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Anwendungsgebiet
und Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung zur Bedienung eines Elektrogeräts, welches
beispielsweise ein Haushaltsgerät
wie ein Wäschetrockner
sein kann, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bedieneinrichtungen
bzw. sogenannte Berührungs-
oder Touch-Schalter sind beispielsweise aus der
EP 859 467 A1 bekannt. Diese
funktionieren in der Regel gut, weisen jedoch bei kompakter Bauweise
das Problem auf, dass sie eine gewisse Störungsanfälligkeit aufweisen können. Diese
schränkt vor
allem die Freiheit in der Gestaltung, insbesondere bezüglich der
elektrischen Steuerungen, ein. So ist es beispielsweise aus der
vorgenannten
EP 859
467 A1 bekannt, den Körper
des Sensorelements mit einer durchgehenden Öffnung zu versehen, in welcher eine
LED angebracht ist. Diese kann nach oben durch eine Abdeckung oder
Frontblende, insbesondere eine Glaskeramik-Abdeckung oder aus Kunststoff,
strahlen zur Kennzeichnung des Sensorelements bzw. der dadurch gebildeten
Berührungsstelle. Hier
tritt jedoch oftmals das Problem auf, dass die Ansteuerung der LED
die Auswertung des Sensorelements stört.
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Aus
der
EP 1 257 057 A1 ist
eine ähnliche Bedieneinrichtung
bekannt. Auch hier ist unterhalb einer Berührfläche eine Beleuchtung unter
anderem als Markierung der Berührfläche vorgesehen.
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Aus
der
EP 1 030 536 A1 ist
es bekannt, bei einer Bedieneinrichtung für ein Kochfeld in der Nähe bzw. über einer
Anzeige einen kapazitiven Berührungsschalter
vorzusehen.
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Aus
der
DE 3119495 A1 ist
es bekannt, eine dünne
Schaumstoff-Schicht als Sensor für
einen kapazitiven Näherungsschalter
auf einem erhöhten
abgewinkelten Träger
anzubringen. Dabei dient die Schaumstoff-Schicht zur Anpassung an
Unterseite einer Abdeckung.
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Aufgabe und
Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Bedieneinrichtung
zu schaffen, mit der die Probleme des Standes der Technik vermieden
werden können
und insbesondere eine Bedieneinrichtung bzw. eine Anordnung eines
Sensorelements geschaffen werden kann, welche bei verschiedenen
Anordnungsmöglichkeiten
eine Störsicherheit
gewährleistet.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Bedieneinrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden
näher erläutert. Der
Wortlaut der Ansprüche
wird dabei durch ausdrückliche Bezugnahme
zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Erfindungsgemäß ist bei
einer eingangs genannten Bedieneinrichtung das Sensorelement ein flexibler
und elektrisch leitfähiger
Körper.
Er ist an eine Abdeckung mit einer Seite anliegend angeordnet, wobei
er auf bekannte Art und Weise dadurch eine Fläche eines Kondensators bildet,
dessen Kapazität
durch Annäherung
oder Berührung
veränderbar,
was ausgewertet werden kann. Die Abdeckung dient dabei als Berühr- oder
Annäherungsfläche. Das Sensorelement
ist an einer Auflage angeordnet bzw. befestigt, welche mit elektrischen
Leitern, insbesondere auch für
das Sensorelement selber, versehen sein kann. Diese Auflage kann
insbesondere eine Leiterplatte sein. Der Körper des Sensorelements weist
dabei einen Mindestabstand bzw. Störabstand zu den elektrischen
Leitern oder zu der Auflage auf, welcher in der Regel mindestens
einen bis mehrere Millimeter beträgt. Dieser Abstand soll verhindern, dass
elektrische Störsignale,
insbesondere von den elektrischen Leitungen an der Auflage herrührend, in das
Sensorelement bzw. dessen Körper
eingekoppelt werden und somit die Signal des Sensorelements bzw.
dessen Auswertung stören
können.
Wird dieser Abstand eingehalten, so können beispielsweise auch LED
sehr nahe an oder in einer Ausnehmung in dem Sensorelement vorgesehen
sein. Für
eine erhöhte
Störsicherheit
kann der Abstand, welcher im folgenden auch als Störabstand
bezeichnet wird, auch 3–4
mm oder mehr betragen.
