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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen Bedienen von Tastern oder Schaltern.
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Taster und Schalter sind weit verbreitet. Computer, Maschinen und Fahrzeuge verfügen über Taster und/oder Schalter, um die menschliche Steuerung solcher Geräte zu ermöglichen.
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Um das Bedienen von Tastern oder Schaltern hygenisch zu gestalten, ist es in öffentlich zugänglichen Bereichen von Gebäuden, aber auch in Transportmitteln wie Bussen, Zügen, Flugzeugen, vorgesehen, dass Taster oder Schalter regelmäßig gereinigt und desinfiziert werden.
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Dies ist sehr zeit- und personalaufwendig, insbesondere in Zeiten einer globalen Pandemie. Besonders Bereiche mit einem hohen Publikumsverkehr bedürfen in solchen Zeiten der sehr regelmäßigen Reinigung.
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Ein Beispiel eines solchen Tasters ist ein Rufknopf eines Aufzugs. Diese befinden sich in jedem Stockwerk eines Gebäudes, die von dem Aufzug angefahren werden können. Während die Reinigung sämtlicher Bedienelemente im Inneren eines Aufzugs relativ schnell durchgeführt werden kann, bedingt die Reinigung der Taster in jedem einzelnen Stockwerk einen erhebichen Aufwand. Eine Reinigungsperson muss in jedes Stockwerk fahren, dort den Fahrstuhl verlassen, die Bedienknöpfe reinigen, auf den Aufzug ggf. wieder warten, und dann das nächste Stockwerk anfahren.
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Wenn solche Taster regelmäßig gereinigt werden sollen, um Hygenieanforderungen der Kunden zu entsprechen, oder um gesetztliche Auflagen einzuhalten, ist gerade bei höheren Gebäuden mit vielen Stockwerken ein hoher Aufwand zu verzeichnen.
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Vergleichbare Probleme gibt es aber auch bei vielen anderen Schaltern, sei des Taster zum Öffnen von Türen in Bussen oder Zügen, Lichtschalter in Treppenhäusern, etc.
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Aus hygienischen Gründen wäre es wünschenswert, insbesondere zur Vermeidung einer Übertragung von Krankheitserregern, dass Taster oder Schalter berührungslos aktiviert werden könnten.
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Insbesondere wäre es wünschenswert, dass anstelle der zu drückenden Taster bzw. zu bedienenen Schalter eine berührungslose technische Lösung zum Einsatz käme.
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Dies ist jedoch im Bestand nur problematisch umsetzbar. Um die berührungslose Steuerung von Tastern oder Schaltern zu ermöglichen, müssten die herkömmliche mechanische Taster und/oder Schalter durch elektronische Taster und/oder Schalter mit Fernsteuerungsfunktionen bzw. Sensoren für eine berührungslose Ansteuerung ersetzt werden.
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Dies erfordert oft den Ausbau bereits installierter mechanischer Taster und/oder Schalter und die Installation neuer elektronischer Taster und/oder Schalter, was umständlich und langwierig ist.
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Darüber hinaus müssen die elektronischen Taster und/oder Schalter so angepasst werden, dass sie die mechanischen Taster und/oder Schalter ersetze, z. B. müssen Größe und Form der elektronischen Taster und/oder Schalter mit der Größe und Form der mechanischen Taster und/oder Schalter übereinstimmen.
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Daher ist es oft eine Herausforderung, elektronische Taster und Schalter zu finden, die mit vorhandenen mechanischen Tastern und Schaltern kompatibel sind und die gleiche Funktionalität und Bauform aufweisen. Zudem Bedarf dies ggf. sogar einer neuen technischen Zulassen, je nach angesteuerter technischer Einrichtung.
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Vor diesem Hintergrund lag die Aufgabe der vorliegenden Erfindung somit darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Nachteile des Stands der Technik überwindet, und insbesondere eine berührungslose Schaltvorrichtung zu liefern, die mit nahezu jedem bestehenden Schalter oder Taster kompatibel ist, und die keine technischen Umbauten an den anzusteuernden Vorrichtungen bedingt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur mechanischen und/oder elektromagnetischen Kraftübertragung auf einen Taster oder Schalter, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse, ein elektrisches Stellelement, einen Akkumulator - und/oder einen Anschluss an eine externe Stromversorgung sowie einen berührungslosen Sensor umfasst, wobei bei einem Auslösen des berührungslosen Sensors das an den Akkumulator und/oder die externe Stromversorgung angeschlossene elektrische Stellemelement den Tasters oder Schalter auslöst.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das elektrische Stellelement in Form eines Elektromotors, eines Elektromagneten und/oder einer Erzeugungseinrichtung für ein elektromagnetisches Feld ausgebildet ist.
