• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tasteinrichtung zum Steuern eines einem Verbraucher zugeführten elektrischen Signals mit einem Sender und einem Empfänger, die optisch oder kapazitiv miteinander gekoppelt sind, wobei der Kopplungsgrad durch eine Berührung der Tasteinrichtung veränderbar ist und wobei der Sender und der Empfänger auf mindestens einer Trägerplatte angeordnet sind und der Empfänger mit einer Auswerteeinrichtung elektrisch verbunden ist. Zusätzlich ist auf der Trägerplatte (3) angeordnet oder mit dieser mechanisch gekoppelt ein Sensor (11) zum direkten oder indirekten Erfassen einer auf die Trägerplatte (3) übertragenen und durch Tastbewegung hervorgerufenen Andruckkraft, wobei ein Ausgangssignal des Sensors (11) erfasst und der Auswerteeinrichtung (5) zugeführt wird und die Auswerteeinrichtung (5) ein Steuersignal in Abhängigkeit des erfassten Sensorsignals und eines Ausgangssignals des Empfängers (2) erzeugt. Durch diese Tasteinrichtung werden die Kräfte, die bei einer Tastbetätigung ausgeübt werden, auf die Trägerplatte übertragen und dort erfasst, so dass das dem Verbraucher zugeführte elektrische Signal je nach Stärke der Kraft verändert wird. Dies ermöglicht ein intuitives Steuern des Verbrauchers bei geringfügiger Modifikation der Tasteinrichtung.
    公开号:DE102004022946A1
    申请号:DE200410022946
    申请日:2004-05-10
    公开日:2005-12-08
    发明作者:Roland Ernst；Michael Hackner；Hans-Peter Dr.-Ing. Hohe；Martin Schaller
    申请人:Robert Seuffer GmbH and Co KG；
    IPC主号:F24C7-06
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Tasteinrichtung, zum Steuern eines einemVerbraucher zugeführten elektrischenSignals, insbesondere eine Tasteinrichtung zum Steuern eines Haushaltsgeräts wie beispielsweiseeine Herdplatte.
    [0002] EineTasteinrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise offenbartin der DE 296 03 484U1 , wobei es sich bei der Strahlung vorzugsweise um eineInfrarotstrahlung handelt, die an der Oberfläche eines abschattenden Fingersreflektiert wird. Der Empfängerliefert ein entsprechendes Ausgangssignal, das einem Ein- und Ausschalttaktdes Senders folgt. Wenn Fremdlichteinflüsse vorhanden sind, sind diese überlagertdurch den Takt des Ein- und Ausschaltens, wobei für die Auswertungder Signalanteil mit diesem Takt verwendet wird. Wenn der Empfänger beider Nichtabschattung Fremdlicht- bzw. Kunstlicht empfängt, hatdieser Lichteinfluss nicht die Ein- und Ausschaltcharakteristikdes Senders. Von der Auswerteschaltung wird das entsprechende vomEmpfängergelieferte Signal zur Bildung des Steuersignals nicht ausgewertet.Das Steuersignal wird nur dann erzeugt, wenn das vom Empfänger gelieferteAusgangssignal einen Anteil enthält,welcher den Ein- und Ausschalttakt bzw. Zyklus des Senders aufweist.
    [0003] Inderartigen Tasteinrichtungen wurde bisher lediglich das Vorliegeneiner Abschattung bzw. Reflektion durch die Tastbetätigung erfasst,ausgewertet und zur Steue rung des Verbrauchers herangezogen. DieArt und Weise der Tastbewegung oder Tastbetätigung einer Bedienperson istsomit nicht feststellbar. Dies führtzu dem Nachteil, dass ein beschleunigtes Ändern des Steuersignals beiintuitiv schnellerer oder kräftigererTastbewegung beispielsweise beim Überkochen eines Garguts nichtmöglich ist.
    [0004] Tasteinrichtungenwie beispielsweise Touchsensoren sind aus der Musik-Keyboardtechnikbekannt, wobei Tastaturen beispielsweise mit einem Touchsensor undeinem zugeordneten Drucksensor ausgestattet sind, so dass die Druckintensität des Tastenanschlagsals Steuerwert herangezogen werden kann. Dies erfordert allerdingseinen hohen Herstellungsaufwand, da für jede Taste ein eigener Drucksensorangeordnet werden muss. Auch eine Zeitmessung zwischen dem Schaltenzweier Kontakte wurde hierfürbereits vorgeschlagen.
