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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors für ein Möbelteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Sensor für ein Möbelteil, ein Möbelteil, eine Schaltvorrichtung und ein Möbel.
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Stand der Technik
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Auf dem Gebiet des Möbelbaus werden zunehmend Möbel mit elektrischen und elektronischen Komponenten ausgestattet, um deren Benutzung z.B. einfacher, insbesondere komfortabler zu gestalten.
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Gegenüber mechanischen Einrichtungen zum Betätigen und Antreiben z.B. von bewegbaren Möbelteilen wie beispielsweise Schubladen und Türen bieten elektrische und elektronische Einrichtungen häufig Vorteile hinsichtlich ihres Raumbedarfs und ihrer Anpassbarkeit. Allerdings ergeben sich bisher beim Ersatz mechanischer Einrichtungen durch elektrische bzw. elektronische für eine Herstellung von Möbel bzw. Möbelteilen keine wesentlichen Vorteile. Gegebenenfalls ist der Herstellungsaufwand sogar erhöht, weil zusätzlich elektrische Leitungen zur Übertragung von Energie und möglicherweise auch von Signalen in ein Möbel integriert werden müssen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Möbelteil auf rationelle Weise mit einem platzsparenden Sensor zu versehen.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung eines Sensors für ein Möbelteil aus. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass eine für die eigentliche Sensorfunktion erforderliche Schicht des Sensors auf das Möbelteil aufgedruckt wird. Vorzugsweise werden mehrere und insbesondere alle Schichten des Sensors auf das Möbelteil aufgedruckt. Eine vorteilhaft rationelle Herstellung ergibt sich dadurch, dass insbesondere der gesamte Sensor derart hergestellt wird, dass ein oder mehrere Schichten des Sensors auf dem Möbelteil aufgedruckt werden. Es sind eine Vielzahl von Druckverfahren wie z.B. Hochdruck, Flachdruck und Durchdruck (z.B. Siebdruck) bekannt, die vorteilhaft an unterschiedlichste Anforderungen sowohl des Materials der Sensorschicht als auch des Werkstoffs und der Form des Möbelteils, insbesondere einer Auftragungsstelle für den Sensor angepasst werden können. Dabei kann ein Bedrucken eines Möbelteils vergleichsweise schnell durchgeführt werden. Insbesondere wenn der Sensor zum Großteil oder vollständig durch Aufdrucken von ein oder mehreren Schichten hergestellt werden kann, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, ein Möbelteil rationell mit dem Sensor in einer Ausführung auszustatten, die vorteilhaft unauffällig an einer gut sichtbaren Außenseite, insbesondere einer Frontseite eines Möbelteils eines Möbels angeordnet ist. Besonders bei größeren Stückzahlen, in denen ein Möbelteil produziert wird, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, Herstellungskosten für ein Möbelteil mit einem Sensor vorteilhaft zu verringern.
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Eine für eine eigentliche Sensorfunktion erforderliche Schicht kann z.B. aus einem elektrisch leitfähigen Beschichtungsmaterial bestehen, mit dem z.B. eine Elektrode für einen kapazitiven Sensor aufgedruckt werden kann. Als weiteres Beispiel lässt sich ein piezoelektrisches Beschichtungsmaterial anführen, mit dem sich eine Schicht für einen druckempfindlichen Sensor ausbilden lässt. Demgegenüber ist mit einer für die eigentliche Sensorfunktion erforderlichen Schicht nicht eine Schicht wie z.B. eine Klebstoffschicht gemeint, die lediglich der Anbringung des Sensors an einer Oberfläche des Möbelteils vorgesehen ist. Auch eine Schicht – z.B. eine Farbschicht –, die lediglich dazu dient, den Sensor sichtbar hervorzuheben oder den Sensor möglichst unauffällig erscheinen zu lassen, wird hier nicht als Schicht verstanden, die für die eigentliche Sensorfunktion erforderlich ist. Des Weiteren wird auch eine Schicht, die einzig nur einer Unterstützung des Aufdruckens dient, nicht als für die Sensorfunktion erforderlich gesehen. Wenn jedoch eine Schicht wie z.B. Anbringungsschicht oder wie z.B. Farbschicht dafür ausgewählt wird, dass damit z.B. ein unerwünschter oder gar störender Einfluss des Möbelteils auf die Funktionsweise des Sensors abgeschirmt wird, handelt es sich um eine für die eigentliche Funktionsweise erforderliche Schicht. So kann z.B. eine Haftgrundierungsschicht auf einer metallischen Oberfläche des Möbelteils außerdem für eine elektrische Isolation des Sensors, insbesondere elektrisch leitender Schichtstrukturen des Sensors, gegenüber der metallischen Oberfläche des Möbelteils vorgesehen und für diesen Zweck in einer geeigneten Schichtdicke aufgetragen werden.