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Durch
die Ausbildung als Körper
kann das Sensorelement elektrische Eigenschaften aufweisen, welche
es vor allem durch sein Volumen bzw. seine Länge in Richtung auf die Abdeckung
erlangt. Hier ist vor allem ein elektrischer Widerstand zu nennen,
der die Dämpfung
von Störsignalen
bewirken kann. Dieser Effekt kann mit einer dünnen Schicht aus einem solchen
Material kaum erreicht werden. Hier wäre der entstehende elektrische
Widerstand zu gering.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
das Sensorelement die Auflage nicht direkt berührt. Der sich daraus erge bende
Abstand kann beispielsweise der Störabstand sein. Dies wird bevorzugt
durch ein Distanzelement erreicht, welches beispielsweise nach Art
einer Brücke
aufgebaut ist. An diesem sich über
die Auflage erhebenden Distanzelement kann das Sensorelement angeordnet
oder befestigt sein. Die Brücke
bzw. das Distanzelement kann auch zur elektrischen Kontaktierung
dienen.
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Ist
das Distanzelement als Brücke
ausgebildet, so kann sie ein- oder mehrarmig sein. So können an
der Brücke
auch mehrere Sensorelemente nebeneinander angeordnet sein. In diesem
Fall müsste eine
elektrische Kontaktierung an die Sensorelemente unabhängig von
der Brücke
ausgebildet sein, beispielsweise über zusätzliche Anschlüsse.
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Bevorzugt
ist es vorgesehen, dass die Brücke,
an welcher der Körper
des Sensorelements anliegt, an der Auflage angelötet wird. Alternativ kann sie
durch eine einfach lösbare
Verbindung an der Auflage befestigt werden, beispielsweise durch
eine Rastverbindung. So kann eine Brücke mechanisch eingerastet
werden, unter Umständen
sogar wieder von Hand gelöst
werden, ohne Werkzeug zu benötigen.
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Das
Distanzelement ist vorteilhaft mit einer Befestigung oder Halterung
für den
Körper
versehen. Dieses kann entweder ein Verkleben sein. Alternativ ist
ein Aufstecken auf einen Dorn oder einen ähnlichen Vorsprung möglich, um
das Sensorelement an dem Distanzelement zu befestigen.
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Alternativ
kann der Körper
des Sensorelements zumindest teilweise an der Auflage aufliegen. Dann
sind entweder sämtliche
elektrische Leiter oder elektrische Bauteile mit mindestens dem
Störabstand zu
dem Sensorelement vorzusehen. Des weiteren kann vorgesehen sein,
dass das Sensorelement von dem sonstigen Verlauf seiner geometrischen
Form abweichend an geeigneter bzw. gefährdeter Stelle eine Ausnehmung oder
Einbuchtung aufweist, um so wiederum den Störabstand herzustellen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Sensorelement bzw. der Körper, welcher im wesentlichen
aus einem Vollmaterial gebildet ist, in einem mittleren Bereich
eine Ausnehmung auf. Diese kann als zentrale, durchgehende Bohrung
in Richtung auf die Berührfläche zu verlaufen.
Während
das Sensorelement mit einer Seite des Körpers an der Unterseite der
Abdeckung bzw. Berührfläche anliegt,
ist an dem anderen Ende ein Leuchtmittel angeordnet. Abgestrahltes
Licht geht durch den Körper
zu der Unterseite der Berührfläche hin.
Diese sollte für
die Beleuchtung einen lichtdurchlässigen Lichtkanal aufweisen
oder an dieser Stelle lichtdurchlässig sein.
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Ein
solcher Lichtkanal kann beispielsweise ein in die Abdeckung eingepasster
Einsatz aus durchsichtigem bzw. lichtdurchlässigem Material sein. Er kann
sich beispielsweise auch in den Körper hinein bzw. in die Ausnehmung
hinein erstrecken und in Richtung auf das Leuchtmittel zu verlaufen,
insbesondere bis an das Leuchtmittel heran.
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Des
weiteren können
die Leuchtmittel an der Auflage, welche in diesem Fall vorteilhaft
eine Leiterplatte ist, angeordnet sein. Die elektrischen Zuleitungen
zu dem Leuchtmittel können
an der Seite der Auflage vorgesehen sein, welche zu dem Sensorelement
hin weist. In diesem Fall ist es möglich, an dem Leuchtmittel
eine Befestigung für
das Sensorelement vorzusehen, insbesondere durch das Leuchtmittel selber.
Dazu kann dieses beispielsweise ein entsprechend großes oder
entsprechend gestaltetes Gehäuse
aufweisen, auf welches das Sensorelement einfach aufgesteckt werden
kann. Dabei kann der Körper
des Sensorelements eng und mechanisch fest an dem Leuchtmittel befestigt
sein.
