DE102015103438B4

DE102015103438B4 - Bedieneinrichtung zur Steuerung eines elektrischen Rauchsystems

Info

Publication number: DE102015103438B4
Application number: DE102015103438.7A
Authority: DE
Inventors: Jaroslaw Dobras; Michael Koschollek
Original assignee: Individual
Current assignee: Dobras Jaroslaw De; Koschollek Michael De
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2035-03-10
Also published as: DE102015103438A1

Abstract

Bedieneinrichtung (20) zur Steuerung eines Rauchsystems (10), mit: einer Taste (30), die manuell zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist; einem berührungsfreien Positionssensor (41, 42; 82) zum Erzeugen eines von der Position der Taste (30) abhängigen Positionssignals; einer Steuerung (50) mit einem Signaleingang (54) zum Empfangen des Positionssignals von dem Positionssensor (41, 42; 82) und einem Ausgang (57) zum Steuern eines Verdampfers (70) in Abhängigkeit von dem Positionssignal; einem ersten Permanentmagneten (37) an der Taste (30); einem zweiten Permanentmagneten (47), der mit dem Positionssensor (41, 42; 82) mechanisch starr verbunden ist, wobei eine magnetische Wechselwirkung zwischen dem ersten Permanentmagneten (37) und dem zweiten Permanentmagneten (47) eine Kraft auf die Taste (30) in Richtung zu ihrer ersten Position bewirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Bedieneinrichtung zur Steuerung eines Rauchsystems, eine Leistungsversorgungseinrichtung mit einer solchen Bedieneinrichtung und auf ein elektrisches Rauchsystem bezogen.
Beim Rauchen von Zigaretten, Zigarren und Tabakspfeifen wird Tabak schwelend bis glimmend verbrannt. Dabei werden nicht nur Nikotin und erwünschte Aromen freigesetzt oder erzeugt und eingeatmet, sondern auch zahlreiche andere Stoffe. Viele beim Rauchen erzeugte und eingeatmete Stoffe sind reizend, bluttoxisch, neurotoxisch und/oder karzinogen. Deshalb werden seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts Ideen entwickelt, um in einem einzuatmenden Luftstrom Nikotin und Aromen freizusetzen, ohne dabei Tabak zu verbrennen (vgl. US 3,200,819 ).
Bei aktuellen Bauformen von E-Zigaretten (auch als elektrische Zigaretten oder elektronische Zigaretten bezeichnet; engl.: electronic cigarette) wird eine als Liquid bezeichnete Flüssigkeit, die Aromen und Nikotin enthalten kann, durch elektrische Heizung und/oder hochfrequente Schallwellen verdampft oder zerstäubt. Die erforderliche Leistung wird beispielweise von einem Lithiumionen-Akkumulator bereitgestellt. Der Akkumulator kann in die E-Zigarette fest eingebaut oder in Gestalt einer eigenen Baugruppe, die in der Regel als Akkuträger bezeichnet wird, austauschbar sein. Weil eine E-Zigarette keinen klassischen Verbrennungsrauch, sondern Dampf erzeugt, wird die Verwendung einer E-Zigarette in der Regel nicht als Rauchen, sondern als Dampfen bezeichnet.
Beim Nachfüllen des Liquids kann die E-Zigarette auch an nicht dafür vorgesehenen Stellen mit dem Liquid in Kontakt kommen. Unter anderem aus diesem Grund sollte eine E-Zigarette unempfindlich gegenüber der Einwirkung von Flüssigkeiten (und möglichst auch Gasen, Aerosolen und Stäuben) sein und einfach gereinigt werden können, beispielsweise durch Abspülen unter fließendem Wasser.
Elektronische Bauteile einer E-Zigarette können gekapselt, beispielsweise mit einer elektrisch isolierenden Kunststoff- oder Lackschicht überzogen oder in ein elektrische isolierendes Material eingegossen werden. Eine E-Zigarette weist jedoch in der Regel einen oder mehrere Taster oder Schalter oder andere Bedienelemente zur manuellen Steuerung des Betriebs der E-Zigarette auf, beispielsweise zum Ein- oder Ausschalten, zum Einstellen einer Verdampferleistung oder zum Aktivieren des Verdampfers. Die Oberflächen darin enthaltener Schaltkontakte können durch Einwirkung des Liquids oder anderer Stoffe verschmutzen, verkleben oder chemisch verändert werden. Dies gefährdet die Funktion der E-Zigarette. Entsprechendes gilt für andere Dampfsysteme bzw. Rauchsysteme ohne Tabakbrand.
In US 2005/0028815 A1 ist ein Gerät zur elektronischen Dosiszählung an einem Inhalator beschrieben. Bewegungen des – mutmaßlich kleinen und austauschbaren – Behälters 14, bei denen ein Medikament freigesetzt wird, werden mittels eines Schalters 22 (Absätze [0013], [0051], [0053], [0058], bis [0067], 4 bis 15) oder mittels eines Bewegungssensors („movement sensor“; Absätze [0018], [0069], 16) erfasst. Der Bewegungssensor kann einen Lichtsensor, einen akustischen Sensor, einen magnetischen oder Halleffekt-Sensor, einen akustischen Sensor oder einen Drucksensor umfassen (ebd.).