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Ein elektrisches Stellelement kann ausgebildet zu sein, um beispielsweise über ein von diesem erzeugtes elektromagnetisches Feld direkt einen Schalter oder Taster auszulösen. Insbesondere Touchscreens oder touchscreenähnliche Schaltelemente können direkt durch die Einkoppelung eines elektromagentischen Feldes - insbesondere induktiv - aktiviert werden.
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In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass das elektrische Stellelement und ein Betätigungselement in Einem ausgebildet sind.
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Des weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein Betätigungselement stabförmig ausgebildet ist und mittels des Elektromotors und/oder des Elektromagneten, insbesondere mittels einer Zahnradübersetzung und/oder eines Federelements, entlang einer Raumachse linear beweglich ausgebildet ist.
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Dabei kann es insbesondere bevorzugt sein, dass das Betätigungselement aus einer Ruheposition in eine Auslöseposition und anschließend wieder in die Ruheposition zurück bewegt, so dass das Betätigungselement in der Auslöseposition einen mechanischen Taster oder Schalter auslöst und anschließend wieder freigibt.
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Wenn ein Taster oder Schalter nicht durch eine elektromagnetisches Feld aktiviert werden kann, kann eine physische Tastbewegung durch ein Betätigungselement erfolgen. Dies kann dabei vorteilhafterweise mittels eines Elektromotors oder mittels eines Elektromagnetens zum Auslösen des Schalters oder Tasters bewegt werden.
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Unter einer externen Stromversorgung soll beispielsweise Stromversorgung der Vorrichtung mitels einer Steckverbindung zum Anschluss eines USB-Kabels oder eines alternativen Stromkabels verstanden werden. Entsprechende Anschlüsse, Ladegeräte und dergleichen sind dem Fachmann im Stand der Technik bekannt.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die externe Stromversorgung ausschließlich oder zusätzlich zu dem Akkumulator zum Einsatz kommt.
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Es hat sich gezeigt, dass in den Fällen, in denen eine externe Stromversorgung möglich ist, dies den Wartungsaufwand deutlich reduzieren kann, da kein Nachladen des Akkumulators erfolgen muss. Da dies jedoch nicht immer möglich ist, ist die Kombination eines Akkumulators und einer optionalen externen Stromversorgung besonders vorteilhaft.
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Grundsätzlich sind Vorrichtungen im Stand der Technik bekannt, die mittels eines durch einen Aktuator angetriebenen Betätigungselements mechanische Schalter oder Taster betätigen.
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Solche Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik werden in der Gebäudeautomation eingesetzt und dienen dazu, nicht netzwerkfähige Geräte netzwerkfähig zu gestalten. Auch diese Lösungen befassen sich mit dem grundsätzlichen Problem einer automatisierten Bedienung von Taster und Schaltern ohne größere Umbauten an den zugehörigen Vorrichtungen selbst.
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Dabei liegt den bekannten Lösungen jedoch eine vollständige andere Intention zu grunde. Die vorliegende Erfindung löst das Problem, einen durch Berühung betätigbaren Sensor mit einfachen Mitteln berührungslos betätigen zu können. Dabei wird explizit die direkte menschliche Interaktion bzw. die Berührung eines Schalters / Taster mehr oder weniger eins zu eins ersetzt.
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Es ist gerade nicht vorgesehen, das das Auslösen des Betätigungselements über ein Computernetzwerk erfolgt. Die Auslösung des Betätigungselements soll ausschließlich über ein Auslösen des berührungslosen Sensors an der Vorrichtung selbst stattfinden.
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Die Lösungen im Stand der Technik befassen sich hingegen mit der Frage, wie ältere Geräte in Netzwerke eingebunden werden können und somit fernsteuer- und wartbar sind. Hierbei geht es vorallem um „smarte“ Geräte, und nicht um Hygienemaßnahmen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung richtet sich vornehmlich an Taster und Schalter in öffentlich zugänglichen Gebäuden oder öffentlich zugänglichen Bereichen von Gebäuden bzw. solchen in öffentlichen Transportmitteln wie Zügen.
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Die Lösungen im Stand der Technik richten sich entweder an den Bereich der privaten Gebäudeautomatisierung oder an industrielle Anlagen, die in der Regel deutlich weniger Schaltvorgänge aufweisen.
