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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Bedienfeld gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gerät mit dem Bedienfeld und eine Kontaktmatte für ein Bedienfeld.
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Hintergrund der Erfindung
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Aus dem Stand der Technik sind Bedienfelder für Haushaltsgeräte, wie beispielsweise Kochfelder bekannt. Beispielsweise offenbart
EP 1 816 747 A2 einen kapazitiven Berührungsschalter, der in einer Bedienungseinrichtung für ein elektronisches Haushaltsgerät eingesetzt wird. Dieser enthält ein kapazitives Sensorelement, dessen Kapazität sich bei Berührung einer Bedienfeldplatte, an der das Sensorelement angeordnet sein kann, verändert. Somit kann eine Berührung auf der von dem Sensorelement abgewandten Seite der Bedienfeldplatte erfassbar sein. Um eine Positionierung des Sensorelements an der Bedienfeldplatte zu gewährleisten, ist ein elastisches Druckelement vorgesehen, das das Sensorelement an die Bedienfeldplatte drückt.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vorrichtungstechnisch einfaches und kostengünstiges Bedienfeld zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein vorrichtungstechnisch einfaches und kostengünstiges Gerät mit dem Bedienfeld und eine vorrichtungstechnisch einfache und kostengünstige Kontaktmatte für ein Bedienfeld zu schaffen.
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Die Aufgabe hinsichtlich des Bedienfelds wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe hinsichtlich des Geräts gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst und die Aufgabe hinsichtlich der Kontaktplatte für ein Bedienfeld wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein Bedienfeld mit einer Kontaktplatte, einer Leiterplatte und einer Kontaktmatte vorgesehen. Die Kontaktmatte ist biegeschlaff und/oder elastisch ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Kontaktmatte forminstabil. Des Weiteren weist die Kontaktmatte zwei Großflächen auf. Eine der Großflächen ist als Anlageseite ausgebildet, die an der Kontaktplatte direkt oder indirekt, beispielsweise über eine zusätzliche Schicht, anliegen kann. Das heißt, die nicht formstabile und biegeschlaffe Kontaktmatte liegt mit einer ihrer Großflächen an der Kontaktplatte an. Die Kontaktplatte kann vorzugsweise ebenfalls zwei Großflächen aufweisen, wobei eine ihrer Großflächen ebenfalls eine Anlageseite ist, wobei die Kontaktplatte mit ihrer Anlageseite an der Anlageseite der Kontaktmatte anliegt. Des Weiteren ist in der Kontaktmatte zumindest ein Sensorelement integriert. Beispielsweise kann das Sensorelement in die Kontaktmatte eingebettet sein oder einstückig mit dieser verbunden sein. Das Sensorelement ist außerdem über die von der Anlageseite wegweisenden Großfläche der Kontaktmatte, die eine Kontaktseite bildet, mit der Leiterplatte kontaktierbar. Über das Sensorelement ist eine Berührung der Kontaktplatte oder eine Annäherung an die Kontaktplatte von einem, insbesondere stromleitenden, Gegenstand oder einem Körperteil einer Person auf der von der Kontaktmatte wegweisenden Seite der Kontaktplatte erfassbar. Insbesondere erfasst das Sensorelement die Berührung oder Annäherung auf der von der Anlageseite der Kontaktplatte wegweisenden Seite der Kontaktplatte, die eine Kontaktseite bilden kann. Das heißt, die Kontaktseite der Kontaktplatte ist auf der von der Kontaktmatte wegweisenden Seite angeordnet. Das Sensorelement kann beispielsweise ein kapazitiver oder ein Teil von einem kapazitiven Sensor oder ein optischer Sensor sein, der die Annäherung oder die Berührung erfassen kann.
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Ein Vorteil dieser Erfindung ist es, dass sich die, insbesondere weiche oder gummiartige, Kontaktmatte an ihrer Anlageseite an eine Form der Anlageseite der Kontaktplatte anpasst, wenn sich die jeweiligen Anlageseiten kontaktieren. Beispielsweise kann die Anlageseite der Kontaktplatte genoppt sein und/oder zumindest einen Vorsprung und/oder eine Ausbeulung und/oder eine Einbuchtung aufweisen und die Anlageseite der Kontaktmatte kann sich in ihrer Form, durch die elastische Ausbildung der Kontaktmatte, an die Anlageseite der Kontaktplatte anpassen. Somit muss die geometrische Ausgestaltung der Anlageseite der Kontaktmatte nicht an eine Oberflächenstruktur der Anlageseite der Kontaktplatte angepasst werden, was vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig ist. Weiter vorteilhaft ist, dass ein Kontakt zwischen den jeweiligen Anlageseiten der Kontaktmatte und der Kontaktplatte auf einfache Weise gewährleistet ist und somit über das Sensorelement eine Berührung oder eine Annäherung an die Kontaktplatte sicher und zuverlässig erfassbar ist. Des Weiteren kann dadurch, dass das Sensorelement in die Kontaktmatte integriert ist, das Sensorelement einfach und schnell an der Kontaktplatte angeordnet und positioniert werden. Es ist anders als beim Stand der Technik nicht notwendig, dass das Sensorelement als einzelnes Bauteil montiert und ausgerichtet werden muss. Außerdem ist es nicht notwendig, das Sensorelement über ein elastisches Bauteil gegen die Kontaktplatte vorzuspannen. Dadurch, dass die Kontaktmatte elastisch ausgebildet ist und das Sensorelement in der Kontaktmatte integriert ist, kann wie oben beschrieben, ein Kontakt zwischen Sensorelement und Kontaktplatte leicht gewährleistet werden. Des Weiteren kann durch die Integration des Sensorelements in der Kontaktmatte eine Anzahl von einzelnen Bauteilen reduziert werden, was eine Montage des Bedienfelds beschleunigt und vereinfacht. Durch die einfache Montage und dadurch, dass gewährleistet werden kann, dass die Anlageseiten der Kontaktmatte und der Kontaktplatte sich - insbesondere direkt oder insbesondere zumindest indirekt - berühren, kann die Montagezeit verringert werden, was zu einer Kostensenkung des Bedienfelds führt.
