halteelement 412, welches wie in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen mit der Blende 430 fest verbunden ist, befindet sich im Inneren eine umlaufende Nut 413, die mit einem entsprechenden Vorsprung 414 des Drehknebels 411 derart in Eingriff steht, dass der Drehknebel 411 um die Achse A, die im Wesentlichen senkrecht zur Blende 430 ausgerichtet ist, durch einen Benutzer bzw. Bediener des Gerätes von Hand gedreht werden kann.
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Im Drehknebel 411 ist im Inneren ein Permanentmagnet 450 angeordnet, der im Wesentlichen mit seinen Hauptfeldkomponenten von Süd nach Nord parallel zur Blende 430 in den Drehknebel 411 integriert ist. Wie in dem Ausführungsbeispiel der 3 befindet sich, geschützt hinter der geschlossenen Blende 430, an deren Innenoberfläche 431 der aktive Schaltungsteil 420, der im Wesentlichen eine Sensorelektronik zum Erfassen von Veränderungen in einem Magnetfeld besitzt, mit der die durch eine Manipulation des Drehknebels 411 hervorgerufenen Änderungen in der Ausrichtung der magnetischen Feldkomponenten des Permanentmagnets 450 erfasst werden können. Der aktive Schaltungsteil 420 erzeugt aus dieser erfassten Veränderung in dem vom Permanentmagneten 450 hervorgerufenen Magnetfeld entsprechende Steuersignale zum Einstellen bzw. Steuern des gewünschten Betriebsparameters des Gerätes.
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5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 500 gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei handelt es sich bei dem Bedienteil um einen Drehknebel 511, der mit einem Halteelement 512 an einem Vorsprung 516 des Drehknebels 511 mit einem entsprechenden Vorsprung 517 des Halteelementes 512 derart zusammenwirkt, dass der Drehknebel bevorzugte Raststellungen, d. h. mehrere definierte Ruhestellungen, die jeweils einer vorbestimmten Stufe eines Betriebsparameters des Gerätes zugeordnet sein können, aufweist. Prinzipiell ist die Vorrichtung 500 der 5 eine Kombination der Funktionen der Vorrichtungen 300, 400 der 3 bzw. 4. Die hieraus resultierenden vorteilhaften Eigenschaften der Vorrichtung 500 seien im Folgenden erläutert, wobei unnötige Wiederholungen gegenüber den 3 und 4 vermieden werden. Um die gewünschte Rastung für die definierten Ruhestellungen der Vorrichtung 500 zu erreichen, können die entsprechenden Kontaktflächen der Vorsprünge 516 bzw. 517 des Drehknebels 511 bzw. des Haltelements 512 mit einer Zahnung ausgeführt sein, die durch Formschluss bevorzugte Positionen des Drehknebels 511 gegenüber dem Halteelement, welches fest mit der Blende 530 verbunden ist, definiert. Dazu ist im Inneren des Bedienteils 510 eine Druckfeder 540 als Federungselement angeordnet, welche die Zahnung des Drehknebels 511 von der Blende 530 weg gegen die Zahnung des Halteelements 512 drückt.
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Im Inneren des Drehknebels 511 ist ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel der 4 ein Permanentmagnet 550 integriert, dessen durch die Magnetpole Nord N und Süd S festgelegte Längsachse im Wesentlichen parallel zur Blende 530 ausgerichtet sind. Entsprechend der Drehstellung des Drehknebels 511 zu der Blende bzw. dem Halteelement 512 kann durch das aktive Schaltungsteil 520 jeweils eine eindeutige Positions- bzw. Stellungserkennung des Drehknebels 511 entsprechend der Ausrichtung des Magnetfeldes des Permanentmagneten 550 erfolgen. Der aktive Schaltungsteil 520 befindet sich geschützt unter der geschlossenen Blende 530 auf der Geräteinnenseite 531 der Blende 530 angeordnet. Bei der Auswerteelektronik des aktiven Schaltungsteils 520 handelt es sich bevorzugt um einen 3D-Magnetsensor, der die genaue aktuelle Ausrichtung eines Magnetfeldes erfassen kann. Dieser erfassten Information kann dann von der aktiven Schaltung 520 jeweils entsprechend ein vorbestimmter Wert des zugeordneten Betriebsparameters des Gerätes zugeordnet werden, wodurch von einem Benutzer durch entsprechendes Drehen des Drehknebels 511 die gewünschte Stufe des Betriebsparameters wählbar ist.
