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Die Erfindung betrifft eine Sensorik für eine Vorrichtung zur Abfallaufnahme und eine Vorrichtung zur Abfallaufnahme.
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Eine Vorrichtung zur Abfallaufnahme kann einen Hohlkörper mit einer Öffnung und einen Deckel zum Abdecken der Öffnung umfassen. Weiterhin kann die Vorrichtung eine Sensorik zur Detektion eines Abfalleinwurfwunsches eines Nutzers und einer Aktuatorvorrichtung zumindest zum Schließen des Deckels umfassen.
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Wenn eine solche Vorrichtung im öffentlichen Bereich, beispielsweise zur Aufnahme von benutzten Papierhandtüchern in einer Toilette, verwendet wird, so ist die Vorrichtung starker Belastung ausgesetzt.
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Die durch die vorliegende Erfindung gelöste Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zur Abfallaufnahme, die besser für Belastung durch öffentliche Nutzung ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß wird eine Sensorik gemäß Anspruch 1 für eine Vorrichtung zur Abfallaufnahme zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtung zur Abfallaufnahme umfasst einen Hohlkörper mit einer Öffnung, einen Deckel zum Abdecken der Öffnung und eine Aktuatorvorrichtung zumindest zum Schließen des Deckels. Die Sensorik umfasst eine Steuervorrichtung, die zum Ansteuern der Aktuatorvorrichtung in Antwort auf Detektion eines Abfalleinwurfwunsches eines Nutzers ausgebildet ist. Die Sensorik ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ausgebildet ist, einen nicht ordnungsgemäßen Gebrauch unter Verwendung eines zeitlichen Verlaufs der Detektion festzustellen und die Aktuatorvorrichtung zum Schließen des Deckels anzusteuern, wenn ein nicht ordnungsgemäßer Gebrauch festgestellt wird.
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Insbesondere durch nicht ordnungsgemäße Nutzung der Sensorik kommt es zu starken Belastungen der Vorrichtung, deren Konsequenz jedoch durch das kennzeichnende Merkmal abgemildert wird.
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In einer Ausführungsform kann die Steuervorrichtung weiterhin ausgebildet sein, in Antwort auf Wegfall einer Detektion die Aktuatorvorrichtung zum Schließen des Deckels anzusteuern.
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Dies entspricht einem Normalbetrieb. Ein nicht ordnungsgemäßer Gebrauch kann z.B. festgestellt werden, wenn in einem Zeitintervall vorgegebener Dauer eine Anzahl von unterschiedlichen Detektionen eine Schwelle übersteigt und/oder wenn eine Detektion während der Dauer ununterbrochen ist.
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Diese sind nicht ordnungsgemäßen Betriebsformen mit hoher Belastung der Vorrichtung.
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Die Sensorik kann weiterhin eine Beleuchtungsvorrichtung zur Ausleuchtung eines Einwurfbereichs mit niedrigem Helligkeitsniveau bei geschlossenem Deckel und hohem Helligkeitsniveau bei offenem Deckel umfassen. Dabei kann die Steuervorrichtung weiterhin ausgebildet sein, unter Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung das Schließen des Deckels optisch vor dem Schließen zu signalisieren.
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So kann Verletzungsgefahr durch das Schließen verringert werden.
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Das Schließen kann durch Änderungen zwischen dem hohen und dem niedrigen Helligkeitsniveau optisch signalisiert werden.
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Das Schließen wird so leicht wahrnehmbar angekündigt.
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Die Steuervorrichtung kann weiterhin ausgebildet sein, unter Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung den nicht ordnungsgemäßen Gebrauch optisch zu signalisieren.
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Dies ermöglicht einem Nutzer sein Nutzverhalten anzupassen. Der nicht ordnungsgemäße Gebrauch kann durch Blinken der Beleuchtungsvorrichtung optisch signalisiert werden.
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Der nicht ordnungsgemäße Gebrauch wird so leicht wahrnehmbar signalisiert.