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Insbesondere bildet das Sensorelement einen Teil oder eine Elektrode eines elektrischen Kondensators. Bei der Annäherung an die Kontaktseite der Kontaktplatte und/oder der Berührung der Kontaktseite der Kontaktplatte ist das Sensorelement derart ausgebildet, dass dieses einen Kondensator mit einem Körperteil einer das Bedienfeld nutzenden Person bildet. Das heißt, berührt eine Person die Kontaktseite der Kontaktplatte oder nähert sich dieser an, so verändert sich ein elektrisches Feld, dass durch das Sensorelement oder durch das Sensorelement und dem Gegenstand oder dem Körperteil ausgebildet ist, und somit kann das Sensorelement eine Berührung der Kontaktseite der Kontaktplatte oder Annäherung an die Kontaktseite der Kontaktplatte erfassen. Durch den mechanischen und/oder elektrischen Kontakt des Sensorelements mit der Leiterplatte, kann über die Leiterplatte die Änderung des Felds weitergegeben werden. Eine Steuerungselektronik, die beispielsweise an der Leiterplatte oder auf der Leiterplatte angeordnet sein kann oder kabellos und/oder über Funk mit der Leiterplatte verbunden ist, kann die Feldänderung erfassen. Im Anschluss ist denkbar, dass die Steuerungselektronik beispielsweise eine Reaktion eines Geräts, an dem das Bedienfeld angeordnet ist, verursacht basierend auf dem Sensorsignal verursacht, womit das Gerät über das Bedienfeld steuerbar ist. Durch die Ausbildung des Sensorelements als ein Teil eines elektrischen Kondensators ist das Sensorelement in seinem Aufbau wenig komplex und kostengünstig herstellbar. Das heißt, das Bedienfeld mit dem Sensorelement ist ebenfalls kostengünstig.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Sensorelement einen Basisabschnitt und einen Stiftabschnitt auf. Der Basisabschnitt kann auf seiner zur Leiterplatte weisenden Seite von der Kontaktmatte begrenzt sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Basisabschnitt vorzugsweiser mit seiner der Leiterplatte zugewandten Seite an der Anlageseite der Kontaktmatte anliegen, so dass sich der Basisabschnitt vorzugsweise an der Anlageseite der Kontaktplatte in Richtung Leiterplatte abstützt. Insbesondere liegt der Basisabschnitt auf seiner zur Kontaktplatte weisenden Seite frei. Das heißt insbesondere berührt das Sensorelement die Anlageseite der Kontaktplatte und ist in Kontakt mit dieser. Dadurch, dass das Sensorelement an der Anlageseite der Kontaktplatte anliegt, kann eine Berührung oder Annäherung an die Kontaktseite der Kontaktplatte leicht und zuverlässig über das Sensorelement erfassbar sein. Liegt das Sensorelement mit seiner zur Kontaktplatte weisenden Seite frei, so kann er über seine von der Kontaktplatte wegweisenden Seite von der Kontaktmatte mit einer Haltekraft beaufschlagt werden. Denkbar wäre, dass sich die elastische Kontaktmatte hierfür, insbesondere direkt oder indirekt, an der Leiterplatte abstützt.
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Insbesondere kann das Sensorelement oder zumindest der Basisabschnitt des Sensorelements zumindest teilweise, wie auch die Kontaktmatte, aus einem biegeschlaffen, elastischen Material ausgebildet sein, so dass sich zumindest der Basisabschnitt des Sensorelements an die Anlageseite der Kontaktplatte in seiner Form anpassen kann. Dies ist vorteilhaft, da somit eine Berührung des Sensorelements mit der Anlageseite der Kontaktplatte einfach und kostengünstig gewährleistet werden kann, ohne dass eine komplizierte und aufwändige Montage oder Anpassung des Sensorelements an die Anlageseite der Kontaktplatte erfolgen muss. Somit können weitere Kosten eingespart werden.
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Vorzugsweise bildet die freiliegende Fläche des Basisabschnitts, die insbesondere die Anlageseite der Kontaktplatte berührt und an dieser anliegt, eine gemeinsame Oberfläche mit der Anlageseite der Kontaktmatte. Die freiliegende Fläche kann mit der Großfläche der Kontaktmatte in einer Ebene liegen. Insbesondere liegt die gesamte Anlageseite der Kontaktmatte und der Basisabschnitt des Sensorelements an der Anlageseite der Kontaktplatte an.
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Der Stiftabschnitt erstreckt sich von dem Basisabschnitt vorzugsweise in Richtung der Leiterplatte, um diese zu kontaktieren. Insbesondere erstreckt sich der Stiftabschnitt in etwa senkrecht zu dem Basisabschnitt und in etwa senkrecht zu der Anlageseite der Kontaktmatte. Dies ist vorteilhaft, da somit der Stiftabschnitt, der insbesondere die Leiterplatte kontaktiert, kurz ausgebildet sein kann und des Weiteren eine Konstruktion und eine Herstellung der Kontaktmatte mit dem Sensorelement besonders kostengünstig sein kann.