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Daher unterscheidet sich der technische Aufbau - wenn auch vom Grundprinzip des Bedienens eines mechanischen Tasters durch eine vorgesetzte mechanische Auslösevorrichtung ähnlich- deutlich von den bekannten Vorrichtungen aus der Gebäudeautomation.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es nunmehr erstmals möglich, berührungslose Taster und Schalter in Gebäuden mit Publikumsverkehr kostengünstig und zuverlässig berühungslose bedienbar zu gestalten, ohne größere technische Umbauten vornehmen zu müssen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann als Stand-Alone Lösung einfach an bzw. benachbart zu einem vorhandenen Schalter angeordnet werden, und ein Benutzer kann direkt den vorhandenen Schalter intuitiv über den Näherungssensor der erfindungsgemäßen Vorrichtung ansteuern.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Betätigungselement stabförmig ausgebildet ist und mittels des Elektromotors und/oder des Elektromagnetens, insbesondere mittels einer Zahnradübersetzung, oder des Elektromagneten, und insbesondere eines Federelements, entlang einer Raumachse linear beweglich ausgebildet ist.
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Ein solches stabförmiges Betätigungselement hat den Vorteil, dass es aufgrund seiner relativ kleinen Auslösestelle unterschiedlich große Taster und Schalter ansteuern kann. Die längliche Ausgestaltung ermöglicht dabei unterschiedliche Betätigungstiefen der zu drückenden Taster und Schalter. Durch die stabförmige Ausgestaltung wird größtmögliche Flexibilität im Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht.
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Es kann dabei gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die minimale und maximale Betätigungsdistanz des Betätigungselements programmierbar ist, so dass insbesondere der gewünschte Stellweg des Betätigungselements an den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar ist.
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Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der berührungslose Sensor in Form eines Näherungssensors ausgeführt ist.
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Verschiedene Formen von Näherungssensoren haben sich dabei als besonders geeignet erwiesen, beispielsweise kann der Näherungssensor als induktiver Näherungsschalter, kapazitiver Näherungsschalter, magnetischer Näherungsschalter, optischer Näherungsschalter, als Lichtschranke oder als Ultraschall-Näherungsschalter ausgeführt sein.
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Grundsätzlich sind verschiedenen Ausgestaltungen von Näherungssensoren erfindungsgemäß geeiget, die ein berührungsloses Ansteuern ermöglichen.
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Des weiteren kann es bevorzugt sein, dass ein Befestigungsmittel umfasst ist, um die Vorrichtung an einer Oberfläche zu befestigen, wobei das Befestigungsmittel insbesondere in Form eines Klebemittels ausgebildet ist.
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Ein solches Klebemittel kann beispielsweise durch ein Klebeband oder ein Klebepad ausgeführt sein. Die Haftung des Klebemittels ist dabei derart gewählt, dass die Kraftausübung des Betätigungselements auf den Schalter oder Taster nicht zu einem Ablösen der Vorrichtung von der gewünschten Stelle führt.
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Des weiteren kann es vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung im Wesentlichen quaderförmig, insbesondere würfelförmig, ausgebildet ist, wobei das Betätigungselement an einer der Seiten der Vorrichtung angeordnet ist, so dass das Betätigungselement entlang der Seite der Vorrichtung von dem Elektromotor und/oder dem Elektromagnet bewegt wird und insbesondere über das Gehäuse hinaus ausgelenkt werden kann.
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Eine solche quaderförmige oder würfelförmige Form hat sich aus verschiedenen Gründen als technisch besonders vorteilhaft erwiesen. Zum Einen ist diese platzsparend. Des weiteren kann in diese gut der Akkumulator integriert werden. Und schließlich lässt sich das Betätigungselement sehr gut linear - optional auch gestützt durch eine Seitenwand - an der quader- bzw. würferförmigen Vorrichtung entlangführen.
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Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung ein zu einer Seite offenes Gehäuseelement umfasst, wobei der Akkumulator, eine Steuerungsplatine, der berührungslose Sensor und der Elektromotor und/oder der Elektromagnet und/oder das elektrische Stellelement in dem Gehäuseelement, insbesondere einzeln entnehmbar, angeordnet sind, und das Betätigungselement an einem Verschlusselement angeordnet ist, wobei das Verschlusselement das Gehäuseelement verschließt, so dass alle Elemente der Vorrichtung bis auf das Betätigungselement im Gehäuseinneren angeordnet sind.
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Ein solcher Aufbau hat den Vorteil, dass die einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfach in dem Gehäuse platzierbar sind und die Vorrichtung selbst einfach montierbar und demontierbar ist.
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Es kann dabei gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine Aussparung aufweist, in der ein Kontaktelement für ein Ladegerät anordnenbar ist, um den Akkumulator der Vorrichtung zu laden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass es sich um ein Kontaktelement in Form einer USB-Buchse oder eines vergleichbaren gängigen Standards handelt.
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Auch kann es vorgesehen sein, dass eine Solarzelle umfasst ist, die an mindestens einer Seitenwand der Vorrichtung angeordnet ist, und die mit dem Akkumulator elektrisch verbunden ist.
