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Die Erfindung betrifft die Steuerung eines Haushaltsgeräts. Insbesondere betrifft die Erfindung die Eingabe oder die Ausgabe von Parametern am Haushaltsgerät.
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Stand der Technik
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Ein Haushaltsgerät, beispielsweise ein Kühl- oder Gefrierschrank, ein Geschirrspüler oder eine Waschmaschine, umfasst Ein- und Ausgabeeinrichtungen, über die Steuerungsoder Prozessparameter mit einem Benutzer ausgetauscht werden können. Zur Eingabe wird häufig ein mechanisches Bedienelement verwendet, das elektrisch bzw. elektronisch abgetastet werden kann. Zur Ausgabe werden in der Regel selbstleuchtende Ausgabeelemente verwendet. Um es einem Benutzer zu erleichtern, einen ein- oder ausgegebenen Parameter einem bestimmten Sachverhalt zuzuordnen, ist es üblich, das jeweilige Ein- oder Ausgabeelement so zu gestalten, dass es möglichst einen wenigstens impliziten Hinweis auf den Sachverhalt gibt.
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Eine Möglichkeit hierfür bieten kombinierte Ein- und Ausgabeelemente nach Art eines Touchscreens. Allerdings kann ein Touchscreen einer zufriedenstellenden Qualität kostenintensiv sein. Außerdem kann er zu seiner Ansteuerung relativ viel Energie verbrauchen. Das Ansteuern des Touchscreens kann eine Verarbeitungseinrichtung mit einer gesteigerten Verarbeitungskapazität erfordern. Eine andere Alternative umfasst Anordnungen mit mehreren Lichtquellen, beispielsweise Leuchtdioden, die nach Art einer Balkenanzeige diskret ein- oder ausgeschaltet werden. Dabei kann ein relativ großer Strom durch die Anordnung oder ein Steuergerät fließen, wobei elektrische Verluste zu Effizienzproblemen oder thermischen Problemen führen können. Außerdem kann die Anzeige erkennbare Lichtpunkte verwenden, was von einem Benutzer irrtümlich als Hinweis auf einen digitalen Wert verstanden werden kann.
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Eine Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, eine verbesserte Technik zur Eingabe oder Ausgabe eines Parameters an einem Haushaltsgerät anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Darstellung bzw. Ausgabe eines Parameters verbessert mittels eines transparenten Hohlraums erfolgen kann, der mit einer ersten und einer zweiten Flüssigkeit angefüllt ist, zwischen denen eine Grenze gebildet ist. Die Flüssigkeiten haben unterschiedliche optische Eigenschaften, insbesondere unterschiedliche Farben, und werden derart in oder aus dem Hohlraum bewegt, dass die Position der Grenze im Hohlraum den Parameter repräsentiert. Auf diese Weise kann eine unmittelbar erfassbare Visualisierung geschaffen werden, die sich von bekannten Visualisierungen abhebt. Der transparente Hohlraum kann insbesondere langgestreckt sein und etwa ein Rohr oder einen Schlauch umfassen. Je nach Anwendungszweck sind praktisch beliebige Formen des Hohlraums möglich, darunter auch solche, deren Querschnitt entlang ihrer Erstreckungsachse veränderlich ist. Die Vorrichtung kann lediglich zur Veränderung des dargestellten Parameters Energie aufnehmen, die eigentliche Darstellung kann vollständig passiv erfolgen.
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Der erfinderische Gedanke kann zum Aufbau einer Ausgabeeinrichtung, einer Eingabeeinrichtung oder einer Kombination aus beiden umgesetzt werden.
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Eine Ausgabeeinrichtung für ein Haushaltsgerät umfasst einen transparenten Hohlraum, der angefüllt ist mit einer ersten und einer zweiten Flüssigkeit, zwischen denen im Hohlraum eine Grenze gebildet ist; wobei die Flüssigkeiten unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen; eine Pumpe zur Förderung der ersten Flüssigkeit; eine Antriebseinrichtung für die Pumpe; und eine Steuereinrichtung mit einer Schnittstelle zum Empfangen eines Signals; wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung derart anzusteuern, dass die Grenze zwischen den Flüssigkeiten an eine vom empfangenen Signal abhängige Stelle des Hohlraums bewegt wird.
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Die Ausgabeeinrichtung kann dazu eingesetzt werden, einen insbesondere elektrisch oder informationstechnisch vorliegenden Parameter einer Steuereinrichtung eines Haushaltsgeräts darzustellen. Die Darstellung kann homogen, stufenlos und/oder gut erkennbar sein. Ein Bauraum der Ausgabeeinrichtung kann beschränkt sein, sodass sie gut mit dem Haushaltsgerät kombiniert bzw. integriert werden kann. Die Ablesbarkeit kann mit oder ohne aktive Beleuchtung gewährleistet sein.