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Insbesondere weist die Kontaktmatte zumindest eine Auskragung auf, die sich in Richtung der Leiterplatte erstreckt. Diese Auskragung umgibt vorzugsweise das Sensorelement, insbesondere den Stiftabschnitt des Sensorelements zumindest abschnittsweise. Die Auskragung der Kontaktmatte, die sich von der Kontaktseite der Kontaktmatte weg erstreckt, ist vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig aus nicht stromleitendem, isolierendem Material ausgebildet. Dadurch, dass die Auskragung, die vorzugsweise aus isolierendem Material ausgebildet ist, den Stiftabschnitt zumindest abschnittsweise umgibt, kann eine Abschirmung des Sensorelements gegen Störsignale, die beispielsweise von einem weiteren elektrischen Bauteil, das beispielsweise auf der Leiterplatte angeordnet sein kann, erzeugt sind, erreicht werden und/oder es kann ein ungewollter Kurzschluss mit einem weiteren Bauteil vermieden werden. Somit kann eine Berührung oder Annäherung an die Kontaktseite der Kontaktplatte zuverlässiger, das heißt störungsunempfindlicher, erfasst werden. Insbesondere kann sich die Auskragung mit einem runden oder eckigen, beispielsweise viereckigen oder quadratischen, Querschnitt von der Kontaktseite der Kontaktmatte wegerstrecken und/oder die Auskragung ist als Mantel ausgebildet der den Stift umfangsseitig vollständig umfasst, wobei der Stift aus dem Mantel auskragen kann. Insbesondere erstreckt sich die Auskragung von der Kontaktseite bis in die Nähe der Leiterplatte oder bis zur Leiterplatte, um eine weitestgehende Isolation des Sensorelements gegen Störsignale zu gewährleisten. Der Stiftabschnitt durchdringt die Auskragung, insbesondere mittig, so dass die Abschirmung gegenüber Störsignale in allen Raumrichtungen gleichmäßig ist.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte zumindest eine Aussparung, insbesondere eine Durchgangsaussparung, für den Stiftabschnitt des Sensorelements auf. Die Durchgangsaussparung durchdringt die Leiterplatte insbesondere in einer Richtung senkrecht zu der Kontaktseite der Kontaktmatte. Mit anderen Worten ist der Stiftabschnitt des Sensorelements zumindest teilweise in die Aussparung der Leiterplatte einführbar. Insbesondere ist das dem Basisabschnitt gegenüberliegende Ende des Stiftabschnitts in die Aussparung der Leiterplatte einführbar. Dies ist vorteilhaft, da somit die Leiterplatte eindeutig zu der Kontaktmatte positioniert ist und eine Kontaktierung des Sensorelements mit der Leiterplatte so besonders einfach ist. Die Kontaktierung der Leiterplatte mit dem Sensorelement erfolgt durch einfaches Einführen des Stiftabschnitts des Sensorelements in die Aussparung. Durch die Aussparung kann eine sichere Positionierung und Kontaktierung des Sensorelements ermöglicht werden. Die Aussparung ist beispielsweise zylindrisch ausgestaltet und/oder als Bohrung ausgebildet.
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Um die Leiterplatte in einer Richtung in etwa parallel zu dem Stiftabschnitt des Sensorelements einfach zu positionieren, weist der Stiftabschnitt insbesondere in einem Bereich, der in die Leiterplatte einführbar ist, einen kleineren Durchmesser auf, als in einem Bereich, der nicht in die Leiterplatte eingeführt ist. Der Durchmesser des Stiftabschnitts vermindert sich vorzugsweise stufenförmig, wobei sich der Stiftabschnitt des Sensorelements zu der Leiterplatte insbesondere mit einer - insbesondere ringförmigen - Stufenfläche der Stufe, die der Leiterplatte zugewandt ist, an der Leiterplatte abstützt. Dies ist vorteilhaft, da somit die Positionierung von Sensorelement zu der Leiterplatte besonders einfach ist, da der Stiftabschnitt insbesondere bis zu einer bestimmten Position in die Leiterplatte eingeführt werden kann. Dies trägt weiterhin zur Kostenreduzierung des Bedienfelds bei. Außerdem kann das Sensorelement über die Stufenfläche von der Leiterplatte mit einer Kraft beauschlagt werden und gegen die Kontaktplatte gedrückt werden. Mit anderen Worten verjüngt sich der Stiftabschnitt endseitig.
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Zwischen der Kontaktmatte und der Leiterplatte ist bevorzugt eine Positionierschicht vorgesehen. Die Positionierschicht kann sich auf der Kontaktseite an der Kontaktmatte abstützen und auf der davon wegweisenden Seite kann sich die Positionierschicht auf der Leiterplatte abstützen. Durch die Positionierschicht kann der Abstand zwischen Leiterplatte und Kontaktmatte festgelegt werden. Zusätzlich kann die Positionierschicht zumindest eine Aussparung, insbesondere eine Durchgangsaussparung, aufweisen, durch die der Stiftabschnitt des Sensorelements und/oder die Auskragung der Kontaktmatte durchkragen und/oder angeordnet sein kann. Über die Positionierschicht kann sich die Kontaktmatte an der Leiterplatte vorzugsweise großflächig und/oder über eine Mehrzahl oder Vielzahl von Stützbereichen abstützen. An der Kontaktmatte wiederum kann sich die Kontaktplatte abstützen. Wird auf die Kontaktplatte ein Druck ausgeübt, beispielsweise durch Abstellen eines schweren Gegenstands - beispielsweise, wenn das Bedienfeld bei einem Kochfeld eingesetzt wird -, so kann dieser Druck vergleichsweise gleichmäßig im Bedienfeld verteilt und abgestützt werden. Die Positionierschicht kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung derart ausgebildet und angeordnet sein, dass diese sich an der Leiterplatte abstützen kann und die Kontaktmatte mit einer Haltekraft beaufschlagen kann.
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Insbesondere weist die Positionierschicht zumindest eine weitere Aussparung für ein elektrisches Bauteil auf der Leiterplatte auf. Insbesondere weist die Positionierschicht eine Mehrzahl von Aussparungen auf, so dass eine Mehrzahl von elektrischen Bauteilen, die beispielsweise die Steuerungselektronik bilden, auf der Seite der Leiterplatte anordenbar ist, die der Kontaktmatte zugewandt ist.
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Die Positionierschicht kann sowohl formstabil, das heißt biegesteif, oder biegeschlaff, das heißt elastisch oder forminstabil, ausgebildet sein.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Bedienfeld vorzugweise zumindest eine Lichtquelle aufweisen, um das Bedienfeld zu hinterleuchten oder zu beleuchten. Das Licht der Lichtquelle kann vorzugsweise in die Kontaktmatte oder die Kontaktplatte einkoppelbar sein.