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Die Aktuatorvorrichtung kann auch zum Öffnen des Deckels ausgebildet sein und die Steuervorrichtung kann weiterhin ausgebildet sein, in Antwort auf eine ordnungsgemäße Detektion, die Aktuatorvorrichtung zum Öffnen des Deckels anzusteuern und die Beleuchtungsvorrichtung mit dem hohen Helligkeitsniveau zu betreiben.
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Ein Berühren des Deckels zum Öffnen wird so überflüssig. Dadurch wird ein besserer Hygienestandard erreicht.
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Die Steuervorrichtung kann weiterhin ausgebildet sein, die Aktuatorvorrichtung nur dann in Antwort auf eine Detektion eines ordnungsgemäßen Gebrauchs zum Öffnen des Deckels anzusteuern, wenn die Detektion des ordnungsgemäßen Gebrauchs mindestens eine vorgegebene Zeitspanne später als ein letzter nicht ordnungsgemäßer Gebrauch erfolgt.
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Die Belastung durch nicht ordnungsgemäßen Gebrauch wird so verringert.
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Die Sensorik kann zur Detektion einer Hand oder eines Gegenstandes in zumindest teilweise oberhalb der Öffnung ausgebildet sein.
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Dies ist eine für einen Nutzer besonders einfach bedienbare Sensorik.
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Die Sensorik kann zur Detektion eines Fußes oder Gegenstands zumindest teilweise in einem Auslösebereich vor der Vorrichtung ausgebildet sein. Der Fuß kann unter Verwendung von reflektierten elektromagnetischen Wellen detektiert werden.
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Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 zur Abfallaufnahme vorgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Hohlkörper mit einer Öffnung, einen Deckel zum Abdecken der Öffnung und eine Aktuatorvorrichtung zumindest zum Schließen des Deckels. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine erfindungsgemäße Sensorik.
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Die Aktuatorvorrichtung kann in einer Ausführungsform der Vorrichtung so mit dem Deckel verbunden sein, dass sich der Deckel manuell frei öffnen lässt. Alternativ kann die Aktuatorvorrichtung trennbar mit dem Deckel verbunden sein und die Steuervorrichtung ausgebildet sein, bei geschlossenem Deckel die Aktuatorvorrichtung vom Deckel zu trennen.
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Dies hat den Vorteil, dass sich die Vorrichtung jederzeit manuell öffnen lässt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorik;
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2 das erste Ausführungsbeispiel bei Annäherung einer Hand;
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorik;
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4 das zweite Ausführungsbeispiel bei Annäherung einer Hand;
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5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorik;
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6 das dritte Ausführungsbeispiel bei Annäherung einer Hand;
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7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorik;
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8 das vierte Ausführungsbeispiel bei Annäherung einer Hand;
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9 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abfallaufnahme;
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10 das erste Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Abfallaufnahme bei Annäherung einer Hand;
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11 manuelles Öffnen des ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Abfallaufnahme;
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12 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abfallaufnahme;
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13 das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Abfallaufnahme bei Annäherung einer Hand;
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14 manuelles Öffnen des zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Abfallaufnahme;
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15 Details des ersten Ausführungsbeispiels der Sensorik;
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16 Details eines ersten Ausführungsbeispiels der Aktuatorvorrichtung;
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17 Details eines zweiten Ausführungsbeispiels der Aktuatorvorrichtung;
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18 eine erste beispielhafte Positionierung der erfindungsgemäßen Sensorik relativ zur Vorrichtung zur Abfallaufnahme;
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19 eine zweite beispielhafte Positionierung der erfindungsgemäßen Sensorik relativ zur Vorrichtung zur Abfallaufnahme;
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20 eine dritte beispielhafte Positionierung der erfindungsgemäßen Sensorik relativ zur Vorrichtung zur Abfallaufnahme;
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21 eine beispielhafte Positionierung einer Beleuchtung; und
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22 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Ansteuerns der Aktuatorvorrichtung und der Beleuchtung.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung hilft diese, den Hygienestatus einer Zugtoilette zu verbessern und langfristig zu sichern, Verletzungsrisiken zu verringern und damit das Wohlbefinden der Benutzer positiv zu beeinflussen.