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Die Darstellung des Parameters mittels der Flüssigkeiten kann insbesondere dann vorteilhaft verwendet werden, wenn sich der Parameter auf eine Flüssigkeit oder auf ein Haushaltsgerät, das Flüssigkeit verarbeitet, bezieht. Beispielsweise kann mittels der Ausgabeeinrichtung ein Wasserstand, eine Wassertemperatur, eine bereits verstrichene oder noch bevorstehende Bearbeitungszeit in einem Wasserbad oder ein Wasserdruck verbessert begreifbar gemacht werden. Die Ausgabeeinrichtung kann in weiten Grenzen skaliert werden, sodass sowohl eine großflächige Visualisierung mittels eines großvolumigen transparenten Hohlraums als auch eine weit miniaturisierte, kompakte Visualisierung unter Verwendung von kleinen, leichten oder günstigen Bauelementen realisiert werden kann. Eine große Vielzahl unterschiedlicher Pumpentypen und Ausführungen können für die Bewegung der ersten Flüssigkeit eingesetzt werden. Beispielsweise kann die erste Flüssigkeit mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Kolbens, auf der Basis eines Temperaturunterschiedes, mittels eines Bi-Metalls, mittels elektromagnetischer Aktivierung oder auf andere Weise bewegt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Ausgabeeinrichtung eine weitere Pumpe, die der zweiten Flüssigkeit zugeordnet ist, und eine weitere Antriebseinrichtung für die weitere Pumpe, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, beide Antriebseinrichtungen zu steuern. Durch das aktive Steuern beider Flüssigkeiten kann ein herrschender hydraulischer Druck im Hohlraum insgesamt verringert werden, da es nicht erforderlich ist, die zweite Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck zu halten. Eine Dichtigkeit des Hohlraums und der mit ihm verbundenen hydraulischen Elemente kann dadurch leichter eingehalten werden. Durch die Verwendung zweier Pumpen kann die Geschwindigkeit, in der die Grenze innerhalb des Hohlraums bewegt wird, um eine Veränderung des Parameters zu reflektieren, verbessert gesteuert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist eine elektrisch sensible Schicht am Hohlraum angebracht, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Position eines menschlichen Fingers an der Schicht zu bestimmen und ein von der Position abhängiges Signal bereitzustellen. Der Hohlraum kann insbesondere nach Art eines Touchscreens eine möglichst transparente, resistive oder kapazitive Schicht tragen, die mittels der Steuereinrichtung abgetastet werden kann. Wird etwa ein menschlicher Finger mit der Schicht in Kontakt gebracht, so kann die Position des Fingers auf der Basis einer Änderung des elektrischen Widerstands oder der Kapazität der Schicht bestimmt werden. Die Position bestimmt dabei den Wert eines eingegebenen Parameters. Insbesondere kann die bestimmte Position in Richtung der longitudinalen Erstreckung des Hohlraums bestimmt werden, in der auch die Grenze zwischen den Flüssigkeiten verschoben werden kann. Auf diese Weise kann sowohl die Eingabe als auch die Ausgabe von Parametern verbessert und auf innovative Weise erfolgen.
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Der eingegebene Parameter kann insbesondere einen Sollwert und der ausgegebene Parameter einen Istwert repräsentieren. Der Zusammenhang zwischen Sollwert und Istwert betrifft üblicherweise die Funktion eines Haushaltsgeräts, die mittels einer weiteren Steuereinrichtung gesteuert werden kann, die bevorzugt mit der Schnittstelle der Steuereinrichtung der Ausgabeeinrichtung verbunden ist. In einer anderen Ausführungsform wird die Ausgabeeinrichtung angesteuert, um die Grenze an die Position der Berührung zu bringen und bevorzugt wird der eingegebene Parameter bereitgestellt, etwa an eine Steuereinrichtung.
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Eine Eingabeeinrichtung für ein Haushaltsgerät umfasst ein Bedienelement zur Einstellung eines Parameters; einen transparenten Hohlraum, der angefüllt ist, mit einer ersten und einer zweiten Flüssigkeit, zwischen denen im Hohlraum eine Grenze gebildet ist; wobei die Flüssigkeiten unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen; und eine Pumpe zur Förderung der ersten Flüssigkeit, wobei die Pumpe derart mit dem Bedienelement gekoppelt ist, dass die Position der Grenze im Hohlraum von einer Stellung des Bedienelements abhängig ist.
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Insbesondere ein einfaches Bedienelement, dessen Position bzw. Stellung derzeit üblicherweise nicht gesondert visualisiert wird, kann mittels der beschriebenen Eingabevorrichtung mit einer einfachen und aussagekräftigen Visualisierung versehen werden. Die Eingabeeinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass sie keine zusätzliche Energieversorgung erfordert. Die Energie, die zur Bewegung der Flüssigkeiten im transparenten Hohlraum erforderlich ist, wird dann bevorzugt über das Betätigen des Bedienelements durch einen Benutzer aufgebracht.
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Die Eingabeeinrichtung kann insbesondere zur Eingabe eines Parameters verwendet werden, der einen hydraulischen oder pneumatischen Vorgang an einem Haushaltsgerät steuert. In einer Ausführungsform ist das Bedienelement mit einem Aktor unmittelbar integriert oder kombiniert. Beispielsweise kann eine Lüftungsklappe mittels einer Schiebebewegung verstellbar sein, wobei der Querschnitt einer Lüftungsöffnung von der Schiebeposition abhängig ist. Die beschriebene Eingabeeinrichtung kann dazu verwendet werden, den eingestellten Parameter, beispielsweise an einer entfernten Position oder auf eine besondere, dem Parameter oder seinem Wert angepassten Art und Weise, darzustellen. Das Eingeben eines Parameters kann auf diese Weise vereinfacht sein.