In US 2015/0059782 A1 ist eine elektronische Zigarette mit einem Drucktaster-Schalter („press-key switch“) 130 beschrieben.
In DE 10 2012 219 474 A1 ist eine Drucktastenanordnung mit einer Parallelschwinge beschrieben.
In US 2013/0042865 A1 ist ein elektronischer Niedertemperatur-Verdampfer beschrieben, der einen Magneten und einen Reed-Schalter oder einen Halleffekt-Schalter umfasst.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Bedieneinrichtung zur Steuerung eines Rauchsystems, eine verbesserte Leistungsversorgungseinrichtung zur Versorgung eines elektrischen Rauchsystems mit elektrischer Leistung und ein verbessertes elektrisches Rauchsystem zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, anstelle eines herkömmlichen elektrischen Schalters oder Tasters eine manuell zwischen zwei Positionen bewegbare Taste, deren Position mittels einer Lichtschranke, eines Reedkontakts oder eines anderen berührungsfreien Positionssensors erfasst wird, vorzusehen.
Eine Bedieneinrichtung zur Steuerung eines Geräts, insbesondere der Leistungsversorgung eines Geräts, umfasst eine Taste, die manuell zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist, einen berührungsfreien Positionssensor zum Erzeugen eines von der Position der Taste abhängigen Positionssignals und eine Steuerung mit einem Signaleingang zum Empfangen des Positionssignals von dem Positionssensor und einem Ausgang zum Steuern der Leistungsversorgung des Geräts in Abhängigkeit von dem Positionssignal.
Das Gerät ist beispielsweise eine E-Zigarette.
Eine Bedieneinrichtung zur Steuerung eines Rauchsystems umfasst eine Taste, die manuell zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist, einen berührungsfreien Positionssensor zum Erzeugen eines von der Position der Taste abhängigen Positionssignals und eine Steuerung mit einem Signaleingang zum Empfangen des Positionssignals von dem Positionssensor und einem Ausgang zum Steuern eines Verdampfers in Abhängigkeit von dem Positionssignal.
Das Rauchsystem ist insbesondere eine elektrische Zigarette bzw. E-Zigarette oder ein anderes elektrisches Rauch- bzw. Dampfsystem. Die Taste ist insbesondere auf einem geraden oder gekrümmten Pfad verschiebbar und/oder um eine Rotations- oder Schwenkachse rotier- oder schwenkbar. Die erste Position ist insbesondere eine Ruheposition, in der die Taste durch die Kraft eines Magneten gehalten wird. Die zweite Position ist insbesondere eine Position, in die die Taste durch manuelle Krafteinwirkung gegen die Kraft des Magneten bewegt werden kann. Die Bedieneinrichtung ist insbesondere so ausgebildet, dass in der ersten Position keine Leistung bereitgestellt und in der zweiten Position Leistung bereitgestellt wird.
Der Ausgang der Steuerung kann ein Steuersignalausgang zum Bereitstellen eines Steuersignals für ein weiteres Bauteil oder eine weitere Baugruppe, das bzw. die elektrische, chemische oder andere Leistung abgeben oder modulieren kann, sein. Alternativ kann der Ausgang ein Leistungsausgang sein, an dem die Steuerung abhängig von dem Positionssignal unmittelbar Leistung für einen Verdampfer bereitstellt. Die Steuerung kann zum Steuern eines Verdampfers, der thermisch und/oder mittels hochfrequentem Schall oder auf andere Weise einen Feststoff oder eine Flüssigkeit in ein Gas, einen Dampf oder ein Aerosol überführt, vorgesehen und ausgebildet sein.
Ein berührungsfreier Positionssensor ist ein Sensor, der ohne eine (positionsabhängige oder positionsunabhängige) mechanische Verbindung zu der Taste eine Erfassung der Position der Taste ermöglicht. Jedoch können innerhalb des berührungsfreien Positionssensors beispielsweise elektrische Kontakte einander abhängig von der Position der Taste berühren. In diesem Fall kann der berührungsfreie Positionssensor hermetisch gekapselt ausgebildet sein, so dass die Kontaktflächen nicht verschmutzt oder auf andere Weise beeinträchtigt werden können. Beispielsweise umfasst der berührungsfreie Positionssensor einen Reedschalter, der bei Annäherung der magnetischen Taste geschlossen wird.
Die berührungsfreie Erfassung der Position der Taste kann eine weitgehende Unempfindlichkeit der Bedieneinrichtung gegenüber der Verschmutzung und der Einwirkung von Gasen, Flüssigkeiten, Stäuben bewirken.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist der berührungsfreie Positionssensor ein optoelektronischer Positionssensor.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst der berührungsfreie Positionssensor eine Lichtschranke.