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Damit der Sensor beispielsweise als Betätigungselement genutzt werden kann, ist es bevorzugt, dass eine oder mehrere Schichten des Sensors auf einem Oberflächenbereich des Möbelteils aufgedruckt werden, der als Außenseite des Möbelteils vorgesehen ist.
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Um den Sensor zum Betrieb z.B. mit Energie zu versorgen und um gegebenenfalls Signalleitungen für eine Sensorerfassung bereitzustellen, wird vorzugsweise mindestens eine Leitung für eine Übertragung von Energie und/oder Signalen, die mit dem Sensor verbunden wird, auf das Möbelteil aufgedruckt. Dadurch kann vorteilhaft darauf verzichtet werden, Leitungsdrähte bzw. -kabel für einen Energie- bzw. Signalanschluss am bzw. im Möbelteil anzubringen.
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Vorzugsweise wird eine Signalübertragungseinrichtung für ein Signal des Sensors zumindest teilweise auf ein Möbelteil, insbesondere dasselbe Möbelteil aufgedruckt. Damit kann ein am Sensor erfasster Messwert in der Nähe des Sensors für eine Übertragung an eine Steuerungseinrichtung aufbereitet werden, wodurch eine Sensorerfassung bei einer Übertragung weniger gestört werden kann. Dabei kann auf entsprechende Übertragungsleitungen verzichtet werden, wenn die Signalübertragungseinrichtung für eine kabellose Signalübertragung über z.B. Funkwellen oder z.B. Licht ausgelegt wird.
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Außerdem ist es bevorzugt, dass eine Energieversorgungseinrichtung für den Sensor – zumindest teilweise – auf ein Möbelteil, insbesondere dasselbe Möbelteil aufgedruckt wird. Hierfür kann beispielsweise auf eine Außenseite des Möbelteils z.B. ein photovoltaisches Element aufgedruckt werden. Vorzugsweise wird das Möbelteil mit einer Energieversorgungseinrichtung in Form eines elektrischen Akkumulators und insbesondere mit einem autarken Energiegenerator versehen, um zeitliche Schwankungen der Energieversorgung wenigstens teilweise auszugleichen. Wenn das Möbelteil z.B. eine Türe ist, kann es beispielsweise mit einer Energierückgewinnungseinrichtung, insbesondere einem Energiegenerator für ein sogenanntes Energy Harvesting ausgestattet werden, mit dem z.B. Bewegungen des Möbelteils oder z.B. eine Erwärmung eines Bereichs des Möbelteils bei Berührung mit z.B. einer Hand in elektrische Energie umgewandelt werden können. Damit immer ausreichend Energie zum Betrieb des Sensors zur Verfügung steht, wird das Möbelteil mit einem Energiespeicher wie z.B einem Akkumulator versehen, der gegebenenfalls auch auf das Möbelteil zumindest zum Teil aufgedruckt wird.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass nach einem Aufdrucken von einer Schicht oder von mehreren Schichten des Sensors auf das Möbelteil eine Schutzschicht über den Sensor aufgetragen wird. Mit der Schutzschicht kann zum Beispiel ein Verschleiß des Sensors durch Abrieb verringert beziehungsweise vermieden werden, wobei der Sensor selbst gegebenenfalls nicht einsehbar mit einer Farbschicht überdeckt ist.
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Außerdem besteht eine bevorzugte Ausführung der Erfindung darin, dass eine zum Aufdrucken des Sensors vorbereitete Schicht auf das Möbelteil aufgetragen wird, bevor eine erste Schicht des Sensors auf das Möbelteil aufgetragen wird. Mit der vorbereiteten Schicht kann der Sensor gegenüber dem Material des Möbels elektrisch isoliert und gegebenenfalls auf dessen Haftfähigkeit auf dem Untergrund verbessert werden.
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Vorzugsweise wird eine Schicht des Sensors auf das Möbelteil aufgedruckt, bevor ein elektrisches oder ein elektronisches Bauteil am Möbelteil angebracht wird. Dabei kann das Bauteil auch ein Bestandteil des Sensors sein, der für dessen Funktion erforderlich ist, wenn der Sensor z.B. nur teilweise durch Aufdrucken hergestellt werden kann. Das elektrische oder elektronische Bauteil kann gegebenenfalls ein konventionelles dreidimensionales Bauteil sein, wie beispielsweise ein Leitungsdraht, ein passives Bauteil wie etwa ein elektrischer Kondensator oder ein elektrischer Widerstand, ein Halbleiterbauteil, eine bestückte oder eine unbestückte Schaltungsplatine, ein Schalterrelais und ähnliches mehr.