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In der 6 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 600 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Steuern eines Betriebsparameters eines elektrischen Gerätes gezeigt. Dabei befindet sich im Bedienteil 610, welches an der äußeren Oberfläche 632 einer Blende 630 eines Gerätes angebracht ist, eine Kombination von zwei Druckknöpfen 611a und 611b als Bedienelemente. Im Inneren des Bedienteils 610 ist zwischen den Druckknöpfen 611a und 611b als Quelle für eine physikalische Größe ein Permanentmagnet 650 angeordnet, der um eine Schwenkachse 651, die parallel zur Blende 630 ausgerichtet ist, geschwenkt werden kann. Hierzu ist der Permanentmagnet 650 in der Ruhestellung der beiden Druckknöpfe 611a und 611b mit seinen Hauptfeldkomponenten senkrecht zur Blende 630 ausgerichtet. Der Permanentmagnet 650 ist in einem Magnetträger 652 integriert, der mit der Achse 651 an einem Schwenkachsenträger 653 verbunden ist. Auf der Geräteinnenseite 631 der Blende 630 befindet sich wiederum der aktive Schaltungsteil 620, der zur Erfassung und Auswertung einer Veränderung der Ausrichtung des vom Permanentmagneten erzeugten Magnetfelds eingerichtet ist. An den Druckknöpfen 611a und 611b befinden sich jeweils Mitnehmer 618a bzw. 618b, die bei entsprechender Betätigung eines Bedienelementes 611a bzw. 611b mit dem Magnetträger 652 derart zusammenwirken, dass der Magnetträger 652 von dem jeweiligen Mitnehmer 618a bzw. 618b erfasst und um die Schwenkachse 651 entsprechend verschwenkt wird. Diese Verschwenkung des Magnetträgers 652 führt zu einer Veränderung der Ausrichtung des von dem Permanentmagnet 650 erzeugten Magnetfeldes, die durch das entsprechend ausgelegte elektrische Schaltungsteil 620, mit beispielsweise einem 3D-Magnetfeldsensor, erfasst und ausgewertet werden kann. Auch bei der Vorrichtung der 6 werden die Bedienelemente 611a, 611b durch entsprechende Druckfedern 640a und 640b in einer definierten Ruheposition gehalten.
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Damit kann mit der Vorrichtung 600 gemäß der 6 die Steuerung eines Betriebsparameters des elektrischen Gerätes in beispielsweise zwei Richtungen durch die zwei Druckknöpfe 611a, 611b ermöglicht werden. Hierbei könnte es sich beispielsweise um Steuertasten für eine elektrische Herdplatte eines Herdes handeln, wobei die erste Taste 611a zum Erhöhen der Heizleistung der entsprechend zugeordneten Herdplatte dient und die andere Taste 611b entsprechend zur Verringerung der Heizleistung dient. Denkbar wäre auch der Einsatz als Programmwähltasten an einem Gerät mit Programmwahlmöglichkeit, wobei einer Betätigung eines der Druckknöpfe 611a, 611b jeweils eine entsprechende Veränderung, d. h. Erhöhung bzw. Verringerung um 1, der angewählten Programmnummer zugeordnet sein könnte.
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In 7 ist als ein fünftes Ausführungsbeispiel ein alternativer Aufbau der Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels als eine Vorrichtung 700 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Auch hier ist das Bedienelement ein Druckknopf 711 und der Bedienteil 710 besitzt ähnlich wie in 2 und 3 einem Halteelement 712, mit dem der Druckknopf 711 in Eingriff steht. Der Druckknopf 711 ist ähnlich wie in 2 und 3 in dem rohrförmigen Halteelement 712 mit beliebig ausgestaltetem Querschnitt reversibel senkrecht zur Blende 730 verrückbar. Ein Vorsprung 717 im Halteelement 712 bildet zusammen mit einem Vorsprung 716 am Druckknopf 711 einen Endanschlag für eine Ruheposition bzw. Nullstellung. Als Nullstellungsmittel dient ein Federungselement in Form einer Druckfeder 740, die das Bedienteil 711 bei Nichtbetätigung in die definierte Ruhestellung stellt bzw. rückt.
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Im Gegensatz zu der Anordnung von 2 und dem Ausführungsbeispiel von 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel im bzw. am aktiven Schaltungsteil 720 als Quelle für ein Magnetfeld als Sensorfeld ein Dauermagnet bzw. Permanentmagnet 750 angeordnet, der mit seinen Polen N(ord) und S(üd) senkrecht zur Blende 730 ausgerichtet integriert ist. Dementsprechend besteht die vom Schaltungsteil 720 sensorisch zu erfassende und auszuwertende physikalische Größe aus Veränderungen in dem durch den Permanentmagneten 750 erzeugten magnetischen (Sensor-)Feld, dabei kann beispielsweise eine Veränderung in der Feldstärke und/oder der Feldrichtung am Ort des Sensors erfasst und ausgewertet werden.