Lichtschranken und andere optoelektronische Positionssensoren sind lediglich auf eine Mindest-Lichtdurchlässigkeit einer Lichtaustrittsfläche und einer Lichteintrittsfläche angewiesen. Diese Mindest-Lichtdurchlässigkeit kann bei entsprechender Ausgestaltung des optoelektronischen Positionssensors selbst bei relativ starker Verschmutzung erreicht werden, bei der ein niederohmiger elektrischer Kontakt nicht mehr herstellbar ist. Dies gilt insbesondere, wenn der optoelektronische Positionssensor mit Licht im infraroten Spektralbereich arbeitet.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, unterbricht die Taste insbesondere in der ersten Position einen Lichtweg nicht, wobei die Taste den Lichtweg in der zweiten Position unterbricht.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, unterbricht die Taste insbesondere in der ersten Position einen Lichtweg nicht, wobei die Taste den Lichtweg in der zweiten Position unterbricht, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass Leistung für einen Verdampfer bereitgestellt wird, wenn die Taste sich in der zweiten Position befindet.
Der Lichtweg ist insbesondere der gerade oder durch Brechung, Beugung oder Reflexion ein- oder mehrfach abgewinkelte oder gefaltete Weg zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger. Die Lichtquelle und der Lichtempfänger sind insbesondere für das Erzeugen bzw. Empfangen von Licht mit zeitabhängig modulierter Leistung bzw. Intensität ausgebildet. Der Lichtweg ist insbesondere orthogonal zu einem Pfad, entlang dem die Taste oder ein Teil der Taste, der den Lichtweg in der zweiten Position unterbricht, zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegbar ist.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst der berührungsfreie Positionssensor insbesondere einen Reedschalter oder einen Hallsensor.
In diesem Fall ist die Taste insbesondere magnetisiert oder weist einen Magneten auf. Bei Annäherung der Taste an den Reedschalter oder den Hallsensor nimmt das Magnetfeld am Ort des Reedschalters bzw. des Hallsensors zu. Der Widerstand des Reedschalters oder eine durch den Widerstand des Reedschalters erzeugte Spannung oder Strom oder die vom Hallsensor erzeugte Hallspannung sind somit von der Position der Taste abhängige Positionssignale.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier dargestellt ist, sind der berührungsfreie Positionssensor und die Steuerung insbesondere für ein analoges oder digitales Positionssignal, das drei oder mehr verschiedene Positionen der Taste unterscheidet, ausgebildet.
In diesem Fall ist die Steuerung insbesondere ausgebildet, um abhängig von dem Positionssignal drei oder mehr verschiedene Leistungen bereitzustellen oder drei oder mehr verschiedene Betriebsmodi des Rauchsystems zu steuern.
Eine Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst erfindungsgemäß einen ersten Magneten an der Taste und einen zweiten Magneten, der mit dem Positionssensor mechanisch starr verbunden ist, wobei eine magnetische Wechselwirkung zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten eine Kraft auf die Taste in Richtung zu ihrer ersten Position bewirkt.
Der zweite Magnet kann unmittelbar oder mittelbar mit dem berührungsfreien Positionssensor mechanisch starr verbunden sein. Beispielsweise ist eine Platine vorgesehen, an der sowohl der zweite Magnet als auch der Positionssensor starr befestigt sind.
Zwischen den beiden Magneten wirkt eine abstoßende oder anziehende Kraft, die geeignet ist, ähnlich wie eine Feder oder eine andere elastische Einrichtung, die Taste in die erste Position zu bewegen, wenn keine weitere Kraft auf die Taste wirkt. Manuell, beispielsweise durch Druck eines Fingers auf die Taste, kann diese gegen die Kraft zwischen den beiden Magneten in die andere Position bewegt werden.
Im Unterschied zu einer Spiralfeder oder einem anderen elastischen Bauteil, dessen Oberfläche einer Verschmutzung, einer chemischen Veränderung oder anderen Umwelteinflüssen ausgesetzt ist, können die beiden Magneten vollständig gekapselt und damit vor Umwelteinflüssen geschützt sein. Verschleiß und Beschädigung durch Umwelteinflüsse sind deshalb weitgehend ausgeschlossen.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, sind insbesondere gleichnamige Pole des ersten Magneten und des zweiten Magneten einander gegenüber angeordnet.
Die einander gegenüber angeordneten gleichnamigen Pole des ersten Magnets und des zweiten Magnets bewirken eine Abstoßung der beiden Magneten voneinander. Alternativ können ungleichnamige Pole des ersten Magneten und des zweiten Magneten einander gegenüber angeordnet sein, so dass die beiden Magneten einander anziehen.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, sind die Magneten insbesondere auf einer Geraden durch den Massenschwerpunkt der Taste angeordnet, wobei die Taste parallel zu der Geraden zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschiebbar ist.
Bei einer Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist die Taste insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse ausgebildet, wobei die Magneten auf der Symmetrieachse angeordnet sind.
Die Magneten sind insbesondere symmetrisch zur Symmetrieachse angeordnet.
Eine Anordnung der Magneten auf einer Geraden durch den Massenschwerpunkt der Taste, insbesondere auf einer Symmetrieachse der Taste kann eine reibungsarme Führung der Taste ermöglichen und insbesondere einem Verkanten entgegenwirken.
Eine Leistungsversorgungseinrichtung zur Versorgung eines Rauchsystems mit Leistung umfasst eine Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist und eine Leistungsquelle zum Bereitstellen Leistung, wobei die Bedieneinrichtung einen Leistungseingang, der mit der Leistungsquelle verbunden ist, umfasst, und wobei der Ausgang der Bedieneinrichtung als Leistungsausgang zum Bereitstellen von Leistung für einen Verdampfer ausgebildet ist.