    [0005] Fernersind in den Druckschriften DE101 48 473 A1 und DE199 52 560 C2 Kraftmomentensensoren zur Steuerung einesKraftfahrzeugsitzes bzw. eines Computers offenbart, wobei die aufein Bedienteil des Kraftmomentensensors einwirkenden Kräfte und Drehmomenteerfasst und zur Positionssteuerung des zu steuernden Objekts herangezogenwerden.
    [0006] Esist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Tasteinrichtung zurintuitiven Steuerung eines Verbrauchers bereitzustellen, die mitmöglichstgeringen Veränderungendes eingangs genannten Stands der Technik realisierbar ist.
    [0007] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß durch dieMerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
    [0008] Durchdas Bereitstellen des auf der Trägerplatteangeordneten oder mit dieser mechanisch gekoppelten Sensors isteine direkte oder indirekte Erfassung der Art der Tastbewegung über diedamit verbundene Andruckkraft möglich.Da eine beschleunigte Tastbetätigungauch zu einer höherenAndruckkraft führt,kann der Wunsch der Bedienperson nach einem schnelleren Änderungsvorgangdes Steuersignals direkt überdie Andruckkraft erfasst werden. Dies ermöglicht ein intuitives Steuerndes Verbrauchers.
    [0009] Dievorgeschlagene Lösungist durch geringfügigeModifikationen der bekannten Tasteinrichtung realisierbar, da lediglichdie auf die Trägerplatte übertrageneAndruckkraft erfasst werden muss, so dass der Sensor an beliebigerStelle auf der Trägerplatte odermit dieser mechanisch gekoppelt angeordnet sein kann. Der Sensorkann somit in einfacher Weise als zusätzliches, automatisch bestückbaresBauteil beispielsweise in SMD-Technik ausgebildet, auf der Leiter-bzw. Schaltungsplatine angeordnet und mehreren individuellen Tastsensorender Tasteinrichtung zugeordnet sein.
    [0010] Insbesonderekönnender Empfängerund der Sensor mit Leiterbahnen einer Leiterplatte, welche die Trägerplattebildet, fürden elektrischen Anschluss an die Auswerteeinrichtung verbundensein.
    [0011] Fernerkönnender Sender, der Empfänger undder Sensor von einer lichtdurchlässigenPlatte abgedeckt sein, wobei die Andruckkraft über Abstandshalter auf dieTrägerplatte übertragenwird. Diese Abstandshalter könnendann z.B. Abschirmungselemente zwischen dem Sender und Empfänger bilden.In diesem Fall könnenbeispielsweise mindestens zwei jeweils den Sender und den Empfänger aufweisendeSchalteinheiten mit angeschlossener Auswerteeinrichtung zur Steuerungdes Verbrauchersignals vorgesehen sein, wobei die eine Schalteinheitzur Erhöhungdes Verbrauchersignals und die andere Schalteinheit zur Verringerungdes Verbrauchersignals dienen, wobei die beiden Schalteinheiten nebeneinanderauf der Trägerplatteangeordnet sind, und wobei der Sensor an einer vom Ort der beiden SchalteinheitenunabhängigenStelle angeordnet ist und zur Erfassung der Andruckkraft beiderSchalteinheiten dient. Der Verbraucher kann eine Heizstelle einesElektroherds sein, wobei die beiden Schalteinheiten unter einerlichtdurchlässigenals Arbeitsplatte ausgebildeten Platte angeordnet sind. Die Trägerplattekann dann mit Federkraft in Richtung auf die Unterseite der lichtdurchlässigen Plattegedrückt sein.Dies ist beispielsweise bei einer Kochstelle mit Ceranfeld vorteilhaft.
    [0012] DieAuswerteeinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass der Betrag der Änderungdes Verbrauchersignals in Abhängigkeitder Stärkeder durch den Sensor erfassten Andruckkraft gesteuert ist. Dabei kannbeispielsweise die Geschwindigkeit der Erhöhung des Verbrauchersignalsin einem Auto-Repeat-Modus von der gemessenen Andruckkraft abhängig sein.Ferner kann die Auswerteeinrichtung so ausgestaltet sein, dass sieden Signalanstiegsgradienten des Ausgangssignals des Sensors erfasstund auswertet.
    [0013] DerSensor kann auch als kapazitiver Sensor ausgeführt sein. Der Sensor kann auchso ausgestaltet sein, dass er die Biegung der Trägerplatte erfasst. Hierbeikann der Sensor einen Dehnungsmessstreifen umfassen. Der Sensorkann ferner ein Siliziumsubstrat aufweisen und somit auf Siliziummaterialbasieren. Die Auswerteeinrichtung kann auf dem Sensor integriertsein.