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Insbesondere kann die Lichtquelle auf der Leiterplatte vorgesehen sein. Insbesondere weist das Bedienfeld eine Mehrzahl von Lichtquellen auf, die beispielsweise auf der Leiterplatte angeordnet sein können. Die Lichtquelle und/oder die Lichtquellen können vorzugsweise über die Steuerungselektronik gesteuert sein. Beispielsweise kann die Lichtquelle oder zumindest eine der Lichtquellen aufleuchten, wenn über das Sensorelement eine Berührung oder eine Annäherung an die Kontaktseite der Kontaktplatte erfasst ist. Um verschiedene Zustände des Bedienfelds anzuzeigen kann beispielsweise zumindest eine Lichtquelle für die Hintergrundbeleuchtung vorliegen, während zumindest eine weitere Lichtquelle an der Leiterplatte angeordnet sein kann, die sich bei einer Erfassung einer Berührung oder Annäherung an die Kontaktseite der Kontaktplatte ein- oder ausgeschaltet wird.
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Um das Bedienfeld zu beleuchten, sind insbesondere die Kontaktmatte und/oder die Kontaktplatte und/oder die Positionierschicht lichtdurchlässig. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn zumindest das Licht zumindest einer Lichtquelle in die Kontaktmatte und/oder die Kontaktplatte und/oder in die Positionierschicht einkoppelbar ist. Insbesondere sind die Kontaktmatte und/oder die Kontaktplatte und/oder die Positionierschicht als Lichtleiter ausgebildet, so dass sich das in die Kontaktmatte und/oder die Positionierschicht und/oder die Kontaktplatte eingekoppelte Licht insbesondere gleichmäßig in der Kontaktmatte und/oder der Positionierschicht und/oder der Kontaktplatte verteilt, so dass eine Beleuchtung des Bedienfelds besonders gleichmäßig ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktplatte und die Kontaktmatte lichtdurchlässig, insbesondere sind diese als Lichtleiter ausgebildet, und die Positionierschicht ist lichtundurchlässig ausgebildet. Die zumindest eine Lichtquelle ist dabei derart angeordnet und ausgebildet, dass das Licht der zumindest einen Lichtquelle in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in die Kontaktmatte einkoppeln und somit das Bedienfeld beleuchten kann. Dadurch, dass die Positionierschicht lichtundurchlässig sein kann, ist die Leiterplatte für eine das Bedienfeld nutzende Person nicht sichtbar. Vorzugsweise überdeckt die Positionierschicht die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Leiterplatte.
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Insbesondere ist das Sensorelement, insbesondere die freiliegende Fläche des Basisabschnittes des Sensorelements, als ein Zeichen ausgebildet. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn das Sensorelement oder zumindest der Basisabschnitt des Sensorelements zumindest teilweise lichtundurchlässig ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich wäre denkbar, dass das Sensorelement oder zumindest der das Zeichen ausbildende Abschnitt des Sensorelements eine geringere oder keine Lichttransparenz im Vergleich zur übrigen Kontaktmatte aufweist. Dies ist vorteilhaft, da das Zeichen darstellende Sensorelement auf vorrichtungstechnisch einfache Weise über die Kontaktplatte ersichtlich ist, insbesondere bei eingeschalteter Lichtquelle. Das Zeichen kann beispielsweise eine Funktion symbolisieren. Des Weiteren sind somit keine weiteren Beschriftungen oder Bedruckung der Kontaktmatte und/oder der Kontaktplatte und/oder der Positionierschicht notwendig. Es ist jedoch auch möglich, dass die Kontaktmatte und/oder die Kontaktplatte und/oder die Positionierschicht zusätzlich oder alternativ Informationen oder Zeichen aufweisen, insbesondere mit Informationen oder Zeichen bedruckt sind, um der zu nutzenden Person beispielsweise Funktionen des Bedienfelds anzuzeigen.
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Die Kontaktplatte ist zumindest teilweise oder vollständig oder im Wesentlichen vollständig nichtstromleitend oder stromisolierend ausgebildet. Insbesondere ist die Kontaktplatte zumindest teilweise oder vollständig oder im Wesentlichen vollständig aus Glas oder Ceranglas und/oder Kunststoff ausgebildet. Die Kontaktplatte ist vorzugsweise biegesteif, das heißt formstabil, ausgebildet. Die Kontaktplatte ist vorzugsweise eine Platte, wie sie beispielsweise bei Cerankochfeldern oder Induktionskochfeldern eingesetzt wird.
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Die Kontaktmatte ist zumindest teilweise, insbesondere im Wesentlichen vollständig, nichtstromleitend ausgebildet. Insbesondere ist die Kontaktmatte zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, aus Silikon oder einem sonstigen biegeschlaffen Kunststoff ausgebildet, der insbesondere nicht stromleitend ist.
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Des Weiteren ist das Sensorelement zumindest teilweise, insbesondere im Wesentlichen vollständig oder vollständig, aus stromleitenden Material ausgebildet.
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Insbesondere sind die Kontaktmatte und das Sensorelement in einem Spritzgussverfahren, insbesondere in einem 2-Komponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt. Beispielsweise bildet die Kontaktmatte eine erste Komponente und das zumindest eine Sensorelement eine weitere Komponente. Die Kontaktmatte und das Sensorelement können beispielsweise zumindest teilweise das gleiche Material, wie beispielsweise Silikon, aufweisen, und das Sensorelement kann zusätzlich beispielsweise ein leitfähiges Material aufweisen, so dass das Sensorelement zumindest teilweise stromleitend ist. Beispielsweise kann Metall oder ein sonstiger leitfähiger Stoff dem nicht stromleitenden Material zugesetzt werden, um das Sensorelement zu bilden. Dies ist vorteilhaft, da somit eine Herstellung der Kontaktmatte mit dem Sensorelement besonders schnell und kostengünstig ist. Des Weiteren entfällt eine Montage, da das Sensorelement bei der Herstellung in die Kontaktmatte integrierbar ist. Dies führt dazu, dass das Bedienfeld besonders einfach montierbar ist und aus besonders wenigen Einzelteilen besteht, so dass eine Montage erleichtert ist und zudem das gesamte Bedienfeld sehr kostengünstig sein kann. Dadurch, dass das Sensorelement aus einem stromleitenden Material ausgebildet ist, kann dieses zumindest ein Teil eines elektrischen Kondensators bilden und dadurch, dass die Kontaktmatte nicht stromleitend ausgebildet ist, kann das Sensorelement gegen Störsignale von der Kontaktmatte isolierend zumindest teilweise umschlossen sein.