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Außerdem kann eine Schicht des Sensors auf das Möbelteil aufgedruckt werden, nachdem ein elektrisches oder ein elektronisches Bauteil am Möbelteil angebracht wurde. Dabei kann am Möbelteil gegebenenfalls eine Vertiefung an einer Oberfläche ausgebildet werden, die derart an das Bauteil angepasst wird, dass mit dem in die Vertiefung eingesetzten Bauteil eine gleichmäßig bündige bzw. glatte, z.B. ebene Oberfläche für ein Aufdrucken einer Schicht des Sensors entsteht. Beispielsweise könnten elektrische oder elektronische Bauteile die zur Funktion des Sensors beitragen in Form von SMD-Bauteilen auf eine Oberfläche des Möbelteils, insbesondere in Vertiefungen geklebt werden und durch eine beispielsweise durch eine mit einem speziell geformten Druckstempel aufgetragene Schicht zumindest teilweise mit weiteren z.B. leitenden Elementen des Sensors verbunden werden.
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Im Gedanken der Erfindung entsprechend wird ein Sensor für ein Möbelteil eines Möbels vorgeschlagen, der gemäß einem Verfahren nach zumindest einen der Ansprüche 1 bis 11 auf das Möbelteil aufgedruckt ist. Der Sensor lässt sich vergleichsweise flach und dadurch vorteilhaft platzsparend ausführen.
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Ein Möbelteil mit einem erfindungsgemäßen Sensor kann dementsprechend zum Beispiel mehr Stauraum zur Verfügung stellen. Außerdem weist das Möbelteil durch einen aufgedruckten Sensor weniger Erhebungen auf, die gegebenenfalls im Gebrauch mit anderen Gegenständen kollidieren und dabei beschädigt werden können. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass das Möbelteil für eine bewegbare Anbringung an einem Möbel vorgesehen ist, wodurch beispielsweise ein Sensor für eine Betätigung eines bewegbar angebrachten Möbelteils zum Beispiel zum Ausfahren einsetzen lässt. An einem bewegbaren Möbelteil kann der Sensor zudem relativ leicht erreichbar angeordnet sein.
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Der Grundgedanke der Erfindung lässt sich zu einer Schaltvorrichtung zum Beeinflussen einer kontrollierbaren Funktionseinheit eines Möbels weiterentwickeln. Die Schaltvorrichtung umfasst ein Sensorelement, mit dem ein Schaltvorgang der Funktionseinheit kontrollierbar ist. Der Kern der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung besteht darin, dass Schichten des Sensorelements auf eine Fläche eines Möbelteils des Möbels aufgetragen sind. Vorzugsweise ist das Sensorelement dabei zumindest teilweise auf das Möbelteil aufgedruckt. Dadurch kann das Sensorelement vorteilhaft platzsparend ausgebildet sein. Aufgrund des zumindest teilweise schichtförmigen Aufbaus ist der Sensor vorteilhaft für eine Anordnung an einer Oberfläche eines Möbelteils angepasst. Dadurch ist das Sensorelement und gegebenenfalls die Schaltvorrichtung vorteilhaft unauffällig an einer Oberfläche, insbesondere an einer Außenseite eines Möbelteils und eines Möbels anbringbar.
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Die Funktionseinheit kann eine elektronische z.B. Steuereinheit oder z.B. Regeleinheit sein. Dabei kann die Funktionseinheit zur Kontrolle eines insbesondere elektrischen Aggregats ausgebildet sein, das unter anderem ein Antrieb eines bewegbaren Möbelteils wie z.B. einer Schublade sein kann. Das Sensorelement kann in der Schaltvorrichtung als Schaltelement vorgesehen sein, das insbesondere zwei Schaltzustände voneinander unterscheidet. Dadurch ist die Schaltvorrichtung beispielsweise als Betätigungselement einsetzbar.
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Außerdem kann das Sensorelement in der Schaltvorrichtung als Bestandteil einer Messeinrichtung vorgesehen sein, mit der die Schaltvorrichtung zur Unterscheidung von mehr als zwei – z.B. kontinuierlichen oder z.B. diskreten – Schaltbedingungen ausgebildet ist. Die Schaltvorrichtung kann dabei z.B. ein Signalgeber für die Funktionseinheit sein, mit dem sich neben einer Änderung einer Nutzungsbedingung als solcher auch eine Stärke der Änderung in diskreter oder kontinuierlicher Form erfassen und zur Kontrolle der Funktionseinheit nutzen lässt. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung mittels des Sensorelements in verschiedenen Stufen eine Temperaturänderung an die Funktionseinheit übermitteln.