Eine Leistungsversorgungseinrichtung zur Versorgung eines elektrischen Rauchsystems mit elektrischer Leistung umfasst eine Bedieneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist und eine elektrische Leistungsquelle zum Bereitstellen elektrischer Leistung, wobei die Bedieneinrichtung einen Leistungseingang, der mit der elektrischen Leistungsquelle verbunden ist, umfasst, und wobei der Ausgang der Bedieneinrichtung als Leistungsausgang zum Bereitstellen von elektrischer Leistung für einen Verdampfer ausgebildet ist.
Die elektrische Leistungsquelle ist insbesondere ein Lithiumionen-Akkumulator oder ein anderer Akkumulator oder eine Batterie. Der Leistungsausgang der Leistungsversorgungseinrichtung ist insbesondere zum Bereitstellen von elektrischer Leistung für einen Liquid-Verdampfer ausgebildet.
Alternativ kann die Leistungsquelle eine chemische Leistungsquelle sein. Beispielsweise wird Wasserstoff katalytisch verbrannt, um Wärme zu erzeugen, mittels derer ein Liquid mit Nikotin und Aromen verdampft wird.
Ein Rauchsystem umfasst eine Leistungsversorgungseinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, und einen Verdampfer mit einem Leistungseingang, der mit dem Ausgang der Bedieneinrichtung gekoppelt ist, zum Empfangen von Leistung.
Ein elektrisches Rauchsystem umfasst eine Leistungsversorgungseinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, und einen Verdampfer mit einem Leistungseingang, der mit dem Ausgang der Bedieneinrichtung gekoppelt ist, zum Empfangen elektrischer Leistung.
Das elektrische Rauchsystem ist beispielsweise eine elektrische Zigarette oder eine elektrische Shisha. Der Verdampfer ist insbesondere vorgesehen und ausgebildet, um durch Erzeugung von Wärme und/oder hochfrequentem Schall aus einer Flüssigkeit oder einem Festkörper ein Gas, einen Dampf oder ein Aerosol zu bilden oder freizusetzen.
Bei einem Verfahren zum Steuern der Leistungsversorgung eines Rauchsystems wird eine Position einer Taste berührungsfrei, insbesondere optoelektronisch erfasst und eine Leistungsversorgung eines Verdampfers des Rauchsystems in Abhängigkeit von der erfassten Position der Taste gesteuert.
Das Verfahren ist insbesondere mit einer Bedieneinrichtung, einer Leistungsversorgungseinrichtung oder einem elektrischen Rauchsystem, wie sie hier beschrieben sind, durchführbar.
Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, wird insbesondere ferner magnetisch eine Kraft auf die Taste erzeugt, um die Taste in einer ersten vorbestimmten Position zu halten, wenn keine weitere Kraft auf die Taste wirkt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Rauchsystems;
2 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch das Rauchsystem aus 1;
3 eine schematische Darstellung eines weiteren Schnitts durch das Rauchsystem aus den 1 und 2;
4 eine weitere schematische Darstellung des Schnitts aus 2;
5 eine weitere schematische Darstellung des Schnitts aus 3;
6 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Rauchsystem;
7 eine weitere schematische Darstellung des Schnitts aus 6;
8 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Rauchsystems.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Zigarette als Beispiel für ein Rauchsystem 10 zum Verdampfen eines Liquids. Das Rauchsystem 10 weist ein Gehäuse aus zwei Teilen 12, 14 auf, das in 1 im Schnitt entlang einer Ebene parallel zur Zeichenebene der 1 dargestellt ist. Die beiden Teile des Gehäuses 12 sind beispielsweise durch eine Schraub-, Rast- oder Renkverbindung miteinander verbunden. Das Rauchsystem 10 weist an einem Ende ein Mundstück 16 auf, durch das vom Rauchsystem 10 erzeugtes Gas, Rauch, Aerosol oder Dampf eingesogen werden kann.
Das Rauchsystem 10 umfasst eine Bedieneinrichtung 20 mit einer Taste 30. Die Taste 30 ist bei dem dargestellten Beispiel durch manuellen Druck entlang eines vorbestimmten Pfads in einer Richtung orthogonal zur Zeichenebene der 1 zwischen zwei vorbestimmten Endpositionen verschiebbar bzw. bewegbar. Die Bedieneinrichtung 20 umfasst eine in 1 weitgehend von der Taste 30 verdeckte Lichtschranke 41, 42, eine durch eine integrierte Schaltung in einem DIP-Gehäuse angedeutete Steuerung 50, einen Akkumulator als Leistungsquelle 60 und einen Verdampfer 70.
Der Akkumulator 60 und die Bedieneinrichtung 20 sind in dem vom Mundstück 16 abgewandten Teil 12 des Gehäuses des Rauchsystems 10 angeordnet und bilden zusammen ein Bauteil, das oft als Akkuträger bezeichnet wird. Die Leistungsquelle 60 kann mit der Bedieneinrichtung 20 dauerhaft bzw. untrennbar bzw. nicht zerstörungsfrei trennbar verbunden sein. Alternativ kann die Leistungsquelle 60 austauschbar sein.
