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Die Erfindung betrifft ein Näherungs-Bedienelement sowie ein hiermit ausgestattetes elektrisches Haushaltsgerät.
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Elektrische Haushaltsgeräte wie beispielsweise Maschinen zur Reinigung oder/und Trocknung von Kleidungsstücken, Maschinen zur Reinigung von Geschirr oder Öfen oder Herden zur Erhitzung oder/und zum Garen von Lebensmitteln sind regelmäßig mit handbetätigbaren Bedienelementen ausgestattet, mittels deren ein Benutzer händisch das betreffende Gerät bedienen kann. Solche Bedienelemente gibt es z.B. in Form von Drucktasten und Drehrädern für die Betriebssteuerung des Haushaltsgeräts, aber z.B. auch in Form von Klappelementen zum Öffnen einer Tür des Haushaltsgeräts.
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Kapazitive Näherungssensoren arbeiten nach dem Prinzip, dass sich durch Hineinbewegung eines Objekts in das elektrische Feld eines (offenen) Kondensators die Kapazität des Kondensators verändert. Derartige Kapazitätsänderungen können mittels einer elektrischen Schwingkreisschaltung detektiert werden, deren Schwingfrequenz sich abhängig von der Kondensatorkapazität ändert. Durch Auswertung der Schwingfrequenz kann somit die Annäherung eines Objekts an den Näherungssensor detektiert werden. Näherungssensoren können beispielsweise als Näherungsschalter zur Detektion einer sich nähernden Hand oder eines Teils der Hand eines Benutzers eingesetzt werden und sind somit eine Möglichkeit zur Realisierung eines Bedienelements eines elektrischen Haushaltsgeräts.
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Viele elektrische Haushaltsgeräte weisen ein Gerätegehäuse auf, dessen Gehäusewände zumindest teilweise metallisch und somit elektrisch leitend ausgeführt sind. Die Anwesenheit metallischer Wände im Bereich des elektrischen Felds eines kapazitiven Näherungssensors kann das Feld des Sensors beeinflussen. Darüber hinaus können Vibrationen der Gehäusewände zu relativen Abstandsänderungen zwischen den Gehäusewänden und der aktiven Kondensatorelektrode des Näherungssensors führen. Daraus können Kapazitätsänderungen des Näherungssensors resultieren, die eine Auswerteelektronik fälschlicherweise als Näherung eines Objekts detektieren kann, obwohl sich kein Objekt dem Näherungssensor genähert hat.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Näherungs-Bedienelement bereitzustellen, das in der Einsatzumgebung eines elektrischen Haushaltsgeräts eine zuverlässige Erkennung einer Näherungs-Bediengeste eines Benutzers und folglich eine zuverlässige Bedienung des Haushaltsgeräts ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Näherungs-Bedienelement für ein elektrisches Haushaltsgerät vor, umfassend zwei flächige Sensorelektroden in räumlichem Abstand voneinander sowie eine mit den beiden Sensorelektroden verbundene Elektronikbaugruppe, welche dazu eingerichtet ist, in Zuordnung zu jeder der beiden Sensorelektroden ein elektrisches Sensorsignal zu generieren, welches für eine Änderung einer der betreffenden Sensorelektrode zugeordneten Kapazität repräsentativ ist, und durch gegenseitige Inbezugsetzung beider Sensorsignale eine Näherungsbetätigung des Bedienelements festzustellen.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung bildet jede der beiden Sensorelektroden eine Kondensatorelektrode eines Plattenkondensators. Für jede der beiden Sensorelektroden wird von der Elektronikbaugruppe z.B. mittels einer geeigneten Schwingkreisschaltung ein Sensorsignal erzeugt, welches Kapazitätsänderungen des betreffenden Plattenkondensators repräsentiert. Das Sensorsignal kann z.B. ein analoges Strom- oder Spannungssignal sein; alternativ kann es ein digitales Signal sein, dessen digital dargestellter Signalwert für die Kondensatorkapazität oder eine hiervon abgeleitete Größe (z.B. Schwingfrequenz eines Schwingkreises) repräsentativ ist. Die beiden Sensorelektroden können an ein konstantes elektrisches Potenzial von einigen Volt, z.B. zwischen etwa 1,8 V und 5 V, angelegt werden, wobei es denkbar ist, beide Sensorelektroden an das gleiche elektrische Potenzial oder an ein jeweils unterschiedliches Potenzial anzulegen.