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Die Funktion der Vorrichtung der 7 ist prinzipiell ähnlich zu der der 3, wobei anstelle des Permanentmagneten 350 in der 3 sich bei der Vorrichtung der 7 ein Tauchelement 751 aus einem ferromagnetischen Material befindet. Bei Betätigung des Druckknopfs 711 durch einen Benutzer wird dieser gegen die Federkraft der Druckfeder 740 auf die Blende 730 durch Drücken zubewegt, wobei dann das an dem Druckknopf 711 als Bedienelement angeordnete Tauchelement 751 in Richtung der Blende 730 bewegt wird. Diese Positionsveränderung des Tauchelements 751 relativ zur aktiven Schaltung 720 verursacht eine Veränderung des Magnetfeldes (Veränderung in der Feldstärke und/oder der Feldrichtung am Ort des Sensors) des Permanentmagneten 750, die durch die entsprechend ausgelegte Sensorik der aktiven Schaltung 720 ausgewertet wird. Hierzu befindet sich in der aktiven Schaltung 720 ein entsprechender Magnetfeldsensor, der beispielsweise ein induktiver Näherungssensor bzw. ein 3D-Magentsensor sein kann. Selbstverständlich kann anstatt des Permanentmagneten 750 auch ein elektrisches Bauteil zur Erzeugung eines Magnetfeldes wie eine Spule in dem aktiven Schaltungsteil 720 vorgesehen werden.
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In der 8 ist als ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 800 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Steuern eines Betriebsparameters eines elektrischen Gerätes gezeigt, welches eine alternative Konfiguration zum vierten Ausführungsbeispiel der 6 ist. Daher werden im Folgenden vor allem die Unterschiede zur dortigen Anordnung erläutert. Im an der äußeren Oberfläche 832 einer Blende 830 eines Gerätes angebracht Bedienteil 810 befindet sich eine Kombination von zwei Druckknöpfen 811a und 811b als Bedienelemente, die mittels eines Halteelements 812 an der Blende 830 fixiert sind. Im Inneren des Bedienteils 810 ist an der Blende 830 zwischen den Druckknöpfen 811a und 811b als Quelle für ein Magnetfeld ein ortsfester Permanentmagnet 850 angeordnet, dessen durch seine Pole N und S definierte Längsachse senkrecht zur Blende 830 ausgerichtet ist. Somit ist in diesem Ausführungsbeispiel das vom Permanentmagneten erzeugte Sensorfeld ortsfest.
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Um eine Betätigung einer oder beider Druckknöpfe 811a und 811b zu erfassen bzw. ein der durch eine Betätigung hervorgerufene Bewegung der Druckknöpfen 811a oder/und 811b entsprechendes Steuersignal zu erzeugen, sind an den Druckknöpfen 811a und 811b jeweils Tauchelemente 851a und 851b aus einem ferromagnetischen Material angebracht. Bei einer Betätigung einer oder beider Druckknöpfe 811a und 811b werden die Tauchelemente 851a und 851b entsprechend gegenüber dem Magnetfeld des Permanentmagneten 850 bewegt, was aufgrund des ferromagnetischen Materials eine entsprechende Veränderung im Magnetfeld, d. h. eine Veränderung in der Feldstärke und/oder der Feldrichtung am Ort des Sensors, verursacht.
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Auf der Geräteinnenseite 831 der Blende 830 befindet sich der aktive Schaltungsteil 820 zur Erfassung und Auswertung der Veränderung in der Sensorfeldstärke und/oder der Sensorfeldrichtung am Ort des Sensors. Durch das hierfür beispielsweise einem 3D-Magnetfeldsensor ausgerüstete aktive Schaltungsteil 820 können diese Veränderungen im vom Permanentmagneten 850 erzeugten Magnetfeld als Sensorfeld erfasst und ausgewertet werden. Ähnlich wie bei der Vorrichtung der 6 werden die Bedienelemente, d. h. die Druckknöpfe 811a und 811b, durch entsprechende Druckfedern 840a und 840b als Nullstellmittel bei keiner Betätigung in eine definierte Ruheposition gestellt.
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Damit kann mit der Vorrichtung 800 gemäß der 8 ähnlich wie mit der Vorrichtung der 6 die Steuerung eines Betriebsparameters des elektrischen Gerätes entsprechend den durch einen Benutzer am Bedienelement eingegebenen Steuerbefehlen erfolgen. Gegenüber der Ausführung der 6 besitzt die der 8 unter anderem den Vorteil, dass der innere Aufbau der Vorrichtung deutlich einfacher ausfällt und weniger Teile benötigt.