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Alternativ
zu einer Anbringung eines Leuchtmittels direkt in dem Sensorelement
kann es vorgesehen sein, Licht mittels eines Lichtleiters in oder
an das Sensorelement heranzuführen,
welches prinzipiell ähnlich
ausgebildet sein kann wie zuvor beschrieben. Ein grundsätzlicher
Vorteil eines solchen Lichtleiters ist der, dass damit Leuchtmittel,
welche in der Regel wegen der elektrischen Ansteuerung das Sensorelement
stören
können,
von dem Sensorelement entfernt vorgesehen sein können. Des weiteren ist es möglich, einen
solchen Lichtleiter auch als Halterung für das Sensorelement auszubilden.
Dazu kann er beispielsweise eine entsprechende Verbreiterung aufweisen,
welche unter das Sensorelement greift. Mit einem anderen Ende kann
der Lichtleiter in eine entsprechende Öffnung an der Abdeckung eingesteckt
werden. So wird ein lichtdurchlässiger
Verschluss der Abdeckung erreicht, mittels welcher gleichzeitig
das Sensorelement in genau vorgegebener Position an der Unterseite
der Abdeckung befestigt wird.
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Die
Auflage ist vorteilhaft eine Leiterplatte. Sie kann einseitig bestückt sein,
beispielsweise auch mit SMD-Bauteilen. Die Bestückungsseite weist vorteilhaft
zu der Berührfläche, wodurch
beispielsweise Leuchtmittel wie LED als SMD-Bauteile verwendet werden
können.
Es kann auch unterseitig oder zweiseitig bestückt werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, den Körper des
Sensorelements so auszuführen,
dass er in etwa einem Kegelstumpf entspricht. Dies bedeutet, dass
er zu der Berührstelle
hin relativ klein ist, um die Berührfläche zu kontaktieren. Am entgegengesetzten
Ende ist er weit ausladend und erheblich größer, wobei der Sensorelement-Körper vorteilhaft
konstante Wandstärke
aufweist. Dies weist den Vorteil auf, dass an diesem größeren Ende eine
LED nach vorangegangener Beschreibung angeordnet sein kann. Durch
die großen
Ausmaße
des Körpers
an diesem Ende ist ein ausreichender Abstand zwischen dem Sensorelement
und einer solchen LED gewährleistet.
Zusätzlich
kann vor gesehen sein, dass auch bei einem solchen Sensorelement-Körper in
dem Bereich, in dem beispielsweise die Zuleitungen zu der LED verlaufen,
das Sensorelement ausgeschnitten bzw. ausgenommen ist.
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Diese
und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung
gehen außer
aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im folgenden näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 einen
Seitenschnitt einer möglichen Bedieneinrichtung
gemäß der Erfindung
mit einem Sensorelement, welches auf einer Brücke zwischen Platine samt LED
und Berührfläche angeordnet
ist,
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2 eine
Abwandlung einer Bedieneinrichtung aus 1 mit abstandswahrenden
Abstandsnägeln
für das
Sensorelement,
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3 eine
Abwandlung einer Bedieneinrichtung mit einer Halterung für das Sensorelement,
welche als durchsichtiges Kunststoffteil ausgebildet ist, das auf
die LED gestülpt
ist,
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4 eine
Abwandlung einer Bedieneinrichtung, bei der ein kegelstumpfförmiges Sensorelement
zwischen Platine und Berührfläche eingeklemmt
ist,
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5 eine
Draufsicht auf das Sensorelement aus 4 und
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6 eine
Seitenansicht des Sensorelements aus 4.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
schematisch eine Bedieneinrichtung 11 dargestellt, welche
eine Abdeckung 12 aufweist mit einer Berührfläche 13,
auf welche ein Finger 15 gelegt wird zur Bedienung, wie
durch die gestrichelte Darstellung ersichtlich ist. Unterhalb der
Berührfläche 13 ist
ein Sensorelement 17 vorgesehen, welches an die Unterseite
der Abdeckung 12 reicht. Am anderen Ende ist das Sensorelement 17 an
einer Brücke 19 angelegt,
welche an einer Leiterplatte 21 befestigt ist und über dieser
verläuft.
Das Sensorelement kann eine Höhe
von mehreren mm aufweisen, beispielsweise 10 mm oder mehr. So wird
in Verbindung mit dem spezifischen elektrischen Widerstand des Materials
ein Gesamtwiderstand erreicht, der beispielsweise Störungen bedämpfen kann.