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Insbesondere sind in die Kontaktmatte eine Mehrzahl von Sensorelementen integriert. Beispielsweise können bei zumindest einer Teilmenge der Sensorelemente die freiliegenden Flächen der Basisabschnitte der Sensorelemente jeweils als ein Zeichen ausgebildet sein. Zumindest bei einer Teilmenge der Zeichen können sich die Zeichen voneinander unterscheiden und/oder können die Zeichen jeweils eine Funktion des Bedienfelds symbolisieren. Es ist auch möglich, dass die Form der freiliegenden Flächen der Basisabschnitte der Sensorelemente teilweise gleich ist.
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Insbesondere weist das Bedienfeld zumindest ein Sensorelement, insbesondere eine Mehrzahl von Sensorelementen, auf, um jeweils eine Komponente eines Geräts, an dem das Bedienfeld vorgesehen ist, anzusteuern oder auszuwählen. Beispielsweise kann das Bedienfeld Sensorelemente zum Ansteuern oder Auswählen eines jeweiligen Heizelements aufweisen, wenn das Gerät beispielsweise ein Kochfeld mit Heizelementen ist. Des Weiteren weist das Bedienfeld vorzugsweise zumindest ein Sensorelement, insbesondere eine Mehrzahl von Sensorelementen, auf, um einen Ansteuerungswert einer Komponente, die beispielsweise über ein weiteres Sensorelement auswählbar oder ansteuerbar ist, zu verändern. Insbesondere kann eine freiliegende Fläche des Sensorelements, das zum Ansteuern oder Auswählen einer Komponente ausgebildet ist, größer ausgebildet sein, als eine freiliegende Fläche des Sensorelements, das zum Einstellen oder Verstellen eines Ansteuerungswertes der Komponente ausgebildet ist.
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Zumindest ein Teil der Sensorelemente können beispielsweise in zumindest einer Reihe angeordnet sein. Dadurch kann ein eine Person, die das Bedienfeld bedient, beispielsweise über die Reihe von Sensorelementen streichen, um einen Ansteuerungswert einer Komponente, die beispielsweise über ein weiteres Sensorelement auswählbar oder ansteuerbar ist, zu erhöhen oder zu vermindern. Beispielsweise kann das Bedienelement ein Sensorelement zum Auswählen oder Ansteuern einer Uhr aufweisen, sodass Zeitraums einstellbar sein kann, und durch Überstreichen der Reihe von Sensorelementen kann der Zeitraum verkleinert oder vergrößert werden. Es ist auch möglich, dass, wenn das Bedienfeld beispielsweise an einem Kochfeld angeordnet ist, zumindest ein Sensorelement zum Anschalten eines Heizelements vorgesehen ist. Durch Überstreichen der Sensorelemente in einer Reihe kann beispielsweise eine Temperatur einstellbar sein. Die Sensorelemente, die in einer Reihe angeordnet sind, können beispielsweise auch derart ausgebildet sein, dass diese verschiedene Stufen eines Ansteuerungswertes ausbilden, sodass beispielsweise eine Temperatur eines Heizelements durch Berühren eines der Sensorelemente in der Reihe einstellbar oder verstellbar ist.
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Vorzugsweise ist ein Gerät mit dem Bedienfeld vorgesehen. Das Gerät ist insbesondere ein Kochfeld oder ein anderes Haushaltsgerät.
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Insbesondere bildet die Kontaktplatte zumindest einen Teil des Kochfelds im Bereich des Bedienfelds oder insbesondere die gesamte Oberfläche eines Kochfeldes, insbesondere eines Cerankochfelds oder eines Induktionskochfelds, aus. Das Kochfeld kann einen oder mehrere Heizabschnitte aufweisen, die über das Bedienfeld bedienbar sind. Beispielsweise kann der jeweilige Heizabschnitt mit der Steuerungselektronik verbindbar sein und diesen entsprechend der von dem Sensorelement erfassten Berührung oder Annäherung ansteuern.
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Es ist auch möglich, dass über das Bedienfeld Informationen des Geräts abgerufen werden können. Beispielsweise kann die Uhrzeit oder der momentane Zustand des Geräts, bei einem Kochfeld beispielsweise die Temperatur, abgerufen werden. Es ist auch möglich, dass eine Zeitschaltuhr über das Bedienfeld einstellbar ist.
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Zusätzlich ist eine Kontaktmatte für ein Bedienfeld vorgesehen. Die Kontaktmatte ist elastisch ausgebildet und weist zwei Großflächen auf. Eine erste Großfläche dient als Anlageseite an einer Kontaktplatte. Zusätzlich weist die Kontaktmatte zumindest ein Sensorelement auf, dass vorzugsweise in die Kontaktmatte integriert ist. Das Sensorelement ist über die von der Anlageseitenseite wegweisenden Großfläche, die eine Kontaktseite bildet, mit der Leiterplatte kontaktierbar. Das Sensorelement ist derart konfiguriert, dass dieses eine Berührung der Kontaktplatte auf der von der Kontaktmatte wegweisenden Seite, die eine Kontaktseite der Kontaktplatte ist, erfasst.
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Die Kontaktmatte für ein Bedienfeld kann mit zumindest einem der Aspekte, die oben beschrieben sind, vorgesehen sein.
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Es ist ein Bedienfeld mit einer Kontaktplatte, einer Leiterplatte und einer Kontaktmatte vorgesehen. Die Kontaktmatte ist biegeschlaff und elastisch ausgebildet und hat zwei Großflächen, wobei eine der Großflächen als Anlageseite an die Kontaktplatte ausgebildet ist. In die Kontaktmatte ist zumindest ein Sensorelement integriert, das über die von der Anlageseite weisende Großfläche, die eine Kontaktseite ist, mit der Leiterplatte kontaktierbar ist. Das Sensorelement ist derart konfiguriert, dass dieses eine Berührung der Kontaktplatte oder eine Annäherung an die Kontaktplatte auf der von der Kontaktmatte wegweisenden Seite der Kontaktplatte erfasst. Des Weiteren ist ein Gerät mit dem Bedienfeld und eine Kontaktmatte für ein Bedienfeld vorgesehen.