    [0014] DieErfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispielsunter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
    [0015] 1 eineDraufsicht auf eine Anordnung mehrerer Tasteinrichtungen auf einerArbeitsplatte eines Elektroherds;
    [0016] 2 eineSchnittansicht als Beispiel fürden konstruktiven Aufbau einer Tasteinrichtung gemäß dem bevorzugtenAusführungsbeispiel;und
    [0017] 3 einBlockschaltbild der elektrischen Verschaltung der Tasteinrichtunggemäß dem bevorzugtenAusführungsbeispiel.
    [0018] Inbevorzugter Weise kommt die vorgeschlagene Tasteinrichtung gemäß dem bevorzugtenAusführungsbeispielbei der Steuerung der Stromversorgung von Heizstellen eines Elektroherdeszur Anwendung. Bei dem in 1 dargestelltenAusführungsbeispielsind vier Tasteinrichtungen vorgesehen, von denen jede zwei Schalteinheiten 8 und 9 zur Verringerungbzw. Erhöhungder Versorgungsleistung aufweisen. Gemäß 3 können dieOberflächender Schalteinheiten 8 und 9 im Wesentlichen quadratischmit abgerundeten Ecken ausgebildet sein, wobei eine Seite beispielsweiseetwa 16 mm beträgt.In Abhängigkeitder Zeitdauer der Betätigung derjeweiligen Schalteinheit 8 bzw. 9 wird vom Steuersignaleine Anzeigeeinrichtung, bestehend aus mehreren in einer Reihe angeordneten Leuchtanzeigeelementen 17,angesteuert. Diese Leuchtanzeigeelemente 17 können ausLeuchtdioden bestehen. Die Flächender aneinandergereihten Leuchtanzeigeelemente 17 unterscheidensich voneinander. Die Leuchtanzeigeelemente 17, welcheneben der den Versorgungsstrom erhöhenden Schalteinheit 9 liegen,haben größere Flächen alsdie Leuchtanzeigeelemente 17, welche neben der Schalteinheit 8 zur Verringerungder Versorgungsleistung liegen. Die Reihe der Leuchtanzeigeelemente 17 istgemäß 3 parallelzur Anordnung der zugehörigenbeiden Schalteinheiten 8 und 9 angeordnet. Ausgehend vondem einen Ende zum anderen Ende hin können sich die Flächen derLeuchtanzeigeelemente 17 geradlinig verjüngen. Hierauskann eine unmittelbare Anzeige überdie Versorgungsleistung fürden Verbraucher, hier eine Heizstelle 10, gewonnen werden. DieBedienperson kann sofort erkennen, ob die gesamte zur Verfügung stehendeVersorgungsleistung oder ein bestimmter Bruchteil davon dem Verbraucherzugeführtwird.
    [0019] 2 zeigteine seitliche Schnittansicht der in 1 gezeigtenTasteinrichtungen entlang der Linie X-X'.
    [0020] Dasdargestellte Ausführungsbeispielder Tasteinrichtung beinhaltet die zwei Schalteinrichtungen 8 und 9.Jede Schalteinrichtung 8 und 9 enthält einenSender 1, beispielsweise eine Fotodiode, die eine Strahlung,insbesondere Infrarotstrahlung, aussendet. Ferner besitzt jede Schalteinheiteinen Empfänger 2,welcher die vom Sender 1 ausgesendete Strahlung empfangenkann und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert. Zwischen demSender 1 und dem Empfänger 2 isteine Lichtsperre 7 angeordnet. Die Lichtsperre 7 verhindertbei nichtbetätigterTast einrichtung, dass von dem Sender 1 ausgesendete Strahlungzum Empfänger 2 gelangt.
    [0021] DieBetätigungder jeweiligen Schalteinheit 8 bzw. 9 erfolgtdurch Abschattung. Die Abschattung kann durch Auflegen eines Fingerseiner Bedienperson auf die Oberseite der jeweiligen Schalteinheit 8 bzw. 9 erfolgen.Bei der Abschattung wird die vom Sender 1 ausgesendeteStrahlung an der Oberfläche desaufgelegten Fingers oder Abschattungsgegenstands reflektiert undgelangt zum Empfänger 2.Um die vom Sender 1 ausgesendete Strahlung zu kennzeichnenbzw. mit einem bestimmten Charakteristikum zu versehen, kann dieStrahlung des Senders 1 mit einem bestimmten Takt ein-und ausgeschaltet werden. Es ist hierzu eine entsprechende Taktsteuereinrichtungvorgesehen. Auch die vom Empfänger 2 empfangeneStrahlung weist diesen Takt auf. Der Empfänger 2 erzeugt einAusgangssignal, das diesen Ein- Ausschalttakt aufweist.