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Wie
zu erkennen ist, weist das Sensorelement 17 einen zentralen
Längskanal 18 auf,
in den Licht von einer unterhalb des Sensorelements 17 angeordneten
LED 23 nach oben gestrahlt wird und durch einen lichtdurchlässigen Einsatz 25 in
der Abdeckung 12 nach oben gestrahlt wird. Ein solcher lichtdurchlässiger Einsatz 25 ist
dann zu verwenden, wenn die Abdeckung 12 an sich bzw. im
Bereich der Berührfläche 13 nicht
lichtdurchlässig
ist.
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Die
Ausbildung des Sensorelements
17 aus elektrisch leitfähigem Kunststoff
bzw. Schaumstoff sowie sein Funktionsprinzip, insbesondere auch
wegen der elektrischen Eigenschaften durch die Ausbildung als voluminöser Körper, kann
aus der
EP 859 467 A1 entnommen
werden, deren Inhalt diesbezüglich
hiermit durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird.
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Die
LED 23 ist mit schematisch dargestellten Zuleitungen 24 versehen,
welche bei der in diesem Fall einseitig bestückten Leiterplatte 21 auf
der zur Abdeckung 12 hin weisenden Seite vorgesehen sind. Durch
die Brü cke 19,
welche ebenfalls mit einer Zuleitung 20 zum elektrischen
Kontaktieren des Sensorelements 17 versehen ist, wird das
Sensorelement auf Abstand von der LED 23 sowie den Zuleitungen 24 gehalten.
Dieser Abstand, der bei dem Maßstab 1:2
der hier gewählten
Darstellung etwa 2 mm beträgt,
ist der vorgenannte Störabstand.
Durch die Einhaltung dieses Störabstandes
wird ein Einkoppeln der an die LED 23 zur Darstellung gegebenen
Signale in das Sensorelement 17 bzw. deren Zuleitungen 20 über die
Brücke 19 verhindert.
Insofern ist es auch von Bedeutung, dass nicht nur das Sensorelement 17 selber,
sondern auch dessen elektrische Kontaktierung den Störabstand
zu weiteren elektrischen Bauteilen, beispielsweise der LED 23,
einhält.
Dies ist aus der 1 zu ersehen. Dort gehen auch
die Zuleitungen 20 zu der Brücke 19, über welche
das Sensorelement 17 kontaktiert wird, in eine andere Richtung
weg als die Zuleitungen 24 der LED 23.
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Durch
die in 1 dargestellte Anordnung ist es möglich, die
LED 23 als sogenanntes SMD-Bauteil auszubilden und somit
die Zuleitungen 24 dazu auf der zur Berührfläche 23 hin weisenden Seite
vorzusehen. Somit kann die Leiterplatte einseitig bestückt sein,
und zwar zu der Abdeckung 12 hin weisend. Alternativ es
auch denkbar, die Zuleitungen 24 zu der LED 23 oder
andere Zuleitungen zu weiteren Bauteilen auf der Leiterplatte 21 auf
der von dem Sensorelement 17 bzw. der Berührfläche 13 abgewandten
Seite vorzusehen. In diesem Fall kann dennoch der erfindungsgemäße Störabstand
für das Sensorelement
vorgesehen werden, beispielsweise durch eine dargestellte Brücke, um
die Störsicherheit noch
weiter zu erhöhen.
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Aus
der Abwandlung in 2 ist bei gleichem Aufbau der
Abdeckung 12 zu erkennen, wie die Brücke 19 durch sogenannte
Abstandsnägel 127 ersetzt
ist. Diese können
nach Art von Lötstiften
oder dergleichen an der Leiterplatte 121 befestigt sein.
Auf die oberen Spitzen wird das Sensorelement 117, welches ähnlich wie
in 1 ausgebildet ist, aufgesteckt.
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Die
elektrische Kontaktierung an das Sensorelement 117 kann
vorteilhaft über
die Abstands-Nägel 127 erfolgen,
welche hierzu aus Metall ausgebildet sein können und beispielsweise auf
der Leiterplatte 121 festgelötet sein können. Die Leiterplatte 121 ist
hier beidseitig bestückt,
wie zu erkennen ist.
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In
der weiteren Ausgestaltung gemäß 3 ist
auf die LED 223, welche ähnlich wie in 1 mit Zuleitungen 224 auf
der Leiterplatte 221 versehen ist, eine Halterung 229 aufgesetzt
oder aufgesteckt ist. Die Halterung 229 ist aus transparentem
Material, insbesondere klarem Kunststoff. Dies ist dadurch verdeutlicht,
dass das Licht der LED 223 durch die Halterung 229 hindurchtritt.