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Insbesondere bilden das Sensorelement, das ein leitfähiger Sensor ist, und die Kontaktmatte eine Sensor-Kontaktmatte zur Anbindung an eine Steuerung, die beispielsweise durch die Steuerungselektronik ausbildbar ist. Die Sensor-Kontaktmatte kann an die Kontaktplatte, die eine nichtleitende Kontaktoberfläche ausbildet, angebunden sein. Die Sensor-Kontaktmatte ist so angeordnet, dass das Sensorelement einen Kontakt zur Steuerungselektronik und zur Kontaktplatte, die nicht leitfähig ist, herstellt.
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Das Sensorelement bildet mit einem Körperteil einer Person oder einem Gegenstand einen Kondensatoraufbau aus, sodass das Bedienfeld ein kapazitives System ist. Dieses ist dazu in der Lage die Berührung der nichtleitfähigen Kontaktoberfläche zu erfassen, sodass über das Bedienfeld das Gerät bedienbar ist. Damit kann eine Bedienung über diese nicht leitfähigen Kontaktoberflächen erkannt werden und in Schalt-, Einstellmöglichkeiten oder zur Informationsabrufen genutzt werden.
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Figurenliste
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Explosionsansicht eines Bedienfelds gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine perspektivische Ansicht des Bedienfelds gemäß dem Ausführungsbeispiel,
- 3 eine Schnittteilansicht des Bedienfelds gemäß dem Ausführungsbeispiel,
- 4 eine Draufsicht auf das Bedienfeld gemäß dem Ausführungsbeispiel,
- 5 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Kontaktseite einer Kontaktmatte des Bedienfelds gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
- 6 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Anlageseite der Kontaktmatte des Bedienfeld gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein Bedienfeld 1 mit einer - insbesondere scheibenförmigen - Kontaktplatte 2, einer Kontaktmatte 4, einer Positionierschicht 6 und einer Leiterplatte 8. Die Kontaktplatte 2 hat eine Anlageseite 10, die der Kontaktmatte 4 zugewandt ist, die ebenfalls eine Anlageseite 12 hat. Die jeweiligen Anlageseiten 10, 12 liegen im montierten Zustand aneinander an. Das heißt, die Kontaktplatte 2 und die Kontaktmatte 4 haben jeweils zwei Großflächen, wobei eine der Großflächen der Kontaktplatte 2 die Anlageseite 10 ist, und eine der Großflächen der Kontaktmatte 4 die Anlageseite 12 ist. Die weitere - insbesondere ebene - Großfläche der Kontaktplatte 2 ist eine Kontaktseite 14, die von der Anlageseite 10 wegweist. Mit der Kontaktseite 14 kann eine das Bedienfeld 1 nutzende Person in Kontakt sein oder sich dieser annähern. Die weitere Großfläche der Kontaktmatte 4, die von der Anlageseite 12 wegweist, ist eine Kontaktseite 16, die der Leiterplatte 8 zugewandt ist. Zwischen der Leiterplatte 8 und der Kontaktmatte 4 ist die Positionsschicht 6 angeordnet. Die Kontaktplatte 2, die Kontaktmatte 4, die Positionierschicht 6 und die Leiterplatte 8 sind im montierten Zustand sandwichartig aufeinander angeordnet. Beispielsweise ist zumindest ein Halteelement vorgesehen, um die Bauteile 2, 4, 6 und 8 zueinander zu positionieren und/oder miteinander zu verbinden und/oder zusammen zu halten oder zu pressen.
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In der Kontaktmatte 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Sensorelementen 18, 20, 22, 24 integriert. Die Sensorelemente 18, 20, 22, 24 unterscheiden sich jeweils voneinander, wobei zwei Sensorelemente 20, zehn Sensorelemente 22, vier Sensorelemente 22 und ein Sensorelement 24 vorgesehen ist. Von jedem Typ Sensorelement 18, 20, 22, 24 ist jeweils nur eines aus Übersichtlichkeitsgründen mit einem Bezugszeichen versehen.
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Die Anlageseite 12 der Kontaktmatte 4 kann in drei Abschnitte eingeteilt werden, wobei die Abschnitte in Reihe angeordnet sind. Der erste Abschnitt erstreckt sich entlang einer Kante, die zwischen der Anlageseite 10 der Kontaktplatte 2 und einer Seitenfläche der Kontaktplatte 2 ausgebildet ist und erstreckt sich fast vollständig über die gesamte Länge der Kante. Die Erstreckungsrichtung ist in der Beschreibung parallel zu der Kante der Kontaktplatte 2, die oben beschrieben ist. Senkrecht zu der Erstreckungsrichtung schließt sich der zweite Abschnitt der Kontaktmatte 4 an, der in der Erstreckungsrichtung kleiner ausgebildet ist, als der erste Abschnitt. In einer Richtung senkrecht der Erstreckungsrichtung ist der erste Abschnitt ungefähr gleich groß ausgebildet ist wie der zweite Abschnitt. Senkrecht zu der Erstreckungsrichtung schließt sich der dritte Abschnitt an den zweiten Abschnitt an, wobei der dritte Abschnitt in der Erstreckungsrichtung wiederum kleiner ausgebildet ist, als der zweite Abschnitt. In der Richtung senkrecht dazu ist der dritte Abschnitt der Kontaktmatte 4 größer ausgebildet ist, als der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt. Das heißt, die Kontaktmatte 4 verschmälert sich in einer Richtung.