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Wenngleich die beiden Sensorelektroden räumlichen Abstand voneinander haben, sind sie dennoch jedenfalls bei bestimmten Ausführungsformen so nahe beieinander angeordnet, dass bei ordnungsgemäßer Ausführung einer händischen Näherungs-Bediengeste (d.h. bei ordnungsgemäßer Annäherung eines Fingers oder eines anderen Teils der Hand eines Benutzers an eine spezifizierte Bedienoberfläche des Näherungs-Bedienelements zum Zwecke von dessen Betätigung) beide Sensorsignale einen Signalverlauf zeigen, in dem sich die Bediengeste niederschlägt. Information über die Näherungs-Bediengeste soll also bei diesen Ausführungsformen in beiden Sensorsignalen enthalten sein, z.B. in der Signalmagnitude oder/und im zeitlichen Signalverlauf. Die Information über die Näherungs-Bediengeste kann jedoch in unterschiedlicher Ausprägung, nämlich z.B. in unterschiedlicher Stärke oder/und in einem unterschiedlichen Zeitmuster, in den beiden Sensorsignalen enthalten sein.
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Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass eine der Sensorelektroden räumlich näher bei der Bedienoberfläche des Näherungs-Bedienelements angeordnet ist als die andere der Sensorelektroden. Mit einer solchen relativen Anordnung der Sensorelektroden in Bezug auf die Bedienoberfläche kann z.B. erreicht werden, dass sich die Bediengeste in gleichsinnigen Signaländerungen beider Sensorsignale niederschlägt, wobei jedoch der Signalausschlag des Sensorsignals der einen Sensorelektrode signifikant stärker ist als der entsprechende Ausschlag des Sensorsignals der anderen Sensorelektrode. Umgekehrt kann vorgesehen sein, dass diejenige Sensorelektrode, die näher bei der Bedienoberfläche angeordnet ist, zugleich weiter entfernt von einem als potentieller elektrischer Störfaktor für die Sensorsignale angesehenen metallischen Bauteil des Haushaltsgeräts (z.B. von einer metallischen Gehäusewand) angeordnet ist als die andere Sensorelektrode. Hierdurch kann erreicht werden, dass sich Vibrationen des metallischen Bauteils zwar wiederum in gleichsinnigen Signaländerungen beider Sensorsignale niederschlagen, die Stärke dieser Signaländerungen jedoch bei dem Sensorsignal der einen Sensorelektrode signifikant schwächer ist als bei dem Sensorsignal der anderen Sensorelektrode.
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Allgemeiner ausgedrückt kann das Näherungs-Bedienelement insbesondere duch die Gestaltung und gegenseitige räumliche Lage der Sensorelektroden derart ausgelegt sein, dass sich eine Näherungs-Bediengeste sowie Vibrationen eines nahen Metallbauteils jeweils in signifikanter Weise unterschiedlich auf die Sensorsignale auswirken. Zum Beispiel kann eine der Sensorelektroden gewissermaßen als „Handelektrode“ dienen, wenn das ihr zugeordnete Sensorsignal vergleichsweise stärker auf händische Bediengesten des Benutzers reagiert, während die andere der Sensorelektroden gewissermaßen als „Geräteelektrode“ dienen kann, wenn das ihr zugeordnete Sensorsignal vergleichsweise stärker auf geräteseitige Störungen reagiert.