    [0022] Inbevorzugter Weise besteht das Material der Lichtsperre 7 auseinem weichen Material, insbesondere Silikon. Beim dargestelltenAusführungsbeispielder 1 könnender Sender 1 und der Empfänger 2 in einen Formkörper desweichen Materials eingebettet sein. Die Schalteinheiten 8 und 9 sindauf einer Trägerplatte 3,welche als gedruckte Leiterplatte ausgebildet sein kann, angeordnet.Mit den Leiterbahnen der Trägerplattebzw. gedruckten Leiterplatte 3 sind die Schalteinrichtungenbeispielsweise in SMD-Technik überLötstellen 18 oderandere geeignete Kontaktierungen verbunden. Auf diese Weise erfolgtdie elektrische Verbindung der Schalteinheiten 8 und 9 mitder Auswerteschaltung und den Leuchtanzeigeelementen. Über denSchalteinheiten 8 und 9 liegt eine durchsichtigePlatte 4, beispielsweise aus Glas. Diese bildet die Arbeitsplatte,beispielsweise ein Ceranfeld eines Elektroherdes. Die Verbraucher 10 diesesElektroherdes sind die entsprechenden Heizstellen 10 gemäß 1.Die Gesamtbauhöhefür diegedruckte Leiterplatte 3, die Schalteinheiten 8 und 9 unddie Glasplatte 4 kann beispielsweise 34 mm betragen undwird durch entsprechende Abstandshalter (nicht gezeigt) sichergestellt,die an geeigneten Stellen zwischen der Trägerplatte 3 und derGlasplatte 4 angeordnet sind. Die Formkörper mit den eingebettetenSendern 1 und/oder Empfängern 2 können bspw.bereits den Abstandshalter bilden, so dass keine zusätzlichenElemente erforderlich sind.
    [0023] DieTrägerplatte 3 wirddurch die Kraft einer Feder 22 in Richtung eines Pfeils 23 andie Unterseite der durchsichtigen Platte 4 gegen die Abstandshalterangedrückt.Hierdurch wird auch das weiche Material der Lichtsperre 7 inggf. vorhandene Unebenheiten und Rauhigkeiten an der Unterseiteder insbesondere als Glasplatte 4 ausgebildeten lichtdurchlässigen Platteeingedrückt.Hierdurch ist es möglich,an der Unterseite der Glasplatte 4 eine die Festigkeit undStabilitätder Platte 4 erhöhendeMatte, welche eine gewisse Rauhigkeit hat, anzuwenden. Anstelle derzusätzlichenMatte kann die erforderliche Festigkeit und Stabilität der Platte 4 auchdurch eine in oder auf der Platte befindliche Glasstruktur erreichtwerden. Die Rauhigkeiten, welche von dieser Matte herrühren, werdenvon dem eingedrücktenweichen Material der Lichtsperre ausgefüllt, so dass ein Übergangvon Strahlung zwischen Sender und Empfänger bei Nichtabschattung verhindertwird.
    [0024] ZurErfassung der Andruckkraft einer Tastbetätigung an den Schalteinheiten 8 und 9 istein Sensor 11 vorgese hen, der an der Trägerplatte 3 unmittelbaroder mit dieser mechanisch gekoppelt angeordnet ist. Vorzugsweisekann der Sensor 11 in SMD-Technik auf der als Leiterplatteausgebildeten Trägerplatte 3 befestigtund überentsprechende Lötstellen 18 mitden Anschlussleitungen kontaktiert sein. Der Sensor 11 kannals direkter oder indirekter Kraft- oder Drucksensor zur Erfassungder Andruckkraft aller Schalteinheiten 8 und 9 derin 1 gezeigten Tasteinrichtung oder der durch dieAndruckkraft hervorgerufenen Verbiegung der Trägerplatte 3 vorgesehensein, d.h. fürdie gesamte Tasteinrichtung ist lediglich ein Sensor 11 erforderlich.Die auf die Schalteinheiten 8 bzw. 9 bei der Tastbetätigung einwirkendeAndruckkraft wird überdie Abstandshalter auf die als Leiterplatte ausgebildete Trägerplatte 3 weitergeleitet,wo sie von dem Sensor 11 erfasst wird. Der Sensor 11 kannals direkter Kraftsensor zur direkten Erfassung der auf die Trägerplatte 3 einwirkendenZug- oder Biegekraft ausgebildet sein. Alternativ dazu kann derSensor 11 als indirekter Kraftsensor ausgebildet sein,wobei dann die durch die Biegung hervorgerufene Ausdehnung bzw.Kontraktion der Trägerplatte 3 erfasstwird. In diesem Fall kann der Sensor 11 beispielsweisezumindest einen Dehnungsmessstreifen aufweisen. Als weitere Alternativekann der Sensor 11 auch als kapazitiver Sensor aufgebautsein, wobei die Kraftmessung indirekt durch Änderung einer Kapazität aufgrundder durch die Krafteinwirkung hervorgerufenen Abmessungsänderungender Trägerplatte 3 erfolgt.Es können selbstverständlich auchmehrere Sensoren an verschiedenen Stellen vorgesehen sein, um einedifferenziertere Kraftmessung vorzunehmen.