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Auch im Zusammenhang mit der 8 sei darauf hingewiesen, dass es für den Fachmann ohne weiteres erkennbar ist, dass das Magnetfeld durch ein entsprechendes elektrisches Feld ersetzt werden kann, wobei der Magnetfeldsensor dann durch einen entsprechenden Sensor wie den bereits erwähnten kapazitiven Sensor zu ersetzen ist. Anstelle des Permanentmagneten tritt dann eine Quelle für ein elektrisches Feld, wobei dann analog zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen mit einem Magnetfeld mittels des aktiven Schaltungsteil Veränderungen in der Feldstärke und/oder der Feldrichtung des elektrischen Feldes am Ort des Sensors zu erfassen sind.
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Selbstverständlich sind entsprechend den vorstehend zur Veranschaulichung beschriebenen Geräten auch zahlreiche andere Anwendungsfälle denkbar, die für den Fachmann im Lichte der vorliegenden Erfindung ohne weiteres erkennbar sind. Weiter ist es für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist, dass die Aspekte der vorliegenden Erfindung und Konfigurationsprinzipien entsprechend den einzelnen Ausführungsbeispielen ohne weiteres miteinander kombinierbar sind. Somit kann in allen Ausführungsbeispielen – wie mehrfach erwähnt – anstatt eines Magnetfeldes als Sensorfeld auch ein elektrisches Feld oder eine Kombination aus magnetischem und elektrischem Feld oder eine Kombination beider Felder zur Anwendung kommen. Weiter kann grundsätzlich – wie im Zusammenhang mit den 7 und 8 erläutert – in allen Ausführungen der Erfindung anstelle eines beweglich angeordneten Magneten mit einem ortsfesten Magnetfeld bzw. mit einem ortsfesten elektrischen Feld als Sensorfeld gearbeitet werden. Bei den Varianten mit einem ortsfesten Sensorfeld wird durch Einbringen in das Sensorfeld bzw. Bewegen im Sensorfeld eines ferromagnetischen bzw. dielektrischen Materials bei Betätigung des Bedienelements der Vorrichtung die Feldstärke und/oder die Feldrichtung am Ort des Sensors beeinflusst. Diese Veränderung der erfassten Eigenschaft des Sensorfeldes ist dann die veränderliche physikalische Größe zur Auswertung für das aktive Schaltungsteil. Der entsprechende Sensor für das aktive Schaltungsteil kann bei einem elektrischen Feld beispielsweise als ein kapazitiver Sensor, der Veränderungen im elektrischen Feld erfassen kann, realisiert werden. Dabei ist bei allen Ausführungen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft, dass die Auswerteelektronik des jeweiligen aktiven Schaltungsteils selbstabgleichend ausgelegt werden kann, wodurch sich Fertigungstoleranzen und Auswirkungen durch Alterungsprozesse vorteilhaft kompensieren lassen.
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Zusammenfassend seien nochmals die Vorteile gegenüber den herkömmlichen elektromechanischen Steuervorrichtungen erwähnt: Bei der Erfindung sind keine Durchbrüche für ein Bedienteil notwendig, damit werden Abdichtungsprobleme gegenüber Schmutz, Flüssigkeiten und gasförmigen Substanzen vollständig vermieden. Vor allem sei das Einsparpotenzial bei Glasblenden durch die entfallende Bearbeitung einer Durchbruchbohrung hervorgehoben. Da keine Dichtungselemente benötigt werden, tritt auch keine zusätzliche Reibung durch bewegte Dichtungselemente auf.
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Mit der vorliegenden Erfindung wurde eine Vorrichtung zum Steuern eines Betriebsparameters eines Geräts offenbart, wobei ein aktiver Schaltungsteil geschützt hinter einer geschlossenen Blende des Geräts und ein passiver Bedienteil in einer vorbestimmten Anordnung zu dem aktiven Schaltungsteil an der Außenseite der Blende angebracht ist. Der aktive Schaltungsteil ist eingerichtet, einer Bewegung des passiven Bedienteils relativ zu dem aktiven Schaltungsteil entsprechende elektrische Steuersignale zu erzeugen. Besonders vorteilhaft ist, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum einen keine Durchbrüche in der Bedienelementeblende eines Geräts benötigt werden, aber trotzdem ein Benutzer bei der Bedienung einer Vorrichtung der Erfindung ein haptisches und taktiles Fühlen der Betätigung als Rückmeldung erhält.