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Durch gemeinsame Auswertung beider Sensorsignale kann die Elektronikbaugruppe demnach feststellen, ob bestimmte beobachtete Signalverläufe der Sensorsignale beider Sensorelektroden auf eine ordnungsgemäße Bediengeste des Benutzers zurückzuführen sind (d.h. Näherungsbetätigung) oder nur Ergebnis unerwünschter, aber in der Praxis oftmals unvermeidbarer Störeinflüsse sind. Z.B. können unerwünschte Vibrationen dann auftreten, wenn ein Benutzer versehentlich mit dem Bein oder dem Arm gegen das Haushaltsgerät stößt. Bei solchen zufälligen Geschehnissen soll selbstverständlich von der Elektronikbaugruppe keine Betätigung des Bedienelements festgestellt werden. Dies soll nur dann erfolgen, wenn die Elektronikbaugruppe aus einer Gesamtschau der Sensorsignale beider Sensorelektroden feststellt, dass eine tatsächliche Betätigung des Bedienelements stattgefunden hat. Die gegenseitige Inbezugsetzung der beiden Sensorsignale kann beispielsweise einen qualitativen oder/und quantitativen Vergleich der Signalmagnituden der beiden Sensorsignale umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die gegenseitige Inbezugsetzung der beiden Sensorsignale eine Analyse zeitlicher Signalmuster der Sensorsignale umfassen. Beispielsweise ist es denkbar, dass mechanische Vibrationen zu einer Aufeinanderfolge mehrerer, vergleichsweise kurzzeitiger Signalspitzen führen (insbesondere bei einer Signalabtastung der Kondensatorkapazität oder einer hiervon abgeleiteten Größe mit einer Sampling-Frequenz, die kleiner ist als die Vibrationsfrequenz und auch kein natürlicher Teiler der Vibrationsfrequenz ist), während eine zum Zwecke der Betätigung ausgeführte Bediengeste zu einem zeitlich länger dauernden, jedoch kontinuierlicheren Signalanstieg, also einem insgesamt „ruhigeren“ Signalverlauf führt. Soweit solche charakteristischen Signalmuster identifizierbar sind (d.h. charakteristisch für eine bestimmte Ursache von Kapazitätsänderungen), können sie selbstverständlich bei der Signalauswertung berücksichtigt werden.
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Zur elektrischen Abschirmung der beiden Sensorelektroden voneinander kann das Näherungs-Bedienelement eine im Raumbereich zwischen den beiden Sensorelektroden angeordnete, insbesondere ebenfalls flächig ausgebildete Schirmelektrode aufweist. Die Schirmelektrode kann beispielsweise auf ein elektrisches Massepotential des Haushaltsgeräts oder auf ein geeignetes anderes elektrisches Potential gelegt sein.
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Die Erfindung sieht darüber hinaus ein elektrisches Haushaltsgerät vor, welches einen Gerätehauptkörper mit einem darin gebildeten Prozessraum (z.B. Waschraum, Trocknungsraum, Spülraum, Garraum), eine relativ zu dem Gerätehauptkörper beweglich angeordnete Tür zum Verschließen einer Zugangsöffnung zu dem Prozessraum, ein Näherungs-Bedienelement der vorstehend erläuterten Art sowie eine elektronische Steuereinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, abhängig von der Feststellung einer Näherungsbetätigung des Näherungs-Bedienelements eine vorbestimmte Reaktion zu bewirken. Das Haushaltsgerät ist beispielsweise eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner. Unter einem Waschtrockner wird hierbei eine Maschine verstanden, die die Funktionen einer Waschmaschine und eines Wäschetrockners in sich vereint.
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Die vorbestimmte Reaktion kann jegliche Operation sein, welche bei einem elektrischen Haushaltsgerät von einem Benutzer mittels einer geeigneten händischen Näherungs-Bediengeste initiierbar und insbesondere elektrisch gesteuert ausführbar sein soll. Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die vorbestimmte Reaktion ein automatisches Öffnen der geschlossenen Tür. Wird von der Elektronikbaugruppe des Bedienelements eine Näherungsbetätigung erkannt, kann beispielsweise die Steuereinheit einen elektrisch steuerbaren Türöffnungsmechanismus des Haushaltsgeräts geeignet steuern, um die Tür gegen die zu Schließhaltekraft eines mechanischen Türverschlusses des Haushaltsgeräts aufzudrücken. Bei anderen Ausführungsformen umfasst die vorbestimmte Reaktion eine andere Gerätefunktion, z.B. ein Einschalten („Aufwachen“) des Haushaltsgeräts oder einen Start oder Stopp einer Programmausführung eines Betriebsprogramms des Haushaltsgeräts.