Der Verdampfer 70 ist in 1 als Heizwendel zum Erzeugen von Wärme in einem bisher kleinen Raumbereich und damit zum Verdampfen einer Flüssigkeit oder eines Festkörpers angedeutet. Alternativ oder zusätzlich kann der Verdampfer 70 einen Piezoaktor oder ein anderes Bauteil zum Erzeugen einer hochfrequenten mechanischen bzw. geometrischen Vibration aufweisen, um einen Dampf oder ein Aerosol zu erzeugen. Ein Tank oder eine andere Einrichtung zum Speichern eines Liquids oder zu einer anderen Bevorratung einer Flüssigkeit oder eines Festkörpers, die bzw. der durch den Verdampfer 70 in ein Gas, einen Dampf oder ein Aerosol übergeführt werden kann, sind in 1 nicht dargestellt. Auch ein Docht oder eine andere Einrichtung zum Zuführen eines Liquids zu dem Verdampfer 70 ist in 1 nicht dargestellt. Der Verdampfer 70 ist in dem Teil 14 des Gehäuses des Rauchsystems 10 angeordnet, an dem auch das Mundstück 16 vorgesehen ist.
Abweichend von der Darstellung in 1 kann die elektrische Verbindung zwischen der Bedieneinrichtung 20 und dem Verdampfer 70 eine Steckverbindung aufweisen, um eine Trennung des Akkuträgers 12, 20, 60 von dem Verdampfer 70 und dem Teil 14 des Gehäuses mit dem Mundstück 16 zu ermöglichen. Dabei wird der Stromkreis insbesondere abweichend von der schematischen Darstellung in 1 über die mechanische Verbindung zwischen den Teilen 12, 14 des Gehäuses geschlossen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts entlang der in 1 angedeuteten Ebene A-A orthogonal zur Zeichenebene der 1 durch das Rauchsystem 10 aus 1.
Die Schnittebene A-A ist parallel zur Symmetrieachse 38 der Taste 30 und verläuft benachbart zu, jedoch außerhalb einer Öffnung im Teil 12 des Gehäuses, durch die die Taste 30 hindurchragt. Die Taste 30 weist eine Schulter 32 auf, die an der Innenseite des Teils 12 des Gehäuses des Rauchsystems anliegt. Die Taste 30 umfasst ferner ein Schwert bzw. eine Blende 34, die ein für Licht, insbesondere für Licht im infraroten Spektralbereich, nicht transparentes Material aufweist. Die Blende 34 kann mit den übrigen Bereichen der Taste 30 monolithisch ausgebildet oder an die beispielsweise als Drehteil gefertigte Taste 30 stoff-, form- und/oder kraftschlüssig gefügt sein. In die Taste 30 ist ein Magnet 37 eingesetzt. Alternativ kann die gesamte Taste 30 magnetisiert sein.
Die Bedieneinrichtung 20 umfasst ferner eine Platine 52, an der die Lichtquelle 41 und der Lichtempfänger 42 der Lichtschranke sowie ein Magnet 47 und die Steuerung 50, die in 2 durch die Taste 30 und den Lichtempfänger 42 teilweise verdeckt sind, angeordnet sind. Wie nachfolgend anhand der 3 dargestellt, stoßen der Magnet 37 in der Taste 30 und der Magnet 47 an der Platine 52 einander ab, so dass die Taste 30 in der in 2 dargestellten Position an dem Teil 12 des Gehäuses anliegt. Der Lichtpfad 43 zwischen der Lichtquelle 41 und dem Lichtempfänger 42 ist nicht durch die Blende 34 unterbrochen. Von der Lichtquelle 41 erzeugtes Licht gelangt zum Lichtempfänger 42.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Schnitts durch das anhand der 1 und 2 dargestellte Rauchsystem 10, insbesondere durch die Bedieneinrichtung 20. Die in 1 angedeutete Schnittebene B-B ist orthogonal zur Zeichenebene der 1 und orthogonal zur Schnittebene A-A der 2 und enthält die Symmetrieachse 38 der Taste 30. Die Taste 30 befindet sich in der auch in 2 angedeuteten von der Platine 52 maximal beabstandeten Position, in der die Schulter 32 der Taste 30 an der Innenseite des Teils 12 des Gehäuses des Rauchsystems 10 anliegt.
In 3 ist die Öffnung 13 im Teil 12 des Gehäuses des Rauchsystems, durch die die Taste 30 hindurchragt, sichtbar. Der innere Rand der Öffnung 13 ist an die Gestalt der Schulter 32 der Taste 30 angepasst.
Ein Leistungseingang 56 der Steuerung 50 und damit auch der Bedieneinrichtung 20 ist durch eine Leitung 56 angedeutet, die über eine in 3 nicht dargestellte Leiterbahn an oder in der Platine 52 mit der Steuerung elektrisch leitfähig verbunden ist. Ein Leistungsausgang 57 der Steuerung 50 und damit der Bedieneinrichtung 20 ist durch eine Leitung angedeutet, die über eine in 3 nicht dargestellte Leiterbahn an oder in der Platine 52 mit der Steuerung 50 elektrisch leitfähig verbunden ist.
