DE19846477A1 - Verfahren und Anordnung zu Betätigung von Schalteinrichtungen - Google Patents

Verfahren und Anordnung zu Betätigung von Schalteinrichtungen

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    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
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  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
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Abstract

Anordnung von metallischen Sensorfolien in Form einer Tastatur, welche von einer ringförmigen Sensorfolie umschlossen werden und einzeln über abgeschirmte Leitungen mit einer Auswerteelektronik verbunden sind, detektieren durch nichtleitende Konstruktionswandungen hindurch einen Fingertip, indem Verschiebungsstromänderungen ausgewertet werden.

Description

Stand der Technik
Zur Betätigung von elektrischen Verbrauchern, wie z. B. Pumpenmotoren, Magnet­ ventilen und elektrischen Leuchten im Sanitärbereich, vorzugsweise an Whirlpools, Waschbecken oder in Duschkabinen, werden vorzugsweise mechanische Folien­ tastaturen auf den vorwiegend glatten Keramik- oder Kunstharzoberflächen zusätzlich aufmontiert. Die erforderlichen, elektrischen Zuleitungen müssen diese wasserundurchlässigen Oberflächen durchstoßen. Ein zusätzliches Gehäuse umhüllt Folientastatur und Durchbruchstelle zwecks Abdichtung vor eindringendem Wasser. Zudem stellen diese Bedienkonsolen einen erheblichen Designbruch dar, erhöhen die Verletzungsgefahr, behindern Reinigungsarbeiten und haben eine hohe Ausfallhäufigkeit.
In der Schrift G 92 13 039.0/(A 61 H 33/02) wird vorgeschlagen, unter einem Rand einer Badewanne aus Kunststoff als Betätigungseinrichtung für Schaltvorrichtungen kapazitive Näherungsschalter anzuordnen. Allgemein bekannt ist, daß kapazitive Näherungsschalter auf einen Schaltabstand einjustiert werden. Beim Auflegen eines Fingers oberhalb des Wannenrandes wird dieser unterschritten, und ein Signal an die Schaltvorrichtung wird abgegeben. Nachteilig dabei ist, daß Ansammlungen von Wasser auf dem Wannenrand bereits aufgrund der hohen Dielektrizitätskonstante von 80 eine Unterschreitung des Schaltabstandes auslösen und so zu einer Dauer­ blockierung der Betätigungsvorrichtung führen. Auch bei einem überlaufenden Wasserschwall oder bei Reinigungsarbeiten werden diese Betätigungseinrichtungen willkürlich ausgelöst. Dieser Vorschlag stellt daher keinen gleichwertigen Ersatz für bisherige mechanische Tasten dar und hat sich daher in der Praxis auch nicht bewährt. Ebenso ist seine Anwendung hinter Fliesenflächen, in Duschkabinen oder unter Waschtischrändern konstruktiv und technologisch nicht praktikabel.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mechanische Tasten und Schalter bzw. kapazitive Näherungsschalter vorzugsweise im Sanitärbereich durch Anordnungen von Betätigungseinrichtungen zu ersetzen, die durch eine undurch­ brochene Wandung eines nichtleitenden Konstruktionsteiles hindurch wirken, ohne bei Wasseransammlungen, Wasserschwällen oder Reinigungsarbeiten eine Fehlauslösung oder Blockierung zu verursachen.
Die Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Anzahl von leitfähigen Sensorflächen (2, 8), z. B. in Form von leitfähigen Metallfolien, eng benachbart angeordnet Tastaturfelder (3, 4) bilden, wobei diese von einer leitfähigen, ringförmigen Sensorfolie (1) umschlossen werden. Alle Folien sind über je ein Kabel (5) mit einer dezentralen Auswerteelektronik (6) und untereinander mit Verlängerungsleitungen (7) verbunden. Eine dezentrale Auswerteelektronik (6) besteht vorzugsweise aus digitalen, kapazitiven Bewegungssensoren, gemäß DE 195 012 232, welche über die angeschlossenen Metallfolien (1, 2) Verschiebungsströme durch die nichtleitenden Konstruktionsteile hindurch in den umgebenden Raum fließen lassen. Es werden nur genügend schnelle Änderungen der Verschiebungsströme erfaßt und vorzugsweise über ein Mikrorechnerprogramm ausgewertet. Langsame Änderungen werden kompensiert.
Eine Ansammlung von Wasser oberhalb einer Sensorfolie kann daher keine blockierende Wirkung mehr auf die Betätigungsvorrichtung ausüben.
Eine gewünschte Betätigung durch einen Fingertip wird durch eine kurzzeitige Zunahme und darauffolgende Abnahme der Verschiebungsströme innerhalb eines Zeitraumes erkannt, der an die menschliche Motorik der Bewegung angepaßt ist. Alle anderen Verschiebungsstromänderungen führen zu keinem gültigen Steuersignal für die Schalteinrichtungen (9).
Im Falle eines Wasserschwalles über dieses Tastaturfeld hinweg wird in jedem Falle zuerst die Ringsensorfolie (1) erreicht, wobei ihr Ausgangssignal zeitlich vor allen anderen ansteht und diese eine zeitlang blockiert. Vorzugsweise durch ein Mikrorechnerprogramm werden gleichzeitig auftretende Steuersignale eliminiert.
Ausführungsbeispiel
Fig. 1 zeigt die Anordnung eines Tastaturfeldes (3) der erfindungsgemäßen Art mit einem Tochtertastaturfeld (4), das über Verbindungsleitungen (7) angekoppelt ist.
Ein ringförmiger Foliensensor (1) umgibt die leitfähigen Metallfolien (2,8), die bei einem Fingertip die Verschiebungsstromänderungen über die Verbindungsleitungen (7) und über angeschlossene, abgeschirmte Leitungen (5) an die Auswerteelektronik (6) weiterleiten. Ein Mikrorechner generiert daraus Stellbefehle, die über Steuerleitungen der Schalteinrichtungen (9) zugeführt werden. Wahlweise können weitere Tastaturfelder (4) angeordnet werden, indem leitfähige Metallfolien entsprechender Art untereinander mit Verlängerungsleitungen (7) verbunden werden.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Whirlpool. Die Leitungen (5) verbinden die Folienflächen der Tastatur (3) mit einer Auswerteeleltronik (6). Ein Fingertipp auf eine gewünschte Sensorfläche läßt durch die Wandung des Trogbereiches der Whirlpoolwanne hindurch Verschiebungsströme über die Hand in das Badewasser fließen, welche ausgewertet werden.