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Nicht nur, aber insbesondere dann, wenn das Näherungs-Bedienelement Funktion zum Öffnen der Tür des Haushaltsgeräts haben soll, können die Sensorelektroden an der Tür angeordnet sind. Hierbei können die Sensorelektroden im Bereich eines Umfangsrands der Tür angeordnet sein, wobei sie in Umfangsrichtung der Tür langgestreckt ausgebildet sind und einander überlappen. Die langgestreckte Ausbildung der Sensorelektroden ermöglicht die Realisierung eines vergleichsweise großen Bedienfelds für den Benutzer. Bei Wäschebehandlungsgeräten des Frontlader-Typs (d.h. mit einer an einer Maschinenfrontseite angeordneten, gelegentlich mit einem Bullaugenfenster ausgeführten Rundtür) können die Sensorelektroden bogenartig gekrümmt entlang des Türumfangs sich erstrecken.
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Wie erläutert, bietet sich das erfindungsgemäße Näherungs-Bedienelement besonders dort zum Einbau an, wo das Haushaltsgerät in räumlicher Nähe zum Einbauort des Bedienelements Metallmaterial aufweist, das die Kapazität eines kapazitiven Sensors im Sinne eines Störeinflusses beeinträchtigen kann. Dementsprechend sehen bestimmte Ausführungsformen vor, dass die Sensorelektroden an einer Geräteseite angeordnet sind, an welcher der Gerätehauptkörper eine metallische Gehäusewand aufweist.
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Dabei können die Sensorelektroden an der Tür mit solcher Lage angeordnet sein, dass bei geschlossener Tür eine der Sensorelektroden näher bei der metallischen Gehäusewand angeordnet ist als die andere der Sensorelektroden. Durch eine derartige relative Anordnung der Sensorelektroden in Bezug auf die metallische Gehäusewand kann erreicht werden, dass die metallische Gehäusewand einen unterschiedlich starken Störeinfluss auf die Sensorsignale der beiden Sensorelektroden hat.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:
- 1 schematisch eine Haushalts-Waschmaschine vom Frontlader-Typ gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Waschmaschine der 1 bei teilgeöffneter Tür, und
- 3 ein elektrisches Schaltbild eines bei der Waschmaschine der 1 und 2 vorgesehenen Näherungs-Bedienelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Es wird zunächst auf 1 verwiesen. Die dort stark schematisiert dargestellte, allgemein mit 10 bezeichnete Waschmaschine weist einen Maschinenkorpus (Gerätehauptkörper) 12 auf, in welchem ein in 1 nicht näher dargestellter Waschraum zur Aufnahme zu reinigender Wäsche gebildet ist. Der Waschraum kann in an sich bekannter Weise in einer Waschtrommel gebildet sein, welche drehbar in einem Laugenbehälter aufgenommen ist, der im Innern eines die sichtbare Außenoberfläche des Maschinenkorpus 12 bildenden Korpusgehäuses 14 aufgenommen ist. In einer Frontwand 16 des Maschinenkorpus 12 ist eine Zugangsöffnung 18 zu dem Waschraum gebildet. Eine typischerweise als Bullaugentür ausgebildete Tür 20 ist um eine vertikale Schwenkachse schwenkbar an dem Maschinenkorpus 12 angebracht und erlaubt es, die Zugangsöffnung 18 zu verschließen. Die Zugangsöffnung 18 ist in 1 nur gestrichelt angedeutet, da sie durch die als geschlossen gezeichnete Tür 20 verdeckt ist. Wenngleich in 1 nicht näher dargestellt, ist es bei Waschmaschinen des in 1 gezeigten Typs üblich, dass um die Zugangsöffnung 18 herum an der Frontwand 16 eine wulstartige Türdichtung angebracht ist, die beim Schließen der Tür 20 komprimiert wird und dadurch bei geschlossener Tür 20 den Waschraum nach außen gegen Wasseraustritt abdichtet.