Der Magnet 47 ist in eine korrespondierende Bohrung in der Platine 52 eingesetzt und stützt sich an dieser insbesondere ferner mit einer umlaufenden Stufe ab. Die Taste 30 weist bei dem dargestellten Beispiel einen der Platine 52 zugewandten Kragen 36 auf. Der Kragen 36 weist im Wesentlichen die Gestalt einer Mantelfläche eines Kreiszylinders auf und umschließt eine Ausnehmung, deren Querschnitt etwas größer ist als der Querschnitt des Magneten 47 an der Platine 52. Dadurch ist die Taste 30 durch Formschluss zwischen dem Kragen 36 und dem Magneten 47 spiel- und reibungsarm geführt.
Der Magnet 37 in der Taste 30 ist in eine korrespondierende Bohrung innerhalb des Kragens 36 eingesetzt. Der Magnet 37 in der Taste 30 und der Magnet 47 an der Platine 52 sind so angeordnet, dass gleichnamige Pole einander gegenüberliegen. Dadurch stoßen der Magnet 37 in der Taste 30 und der Magnet 47 an der Platine 52 einander ab. Diese abstoßende Kraft zwischen dem Magnet 37 in der Taste 30 und dem Magnet 47 an der Platine 52 bewirkt, dass die Taste 30 in der in den 2 und 3 angedeuteten Positionen ruht, wenn keine andere Kraft auf die Taste 30 wirkt.
4 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Schnitts entlang der in 1 angedeuteten Ebene A-A durch die Bedieneinrichtung 20 des Rauchsystems. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 2.
Die Darstellung in 4 unterscheidet sich von der Darstellung in 2 dadurch, dass die Taste 30 durch eine von außen einwirkende Kraft, beispielsweise durch Druck eines Fingers, gegen die abstoßende Kraft zwischen den Magneten 37, 47 in eine an die Platine 52 angenäherte Position verschoben ist. In der in 4 dargestellten Position der Taste 30 unterbricht die Blende 34 den Lichtpfad 43 zwischen der Lichtquelle 41 und dem Lichtempfänger 42.
5 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Schnitts entlang der in 1 angedeuteten Ebene B-B durch das Rauchsystem, insbesondere durch die Bedieneinrichtung 20. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3.
In 5 ist die auch in 4 gezeigte Situation dargestellt, bei der die Taste 30 durch eine von außen einwirkende Kraft, beispielsweise eines Fingers, gegen die abstoßende Kraft der Magneten 37, 47 an die Platine 52 angenähert ist und die Blende 34 den Lichtpfad zwischen der Lichtquelle 41 (vgl. 2, 4) und dem Lichtempfänger 42 unterbricht.
Die Steuerung 50 der anhand der 1 bis 5 dargestellten Bedieneinrichtung 20 ist beispielsweise ausgebildet, um nur dann den Verdampfer 70 mit Leistung zu versorgen, wenn der Lichtpfad 43 zwischen der Lichtquelle 41 und dem Lichtempfänger 42 unterbrochen ist. Alternativ kann die Steuerung 50 ausgebildet sein, um dem Verdampfer 70 eine Leistung entsprechend einer von mehreren vorbestimmten Leistungsstufen zuzuführen, abhängig davon, wie viel Licht von der Lichtquelle 41 zum Lichtempfänger 42 gelangt. In diesem Fall können an der Lichtquelle 41 und am Lichtempfänger 42 jeweils Kollimatoren bzw. Sammellinsen, in deren Brennpunkten die Lichtquelle 41 bzw. der Lichtempfänger 42 angeordnet sind, vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Blende 34 ausgebildet sein, um keinen scharfen Schatten mit einer scharfen Hell-Dunkel-Grenze zu erzeugen. Beispielsweise weist die Blende 34 abweichend von der Darstellung in den 2 und 4 keine konstante Dicke, sondern einen dreieckigen bzw. keilförmigen Querschnitt und ein semitransparentes oder opakes Material auf. Ferner kann die Steuerung 50 so ausgebildet sein, dass alternativ oder zusätzlich zum Ein- und Ausschalten der Leistung oder zur Steuerung der Leistung andere Funktionen oder Betriebszustände über die Taste als Befehlsgeber gesteuert werden können.
Um die zum Betrieb der Lichtschranke 41, 42 erforderliche mittlere elektrische Leistung zu reduzieren, kann die Steuerung 50 ausgebildet sein, um die Lichtquelle 41 gepulst zu betreiben. Die Steuerung 50 kann ferner ausgebildet sein, um den Abstand zwischen zwei Lichtpulsen abhängig davon, wie lang die letzte Betätigung der Taste 30 zurückliegt, zu variieren. Ein gepulster Betrieb kann bei synchronisierter Auslesung des Signals des Lichtempfängers 42 ferner die Empfindlichkeit deutlich erhöhen und damit die erforderliche Lichtleistung deutlich senken. Die Lichtquelle 41 und der Lichtempfänger 42 sind insbesondere zum Austausch von Licht im infraroten Spektralbereich ausgebildet. Dies ermöglicht eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzung der Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle 41 und der Lichteintrittsfläche des Lichtempfängers 42 als im Falle sichtbaren Lichts.