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In einer anderen Ausführungsform ist eine Abtasteinrichtung zur Abtastung des Parameters vorgesehen. Die Abtastung kann in klassischer Weise am Bedienelement erfolgen, beispielsweise auf mechanische, elektrische oder optische Weise. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung der Position der Grenze im Hohlraum und zur Bereitstellung eines von der Position abhängigen Signals vorgesehen. Die Abtasteinrichtung kann insbesondere optisch funktionieren und das Signal kann beispielsweise mittels einer Schnittstelle auf elektrische oder informationstechnische Weist bereitgestellt sein.
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Sowohl die oben beschriebene Ausgabevorrichtung als auch die oben beschriebene Eingabevorrichtung teilen sich als Merkmale den transparenten Hohlraum, die Flüssigkeiten, die im Hohlraum eine Grenze bilden, und die Pumpe zur Bewegung wenigstens einer der Flüssigkeiten. Das Prinzip der Bewegung der Flüssigkeiten im Hohlraum zur Visualisierung eines Parameters kann für beide Vorrichtungen noch weiter verfeinert werden.
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Beispielsweise kann die Pumpe einen Zylinder mit einem darin verschiebbar aufgenommenen Kolben umfassen. Diese Anordnung kann sowohl für eine manuelle Betätigung, beispielsweise im Fall der Eingabevorrichtung, als auch für die Betätigung mittels Antriebseinrichtung, beispielsweise im Fall der Ausgabeeinrichtung, vorteilhaft sein. Beispielsweise können eine Dichtheit, eine Herstellung oder eine Wartung derartiger Pumpen aufgrund der vorliegenden Erfahrungen mit einer derartigen Pumpe vereinfacht sein.
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Es ist bevorzugt, dass keine der Flüssigkeiten in der jeweils anderen Flüssigkeit löslich ist. Beispielsweise kann eine der Flüssigkeiten fettig und die andere wässrig sein. In einer Ausführungsform umfasst eine der Flüssigkeiten ein Öl und die andere Wasser oder eine wässrige Lösung. Die Wahl der Flüssigkeiten kann von ihren optischen Eigenschaften abhängig gemacht werden. Insbesondere kann eine Flüssigkeit mit einer bestimmten Farbe gewählt oder die Flüssigkeit gezielt eingefärbt werden. Eine der Flüssigkeiten kann transparent und die andere ganz oder teilweise opak sein. Eine der Flüssigkeiten kann auch fluoreszierend oder phosphoreszierend sein. In noch einer weiteren Ausführungsform hat eine der Flüssigkeiten eine Tagesleuchtfarbe, etwa gelb oder orange.
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In noch einer weiteren Ausführungsform weist der Hohlraum einen ausreichend geringen Querschnitt auf, um Kapillarität mit wenigstens einer der Flüssigkeiten zu bewirken. Dadurch kann begünstigt werden, dass sich die beiden Flüssigkeiten nicht miteinander vermischen oder ineinander lösen, sondern voneinander getrennt bleiben und eine möglichst klar erkennbare Grenze bilden. Kapillarität oder der Kapillareffekt ist das Verhalten von Flüssigkeiten in einem engen Rohr, Spalt oder Hohlraum. Diese Effekte werden durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit und der Grenzflächenspannung zwischen der Flüssigkeit und der Oberfläche des umgebenden Hohlraums hervorgerufen. Beispiele für Kapillarität sind die Kapillaraszension und die Kapillardepression.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Flussventil zur Steuerung der Strömung einer der Flüssigkeiten vorgesehen. Das Flussventil kann beispielsweise eine Düse, also einen Abschnitt mit einem vorbestimmten Durchflussverhalten, umfassen. Die Düse umfasst üblicherweise eine Querschnittsverengung in dem hydraulischen System, durch das eine der Flüssigkeiten bewegt wird. Durch geeignete Dimensionierung der Düse kann sichergestellt werden, dass eine Änderung der Position der Grenze zwischen den beiden Flüssigkeiten in einer vorbestimmten Geschwindigkeit und Dämpfung erfolgen kann.