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Entsprechend dem Sensorelement kann die Schaltvorrichtung mit unterschiedlichen Einwirkungen schaltbar sein. Eine elektrische Leitfähigkeit des Sensorelements kann durch Druck und/oder Temperatur veränderbar sein. Außerdem kann eine elektrische Kapazität des Sensorelements durch Druck und/oder durch Temperatur und/oder durch einen Abstand eines polarisierbaren Objekts veränderbar sein. Insbesondere zur Übermittlung eines kontinuierlich veränderbaren Wertes ist die Schaltvorrichtung dazu ausgebildet, dass das Sensorelement durch eine galvanische Leitung an die Funktionseinheit anschließbar ist. Des Weiteren können kabellose Verbindungsmittel vorgesehen sein, mit denen das Sensorelement an die Funktionseinheit anschließbar ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung mittels Ausführungsbeispielen erläutert und mit Hilfe der Zeichnungen näher beschrieben. Die Zeichnungen sind unmaßstäblich und geben die Erfindung schematisch wieder. Es zeigen:
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1 ein Diagramm zur Darstellung eines Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine Aufsicht auf einen horizontalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Möbel.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren 1 gezeigt, bei dem ein Möbelteil 11 eines Möbels 10 in vier Verfahrensschritten 2, 3, 4 und 5 hergestellt wird. Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Möbels 10 ist in 2 gezeigt. Das Möbelteil 11 kann ein Bestandteil eines Möbelkorpus 12 oder ein bewegbares Möbelteil wie z.B. eine Türe und z.B. eine Schublade sein.
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In einem ersten Verfahrensschritt 2 kann das Möbelteil 11 soweit hergestellt werden, dass das Möbelteil bedruckt werden kann. Der Verfahrensschritt 2 kann dabei eine Mehrzahl von Bearbeitungsschritten (nicht dargestellt) umfassen, mit denen das Möbelteil 11 zum Großteil oder vollständig bis zu dessen endgültigen mechanischen Abmessungen hergestellt werden kann. Beispielsweise kann der Verfahrensschritt 2 einen Bearbeitungsschritt (nicht gezeigt) aufweisen, bei dem das Möbelteil als Rohform aus einem z.B. plattenförmigen Grundkörper herausgetrennt wird. Vorzugsweise wird ein Flächenbereich A einer Oberfläche 11a des Möbelteils 11, der für ein Anordnen eines Sensors 15 vorgesehen ist, im Zuge des Verfahrensschritts 2 derart vorbereitet, dass ein Bedrucken möglich wird und ein Aufdruck am Flächenbereich A bei einem nachfolgenden Verfahrensschritt 3 dauerhaft anhaften kann. Die Oberfläche am Flächenbereich A kann hierfür z.B. durch ein Schleifen oder z.B. durch ein Auftragen eines Füllmaterials geglättet und gegebenenfalls eingeebnet werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem Verfahrensschritt 3 mindestens eine Schicht (nicht gezeigt) des Sensors 15, die für die eigentliche Sensorfunktion erforderlich ist, auf den Flächenbereich A aufgedruckt. Der Verfahrensschritt 3 kann dabei in mehreren Bearbeitungsschritten ausgeführt werden, in denen verschiedene Schichten des Sensors z.B. übereinander und z.B. nebeneinander auf den Flächenbereich A aufgedruckt werden. Dabei kann der Verfahrensschritt 3 als Bearbeitungsschritt zumindest eine Fixierphase (nicht gezeigt) umfassen, bei der eine aufgedruckte Schicht des Sensors 15 z.B. getrocknet und z.B. durch ein Bestrahlen – z.B. mit Licht – fixiert wird. Durch eine Fixierphase kann z.B. das Material einer aufgedruckten Schicht für einen nachfolgenden Druckvorgang stabilisiert werden und eine Verbindung zwischen zwei aufgedruckten Schichten ausgebildet werden. Der Verfahrensschritt 3 kann als Bearbeitungsschritt eine Abschlussschicht aufgedruckt werden, mit der der Sensor 15 gegen äußere Einflüsse geschützt werden kann.