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Um die Tür 20, nachdem sie in eine Schließstellung gebracht wurde, in welcher die Zugangsöffnung 18 verschlossen ist, geschlossen zu halten, ist die Waschmaschine 10 mit einem Türverschluss 22 ausgestattet. Der Türverschluss 22 ist beispielsweise vom Typ eines Aufreißverschlusses, der es einem Benutzer ermöglicht, nur durch Ziehen an der geschlossenen Tür 20 selbige zu öffnen. Bei bestimmten Ausführungsformen muss der Benutzer dabei mit einer Kraft an der Tür 20 ziehen, die ausreichend groß ist, um eine Schließhaltekraft des Türverschlusses 22 zu überwinden. Die Schließhaltekraft des Türverschlusses 22 beruht beispielsweise auf mindestens einer Schließfeder (nicht näher dargestellt), welche sich beim Schließen der Tür 20 entspannt und zum Öffnen des Türverschlusses 22 wieder unter (verstärkte) Spannung gesetzt werden muss. Die Entspannung der Schließfeder beim Schließen der Tür 20 hat einen Zuzieheffekt auf die Tür 20, durch den die Tür 20 gegen den Widerstand der erwähnten Türdichtung stärker an dem Maschinenkorpus 12 herangezogen wird. Solche Aufreißverschlüsse werden auch als Drück-Zieh-Verschlüsse bezeichnet.
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Die Waschmaschine 10 umfasst ferner einen elektrisch gesteuerten Türöffner 24, welcher eine Funktion zum automatischen Aufdrücken der geschlossenen Tür 20 bereitstellt. Der Türöffner 24 und der Türverschluss 22 können getrennte, mechanisch für sich funktionsfähige Einheiten sein oder sie können in einer Baueinheit zusammengefasst sein. Automatisch meint hier, dass der Nutzer nicht selbst mit seiner eigenen Hand an der Tür 20 ziehen oder gegen diese drücken muss. Die Aktivierung des Türöffners 24 kann programmgesteuert erfolgen; bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel ist an der Tür 20 zudem ein Bedienfeld 25 (siehe 2) angeordnet, das Teil eines Näherungs-Bedienelements ist, welches es dem Benutzer ermöglicht, nach eigenem Wunsch den Türöffner 24 zum Öffnen der Tür 20 zu aktivieren.
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In 1 sind der Türverschluss 22 und der Türöffner 24 in enger Nähe zueinander gezeigt, wobei sie im wesentlichen diametral gegenüberliegend zu einer Scharnierstelle angeordnet sind, an welcher sich ein Schwenkscharnier (nicht näher dargestellt) der Tür 20 befindet, mittels dessen die Tür 20 an dem Maschinenkorpus 12 angebracht ist. Ein solches Anordnungsbild des Türverschlusses 22 und des Türöffners 24 ist selbstverständlich rein beispielhaft und nicht beschränkend. Gestrichelt ist in 1 bei 24' eine beispielhafte Alternativposition für den Türöffner 24 eingezeichnet, bei der er um etwa einen Viertelkreis gegenüber dem Türverschluss 22 winkelversetzt angeordnet ist.
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Der Türöffner 24 wird durch eine bei 26 angedeutete Steuereinheit der Waschmaschine 10 elektrisch gesteuert. Beispielsweise nach dem Ende eines Betriebslaufs der Waschmaschine 10 kann die Steuereinheit 26 den Türöffner 24 programmgesteuert dazu steuern, die Tür 20 zu öffnen, damit Feuchtigkeit bzw. heißer Dampf aus dem Waschraum entweichen kann und die in dem Waschraum befindliche Wäsche nicht muffig wird. Beim Öffnen der Tür 20 muss der Türöffner 24 eine bestimmte Haltekraft (Schließhaltekraft) des Türverschlusses 22 überwinden, der versucht, die Tür 20 geschlossen zu halten. Der Türöffner 24 kann außerdem aktiviert werden, indem der Benutzer mit seiner Hand das Bedienfeld 25 berührt oder seine Hand hinreichend nahe an das Bedienfeld 25 heranbewegt, damit ein kapazitives Näherungs-Bedienelement 28 (3) eine Näherungsbetätigung des Näherungs-Bedienelements 28 feststellt. Der elektrische Aufbau des Näherungs-Bedienelements 28 wird weiter unten noch im Detail erläutert. Zunächst wird jedoch 2 erläutert.