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Der Hohlraum kann beleuchtet werden. Insbesondere kann an einem Ende des Hohlraums eine Beleuchtungseinrichtung angebracht werden. Die Beleuchtungseinrichtung kann derart angebracht werden, dass sie nicht unmittelbar sichtbar ist, jedoch eine der beiden Flüssigkeiten beleuchtet. Die beleuchtete Flüssigkeit kann dann, insbesondere wenn sie eingefärbt ist, selbst leuchten. Es können auch an entgegengesetzten Enden des Hohlraums – bezogen auf eine mögliche hydraulische Flussrichtung – Lichtquellen angebracht sein. Dabei können gleichfarbige oder unterschiedlich farbige Lichtquellen verwendet werden, um die beiden Flüssigkeiten in ihrer farblichen Erscheinung zu beeinflussen. Durch die direkte Einkopplung von Licht in die jeweilige Flüssigkeit kann zur Beleuchtung nur wenig Energie erforderlich sein. Thermische Probleme können vermieden werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung steuerbar, und zwar insbesondere bezüglich ihrer Farbe oder Intensität. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, die Farbe oder Intensität der Beleuchtung in Abhängigkeit eines weiteren Signals zu steuern. Insbesondere kann die Steuerung in Abhängigkeit des Werts des ein- oder ausgegebenen Parameters erfolgen. Weist der Parameter beispielsweise auf eine Temperatur hin, so kann, wenn der Wert des Parameters hoch ist, die Beleuchtung in einer warmen Farbe wie Rot erfolgen, während eine Beleuchtung in einer kalten Farbe wie Blau erfolgen kann, wenn der Wert des Parameters niedrig ist. Absolute Werte für eine hohe oder eine niedrige Temperatur können dabei frei gewählt werden. Andere Farben oder Übergänge sind ebenfalls möglich und können beispielsweise in Abhängigkeit der Natur des Parameters oder seines Wertebereichs gewählt werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 eine Ausgabevorrichtung für ein Haushaltsgerät;
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2 eine weitere Ausführungsform der Ausgabevorrichtung von 1;
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3 eine Eingabevorrichtung für ein Haushaltsgerät;
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4 eine Ausführungsform einer Lichteinkopplung an einer Vorrichtung nach einer der vorangehenden Figuren;
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5 ein beispielhaftes Haushaltsgerät mit einer Vorrichtung nach einer der vorangehenden Figuren; und
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6 ein weiteres beispielhaftes Haushaltsgerät mit mehreren Vorrichtungen nach einer der vorangehenden Figuren
darstellt.
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Genaue Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In den beigefügten Figuren sind Ausführungsbeispiele für Ein- und Ausgabevorrichtungen für ein Haushaltsgerät gezeigt, wobei die Vorrichtungen auf die gemeinsame Idee des Zusammenhangs zwischen einem Parameter und einer hydraulischen Anordnung mit zwei Flüssigkeiten aufbauen. Merkmale und Ausführungsformen der Vorrichtungen sind daher auch untereinander kombinierbar, wie ein Fachmann unmittelbar erkennt.
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1 zeigt eine Ausgabevorrichtung 100 für ein Haushaltsgerät. Die Ausgabevorrichtung 100 ist dazu eingerichtet, den Wert eines Parameters, der das Haushaltsgerät betrifft, optisch darzustellen. Dazu umfasst die Ausgabevorrichtung 100 einen transparenten Hohlraum 105, der angefüllt ist mit einer ersten Flüssigkeit 110 und einer zweiten Flüssigkeit 115, die zwischen sich eine Grenze 117 bilden. Die Flüssigkeiten 110, 115 vermischen sich nicht, sodass die Grenze 117 nicht ohne Bewegung der Flüssigkeiten 110, 115 gegenüber dem Hohlraum 105 bewegt wird. Um die dauerhafte Trennung der Flüssigkeiten 110, 115 zu unterstützen kann ein Querschnitt des Hohlraums 105 ausreichend klein sein, sodass Kapillarität auftreten kann, oder die Flüssigkeiten 110, 115 können entsprechend gewählt sein, etwa eine wässrige und eine ölige Flüssigkeit 110, 115. An der Grenze 117 grenzen die Flüssigkeiten 110, 115 bevorzugt unmittelbar aneinander an. In einer anderen Ausführungsform kann im Bereich der Grenze 117 auch ein trennendes Element zwischen den Flüssigkeiten 110, 115 vorgesehen sein, etwa eine Gasblase, eine weitere Flüssigkeit oder ein Festkörper, der nach Art eines Kolbens in einem Zylinder im Hohlraum verschiebbar angeordnet ist. Das trennende Element ist dabei bevorzugt möglichst klein, um ein eindeutiges Ablesen der Position der Grenze 117 zu erleichtern. In einer Ausführungsform ist zur verbesserten Ablesegenauigkeit die Grenze zwischen einer der Flüssigkeiten 110, 117 zum trennenden Element als Grenze 117 anzusehen.
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Die Flüssigkeiten 110, 115 unterscheiden sich bevorzugt in ihren optischen Eigenschaften, beispielsweise in ihren optischen Dichten oder Farben, sodass die Grenze 117 optisch ausgemacht werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Flüssigkeit 110 eingefärbt und die zweite Flüssigkeit 115 farblos (transparent). Die Flüssigkeiten 110, 115 können auch unterschiedliche Viskositäten aufweisen.