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Neben dem optionalen Laden des Akkumulators durch eine Ladebuchse am Gehäuse kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass eine oder mehrere Solarzellen umfasst sind, die insbesondere entlang der Seitenwände der Vorrichtung angeordnet sind, um den Akkumulator mit Strom zu versorgen und nachzuladen. Dies erhöht die Betriebszeit und reduziert die Zeit bis zum manuellen Nachladen, ohne dass dies mit großen Kosten verbunden ist.
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Es kann des weiteren erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung in eine Computernetzwerk, insbesondere mittels WLAN, integriert ist.
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Diese Intergration in ein Computernetz dient dabei bevorzugt gerade nicht einer Auslösung des Betätigungselements der Vorrichtung, sondern der Übermittlung von Informations- und Wartungsinformationen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Anzahl der ausgelösten Betätigungen von einer Vorrichtung erfasst wird. Diese Anzahl kann dann einem Benutzer mittels der Netzwerkeinbindung zentral zur Verfügung gestellt werden.
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Auch kann es vorgesehen sein, dass die aktuellen Einstellungen, beispielsweise der Betätigungsdistanz des Betätigungselements, eine Akkulaufzeit bzw. eine Ladezustand, und weitere Informationen zentral über ein Neztwerk für jede in dieses eingebunde erfindungsgemäße Vorrichtung anzeigbar und/oder einstellbar sind.
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Auch liefert die Erfindung eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bedienung von Tastern oder Schaltern, insbesondere von Tastern oder Schaltern in Hotels, Seniorenheimen, Pflegeeinrichtungen, Krankenhäusern, Flughäfen, Kliniken, Bahnhöfen, Schiffen, Bürogebäude, Einkaufszentren und/oder in Einrichtungen oder Fahrzeugen von Verkehrsbetrieben.
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Insbesondere liefert die Erfindung eine Verwendung der Vorrichtung zur Betätigung von Tastern von Aufzügen.
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Nachstehend wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielhaft anhand einer Figur in Explosionsansicht erläutert.
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Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist in 1 gezeigt. Die Vorrichtung 1 ist zur mechanischen Kraftübertragung auf einen Taster oder Schalter ausgelegt. Dabei umfasst die Vorrichtung 1 ein Gehäuse 3, einen nicht gezeigten Elektromotor, einen Akkumulator 5 und eine Platine mit einem berührungslosen Sensor 7 sowie eine Versorgungsplatine 9.
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Bei einem Auslösen des berührungslosen Sensors 7 bewegt der an den Akkumulator 5 angeschlossene Elektromotor ein Betätigungselement 13 aus einer Ruheposition in eine Auslöseposition und anschließend wieder in die Ruheposition zurück.
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Somit führt ein Aktivieren des berührungslosen Sensors 7 dazu, dass das Betätigungselement 13 in der Auslöseposition einen mechanischen Taster oder Schalter (nicht gezeigt) auslöst und anschließend wieder freigibt.
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Wie in 1 gut erkennbar, ist das Betätigungselement 13 stabförmig ausgebildet ist und mittels des Elektromotors entlang einer Raumachse linear beweglich.
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Ebenfalls nicht in der Figur gezeigt ist ein Befestigungsmittel, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform von der Vorrichtung 1 umfasst ist, um die Vorrichtung 1 an einer Oberfläche zu befestigen. Das Befestigungsmittel ist dabei insbesondere in Form eines Klebpads ausgebildet, dass an der nicht gezeigten Unterseite des Gehäuse - also in Bewegungsrichtung des Betätigungselements 13 - angeordnet ist.
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Es ist in 1 gut zu erkennen, dass die Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen würfelförmig ausgebildet ist, wobei das Betätigungselement 13 an einer der Seiten der Vorrichtung 1 angeordnet ist, so dass Betätigungselement 13 entlang der Seite der Vorrichtung 1 von dem Elektromotor bewegt wird und insbesondere über das Gehäuse hinaus ausgelenkt werden kann.
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Auch ist in der gezeigten Explosionsansicht der gezeigten Ausfürungsform die Vorrichtung 1 ersichtlich, dass das Gehäuseelement 3 an einer Seite offen ist, wobei der Akkumulator 5, der berührungslose Sensor 7, die Steuerungsplatine 9, und der nicht gezeigte Elektromotor in dem Gehäuseelement, insbesondere einzeln entnehmbar, angeordnet sind. Das Betätigungselement 13 ist dabei gemeinsamt mit einem Verschlusselement 11 angeordnet, wobei das Verschlusselement 11 das Gehäuse 3 verschließt, so dass alle Elemente der Vorrichtung 1 bis auf das Betätigungselement 13 im Gehäuseinneren angeordnet sind.
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In der 1 ist dabei gezeigt, dass der Motor selbst als Bestandteil des Verschlusselements 11 ausgebildet ist.
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Die in der voranstehenden Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