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Nachdem im Verfahrensschritt 3 der Sensor 15 auf das Möbelteil 11 aufgedruckt worden ist, kann das Möbelteil 11 in einem Verfahrensschritt 4 durch weitere Bearbeitungsschritte (nicht gezeigt) fertiggestellt werden. Dabei kann das Möbelteil 11 beispielsweise mit einem elektrischen Leitungselement oder mit einem elektronischen Bauteil verbunden werden. Des Weiteren kann das Möbelteil 11 für eine farbliche Gestaltung mit einem Farbauftrag z.B. bedruckt, besprüht oder z.B. auch eingetaucht werden. Außerdem kann wenigstens ein zusätzliches Teil (nicht gezeigt) wie z.B. ein Beschlagelement, ein Griffelement, eine Zierleiste oder ein Leuchtmittel am Möbelteil 11 angebracht werden.
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In 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Möbel 10 in Form eines Schrankmöbels gezeigt, das ein bewegbares Möbelteil 11 in Form einer Möbeltüre aufweist. Die Möbeltüre 11 ist mit mindestens einem Scharnierbeschlag 13 um eine vertikale Achse schwenkbar an einer Seitenwand 12b eines Möbelkorpus 12 des Möbels 10 schwenkbar angebracht. Der Scharnierbeschlag 13 ist derart mechanisch aufgebaut, dass sich eine Antriebseinheit 14 daran ankoppeln lässt, mit der sich Kräfte über den Scharnierbeschlag 13 auf das Möbelteil 11 übertragen lassen und mit der eine Öffnungs- und/oder eine Schließbewegung des Möbelteils 11 angetrieben werden kann.
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An einem äußeren Oberflächenbereich 11a des Möbelteils, hier der Möbeltüre 11, ist an einem Auftragungsbereich A ein Sensor 15 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest teilweise am Auftragungsbereich A aufgedruckt. Gegebenenfalls können weitere, nicht im Einzelnen dargestellte Bestandteile des Sensors 15 am Auftragungsbereich A angebracht sein. Der Sensor 15 ist vorzugsweise als Auslöser zur Betätigung insbesondere der Antriebseinheit 14 vorgesehen.
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Das Möbelteil 11 kann mit einem weiteren Sensor 16 ausgestattet sein, mit dem beispielsweise ein Anliegen einer Innenfläche 11b der Möbeltüre 11 am Möbelkorpus erfassbar sein kann. Dabei kann z.B. ein Bauteil (nicht gezeigt) des Sensors 16 einen vergleichsweise großen dreidimensionalen Einbauraum erfordern, der in Form eine Aussparung 11c bereitgestellt ist. Dabei kann auch dieser Sensor teilweise aufgedruckt sein, indem z.B. elektrische Leitungsverbindungen (nicht gezeigt) nach einem Einsetzen des Bauteils in die Aussparung 11c auf die innere Oberfläche 11b und das eingesetzte Bauteil aufgedruckt werden.
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Versorgungsleitungen (nicht gezeigt) für elektrische Energie sowie Übertragungsleitungen für eine elektrische, leitungsgebundene Signalübertragung können beispielsweise über den Scharnierbeschlag 13 geführt sein. Des Weiteren kann das Möbel 10 eine Erfassungseinrichtung 18 umfassen, die beispielsweise an einem Fach- bzw. Möbelboden 12d im Möbelkorpus 12 insbesondere frontseitig angeordnet ist, um Zustandsänderungen an den Sensoren 15 und 16 zu erfassen, die beispielsweise über eine kurzreichweitige Funkübertragung von den Sensoren 15 und 16 an die Erfassungseinrichtung 18 gesendet werden können. Die Erfassungseinrichtung 18 weist wiederum eine Signalverbindung 19 auf, die ein Leitungskabel bzw. eine Funkverbindung umfassen kann und mit der die Erfassungseinrichtung 18 mit der Antriebseinheit 14 verbunden ist. In einer Seitenwand 12c des Möbelkorpus 12 kann ein Dämpfungselement 17 eingebaut sein, das vorzugsweise mit einer Energierückgewinnungseinrichtung (nicht gezeigt) versehen ist. Dadurch kann z.B. die Erfassungseinrichtung 18 autark und mit vergleichsweise wenig Aufwand mit Energie versorgt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verfahren
- 2
- Verfahrensschritt
- 3
- Verfahrensschritt
- 4
- Verfahrensschritt
- 5
- Verfahrensschritt
- 10
- Möbel
- 11
- Möbelteil
- 11a
- Oberflächenbereich
- 11b
- Oberflächenbereich
- 11c
- Aussparung
- 12
- Möbelkorpus
- 12a
- Rückwandwand
- 12b
- Seitenwand
- 12c
- Seitenwand
- 12d
- Boden
- 13
- Scharnierbeschlag
- 14
- Antriebseinheit
- 15
- Sensor
- 16
- Sensor
- 17
- Dämpfungselement
- 18
- Erfassungseinrichtung
- 19
- Signalverbindung