Anstelle der Lichtschranke 41, 42 kann ein anderer optoelektronischer Positionssensor zum Erfassen der Position der Taste 30 vorgesehen sein.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein weiteres Rauchsystem, das in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen dem anhand der 1 bis 5 dargestellten Rauchsystem ähnelt. Die Art der Darstellung in 6, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 3 und 5. 6 zeigt also einen Schnitt entlang der Ebene B-B in 1, wobei das in 6 gezeigte Rauchsystem jedoch keine Lichtschranke 41, 42 aufweist. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen die in 6 gezeigte Bedieneinrichtung sich von denen der 2 bis 5 unterscheidet.
Die in 6 gezeigte Bedieneinrichtung weist anstelle zweier einander abstoßender Magneten eine Schraubenfeder 80 zwischen der Taste 30 und der Platine 52 auf. Die Schraubenfeder 80 drückt die Taste 30 in die in 6 angedeutete Position, in der die Schulter 32 der Taste 30 an der Innenseite des Teils 12 des Gehäuses des Rauchsystems anliegt.
Ferner weist die in 6 gezeigte Bedieneinrichtung anstelle einer durch eine Blende 34 unterbrechbaren Lichtschranke 41, 42 einen Reedschalter 82 auf, der durch einen Schaltmagneten 85 in der Taste 30 geschaltet werden kann. Der Reedschalter 82 weist einen Glaskolben 83 auf, in dessen hermetisch dicht abgeschlossenen, evakuierten oder mit einem Schutzgas gefüllten Innenraum die Enden zweier Kontaktdrähte aus paramagnetischem Material nebeneinander angeordnet sind. Wenn der Reedschalter 82 in einem Magnetfeld angeordnet ist, das schwach ist, sind die Enden der Kontaktdrähte, wie in 6 angedeutet, voneinander beabstandet. Der Reedschalter 82 stellt einen geöffneten Schalter dar, ein den Reedschalter 82 enthaltender Stromkreis ist unterbrochen.
7 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Schnitts durch die anhand der 6 dargestellte Bedieneinrichtung 20. Die Art der Darstellung, insbesondere die Schnittebene, entspricht derjenigen der 6.
Die in 7 dargestellte Situation unterscheidet sich von der anhand der 6 dargestellten dadurch, dass – ähnlich wie bei der anhand der 4 und 5 dargestellten Situation – die Taste 30 gegen die Kraft der Schraubenfeder 80 an die Platine 52 angenähert ist. Der Schaltmagnet 85 in der Taste 30 ist bei der in 7 dargestellten Situation an den Reedschalter 82 angenähert. Das Magnetfeld am Ort des Reedschalters 82 ist deutlich größer als bei der in 6 dargestellten Situation. Die Enden der paramagnetischen Kontaktdrähte 84 ziehen sich gegenseitig an bis sie sich, wie in 7 angedeutet, berühren. Dadurch stellt der Reedschalter 82 einen geschlossenen elektrischen Schalter dar, und ein Stromkreis, dessen Bestandteil der Reedschalter 82 ist, ist geschlossen.
Der elektrische Widerstand des Reedschalters 82 stellt ein von der Position der Taste 30 abhängiges Positionssignal dar. Der Reedschalter 82 ist mit einem Signaleingang der Steuerung 50 verbunden. Die Steuerung 50 steuert – ähnlich wie bei der anhand der 1 bis 5 dargestellten Bedieneinrichtung – das Bereitstellen von Leistung für einen Verdampfer 70 (vgl. 1). Alternativ kann durch Druck auf die Taste 30 eine andere Funktion oder ein anderer Betriebszustand der Bedieneinrichtung 20 oder des Rauchsystems 10 gesteuert werden.
8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Rauchsystems. Das Verfahren ist auf Rauchsysteme und Bedieneinrichtungen anwendbar und mit Rauchsystemen und Bedieneinrichtungen durchführbar, die Merkmale, Eigenschaften und Funktionen aufweisen, die von denen anhand der 1 bis 7 dargestellten abweichen. Trotzdem sind nachfolgend beispielhaft Bezugszeichen aus den 1 bis 7 verwendet, um das Verständnis zu vereinfachen.
Bei einem optionalen ersten Schritt 101 wird auf magnetische Weise eine Kraft erzeugt, die eine Taste oder ein anderes Bedienelement in einer ersten vorbestimmten Position hält, wenn keine andere Kraft auf die Taste oder das Bedienelement wirkt. Die Kraft wird durch zwei einander abstoßende oder durch zwei einander anziehende Permanentmagneten oder bei einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform durch einen Permanentmagneten und ein paramagnetisches Bauteil, die einander anziehen, bewirkt.
Alternativ wird die Taste oder das andere Bedienelement durch eine Feder oder eine andere elastische Einrichtung in der ersten vorbestimmten Position gehalten.
Bei einem zweiten Schritt 102 wird die Position der Taste mittels einer Lichtschranke, eines anderen optoelektronischen Positionssensors, eines Reedschalters oder eines anderen berührungsfreien Positionssensors berührungsfrei erfasst. Dabei können zwei oder mehr verschiedene vorbestimmte Positionen unterschieden werden.