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Der Hohlraum 105 ist üblicherweise gebildet durch ein fluiddichtes Gefäß, das wenigstens in einem Abschnitt ein transparentes Material umfasst, sodass die Position der Grenze 117 in diesem Abschnitt optisch erfasst werden kann. Das Material des Gefäßes kann flexibel sein und beispielsweise Kunststoff oder Silikon umfassen, oder starr sein und beispielsweise Glas umfassen. Der Hohlraum 105 hat bevorzugt eine Längsachse, entlang derer er sich erstreckt. Entlang der Längsachse ist ein Querschnitt des Hohlraums 105 bevorzugt konstant. An gegenüberliegenden Enden des Hohlraums 105 sind bevorzugt Öffnungen zum Zu- bzw. Abführen von Flüssigkeiten vorgesehen. Der Hohlraum 105 kann auch in ein Element des Haushaltsgeräts integriert sein, beispielsweise indem eine Gerätewand oder ein Fachboden den Hohlraum trägt oder indem der Hohlraum zwischen Elementen des Haushaltsgeräts abgegrenzt ist. Der Hohlraum 105 kann insbesondere in Längsrichtung (entlang seiner Längsachse) beliebig geformt sein, wobei die dargestellte Form eines Kreisbogens oder eine gerade Form bevorzugt sind. In einer Ausführungsform kann sich der Kreisbogen auch um einen Viertelkreis, einen Halbkreis, einen Dreiviertelkreis, einen Vollkreis oder nach Art einer Schraubenlinie (Helix) um mehr als einen Vollkreis erstrecken.
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Zur Förderung der ersten Flüssigkeit 110 ist eine Pumpe 120 vorgesehen, die mittels einer Antriebseinrichtung 125 angetrieben werden kann. Die Pumpe 120 und die Antriebseinrichtung 125 können beliebig ausgeführt sein. In einer Ausführungsform umfasst die Pumpe 120 beispielsweise eine Zahnrad- oder Kreiselpumpe, während die Antriebseinrichtung 125 einen Elektromotor umfasst. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Pumpe 120 eine Anordnung aus einem Zylinder mit einem Kolben, wobei die Antriebseinrichtung 125 eine lineare elektromagnetische Einrichtung umfassen kann. Die Pumpwirkung der ersten Flüssigkeit 110 in den Hohlraum 105 oder aus ihm heraus kann auch beispielsweise durch Erhöhung oder Verringerung der Temperatur in einem abgeschlossenen Reservoir erfolgen. Weitere Ausführungsformen sind ebenfalls denkbar.
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In der dargestellten Ausführungsform ist ein erster Flüssigkeitsbehälter 130 vorgesehen, um einen Vorrat für erste Flüssigkeit 110 für die Pumpe 120 zu bilden. In einer Ausführungsform ist die Pumpe 120 dazu eingerichtet, die erste Flüssigkeit 110 in einer steuerbaren Richtung zu fördern, in einer anderen Ausführungsform kann auch eine Förderung in nur einer Richtung vorgesehen sein. Ein Rückströmverhalten der ersten Flüssigkeit 110 kann dann durch Beaufschlagung der zweiten Flüssigkeit 115 mit einem entsprechenden Druck gesteuert werden. Der erste Flüssigkeitsbehälter 130 kann wie dargestellt offen oder auch geschlossen ausgeführt sein. In einer Ausführungsform ist ein Druckspeicher 135 vorgesehen, um einen durch die Pumpe 120 herbeigeführten hydraulischen Druck aufzunehmen. Die Position der Grenze 117 kann dann auch ohne unmittelbaren Betrieb der Pumpe 120 bzw. der Antriebseinrichtung 125 (zumindest in eine Richtung) verändert werden, indem ein Druckabbau im Bereich eines entgegengesetzten Endes des Hohlraums 105, der mit zweiter Flüssigkeit 115 angefüllt ist, gesteuert wird. Zu diesem Zweck kann ein Flussventil 140 vorgesehen sein, das in unterschiedlichen Ausführungsformen gesteuert oder ungesteuert sein kann. Ein ungesteuertes Flussventil 140 kann auch Drossel oder Düse genannt werden. Aus dem Hohlraum 105 austretende zweite Flüssigkeit 115 kann in einem zweiten Flüssigkeitsbehälter 145 aufgenommen und von dort bei Bedarf zurück in den Hohlraum 105 geführt werden. In einer Ausführungsform umfasst der zweite Flüssigkeitsbehälter 145 ein Steigrohr, das mit einer Umgebung (Atmosphäre) in Kontakt stehen kann. In einer anderen Ausführungsform umfasst der zweite Flüssigkeitsbehälter 145 eine Anordnung aus einem Zylinder und einem Kolben.
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Eine Steuereinrichtung 150 ist dazu eingerichtet, die Antriebseinrichtung 125 anzusteuern, um mittels der Pumpe 120 die Position der Grenze 117 zwischen der ersten Flüssigkeit 110 und der zweiten Flüssigkeit 115 bezüglich des Hohlraums 105 zu verändern. Bevorzugt kann die erste Pumpe 120 in Abhängigkeit einer gewünschten Fließgeschwindigkeit der ersten Flüssigkeit 110 angesteuert werden. Die Steuereinrichtung 150 kann auch das steuerbare Flussventil 140 beeinflussen, um die Bewegungsgeschwindigkeit der Grenze 117 zu beeinflussen. In einer Ausführungsform ist zwischen dem Hohlraum 105 und dem zweiten Flüssigkeitsbehälter 145 eine weitere Pumpe 120 mit einer weiteren Antriebseinrichtung 125 vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung 150 dazu eingerichtet ist, beide Antriebseinrichtungen 125 zu steuern.