    [0025] Esist anzumerken, dass der Sensor 11 an jeder beliebigenStelle der Trägerplatte 3 angeordnet seinkann, und 2 lediglich eine beispielhafteAnordnungsposition zeigt. Beispielsweise kann der Sensor 11 auchzwischen den Schalteinheiten 8 und 9 oder auchan der Unterseite der Trägerplatte 3 positioniertsein.
    [0026] Durchdie Ausgestaltung als SMD-Bauteil ergibt sich der Vorteil, dassdie Erweiterung der Tasteinrichtung zur Erfassung der Andruckkraftdurch einfache Modifikation der Leiterplatine zur Aufnahme des zusätzlichenSensors 11 erreicht werden kann.
    [0027] 3 zeigtein schematisches Blockschaltbild der elektrischen Verschaltungdes Sensors 11 und der Schalteinheiten 8 und 9 mitder Auswerteeinrichtung 5. Gemäß 2 ist anden jeweiligen Empfänger 2 derSchalteinheiten 8, 9 die Auswerteeinrichtung 5,beispielsweise in Form eines Mikroprozessors angeschlossen. DieAuswerteeinrichtung 5 enthält eine Taktüberwachung 12,mit welcher festgestellt wird, ob das Ausgangssignal des jeweiligen Empfängers 2 demEin-/Ausschalttakt der ausgesendeten Strahlung entspricht. Ausgangssignaledes Empfängers,die keine Signalkomponente mit diesem Ein- und Ausschalttakt haben,werden als nicht auszuwertende Signale beurteilt und von der Auswerteeinrichtung 5 nichtweiter behandelt. Derartige Ausgangssignale des Empfängers können von Fremd-oder Kunstlicht herrühren.Hierdurch wird gewährleistet,dass immer nur dann, wenn eine der beiden Schalteinheiten 8, 9 durchAbschattung betätigt wird,ein zugeordnetes Steuersignal von der Auswerteeinrichtung 5 erzeugtwird. Zusätzlichkann die Auswerteeinrichtung 5 ein Filter enthalten, welchesSignale, die Fremd- oder Kunstlicht entsprechen, ausfiltert.
    [0028] Fallsder Sensor 11 auf einer Substratbasis wie bspw. einem Siliziumsubstrathergestellt ist, kann die Auswerteeinrichtung 5 auch direktauf dem Sensor 11 integriert sein, was zu einem platzsparenden Aufbauführt.
    [0029] Wennvon einem der beiden Empfänger 2 ein Ausgangssignalmit dem beschriebenen Takt geliefert wird, wird dieses Signal nachder Taktüberwachung 12 durcheine Zeitvergleicheinrichtung 13 mit einer vorgegebenenZeit, die in einem entsprechenden Speicher 14 für eine Zeitgrenzevorgegeben ist, verglichen. Wenn der Zeitvergleich ergibt, dassdas Ausgangssignal mit dem Takt des Senders 1 kürzer alsdie vorgegebene Zeitgrenze, z.B. 5 Sekunden, ist, wird das Signalan eine Steuersignaleinrichtung 15 zur Erzeugung einesSteuersignals weitergeleitet. In der Steuersignaleinrichtung 15 wirdin Abhängigkeit derZeitdauer des Ausgangssignals des Empfängers 2 mit dem beschriebenenTakt ein Steuersignal für eineSteuereinrichtung 19 zur Einstellung der Versorgungsleistungdes Verbrauchers 10 gebildet.