Nach außen
ragend weist die Halterung 229 abstehende Ansätze bzw.
einen umlaufenden Kragen 230 auf. Dieser hält das Sensorelement 217 auf
Abstand zu der LED 223 bzw. der Leiterplatte 221, ähnlich wie
zuvor bereits die Brücke
gemäß 1 oder
die Abstands-Nägel
gemäß 2.
Die Befestigung der Halterung 229 auf der LED 223 kann
vorteilhaft derart sein, dass sie selbstrastend und dadurch stabil
ist ohne weitere Verbindungen, wie beispielsweise Kleben oder dergleichen.
In einer nicht dargestellten Ausbildung kann die Halterung nach
oben ragen mit einem Abschnitt, der dem Einsatz 25 aus 1 ähnelt. Dieser Abschnitt
könnte
in der Abdeckung befestigt sein, so dass er die Halterung samt Sensorelement
an der Abdeckung befestigt. Ein Abstützen auf der Leiterplatte oder
der LED wäre
dann nicht mehr notwendig und das Sensorelement kann ohne Leiterplatte
odgl. mittels der Halterung in definierter Stellung an der Abdeckung
gehalten werden.
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Die
elektrische Kontaktierung an das Sensorelement 217 erfolgt
durch eine schematisch angedeutete Zuleitung 231. Diese
kann beispielsweise ein Draht sein, der in das Sensorelement hineingesteckt wird.
Ebenso könnte
es eine Kontaktfeder sein, welche seitlich an das Sensorelement
angedrückt
wird.
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In 4 ist
eine weitere Ausbildung einer Bedieneinrichtung 311 dargestellt.
Hierbei weist zum einen die Abdeckung 312 lediglich eine Öffnung auf, durch
welche Licht austritt. Des weiteren ist das Sensorelement 317 kegelstumpfförmig ausgebildet
mit einer im wesentlichen gleichbleibenden Wandstärke. Der
erfindungsgemäße Störabstand
wird hier auf zwei verschiedene Arten erreicht. In der linken Hälfte des
Sensorelements 317 erstreckt sich dessen Wandung durch
den schräg
geneigten Verlauf von der oberen Berührfläche 313 soweit von
der LED 323 sowie der linken Zuleitung 324 weg,
dass der Störabstand
gewährleistet
ist. Dabei verläuft
die linke Zuleitung 324 beispielsweise mit dem entsprechenden Störabstand
zu dem Sensorelement 217 zu einem nicht dargestellten Anschluss
an der Leiterplatte 321, welcher zu der Unterseite führt und
beispielsweise mit einem Kabel wegführt. So ist auf alle Fälle stets der
einzuhaltende Störabstand
gewährleistet.
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Im
rechten Bereich des Sensorelements 317 ist ein Ausschnitt 332 nach
Art einer Teil-Lochung vorgesehen. Durch diesen Ausschnitt 332 verläuft die
rechte Zuleitung 324 nach außen auf der Leiterplatte 321 entlang.
Das hier zugrundeliegende technische Prinzip ist dasjenige, dass
das Sensorelement 317 im wesentlichen auf der Leiterplatte 321 aufliegt und
nur in denjenigen Bereichen, an welchen es der LED 323 oder
einer Zuleitung nahe kommen könnte, ein
entsprechender Ausschnitt oder eine Ausnehmung vorgesehen sind.
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Durch
diesen Ausschnitt könnte
auch, was nicht dargestellt ist, von außen ein Lichtleiter an das Sensorelement
heranreichen und nach innen in das Sensorelement gehen, ähnlich wie
die durchsichtige Halterung in 3. So kann
auch ein Abstand zwischen Sensorelement und Leuchtmitteln bzw. Zuleitungen
dazu geschaffen werden. Der Lichtleiter kann auch halternde Funktion
für das
Sensorelement haben.
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In
den 5 und 6 ist in Draufsicht sowie in
ungeschnittener Seitenansicht dargestellt, wie die Ausschnitte 332 durch
die Wandung des Sensorelements 317 führen. Dabei ist zu erkennen,
wie die Ausschnitte 332 in etwa gegenüberliegend vorgesehen sind.
Es ist jedoch auch denkbar, diese relativ nahe beieinander auszuführen oder
durch einen einzigen etwas breiteren Ausschnitt mehrere elektrische Leitungen
oder Zuleitungen zu führen.