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In Zugtoiletten werden die meisten Ausstattungsgegenstände manuell, also per Hand bedient. Dies können Türöffner, WC Spülung, Wasserhahn, Seifenspender, Handtuchspender, Abfallbehälter etc. sein. Dabei erfolgte bisher ein direkter Kontakt zwischen der Hand des Benutzers und der Betätigungsfläche des jeweiligen Ausstattungsgegenstandes.
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Bei einzelnen Papierhandtüchern aus dem Spender muss nach dem Händewaschen und -abtrocknen der Abfallbehälter zur Entsorgung der Papierhandtücher bedient werden. Das erforderte bisher, dass mit bereits gewaschenen Händen ein geschlossener Abfallbehälterdeckel aufgeklappt werden musste.
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Bei Zugtoiletten mit Wickeltisch werden in diesem Abfallbehälter auch die gebrauchten Windeln entsorgt. Dabei kam es bisher regelmäßig zu einem direkten Kontakt zwischen Windel und Abfallbehälterdeckel.
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Wegen des zweifelhaften Hygienestatus des Abfallbehälterdeckels vermieden viele Fahrgäste den Kontakt dazu und legen gebrauchte Papierhandtücher auf den Abfallbehälter, wo sie sich türmten, oder warfen sie zu Boden.
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In beiden Fällen wurde das Papier nicht in der vorgesehenen Weise entsorgt und verursachten Reinigungs- und Wartungskosten. Nach kurzer Betriebszeit sah der ganze Bereich ungepflegt und verwahrlost aus, was die Hemmschwelle, den Abfallbehälter bestimmungsgemäß zu bedienen, erhöhte.
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Im Endergebnis machte die Toilette trotz hoher Kosten für Wartung und Reinigung einen ungepflegten Eindruck.
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Zudem kann Papier am Boden und in den Ablageecken zum Zündeln nicht ordnungsgemäß gebraucht (missbraucht) werden. Nicht zuletzt stellt nasses und evtl. seifebenetztes Papier am Boden auch eine Rutschgefahr dar.
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In der beispielhaften Ausführungsform überwindet die Erfindung all diese Missstände und stellt, für eine WC-Kabine für Züge, eine angetriebene Abdeckung für Abfallbehälter bereit.
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Dazu wird mittels geeigneter Sensorik ermittelt, ob ein Abfallbehälter benutzt werden soll, und bedarfsweise wird die Abfallbehälterabdeckung geöffnet. Damit wird es ermöglicht, Papierhandtücher oder anderen Abfall in den Abfallbehälter einzuwerfen, ohne den Deckel oder ein anderes Teil des Abfallbehälters berühren zu müssen.
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Die Aktivierung der Mechanik erfolgt hautkontaktfrei beispielsweise durch die Erkennung einer Annäherung an den Abfallbehälterdeckel. Diese Ausführungsform ist in 1 und 2 dargestellt. Eine Vorrichtung zur Abfallaufnahme 100 umfasst einen Hohlkörper 110 mit einer Öffnung 120 und einen Deckel 130 zum Abdecken der Öffnung 120. Eine Sensorik 140 zur Detektion eines Abfalleinwurfwunsches eines Nutzers überwacht einen Raum oberhalb der Öffnung 120. Die Sensorik 140 umfasst eine in 1 und 2 nicht sichtbare Auswerteeinheit zur Auswertung von Signalen. Eine in 1 und 2 nicht sichtbare Aktuatorvorrichtung eignet sich zumindest zum Schließen des Deckels 130.