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Gemäß 2 ist die Tür 20 als Bullaugentür mit einem Bullaugenfenster 30 ausgebildet. Das Bullaugenfenster 30 ist von einem ringartigen, üblicherweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Fensterrahmen 32 umschlossen, an welchem das Bedienfeld 25 angeordnet ist. Das Bedienfeld 25 kann von einem in den Fensterrahmen 32 eingelassenen, gesonderten Sensormodul gebildet sein; alternativ ist es vorstellbar, dass das Bedienfeld 25 lediglich ein optisch für den Benutzer hervorgehobener Bereich des Fensterrahmens 32 ist. Vorrangige Funktion des Bedienfeld 25 ist es, einen visuell wahrnehmbaren, abgegrenzten Bereich zu definieren, den der Benutzer als sensorisch wirksamen Bereich zur Erfassung eine Bediengeste versteht. Im Bereich des Bedienfelds 25 ist verdeckt in dem Fensterrahmen 32 eine Anordnung zweier Sensorelektroden 34, 36 (gestrichelt angedeutet) untergebracht, die im gezeigten Beispielfall streifenartig länglich ausgeführt sind. Die Sensorelektroden 34, 36 können beispielsweise mit gegenseitigem Abstand an einem gemeinsamen Trägerbauteil (nicht dargestellt) angebracht sein, welches seinerseits in den Fensterrahmen 32 eingesetzt ist. Es kann so ein Sensormodul vorgefertigt werden, welches das Trägerbauteil und beide Sensorelektroden 34, 36 (und ggf. eine zusätzliche Schirmelektrode) enthält und als vorgefertigtes Modul an dem Haushaltsgerät, hier der Waschmaschine 10, montiert werden kann. Das Trägerbauteil kann beispielsweise von einem Stabprofil gebildet sein, welches entsprechend dem Umfangsverlauf der Tür 20 bogenartig gekrümmt ist. Alternativ könnte als Trägerbauteil eine Leiterplatte dienen, wobei auf der Leiterplatte gebildete Leiterbahnflächen die Sensorelektroden 34, 36 bilden können.
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Die Sensorelektroden 34, 36 erstrecken sich im gezeigten Beispielfall in Umfangsrichtung der Tür 20, wobei ihre Umfangslänge beispielsweise wenigstens 5 cm oder wenigstens 10 cm oder wenigstens 15 cm oder wenigstens 20 cm beträgt. Alternativ ist es vorstellbar, die Sensorelektroden 34, 36 so auszugestalten und in die Tür 20 einzubauen, dass sie in radialer Richtung (bezogen auf einen Mittelpunkt der Tür 20) länglich sind.
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Der gegenseitige Abstand der Sensorelektroden 34, 36 beträgt beispielsweise einige Millimeter oder einige wenige Zentimeter. Die Sensorelektroden 34, 36 sind beispielsweise von metallischen Folienstücken oder Blechstücken aus einem hinreichend leitfähigen Metallwerkstoff (z.B. Aluminium oder Silber) gebildet; sie können alternativ von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte gebildet sein. Die beiden Sensorelektroden 34, 36 können z.B. als Plattenelektroden ausgebildet sein oder sie können im Querschnitt z.B. als L-förmig oder C-förmig profilierte Elektroden ausgebildet sein.
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Die Sensorelektroden 34, 36 können einander überlappend in die Tür 20 eingebaut sein. Damit ist ein Überlapp dergestalt gemeint, dass bei geschlossener Tür 20 aus der Sicht eines vor der Frontwand 16 der Waschmaschine 10 stehenden Benutzers die beiden Sensorelektroden 34, 36 hintereinander angeordnet sind, d.h. ein vorne, die andere dahinter. Aus der Sicht eines solchen Benutzers ist dann eine der Sensorelektroden 34, 36 (im gezeigten Beispielfall der 2 die Sensorelektrode 34) eine vordere Elektrode, während die andere der Sensorelektroden 34, 36 (im Beispielfall der 2 die Sensorelektrode 36) eine hintere Elektrode ist. Die vordere Sensorelektrode 34 ist damit näher bei dem gedachten Benutzer und hat bei geschlossener Tür 20 folglich etwas größeren Abstand zu der Frontwand 16 des Maschinenkorpus 12 als die hintere Sensorelektrode 36. Unter der Annahme, dass die Frontwand 16 zumindest zu einem großen Teil aus einem Metallwerkstoff besteht, ist dann der (störende) Einfluss der Frontwand 16 auf ein von der hinteren Sensorelektrode 36 erzeugtes elektrisches Feld größer als der Einfluss der Frontwand 16 auf ein von der vorderen Sensorelektrode 34 erzeugtes elektrisches Feld. Vibrationen, die an der Frontwand 16 beispielsweise dann auftreten können, wenn der Benutzer mit dem Knie gegen die Frontwand 16 stößt, rufen dann in geringerem Maße Kapazitätsänderungen bei einem von der vorderen Sensorelektrode 34 gebildeten (offenen) Kondensator hervor als bei einem von der hinteren Sensorelektrode 36 gebildeten (offenen) Kondensator.