    [0030] DieSchalteinheit 8 dient zur Verringerung der Versorgungsleistungund die Schalteinheit 9 dient zur Erhöhung der Versorgungsleistung.Damit die Steuersignaleinrichtung 15, welche das Steuersignal bildet,erkennt, welche der beiden Schalteinheiten betätigt bzw. abgeschattet wordenist, werden die Ausgangssignale des Empfängers 2 über Leitungen 20 und 21 entsprechendenEingängender Steuersignaleinrichtung 15 zugeleitet. Das Ausgangssignalder Schalteinheit 9 wird über die Leitung 20 einemmit (+) bezeichneten Eingang der Steuersignaleinrichtung 15 zugeleitet,und das Ausgangssignal der Schalteinheit 8 wird über dieZuleitung 21 einem mit (–) bezeichneten Eingang derSteuersignaleinrichtung 15 zugeleitet. Das Ausgangssignaldes Empfängers 2 derSchalteinheit 9 dient zur Erhöhung der Versorgungsleistung,und das Ausgangssignal des Empfängers 2 derSchalteinheit 8 dient zur Verringerung der Versorgungsleistung.Entsprechende Steuersignale werden für die Steuereinrichtung 19 gebildet.Die Verringerung und Erhöhungder Leistung hängtvon der Zeitdauer der jeweiligen Abschattung der Schalteinheit 8 bzw. 9 ab.
    [0031] Durchden Zeitvergleich in der Zeitvergleichereinrichtung 13 wirdgewährleistet,dass bei längererAbschattung, beispielsweise durch ausgelaufene Flüssigkeitoder durch einen auf der Flächeder Schalteinheiten 8, 9 abgelegten Gegenstanddie Bildung eines Steuersignals verhindert wird. In diesen Fällen stelltdie Zeitvergleichereinrichtung 13 fest, dass die Abschattunglängerals die vorgeschriebene Zeitgrenze, welche in dem Speicher 14 gespeichert ist,dauert und es wird dann die Bildung eines Steuersignals durch dieSteuersignaleinrichtung 15 verhindert. In Abhängigkeitdes Steuersignals erfolgt die Anzeige am entsprechenden Leuchtanzeigeelement 17 unddie Steuereinrichtung 19 führt eine entsprechenden Versorgungsleistungdem Verbraucher 10 zu.
    [0032] DerSensor 11 ist übereine Krafterfassungseinrichtung 30 mit der Steuersignaleinrichtung 15 verbunden.Die Krafterfassungseinrichtung 30 wandelt das Ausgangssignaldes Sensors 11 in eine der Andruckkraft entsprechende Signalgröße um und führt dasAusgangssignal der Steuersignaleinrichtung 15 zu. Die Steuersignaleinrichtung 15 kannbeispielsweise so ausgestaltet sein, dass sie den Signalanstiegsgradientendes Ausgangssignals der Krafterfassungseinrichtung 30 ermitteltund den Erhöhungs schrittfür dasder Steuereinrichtung 19 zugeführte Steuersignal z.B. proportionalzum ermittelten Signalanstiegsgradienten erhöht. Damit wird die Geschwindigkeit,mit der der Verbraucher 10 beispielsweise in einem Auto-Repeat-Modus höher/niedrigergeschaltet wird, in Abhängigkeitder Andruckkraft verändert,wenn der Finger auf der Taste bleibt. Dies ermöglicht eine intuitive Steuerungder Erhöhungbzw. Verringerung der dem Verbraucher 10 zugeführten Leistung.Der Sensor 11 erfasst somit die Andruckkraft, und die Verbraucherleistung,d.h. beispielsweise die Kochstufe des Elektroherds, wird je nachStärkeder Kraft erhöhtbzw. vermindert. Darüberhinaus kann eine Steuerung dergestalt vorgesehen sein, dass einestarke Andruckkraft auf die zur Erhöhung dienende Schalteinheit 9 zumvollen Einschalten des Verbrauchers 10 führt, während eine schwacheAndruckkraft an der Schalteinheit 9 lediglich zu einerHöherschaltungum eine Stufe führt. Analogführt einestarke Kraft auf die zur Verringerung vorgesehene Schalteinheit 8 zumvollständigen Ausschaltendes Verbrauchers 10, währendeine schwache Kraft auf die Schalteinheit 8 zum Herunterschaltender Verbraucherleistung bzw. des Verbraucherstroms um eine Stufeführt.Die Feststellung hinsichtlich des Vorliegens der starken Kraft bzw.der schwachen Kraft kann durch entsprechende in der Steuersignaleinrichtung 15 gespeicherteSchwellwerte festgelegt sein. Zwischen diesen beiden Schwellwertenkann dann die vorstehend beschriebene Geschwindigkeitsveränderungim Auto-Repeat-Modus vorgesehen sein. Damit wird eine vorteilhafteSteuerung des Verbraucherstroms in Abhängigkeit der durch die Tastbetätigung hervorgerufenen Andruckkrafterreicht.