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In einem Randbereich des ersten Abschnitts, das heißt auf einer Seite in der Erstreckungsrichtung und auf der anderen Seite in der Erstreckungsrichtung des ersten Abschnitts, sind die Sensorelemente 18 angeordnet. Mit anderen Worten sind die Sensorelemente 8 in einem breitesten Bereich der Kontaktmatte 4 im Randbereich angeordnet. Eine freiliegende Fläche des Sensorelements 18, der auch als Basisabschnitt bezeichnet sein kann, der auf der zur Leiterplatte 8 weisenden Seite von der Kontaktmatte 4 begrenzt ist und auf der zur Kontaktplatte 2 weisenden Seite freiliegt, ist in etwa H-förmig oder gabelförmig oder U-förmig oder mit vier Ästen ausgebildet, die sich von einem Mittelbereich wegerstrecken, ausgebildet. Eine Vielzahl von Sensorelementen 20 sind in Reihe zwischen den Sensorelementen 18, beispielsweise im ersten Abschnitt in der Erstreckungsrichtung, mit gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet. Mit anderen Worten sind die Sensorelemente 20 in Reihe zwischen den Sensorelementen 18 der Kontaktmatte 4 angeordnet. Eine Person, die das Bedienfeld 1 bedient, kann beispielsweise durch Überstreichen der Sensorelemente 20 einen Ansteuerungswert einer Komponente, die über ein anderes Sensorelement 18, 22, 24 ansteuerbar oder auswählbar ist, verändern oder einstellen oder verstellen. Eine freiliegende Fläche des jeweiligen Sensorelements 20 ist in etwa stimmgabelförmig ausgebildet, wobei zinkenförmige Abschnitte der stimmgabelförmigen freiliegenden Flächen der Sensorelemente 20 jeweils in die gleiche Richtung der Erstreckungsrichtung ausgebildet sind. Im zweiten Abschnitt der Anlageseite 12 der Kontaktmatte 4 sind, wie im ersten Abschnitt, eine Vielzahl von Sensorelemente 20 integriert, wobei die Sensorelemente 20 in Erstreckungsrichtung mit gleichmäßigem Abstand hintereinander angeordnet sind und in ihrer jeweiligen Position in der Erstreckungsrichtung der Position der Sensorelemente 20 im ersten Abschnitt entsprechen. Mit anderen Worten sind weitere Sensorelemente 20 in Reihe angeordnet, so dass zwei Reihen von Sensorelementen 20 sind nebeneinander ausgebildet sind. Dadurch können beispielsweise verschiedenen Ansteuerungswerte von jeweiligen Komponenten, die über andere Sensorelemente 18, 22, 24 ansteuerbar oder auswählbar sind, insbesondere gleichzeitig, einstellbar oder verstellbar sein. Im dritten Abschnitt der Anlageseite 12 der Kontaktmatte 4 sind vier Sensorelemente 22 in einem Viereck angeordnet. Mit anderen Worten schließen sich an die Reihen von Sensorelementen 20, die Sensorelemente 22 an, die in einem Viereck angeordnet sind. Über die Sensorelemente 22 können, wenn das Bedienfeld beispielsweise zur Ansteuerung einer Herdplatte oder eines Kochfelds ausgebildet ist, verschiedenen Heizelemente der Herdplatte oder des Kochfelds auswählbar oder ansteuerbar sein. Über die Sensorelemente 20 kann dann beispielsweise die Temperatur durch Berühren eines der Sensorelemente 20 oder durch Überstreichen einer der Reihen von Sensorelementen 20 einstellbar oder verstellbar sein, insbesondere nachdem über die Sensorelemente 22 eines der Heizelemente ausgewählt wurde. Die Sensorelemente 22 sind in einem schmälsten Bereich der Kontaktmatte 4 angeordnet. Eine jeweilige freiliegende Fläche der Sensorelemente 22 ist in etwa U-förmig ausgebildet, wobei in dem jeweiligen U eine jeweilige schematisch dargestellte Uhr vorgesehen ist. Die U-förmigen freiliegenden Flächen der Sensorelemente 22 sind in Erstreckungsrichtung jeweils zum dem Sensorelement 22 nächsten Rand der Kontaktmatte 22 geöffnet. In Erstreckungsrichtung jeweils am äußeren Rand der Anlagefläche 12 der Kontaktmatte 4 sind neben den Sensorelementen 24 auf die Kontaktmatte 4 ein jeweiliges Zeichen 23, das U-förmig ist, gedruckt. In einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsrichtung schließt an die Sensorelemente 22 ein weiteres Sensorelement 24 an, dessen freiliegende Fläche plusförmig ausgebildet ist. Das Sensorelement 24 ist in der äußersten Ecke auf einer Seite in der Erstreckungsrichtung der Kontaktmatte 4 angeordnet und von einem auf die Kontaktmatte 4 gedruckten viereckigen Rahmen umgeben. Über das Sensorelement 24 kann, wenn das Bedienfeld 1 beispielsweise für ein Kochfeld vorgesehen ist, beispielsweise eine Größe eines Heizbereichs eines jeweiligen Heizelements, das beispielsweise über eines der Sensorelemente 22 auswählbar oder ansteuerbar ist, vergrößerbar sein.
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Die Positionierschicht 6 hat Durchgangsaussparungen 26, wobei eine jeweilige Durchgangsaussparung 26 für ein jeweiliges Sensorelement 18, 20, 22, 24 vorgesehen sind. Mit anderen Worten sind deckungsgleich mit den Sensorelementen 18, 20, 22, 24 in der Kontaktmatte 4, Durchgangsaussparungen 26 in der Positionierschicht 6 vorgesehen. Daher können Stiftabschnitte 28 der jeweiligen Sensorelemente 18, 20, 22, 24 durch die Durchgangsaussparung 26 der Positionierschicht 6 hindurch die Leiterplatte 8 kontaktieren. Es ist jeweils nur eine Durchgangsaussparung 26 und ein Stiftabschnitt 28 aus Übersichtlichkeitsgründen mit einem Bezugszeichen versehen.
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2 zeigt das Bedienfeld 1, wobei die Kontaktplatte 2 mit einer Strich-Zweipunkt-Linie angedeutet ist. Die Kontaktplatte 2, die Kontaktmatte 4, die Positionierschicht 6 und die Leiterplatte 8 liegen sandwichförmig aufeinander. Die Kontaktmatte 4, die Positionierschicht 6 und die Leiterplatte 8 können eine Einheit oder ein Modul bilden. Zur modulartigen Ausgestaltung kann ein Befestigungsmittel vorgesehen sein, um die Bauteile 4, 6 und 8 miteinander zu verbinden. Eine Querschnittsform der jeweiligen Großflächen der Kontaktmatte 4, der Positionierschicht 6 und der Leiterplatte 8 ist im Wesentlichen gleich.