Bei einem dritten Schritt 103 wird die Leistungsversorgung eines Verdampfers abhängig von der beim zweiten Schritt 102 berührungsfrei erfassten Position der Taste 30 gesteuert.
Bezugszeichenliste

10: Rauchsystem
12: Teil eines Gehäuses des Rauchsystems 10
13: Öffnung im Teil 12 des Gehäuses des Rauchsystems 10
14: Teil eines Gehäuses des Rauchsystems 10
16: Mundstück des Rauchsystems 10
20: Bedieneinrichtung des Rauchsystems 10 zur Steuerung der Leistungsversorgung des Verdampfers 70
30: Taste
32: Schulter der Taste 30
34: Blende oder Schwert zum Unterbrechen der Lichtschranke 41, 42
36: Kragen
37: Magnet an der Taste 30
38: Symmetrieachse der Taste 30
41: Lichtquelle einer Lichtschranke als berührungsfreier, nämlich optoelektronischer Positionssensor zum Erzeugen eines von der Positon der Taste 30 abhängigen Positionssignals
42: Lichtempfänger der Lichtschranke
43: Lichtpfad zwischen der Lichtquelle 41 und dem Lichtempfänger 42
45: Leiterplatte, an der die Lichtschranke 41, 42 und die Steuerung 50 angeordnet sind
47: Magnet an der Leiterplatte 45
50: Steuerung
52: Platine
54: Signaleingang der Steuerung 50 zum Empfangen des Positionssignals des Positionssensors 41, 42 oder 82
56: Leistungseingang der Steuerung 50
57: Ausgang zum Steuern des Verdampfers 70
60: Leistungsquelle, insb. Akkumulator
70: Verdampfer des Rauchsystems 10
80: Schraubenfeder
82: Reedschalter als Positionssensor
83: Glaskolben des Reedschalters 82
84: paramagnetischer Kontaktdraht im Glaskolben 83
85: Schaltmagnet in der Taste 30
101: erster Schritt (magnetisches Erzeugen einer Kraft)
102: zweiter Schritt (berührungsfreies Erfassen der Position einer Taste)
103: dritter Schritt (Steuern eines Verdampfers)

Claims

Bedieneinrichtung (20) zur Steuerung eines Rauchsystems (10), mit: einer Taste (30), die manuell zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist; einem berührungsfreien Positionssensor (41, 42; 82) zum Erzeugen eines von der Position der Taste (30) abhängigen Positionssignals; einer Steuerung (50) mit einem Signaleingang (54) zum Empfangen des Positionssignals von dem Positionssensor (41, 42; 82) und einem Ausgang (57) zum Steuern eines Verdampfers (70) in Abhängigkeit von dem Positionssignal; einem ersten Permanentmagneten (37) an der Taste (30); einem zweiten Permanentmagneten (47), der mit dem Positionssensor (41, 42; 82) mechanisch starr verbunden ist, wobei eine magnetische Wechselwirkung zwischen dem ersten Permanentmagneten (37) und dem zweiten Permanentmagneten (47) eine Kraft auf die Taste (30) in Richtung zu ihrer ersten Position bewirkt.
Bedieneinrichtung (20) nach dem vorangehenden Anspruch, bei der der berührungsfreie Positionssensor ein optoelektronischer Positionssensor (41, 42) ist.
Bedieneinrichtung (20) nach dem vorangehenden Anspruch, bei der der berührungsfreie Positionssensor eine Lichtschranke (41, 42) umfasst.
Bedieneinrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Taste (30) in der ersten Position einen Lichtweg (43) nicht unterbricht, wobei die Taste (30) den Lichtweg (43) in der zweiten Position unterbricht.
Bedieneinrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der gleichnamige Pole des ersten Permanentmagnets (37) und des zweiten Permanentmagnets (47) einander gegenüber angeordnet sind.
Bedieneinrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Permanentmagneten (37, 47) auf einer Geraden (38) durch den Massenschwerpunkt der Taste (30) angeordnet sind, wobei die Taste (30) parallel zu der Geraden (38) zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschiebbar ist.
Bedieneinrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Taste (30) im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse (38) ausgebildet ist, die Permanentmagneten (37, 47) auf der Symmetrieachse angeordnet sind.
Leistungsversorgungseinrichtung (20, 60) zur Versorgung eines elektrischen Rauchsystems (10) mit elektrischer Leistung, mit: einer Bedieneinrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche; einer elektrischen Leistungsquelle (60) zum Bereitstellen elektrischer Leistung; wobei die Bedieneinrichtung (20) einen Leistungseingang (56), der mit der elektrischen Leistungsquelle (60) verbunden ist, umfasst, wobei der Ausgang (57) der Bedieneinrichtung (20) als Leistungsausgang zum Bereitstellen von elektrischer Leistung für einen Verdampfer (70) ausgebildet ist.
Elektrisches Rauchsystem (10) mit: einer Leistungsversorgungseinrichtung (20, 60) nach dem vorangehenden Anspruch; einem Verdampfer (70) mit einem Leistungseingang, der mit dem Ausgang (57) der Bedieneinrichtung (20) gekoppelt ist, zum Empfangen elektrischer Leistung.