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Die Auswerteeinheit ist konfiguriert, einen nicht ordnungsgemäßen Gebrauch (Missbrauch) unter Verwendung eines zeitlichen Verlaufs der Detektion festzustellen und die Aktuatorvorrichtung zum Schließen des Deckels anzusteuern, wenn ein nicht ordnungsgemäßer Gebrauch festgestellt wird.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit weiterhin konfiguriert, bei Annäherung eines Körperteils oder eines Gegenstandes die Aktuatorvorrichtung zum Öffnen des Deckels 130 anzusteuern. Insbesondere erfolgt die Ansteuerung so, dass der Deckel sich öffnet, noch bevor die Hand den Deckel berühren kann. Handkontakt mit Oberflächen mit zweifelhaftem Hygienestatus wird so vermieden. Dies ist beispielhaft in 2 dargestellt.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit weiterhin konfiguriert, dass ein Schließen des Deckels erfolgt, beispielsweise nach Wegfall des Signals für Annäherung. Das Schließen kann auch zeitlich versetzt nach dem Wegfall erfolgen.
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Eine beispielshafte Ausführungsform der Sensorik 100 ist in 11 dargestellt. Die Sensorik 140 umfasst eine Optik 141 und eine Steuervorrichtung 145, die eine Betätigungseinheit 142, eine Auswerteeinheit 143 und eine Steuerungseinheit 144 umfasst.
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Die Auswerteeinheit 143 des Ausführungsbeispiels ist konfiguriert, nicht ordnungsgemäßer Gebrauch unter Verwendung eines zeitlichen Verlaufs des Signals der Annäherung zu detektieren.
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Nicht ordnungsgemäße Verläufe zeigen beispielsweise permanentes Öffnen oder häufig wiederholtes Öffnen und Schließen. Durch Verwendung des zeitlichen Verlaufs wird die Auswerteeinheit 143 befähigt, solche Situationen zu erkennen. Beispielsweise kann ab einem Schwellenwert durch die Auswerteeinheit 143 ein nicht ordnungsgemäßer Gebrauch erkannt werden. Ein Auslösen des Aktuators wird dann für einen vorbestimmten Zeitraum deaktiviert.
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Es ist insbesondere möglich, dass eine manuelle Betätigung des Deckels weiterhin uneingeschränkt möglich bleibt.
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Innerhalb der Zugtoilette wird durch die beispielhafte Ausführungsform der Erfindung die Anzahl von Oberflächenberührungen zum Auslösen von Funktionen während des Toilettengangs verringert. Insbesondere nach dem Händewaschen bleibt das "saubere Gefühl" erhalten und dem Fahrgast wird die Rückkehr zum Sitzbereich mit einem hygienisch einwandfreien Gefühl ermöglicht.
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Die Auswerteeinheit führt beispielsweise ein Verfahren mit zwei Schritten aus. Im ersten Schritt wird die Anforderung zum Öffnen der Abfallbehälterabdeckung ermittelt. Im Zweiten Schritt wird der Deckel zum Abfallbehälter geöffnet und so der Abfallbehälter zugänglich. Schließlich wird der Abfallbehälter zu geeigneter Zeit wieder verschlossen. Die Aktionen können durch Änderungen in der lokalen Beleuchtung unterstützt und visualisiert werden. Die Logik zur Auswertung der Signale und entsprechenden Steuerung von Aktoren und ggf. der Beleuchtung erfolgt beispielsweise in der Auswerteeinheit der Sensorik.
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Alternativ zum berührungslosen Erkennen eines Abfalleinwurfwunsches durch Erkennen einer Annäherung an einen Einwurfbereich, der in 1 und 2 schematisch dargestellt ist, kann der Abfalleinwurfwunsch, beispielsweise wie in 2 und 3 dargestellt, auch anhand eines fußbetätigten elektrischen Schalters (Pedal) erkannt werden.