Claims (5)

1. Anordnung von Tastaturfeldern (3) als Betätigungseinrichtung hinter nicht­ leitenden Konstruktionswandungen besteht aus einer Anzahl von leitfähigen Sensorflächen (2), vorzugsweise aus Metallfolien, welche von einer ringförmigen, leitfähigen Sensorfläche (1) umschlossen werden, wobei alle Sensorflächen über je eine abgeschirmte Leitung (5) mit einer Auswerteelektronik (6) verbunden sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1 besteht aus weiteren Tastaturfeldern (4) als Betätigungseinrichtung hinter nichtleitenden Konstruktionswandungen, wobei leitfähige Sensorflächen (8, 2) entsprechender Art untereinander mit abge­ schirmten Verlängerungsleitungen (7) verbunden sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 zur Auswertung einer Betätigung von Sensorflächen (2) generiert vorzugsweise über ein Mikrorechnerprogramm ein Steuersignal erst nach der Detektion einer Verschiebungsstromzunahme und einer anschließenden Verschiebungsstromabnahme innerhalb eines wählbaren Zeitraumes.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 zur Auswertung einer Betätigung von Sensorflächen unterbindet vorzugsweise über ein Mikrorechnerprogramm die Abgabe eines Steuersignals bei vorzeitiger oder gleichzeitiger Betätigung einer ringförmigen, leitfähigen Sensorfläche (1) für einen begrenzbaren Zeitraum.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 zur Auswertung einer Betätigung einer Sensorfläche (2) unterbindet vorzugsweise über ein Mikrorechnerprogramm die Abgabe von Steuersignalen bei gleichzeitiger Betätigung mehrerer Sensorflächen (2) innerhalb eines wählbaren Zeitraumes.
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