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Ein gegenseitiger Überlapp der Sensorelektroden 34, 36 ist jedoch keine Notwendigkeit. Muss zum Beispiel damit gerechnet werden, dass die Tür 20, wenn sie geschlossen ist, um eine bestimmte Achse wackeln kann, können die Sensorelektroden 34, 36 beidseits dieser Achse z.B. spiegelsymmetrisch angeordnet werden. Wackelbewegungen der Tür 20 würden sich dann zueinander phasenversetzt in den Sensorsignalen beider Sensorelektroden 34, 36 niederschlagen. Eine Näherungs-Bediengeste würde dagegen siginifikant unterschiedliche Auswirkung auf die Sensorsignale beider Sensorelektroden 34, 36 haben. Auf diese Weise könnte durch gemeinsame Betrachtung der Sensorsignale beider Sensorelektroden 34, 36 eine Näherungsbetätigung des Bedienelements 28 z.B. von ungewolltem oder unerwünschtem Wackeln der Tür 20 unterschieden werden.
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Umgekehrt ist die vordere Sensorelektrode 34 in stärkerem Maße als die hintere Sensorelektrode 36 Kapazitätsänderungen ausgesetzt, die sich ergeben, wenn der Benutzer eine Hand an das Bedienfeld 25 heranbewegt mit dem Wunsch, ein Öffnen der geschlossenen Tür 20 zu bewirken. Durch geeignete Dimensionierung und Gestaltung der Sensorelektroden 34, 36 kann es dementsprechend gelingen, aus einer Gesamtbetrachtung zweier Sensorsignale, die jeweils die Kapazitätsänderungen einer der Sensorelektroden 34, 36 repräsentieren, zuverlässig die beiden Fälle zu unterscheiden, dass Kapazitätsänderungen durch Vibrationen der Frontwand 16 verursacht werden oder durch eine sich dem Bedienfeld 25 nähernde Hand eines Benutzers.
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Im gezeigten Beispielfall der 2 ist das Bedienfeld 25 mit den beiden Sensorelektroden 34, 36 angenähert an der 3-Uhr-Position der Tür 20 angeordnet. Es versteht sich, dass das Bedienfeld 25 wahlweise an anderen Stellen entlang des Umfangs der Tür 20 angeordnet sein kann, beispielsweise an der 6-Uhr-Position.
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Zu erkennen ist in
2 zudem eine an dem Maschinenkorpus 12 angebrachte Verschlussbaugruppe 38, welche Teil des Türverschlusses 22 ist und eine Einführöffnung 40 aufweist, in welche beim Schließen der Tür 20 ein an der Tür 20 angeordneter Schließbügel 42 eintaucht. Der Schließbügel 42 weist einen vorderen Bügelsteg 44 auf, welcher beim Schließen der Tür 20 von einem in der Gruppe 38 enthaltenden, hier nicht näher dargestellten Greifer gegriffen wird. Beispielsweise kann der von der Verschlussbaugruppe 38 und Schließbügel 42 gebildete Türverschluss 22 eine Ausgestaltung besitzen, wie sie in der
DE 198 37 248 A1 gezeigt und beschrieben ist. Der Inhalt dieser DE-Schrift wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme vollumfänglich einbezogen.
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Der Türöffner 24 umfasst im gezeigten Beispielfall einen am Maschinenkorpus 12 angeordneten Drückerkopf 46, welcher zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Position (2) verstellbar ist und bei geschlossener Tür 20 durch Vorbewegung in die vorgeschobene Position die Tür 20 aufzudrücken vermag.