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In 3 ist das Bedienfeld 1 im Schnitt dargestellt, wobei ein Basisabschnitt 30 eines der Sensorelemente 18, 20, 22, 24 die Anlageseite 10 der Kontaktplatte 2 kontaktiert und mit zu einer der Leiterplatte 8 zugewandten Seite an der Anlageseite 12 der Kontaktmatte 4 anliegt. Der Stiftabschnitt 28 erstreckt sich von dem Basisabschnitt 30 in etwa senkrecht zu dem Basisabschnitt 30 in Richtung der Leiterplatte 8. Der Stiftabschnitt 28 ist in einem Bereich, der in die Leiterplatte 8 eingeführt ist, verjüngt. Mit anderen Worten ist ein Durchschnitt des Bereichs des Stiftabschnitts 28, der in die Leiterplatte 8 eingeführt ist, kleiner als ein Durchmesser des Bereichs des Stiftsabschnitts 28, der nicht in die Leiterplatte eingeführt ist. Der Stiftabschnitt 28 verjüngt sich stufenförmig, wobei sich der Stiftabschnitt 28 mit einer Stufenfläche, die der Leiterplatte 8 zugewandt ist, an der Leiterplatte 8 abstützt, so dass das Sensorelement 18, 20, 22, 24 und die Kontaktmatte 4, in die das Sensorelement 18, 20, 22, 24 integriert ist, zu der Leiterplatte 8 positioniert sind.
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Der Basisabschnitt 30 liegt auf seiner zur Kontaktplatte 2 weisenden Seite frei. Mit anderen Worten berührt der Basisabschnitt 30 des Sensorelements 18, 20, 22, 24 die Anlageseite 10 der Kontaktplatte 2. Des Weiteren bilden die Anlageseite 12 der Kontaktmatte 4 und die freiliegende Fläche des Basisabschnitts 30 eine gemeinsame Fläche. Die gemeinsame Fläche berührt vorzugsweise vollständig die Kontaktplatte 2.
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Des Weiteren weist die Kontaktmatte 4 eine Auskragung 32 auf, die sich in Richtung der Leiterplatte 8 erstreckt. Die Auskragung 32 umgibt den Bereich des Stiftabschnitts 28, der nicht in die Leiterplatte 8 eingeführt ist, abschnittsweise. Der Stiftabschnitt 28 durchdringt die Auskragung 32 der Kontaktmatte 4 vorzugsweise mittig. Die Auskragung 32 der Kontaktmatte 4 ist zylindrisch ausgebildet. Der Stiftabschnitt 28 und die Auskragung 32 kragen in Richtung der Leiterplatte 8 in die Durchgangsaussparung 26 der Positionierschicht 6 hinein. Auf der von der Kontaktplatte 2 und der Kontaktmatte 4 abgewandten Seite weist die Positionierschicht 6 Aussparungen 34 auf. Die Aussparung 34 sind für weitere elektrische Bauteile 36 und zumindest eine Lichtquelle 27, von denen aus Übersichtlichkeitsgründen jeweils nur eine/s mit einem Bezugszeichen versehen ist, vorgesehen. Die elektrischen Bauteile 36 bilden vorzugsweise eine Steuerungselektronik für ein Gerät an dem das Bedienfeld 1 vorgesehen ist. Das Licht der zumindest einen Lichtquelle 37 koppelt vorzugsweise in die Kontaktmatte 4 oder in die Positionierschicht 6 ein, um das Bedienfeld 1 zu beleuchten.
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In 4 ist das Bedienfeld 1, das zum Ansteuern eines Geräts 38 vorgesehen sein kann dargestellt. Das Gerät 38 ist vorzugsweise eine Herdplatte oder ein anderes Haushaltsgerät. Die Leiterplatte 8 kragt in einer Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Kontaktmatte 4 über die Kontaktmatte 4 kragt.
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5 zeigt die Kontaktseite 16 der Kontaktmatte 4, wobei die Stiftabschnitte 28 der Sensorelemente 18, 20, 22, 24 aus den Auskragungen 32, die die Stiftabschnitte 28 umgeben auskragen. Die Auskragungen 32 sind hohlzylinderförmig ausgebildet und die Stiftabschnitte 28 dringen mittig durch die Auskragungen 32 durch. Es ist nur eines der Sensorelemente 18, 20, 22, 24 aus Übersichtlichkeitsgründen mit Bezugszeichen versehen. Des Weiteren ist der Basisabschnitt 30 eines jeweiligen Sensorelements 18, 20, 22, 24 derart ausgebildet, dass ein Bereich der Kontaktmatte 4, der den Basisabschnitt 30 auf der Kontaktseite 16 bedeckt, etwas über den Bereich der Kontaktmatte 4, der keinen Basisabschnitt 4 aufweist, hervorsteht. Es ist auch möglich, dass der Basisabschnitt 30 auf der Kontaktseite 16 freiliegt und etwas über die Kontaktmatte 4 auskragt.
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In 6 ist dargestellt, dass die Basisabschnitte 30 der Sensorelemente 18, 20, 22, 24, von denen nur eines mit Bezugszeichen versehen ist, auf der Anlageseite 12 schwarz oder dunkel gegenüber der Kontaktmatte 4 ausgebildet sind, sodass diese von einer Person, die das Bedienfeld benutzt sichtbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bedienfeld
- 2
- Kontaktplatte
- 4
- Kontaktmatte
- 6
- Positionierschicht
- 8
- Leiterplatte
- 10
- Anlageseite
- 12
- Anlageseite
- 14
- Kontaktseite
- 16
- Kontaktseite
- 18, 20, 22, 24
- Sensorelement
- 26
- Durchgangsaussparung
- 28
- Stiftabschnitt
- 30
- Basisabschnitt
- 32
- Auskragung
- 34
- Aussparung
- 36
- elektrisches Bauteil
- 38
- Gerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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