    [0033] ZurAusblendung von Störungendurch auf die Glasplatte 4 einwirkende Druckkräfte aufgrund desGarguts oder sonstiger nicht durch eine Tastbetätigung hervorgerufener Kräfte, kanneine Ausblendung dergestalt vorgesehen sein, dass lediglich ein kombiniertesVorliegen einer optischen Erfassung durch Abschattung und einerKrafterfassung an dem Sensor 11 zu einer Veränderungdes Steuersignals führen.Damit ist sichergestellt, dass lediglich eine durch eine Tastbetätigung hervorgerufeneKrafteinwirkung auf die Trägerplatte 3 eineAuswirkung auf die Stromsteuereinrichtung 19 hervorruft.
    [0034] Zusammenfassendist anzumerken, dass die vorstehend beschriebene Tasteinrichtungmit Auswertung der Andruckkraft nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispielbeschränktist, sondern in jeglicher Art von Bedienungselementen mit Tasteinrichtungfür jeglicheAnwendungen einsetzbar ist, um dadurch eine intuitive Bedienungssteuerungzu ermöglichen.Die Ausführungsformenkönnendaher im Rahmen der beigefügtenPatentansprüchemodifiziert werden.
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Tasteinrichtung zum Steuern eines einem Verbraucherzugeführtenelektrischen Signals mit einem Sender und einem Empfänger, dieoptisch oder kapazitiv miteinander gekopplt sind, wobei der Kopplungsgraddurch eine Berührungder Tasteinrichtung veränderbarist, und wobei der Sender und der Empfänger auf mindestens einer Trägerplatteangeordnet sind und der Empfängermit einer Auswerteeinrichtung elektrisch verbunden ist, gekennzeichnetdurch einen auf der Trägerplatte(3) angeordneten oder mit diesem mechanisch gekoppeltenSensor (11) zum direkten oder indirekten Erfassen einerauf die Trägerplatte(3) übertragenenund durch die Berührunghervorgerufenen Andruckkraft, wobei ein Ausgangssignal des Sensors(11) erfasst und der Auswerteeinrichtung (5) zugeführt istund die Auswerteeinrichtung (5) ein Steuersignal in Abhängigkeitdes erfassten Sensorsignals und eines Ausgangssignals des Empfängers (2)erzeugt.
    [2] Tasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Empfänger(2) und der Sensor (11) mit Leiterbahnen einerLeiterplatte, welche die Trägerplatte(3) bildet, fürden elektrischen Anschluss an die Auswerteeinrichtung (5)verbunden sind.
    [3] Tasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass zumindest der Sensor (11) als automatisch bestückbaresBauelement ausgeführt ist.
    [4] Tasteinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Empfänger(2) und der Sensor (11) von einer lichtdurchlässigen Platte(4) abgedeckt sind und die Andruckkraft über Abstandshalterauf die Trägerplatte(3) übertragenwird.
    [5] Tasteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass der Abstandhalter als Abschirmungselement zwischen dem Sender(1) und dem Empfänger(2) ausgebildet ist.
    [6] Tasteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass mindestens zwei jeweils den Sender (1) und den Empfänger (2)aufweisende Schalteinheiten (8, 9) mit angeschlossenerAuswerteeinrichtung (5) zur Steuerung des Verbrauchersignalsvorgesehen sind, wobei die eine Schalteinheit (9) zur Erhöhung desVerbrauchersignals und die andere Schalteinheit (8) zurVerringerung des Verbrauchersignals dienen, dass die beiden Schalteinheiten (8, 9)nebeneinander auf der Trägerplatte(3) angeordnet sind, und dass der Sensor (11)an einer vom Ort der beiden Schalteinheiten (8, 9)unabhängigen Stelleangeordnet ist zur Erfassung der Andruckkraft der Schalteinheiten(8, 9) dient.
    [7] Tasteinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,dass der Verbraucher 10 eine Heizstelle eines Elektroherdsist und dass die beiden Schalteinheiten (8, 9)unter einer lichtdurchlässigen alsArbeitsplatte ausgebildeten Platte (4) angeordnet sind.
    [8] Tasteinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (3) mitFederkraft in Richtung auf die Unterseite der lichtdurchlässigen Platte(4) gedrücktist.