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Die Steuereinrichtung 150 umfasst eine Schnittstelle 155, insbesondere zur Verbindung mit einer Vorrichtung zur Steuerung eines Haushaltsgeräts, wobei ein Signal über die Schnittstelle 155 von der Steuereinrichtung 150 empfangen werden kann, das auf den Wert eines Parameters hinweist. Die Steuervorrichtung 150 ist bevorzugt dazu eingerichtet, die Flüssigkeiten 110 und 115 im Hohlraum 105 derart zu beeinflussen, dass eine Position der Grenze 117 im Hohlraum 105 in Abhängigkeit des Signals bzw. des repräsentierten Werts verändert wird.
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In einer Ausführungsform ist eine elektrisch sensitive Schicht 160 am Hohlraum 105 vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung 150 mit der Schicht 160 verbunden ist, um die Position eines menschlichen Fingers 165 an der Schicht 160 bzw. am Hohlraum 105 abzutasten. Die abgetastete Position bzw. ein dazu korrespondierender Wert kann mittels der Schnittstelle 155 bereitgestellt werden. Der Wert kann insbesondere zum gleichen Parameter korrespondieren, der durch die Position der Grenze 117 dargestellt werden kann.
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Eine Beleuchtungseinrichtung 170 kann derart am Hohlraum 105 angebracht sein, dass er die erste Flüssigkeit 110 beleuchtet. Dazu ist die Beleuchtungseinrichtung 170 vorzugsweise im Bereich eines hydraulischen Auslasses aus dem Hohlraum 105 angeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung 170 umfasst bevorzugt eine Leuchtdiode, insbesondere eine integrierte Mehrfarb-Leuchtdiode. Die Steuereinrichtung 150 kann dazu eingerichtet sein, die Intensität oder Farbe der Beleuchtungseinrichtung 170 zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann eine Beleuchtungseinrichtung 170 im Bereich des anderen Auslasses des Hohlraums 105, der mit zweiter Flüssigkeit 115 angefüllt ist, vorgesehen werden. Optional sind am Hohlraum 105 eine oder mehrere Querschnittsveränderungen an vorbestimmten Stellen vorgesehen. Umspült eine der Flüssigkeiten 110, 115 eine Querschnittsveränderung, so kann dies von einem Betrachter als Licht- oder Farbpunkt wahrgenommen werden. So kann das Überschreiten eines Schwellenwerts oder eines besonderen numerischen Werts dargestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform können von der Steuereinrichtung 150 noch weitere Parameter mittels der Schnittstelle 155 entgegen genommen werden, die die Darstellung mittels der Ausgabeeinrichtung 100 steuern, etwa eine Fließgeschwindigkeit einer der Flüssigkeiten 110, 115, eine Farbe oder eine Intensität der Beleuchtungseinrichtung 170.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Ausgabevorrichtung 100 von 1. Hier ist der Hohlraum 105 exemplarisch linear dargestellt. Weiter exemplarisch sind zwei Pumpen 120 an den entgegengesetzten Enden des Hohlraums 105 vorgesehen. Beispielhaft sind beide Pumpen 120 als Kombination eines Zylinders 205 mit einem Kolben 210 ausgeführt, der im Zylinder 205 verschiebbar aufgenommen ist. Eine lineare Position des Kolbens 210 im Zylinder 205 kann jeweils durch eine Antriebseinrichtung 125 gesteuert werden.
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3 zeigt eine Eingabevorrichtung 300 für ein Haushaltsgerät. Die Eingabevorrichtung 300 basiert in wesentlichen Elementen auf der Ausgabeeinrichtung 100 der vorangehenden Figuren, sodass die dort verwendeten Bezugszeichen weiter verwendet werden. Die dargestellte Ausführungsform lehnt sich insbesondere an die in 2 dargestellte Ausführungsform der Ausgabevorrichtung 100 an und umfasst den transparenten Hohlraum 105, der angefüllt ist mit der ersten Flüssigkeit 110 und der zweiten Flüssigkeit 115, die zwischen sich eine Grenze 117 bilden. Dabei weisen die Flüssigkeiten 110, 115 unterschiedliche optische Eigenschaften auf. Ferner sind die Pumpe 120 zur Förderung der ersten Flüssigkeit 110 und ein Bedienelement 305 vorgesehen, das derart mit der Pumpe 120 gekoppelt ist, dass eine Stellung des Bedienelements 305 mit einer Position der Grenze 117 im Hohlraum 105 korrespondiert. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Pumpe 120 die Anordnung aus Zylinder 205 und Kolben 210, die oben mit Bezug auf 2 genauer beschrieben ist.