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Eine weitere mögliche Erkennungsmethode des Abfalleinwurfwunsches umfasst Reflexion eines optischen Signals im Bereich einer ausgewiesenen Erkennungsfläche. Dies ist beispielhaft in 3 und 4 dargestellt. Bei dieser Methode muss keine Vorrichtung im Bereich der Erkennungsfläche verbaut sein. Die Sensoreinheit ist montagefreundlich in der angrenzenden Wand untergebracht.
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Eine Sensoreinheit ohne bewegliche Teile kann auch im Boden untergebracht werden. Beispielsweise kann ein Annäherungsmelder auf Basis von Radartechnik, wie schematisch in 5 und 6 dargestellt, einen Abfalleinwurfwunsch erkennen.
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Der Sensor kann verdeckt montiert und keinen mechanischen Belastungen durch das Betreten der Toilette oder durch Reinigungsarbeiten ausgesetzt sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Aktuatorvorrichtung umfasst einen Pneumatikaktuator. Dieser benötigt wenig Bauraum. In Zugtoiletten ist zudem oft eine Steuerung und Luftanschluss für Pneumatikteile bereits vorhanden.
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In 9 bis 14 ist das Öffnen der Abfallbehälterabdeckung mittels eines Pneumatikaktuators dargestellt.
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Alternativ kann die Aktuatorvorrichtung eine hydraulische Aktuatorvorrichtung oder eine elektrische Aktuatorvorrichtung sein. Die Aktuatorvorrichtung kann linear, wie in 16 schematisch dargestellt, oder rotatorisch, wie in 17 schematisch dargestellt, wirken. Es ist besonders vorteilhaft aber nicht zwingend, dass, unabhängig von der Ausbildung der Aktuatorvorrichtung, der Antrieb nur bei Aktivierung zum Schließen und gegebenenfalls zum Öffnen kraftschlüssig mit der Abdeckung verbunden ist. Bei untätigem oder ausgeschaltetem Antrieb erfolgt die Deckelbetätigung wie bei Abfallbehältern ohne Automatikfunktionalität ohne Einschränkungen irgendeiner Art.
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Bei einer beispielhaften mechanischen Umsetzung der Funktionalität überträgt der Aktuator 150 beispielsweise am Ende eines Langloches 151 seine Kraft auf den Deckel 130. Dies ist beispielhaft in 16 und 17 dargestellt. Im Falle der manuellen Betätigung kann sich der Deckel 130 frei bewegen, die Mechanik des Aktuators 150 besitzt keinen Kraftschluss und kann sich im Langloch 151 frei bewegen.
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Für den Antrieb mittels Stellmotor mit oder ohne Getriebe kann eine steuerbare Trennung zwischen Aktuator und Deckel vorteilhaft sein. Dafür ist eine Kupplung geeignet. Bei entsprechender Auslegung des E-Motors sind auch Ausführungen ohne separat steuerbare Trennung denkbar, z.B. in dem der Rotor bei Aktivierung neben der Drehbewegung auch eine axiale Bewegung im Stator ausführt und erst dann kraftschlüssig mit dem Deckel verbunden wird. Es ist insbesondere von Vorteil, wenn zusätzlich sichergestellt wird, dass keine unzulässigen Kräfte vom Aktuator auf den Benutzer ausgeübt werden.
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In 18 ist eine erste beispielhafte Position für eine optische Sensoreinheit 140 zur Überwachung des Raumes oberhalb der Öffnung 120 dargestellt. Die Einbaupositionen sind vorteilhafterweise in Zusammenhang mit der Optik so gewählt, dass Gegenstände im Bereich oberhalb der Öffnung 120 sicher erkannt werden können. Dabei können vorteilhafterweise die örtlichen Eigenheiten der umliegenden Bauteile berücksichtigt werden. Die Optik kann insbesondere so eingestellt sein, dass Fehldetektionen wegen umliegender Einbauten oder wegen reflektierender Kleidungsstücke vermieden werden.