    [9] Tasteinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (5) so ausgestaltetist, dass der Betrag der Änderungdes Verbrauchersignals in Abhängigkeitder Stärkeder durch den Sensor (11) erfassten Andruckkraft gesteuertist.
    [10] Tasteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Geschwindigkeit der Erhöhungdes Verbrauchersignals in einem Auto-Repeat-Modus von der gemessenenAndruckkraft abhängigist.
    [11] Tasteinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (5) den Signalanstiegsgradientendes Ausgangssignals des Sensors (11) erfasst und auswertet.
    [12] Tasteinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Sensor (11) ausgestaltet ist zumErfassen einer Biegung der Trägerplatte(3).
    [13] Tasteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass der Sensor (11) einen Dehnungsmessstreifen umfasst.
    [14] Tasteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (11) ein kapazitiverKraftsensor ist.
    [15] Tasteinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Sensor (11) ein Siliziumsubstrataufweist.
    [16] Tasteinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (5) auf demSensor (11) integriert ist.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    ES2234042T3|2005-06-16|Conjunto de circuitos para un elemento sensor.
    US7115856B2|2006-10-03|Digital, touchless electrical switch
    US8748804B2|2014-06-10|Optical pushbutton or switch
    CN101617563B|2012-07-11|加热烹饪器
    US7566995B2|2009-07-28|Touch screen having a uniform actuation force and a maximum active area
    US5958272A|1999-09-28|Cooktop with a glass or glass ceramic cooking surface
    KR101569930B1|2015-11-17|정전용량성 근접 감지 수단을 구비하는 ｏｌｅｄ 장치
    CN101507361B|2013-05-22|具有传感反馈的触敏致动器
    US5155338A|1992-10-13|Control device for heating sources of cooking appratus
    EP1257152B1|2005-07-27|Berührungsschalteranordnung und Verfahren zur Steuerung eines Berührungsschalters
    US8017890B2|2011-09-13|Continuous capacitive slider controller for a smooth surfaced cooktop
    CA1157105A|1983-11-15|Induction heating cooking apparatus with touchcontrol device
    EP1376872B1|2007-10-10|Beleuchtungseinrichtung für Schaltflächen
    EP1430603B1|2011-06-08|Schaltung mit einer optoelektrischen anzeigeeinheit
    US7741858B2|2010-06-22|Capacitive switch of electric/electronic device
    AU2013234406B2|2018-04-05|Item of furniture with a movable furniture part
    US7705257B2|2010-04-27|Touch switch for electrical appliances and electrical appliance provided with such switch
    EP1273851B1|2018-09-19|Gargerät mit Stelleinheit
    KR20110016494A|2011-02-17|접속된 소비자 부하를 제어하기 위한 사용자 인터페이스 디바이스 및 방법, 및 그러한 사용자 인터페이스 디바이스를 이용하는 조명 시스템
    US7456815B2|2008-11-25|Optoelectronic device for position and/or movement detection as well as the associated method
    US8258987B2|2012-09-04|Icon illumination for capacitive touch switch
    US7525063B2|2009-04-28|Method for the optical marking of a touch contact switch and touch contact switch
    US20070018970A1|2007-01-25|Optical slider for input devices
    CN101018054B|2010-09-22|电容接触式开关
    US20070051610A1|2007-03-08|Sensor device
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004022946B4|2007-05-16|
    ITMI20050821A1|2005-11-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-08| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-11-15| 8364| No opposition during term of opposition|
    2011-03-24| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    2012-01-12| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: SEUFFER GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: ROBERT SEUFFER GMBH & CO. KG, 75365 CALW, DE Effective date: 20111117 Owner name: SEUFFER GMBH & CO.KG, DE Free format text: FORMER OWNER: ROBERT SEUFFER GMBH & CO. KG, 75365 CALW, DE Effective date: 20111117 |
    2012-01-12| R082| Change of representative|Representative=s name: PATENTANWALTSKANZLEI NOETH, DE Effective date: 20111117 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410022946|DE102004022946B4|2004-05-10|2004-05-10|Kraftabhängige Tasteinrichtung zum Steuern eines einem Verbraucher zugeführten elektrischen Signals|DE200410022946| DE102004022946B4|2004-05-10|2004-05-10|Kraftabhängige Tasteinrichtung zum Steuern eines einem Verbraucher zugeführten elektrischen Signals|
    ITMI20050821| ITMI20050821A1|2004-05-10|2005-05-06|Dispositivo dinamometrico a tasti per il controllo di un segnale elettrico inviato ad un'utenza|
    [返回顶部]