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Das Bedienelement 305 ist exemplarisch als Drehknopf ausgeführt, der in unterschiedliche Drehstellungen gebracht werden kann. Am Bedienelement 305 ist hier ein Exzenter 310 angebracht, der über eine Kolbenstange 315 auf die Position des Kolbens 210 im Zylinder 205 Einfluss nimmt. In einer anderen Ausführungsform kann das Bedienelement 305 auch etwa einen linear verstellbaren Schieber umfassen, der auf die Pumpe 120 wirkt. Der Schieber kann etwa eine Öffnung in Abhängigkeit seiner Stellung partiell freigeben. Eine solche Anordnung kann beispielsweise zur kontrollierten Belüftung bzw. Feuchteregulierung eines Gemüsefachs in einem Kühlschrank verwendet werden. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Bedienelement 305 auch eine Taste umfassen.
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Im dargestellten Beispiel kann das Bedienelement 305 derart verdreht werden, dass der Exzenter 310 den Kolben 210 weiter in den Zylinder 205 treibt, wodurch die erste Flüssigkeit 110 aus dem Zylinder 205 in den Hohlraum 105 gedrängt wird. In Folge dessen wird zweite Flüssigkeit 115 aus dem Hohlraum 105 verdrängt, beispielsweise in ein Steigrohr, einen zweiten Flüssigkeitsbehälter 145 nach 1 oder die dargestellte Anordnung aus Zylinder 205 und Kolben 210. Dabei kann der Kolben 210 mittels eines elastischen Elements 320 belastet sein, um sicher zu stellen, dass beim Zurückdrehen des Bedienelements 305 in Verbindung mit dem Freigeben des Kolbens 210 der Pumpe 120 der ersten Flüssigkeit 110 eine Rückstellung der Anordnung erfolgt, bis die Kolbenstange 315 wieder am Exzenter 310 anliegt. Durch diese Vorgänge kann die Position der Grenze 117 zwischen den Flüssigkeiten 110 und 115 im Hohlraum 105 in Abhängigkeit der Stellung des Bedienelements 305 gesteuert werden.
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Das Bedienelement 305 kann unmittelbar einen Steuervorgang auslösen, beispielsweise indem ein Durchlass geöffnet oder verschlossen wird oder eine mechanische Beeinflussung ähnlicher Art stattfindet. Das Bedienelement 305 kann auch beispielsweise elektrisch abgetastet werden, um den Wert eines Parameters bereitzustellen, etwa indem das Bedienelement 305 ein Potentiometer umfasst. In einer weiteren Ausführungsform ist zur Bestimmung des Werts des Parameters eine insbesondere optische Abtasteinrichtung 325 vorgesehen, um die Position der Grenze 117 im Hohlraum 105 zu bestimmen. Eine Abtastung kann auch an einer anderen Stelle der hydraulischen Anordnung erfolgen. Beispielsweise kann die Position eines der Kolben 210 oder ein hydraulischer Druck im Hohlkörper 105 auf bekannte Weise abgetastet werden. Bevorzugt ist die Steuereinrichtung 150 mit der Abtasteinrichtung 325 verbunden und dazu eingerichtet, den abgetasteten Wert mittels der Schnittstelle 155 bereitzustellen.
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4 zeigt eine Ausführungsform einer Lichteinkopplung in den Hohlraum 105 einer der Vorrichtungen 100, 300 der vorangehenden Figuren. Dargestellt ist ein exemplarisch linearer Hohlraum 105, an dessen einen Ende ein erster Flüssigkeitsbehälter 130 zur Aufnahme von erster Flüssigkeit 110 angebracht ist. Der erste Flüssigkeitsbehälter 130 ist beispielhaft als Faltenbalg ausgeführt, sodass er auch als Pumpe 120 oder Druckspeicher 135 wirken kann (vgl. 3). Im Bereich des Endes des Hohlraums 105 ist eine Biegung 405 des Hohlraums 105 oder seiner hydraulischen Zuführung, die die erste Flüssigkeit 110 aufnimmt, vorgesehen. In gerader Verlängerung der Erstreckungsrichtung des Hohlraums 105 im Endbereich ist ein transparenter Fortsatz 410 angebracht, an dem die Beleuchtungseinrichtung 170 angebracht ist. Dazu kann der Fortsatz 410 eine Stirnfläche aufweisen, die sich möglichst senkrecht zur gewünschten Richtung des Lichtflusses in Richtung der Erstreckung des Hohlraums 105 erstreckt. In einer anderen Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung 170 in eine Aussparung im Fortsatz 410 eingelassen. Licht der Beleuchtungseinrichtung 170 wird so bevorzugt in Richtung der Erstreckung des Hohlraums 105 in die erste Flüssigkeit 110 eingekoppelt. Die erste Flüssigkeit 110 kann das eingekoppelte Licht wenigstens teilweise in seitlicher Richtung streuen, sodass ein Beobachter eine leuchtende Flüssigkeit wahrnimmt. Dabei wird bevorzugt der Effekt einer homogenen Verteilung des eingekoppelten Lichts in der Flüssigkeit 110, 115 angestrebt.