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In 19 ist eine zweite und in 20 ist eine dritte beispielhafte Position für eine optische Sensoreinheit 140 zur Überwachung des Raumes oberhalb der Öffnung 120 dargestellt.
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Die in 21 dargestellte, optionale Beleuchtung 160 erhellt beispielsweise dauerhaft oder bedarfs- und benutzungsabhängig den Bereich oberhalb der Öffnung 120.
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In einer Ausführungsform erfolgt dabei keine Ausleuchtung des Inneren des Abfallbehälters. Zur Ausleuchtung kann, muss jedoch nicht unbedingt, eher blaues Licht oder Licht mit einem sehr ungleichmäßigen Spektrum verwendet werden. Damit wird der Inhalt des Abfallbehälters schlechter identifizierbar.
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Ein beispielhaftes Ansteuern der Aktuatorvorrichtung und der Beleuchtung sowie der Umgang mit nicht ordnungsgemäßen Aktivierungsversuchen sind im Ablaufdiagramm in 20 dargestellt.
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In einem ersten Schritt S10 wird das System gestartet. Dann wird in Schritt S20 ein Wiederholungszähler zurückgesetzt. Im folgenden Schritt S30 wird die Beleuchtung auf eine erste Helligkeitsstufe eingestellt. In darin sich anschließenden Entscheidungsschritt S40 wird festgestellt, ob eine Annäherung vorliegt. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zu Schritt S30 zurück. Liegt eine Annäherung vor, so folgt Entscheidungsschritt S50, in dem festgestellt wird, ob eine maximale Anzahl von Öffnungsvorgängen in einem vorbestimmten Zeitraum erreicht wurde. Ist dies der Fall, folgt Schritt S60, in dem die Beleuchtung verwendet wird, eine optische Rückmeldung einer nicht ordnungsgemäßen Verwendung zu geben, beispielsweise durch Blinken. Wird im Entscheidungsschritt S50 festgestellt, dass die maximale Anzahl von Öffnungen in dem vorbestimmten Zeitraum noch nicht erreicht wurde, so wird Schritt S70 ausgeführt, indem die Beleuchtung auf eine höhere zweite Helligkeitsstufe eingestellt wird. Dann folgt Entscheidungsschritt S80, in dem festgestellt wird, ob eine maximale Dauer eines einzelnen Öffnungsvorgangs erreicht wurde. Ist dies der Fall, folgt in Schritt S90 das Schließen des Deckels, wobei dem Schließen des Deckels eine Signalisierung durch die Beleuchtung vorrausgeht, beispielsweise durch kurzfristiges Absenken auf das erste Helligkeitsniveau. Danach kehrt das Verfahren zu Schritt S30 zurück. Wird im Entscheidungsschritt S80 festgestellt, dass die maximale Dauer des einzelnen Öffnungsvorgangs nicht erreicht wurde, geht das Verfahren zum Entscheidungsschritt S100 über, in dem festgestellt wird, ob die Annäherung unterbrochen wurde. Ist dies nicht der Fall kehrt das Verfahren zu Schritt S80 zurück. Anderenfalls geht das Verfahren zu Schritt S90 über.
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22 zeigt eine Ausführungsform bei der begleitend die Ausleuchtung des Einwurfbereichs verändert wird. Vorteilhafter-, aber nicht notwendigerweise, kann die Beleuchtung zur Visualisierung der automatischen Aktion heller geschaltet werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Schließen durch Änderung der Beleuchtungsstärke signalisiert werden. Dazu kann beispielsweise vor dem Schließen die Beleuchtung mehrfach kurz auf das Helligkeitsniveau bei unbenutztem Abfallbehälter geschaltet werden. Erst danach wird der Deckel automatisch geschlossen.
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Es ist weiterhin eine optische Rückmeldung des nicht ordnungsgemäßen Gebrauchs möglich, zum Beispiel durch ein Fehlerblinken.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