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Es wird nun ergänzend auf 3 verwiesen. Gemäß dem dort gezeigten Schaltplan ist an die Sensorelektroden 34, 36 ein positives elektrisches Gleichspannungspotential +U1 bzw. +U2 angelegt. Es versteht sich, dass statt eines positiven Gleichspannungspotentials ein negatives Gleichspannungspotential an die Sensorelektroden 34, 36 angelegt werden kann. Die an die beiden Sensorelektroden 34, 36 angelegten Potentiale können vorzeichengleich oder vorzeichenverschieden sein und können betragsmäßig gleich oder verschieden sein. Die beiden Sensorelektroden 34, 36 sind mit einer Elektronikbaugruppe 48 verbunden, welche in Zuordnung zu jeder der Sensorelektroden 34, 36 ein elektrisches Sensorsignal erzeugt, das für eine Kapazitätsänderung eines von der betreffenden Sensorelektrode 34, 36 gebildeten offenen Plattenkondensators repräsentativ ist. Hierzu kann die Elektronikbaugruppe 48 in an sich bekannter Weise beispielsweise einen RC-Schwingkreis in Zuordnung zu jeder der Sensorelektroden 34, 36 umfassen, wobei die betreffende Sensorelektrode 34 bzw. 36 Teil des Schwingkreiskondensators ist. Die Elektronikbaugruppe 48 kann an dem Maschinenkorpus 12 angeordnet sein und über Drähte (nicht näher dargestellt), die über das Schwenkscharnier der Tür 20 geführt sind, mit den Sensorelektroden 34, 36 verbunden sein.
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Durch Annäherung eines Fingers oder anderen Handteils an das Näherungs-Bedienelement 28 (in der Darstellung der 3 von links her) ändert sich die Kapazität jedes der von den Sensorelektroden 34, 36 gebildeten Kondensatoren, wobei bei der gezeigten Konfiguration des Näherungs-Bedienelements 28 die Kapazitätsänderung bei beiden Kondensatoren gleichsinnig ist (z.B. bei zunehmender Annäherung des Fingers größer wird) und sich in einer entsprechend gleichsinnigen Änderung der Schwingfrequenz beider Schwingkreise niederschlägt. Aufgrund des unterschiedlichen Abstands der Sensorelektroden 34, 36 von dem sich nähernden Finger ist jedoch das Ausmaß der Kapazitätsänderung bei den beiden Sensorelektroden 34, 36 unterschiedlich sta rk.
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Beginnt die Frontwand 16 zu vibrieren, kann auch dies eine gleichsinnige, jedoch unterschiedlich starke Kapazitätsänderung beider Kondensatoren hervorrufen. Durch Auswertung des Schwingverhaltens beider Schwingkreise kann die Elektronikbaugruppe 48 beurteilen, ob eine händische Bediengeste des Benutzers oder Vibrationen der Frontwand 16 ursächlich für beobachtete Schwingfrequenzänderungen waren. Entsprechend kann die Elektronikbaugruppe 48 erkennen, ob eine ordnungsgemäße (d.h. händisch durchgeführte) Näherungsbetätigung des Näherungs-Bedienelements 28 stattgefunden hat oder ob die Stärke oder/und der zeitliche Verlauf oder/und andere Charakteristiken von beobachteten Schwingfrequenzänderungen der Schwingkreise darauf schließen lassen, dass eine gewollte Betätigung des Näherungs-Bedienelements 28 nicht vorliegt.
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Das Auswertergebnis kann die Elektronikbaugruppe 48 an die Steuereinheit 26 übermitteln, die abhängig vom mitgeteilten Auswertergebnis in definierter Weise reagieren kann (wenn eine Näherungsbetätigung mitgeteilt wird). Z.B. kann die Steuereinheit 26, wie erläutert, bei Mitteilung einer Näherungsbetätigung des Näherungs-Bedienelements 28 ein automatisches Öffnen der Tür 20 bewirken.
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Das Näherungs-Bedienelement 28 kann zudem eine zwischen den beiden Sensorelektroden 34, 36 angeordnete Schirmelektrode 50 aufweisen, die im gezeigten Beispielfall auf elektrisches Massepotential gelegt ist. Selbstverständlich kann für die Schirmelektrode 50 ein anderes elektrisches Potential als das Massepotential gewählt werden. Die Schirmelektrode 50 ist zusammen mit den Sensorelektroden 34, 36 in den Fensterrahmen 32 der Tür 20 eingebaut und kann Teil des erwähnten Sensormoduls sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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