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In anderen Ausführungsformen kann das Licht auch über die Grenze 117 hinweg aus der ersten Flüssigkeit 110 in die zweite Flüssigkeit 115 eingekoppelt werden. Die Beleuchtungseinrichtung 170 kann auch an dem Ende des Hohlkörpers vorgesehen sein, in dem üblicherweise zweite Flüssigkeit 115 vorliegt. Andere Möglichkeiten der Einkopplung von Licht in den Hohlkörper 105 bzw. eine der Flüssigkeiten 110, 115 können ein Prisma oder einen Spiegel verwenden. Das Licht wird möglichst gleichmäßig in die Flüssigkeiten 110, 115 eingekoppelt, wobei möglichst kein Licht direkt von der Beleuchtungseinrichtung 170 ins Auge eines Betrachters fällt.
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Die Beleuchtungseinrichtung 170 umfasst bevorzugt eine Leuchtdiode (LED), die einfarbig oder mehrfarbig ausgeführt sein kann. Eine mehrfarbige Leuchtdiode ist üblicherweise gebildet durch mehrere Halbleiter, die zur Aussendung von unterschiedlich gefärbtem Licht (z. B. rot, grün und blau) eingerichtet und eng zusammen angeordnet sind. Durch Variation der Intensitäten der einzelnen Halbleiter kann Licht in einer vorbestimmten Mischfarbe erzeugt werden. Farbig angestrahlte erste Flüssigkeit 110 kann die Lichtfarbe übernehmen oder in eine andere Farbe umwandeln. Durch rasches Ein- und Ausschalten der Beleuchtungseinrichtung 170 in einem vorbestimmten Tastverhältnis kann die Intensität des Lichts gesteuert werden. Die Intensität kann an Lichtverhältnisse einer Umgebung oder an eine Tageszeit angepasst sein. Die Beleuchtungseinrichtung 170 kann auch dazu eingerichtet sein, weißes oder pseudo-weißes Licht auszusenden. Die Flüssigkeiten 110, 115 können mittels zugeordneter Beleuchtungseinrichtungen 170 auch in unterschiedlichen Farben oder Intensitäten beleuchtet werden.
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5 zeigt ein beispielhaftes Haushaltsgerät 500 mit einer Vorrichtung 100, 300 nach einer der vorangehenden Figuren. Das dargestellte Haushaltsgerät 500 umfasst eine Waschmaschine mit einer runden Tür 505. Entlang der Rundung der Tür 505 ist ein kreisbogenförmiger Hohlraum 105 nach der Darstellung von 1 angeordnet. Dabei kann der Hohlraum 105 an der Tür 505 selbst oder radial weiter außen, an einem Korpus des Haushaltsgeräts 500 angeordnet sein. Die Position der Grenze 117 zwischen der ersten Flüssigkeit 110 und der zweiten Flüssigkeit 115 kann in der beschriebenen Weise für die Eingabe oder Ausgabe eines Parameters verwendet werden, der insbesondere mit dem Betrieb des Haushaltsgeräts 500 verbunden ist.
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6 zeigt ein weiteres beispielhaftes Haushaltsgerät 600 mit mehreren Vorrichtungen 100, 300 nach einer der 1 bis 4. Das Haushaltsgerät 600 umfasst einen beispielhaften Herd mit vier Kochfeldern 605. Jedem Kochfeld 605 ist eine Vorrichtung 100, 300 zugeordnet. Eine Steuerung eines Kochfelds 605 mittels einer der Vorrichtungen 100, 300 kann insbesondere eine Eingabe bzw. Ausgabe eines Soll- bzw. Istwerts einer Leistungsstufe oder Temperatur des Kochfelds 605 umfassen. Die Temperatur des Kochfelds kann in einer Ausführungsform auf einen abgeschlossenen ersten Flüssigkeitsbehälter 130 wirken, sodass die erforderliche Pumpwirkung zur Bewegung der Grenze 117 bereits durch die temperaturbedingte Ausdehnung der ersten Flüssigkeit sicher gestellt ist. In diesem Sinn können die Vorrichtungen 100, 300 praktisch auch als Fernthermometer eingesetzt werden.
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Die oben gemachten Aussagen und genannten Vorteile können als exemplarisch für die jeweils gemeinte Ausführungsform gelten. Ausführungsformen, die aus einer Kombination oder erwähnten Abwandlung einer beschriebenen oder gezeigten Ausführungsform hervorgehen, können ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ausgabevorrichtung
- 105
- Hohlraum
- 110
- erste Flüssigkeit
- 115
- zweite Flüssigkeit
- 117
- Grenze
- 120
- Pumpe
- 125
- Antriebseinrichtung
- 130
- erster Flüssigkeitsbehälter
- 135
- Druckspeicher
- 140
- Flussventil
- 145
- zweiter Flüssigkeitsbehälter
- 150
- Steuereinrichtung
- 155
- Schnittstelle
- 160
- Schicht
- 165
- Finger
- 170
- Beleuchtungseinrichtung
- 205
- Zylinder
- 210
- Kolben
- 300
- Eingabevorrichtung
- 305
- Bedienelement
- 310
- Exzenter
- 315
- Kolbenstange
- 320
- elastisches Element
- 325
- Abtasteinrichtung
- 405
- Biegung
- 410
- Fortsatz
- 500
- Haushaltsgerät (Waschmaschine)
- 505
- Tür
- 600
- Haushaltsgerät (Herd)
- 605
- Kochfeld
