Drehbetätigungselement für eine Bedienvorrichtung

German Patent DE202016007628

Drehbetätigungselement (16) für eine Bedienvorrichtung, aufweisend:
einen Träger (18), der relativ zu einer Bedienblende (10) drehfest montierbar ist oder montiert ist;
ein Drehelement (20), das relativ zum Träger (18) um eine Drehachse (21) drehbar ist;
eine Dreherfassungsvorrichtung (24) zum Erfassen einer Drehstellung,
einer Drehrichtung und/oder eines Drehwinkels des Drehelements (20) relativ zum Träger (18);
eine zumindest teilweise transparente Abdeckung (26), die den Träger (18) auf seiner einem Benutzer zugewandten Bedienungsseite überdeckt; und
wenigstens einen optischen Sensor (38) zum Erfassen einer Berührung der Abdeckung (26) mit einem Objekt (42) oder einer Annäherung an die Abdeckung (26) durch ein Objekt (42).

DE202016007628U

03/19/2018

12/16/2016

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Diehl AKO Stiftung & Co. KG, 88239 (DE)

G05G1/08 G01V8/00 G05G1/10

Drehbetätigungselement (16) für eine Bedienvorrichtung, aufweisend:
einen Träger (18), der relativ zu einer Bedienblende (10) drehfest montierbar ist oder montiert ist;
ein Drehelement (20), das relativ zum Träger (18) um eine Drehachse (21) drehbar ist;
eine Dreherfassungsvorrichtung (24) zum Erfassen einer Drehstellung,
einer Drehrichtung und/oder eines Drehwinkels des Drehelements (20) relativ zum Träger (18);
eine zumindest teilweise transparente Abdeckung (26), die den Träger (18) auf seiner einem Benutzer zugewandten Bedienungsseite überdeckt; und
wenigstens einen optischen Sensor (38) zum Erfassen einer Berührung der Abdeckung (26) mit einem Objekt (42) oder einer Annäherung an die Abdeckung (26) durch ein Objekt (42).

Drehbetätigungselement nach Anspruch 1, bei welchem der wenigstens eine optische Sensor (38) drehfest zum Träger (18) angeordnet ist.

Drehbetätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Träger (18) zumindest teilweise hohl ausgestaltet ist und der wenigstens eine optische Sensor (38) innerhalb des Trägers (18) angeordnet ist.

Drehbetätigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem
das Drehbetätigungselement (16) ferner eine Trägerplatte (12) aufweist, die auf einer dem Benutzer abgewandten Seite der Bedienblende (10) positionierbar ist oder positioniert ist; und
der wenigstens eine optische Sensor (38) auf der Trägerplatte (12) oder auf einem auf der Trägerplatte (12) montierten Sensorträger (44) montiert ist.

Drehbetätigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Drehelement (20) den Träger (18) in radialer Richtung umgibt.

Drehbetätigungselement nach Anspruch 5, bei welchem die Dreherfassungsvorrichtung (24) in radialer Richtung zwischen dem Träger (18) und dem Drehelement (20) angeordnet ist.

Drehbetätigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Drehbetätigungselement (16) ferner einen Halterahmen (22) aufweist, der relativ zur Bedienblende (10) drehfest montierbar ist oder montiert ist und zum drehbaren Lagern des Drehelements (20) ausgestaltet ist.

Drehbetätigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Drehbetätigungselement (16) ferner wenigstens eine optische Anzeige (32, 36) aufweist.

Drehbetätigungselement nach Anspruch 8, bei welchem die wenigstens eine optische Anzeige (32, 36) einen Anzeigebereich der transparenten Abdeckung (26) und eine auf einer dem Benutzer abgewandten Seite der Abdeckung (26) vorgesehene Lichtquelle aufweist.

Bedienvorrichtung, insbesondere für ein elektronisches Haushaltsgerät, mit wenigstens einem Drehbetätigungselement (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehbetätigungselement für eine Bedienvorrichtung, insbesondere für eine Bedienvorrichtung eines elektronischen Haushaltsgeräts.

In elektronischen Haushaltsgeräten wie Herden, Kochfeldern, Mikrowellenöfen, Spülmaschinen, Wäschebehandlungsgeräten, Kühl- und/oder Gefrierschränken, etc. werden häufig Drehbetätigungselemente eingesetzt, mit denen ein Benutzer bestimmte Geräteeinstellungen vornehmen kann. Solche Drehbetätigungselemente sind dem Fachmann in verschiedensten Ausführungsformen und Funktionen bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Drehbetätigungselement zu schaffen, das eine erweiterte Funktionalität besitzt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Drehbetätigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Drehbetätigungselement für eine Bedienvorrichtung weist einen Träger, der relativ zu einer Bedienblende drehfest montierbar ist oder montiert ist, ein Drehelement, das relativ zum Träger um eine Drehachse drehbar ist, und eine Dreherfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Drehstellung, einer Drehrichtung und/oder eines Drehwinkels des Drehelements relativ zum Träger auf. Ferner ist eine zumindest teilweise transparente Abdeckung vorgesehen, die den Träger auf seiner einem Benutzer zugewandten Bedienungsseite überdeckt.

Das Drehbetätigungselement der Erfindung weist zudem wenigstens einen optischen Sensor zum Erfassen einer Berührung der Abdeckung mit einem Objekt oder einer Annäherung an die Abdeckung durch ein Objekt auf.

Das erfindungsgemäß ausgestaltete Drehbetätigungselement besitzt die übliche Einstellfunktion durch Drehen des Drehelements und stellt zusätzlich eine weitere Funktionalität durch das Erfassen einer Berührung der oder Annäherung an die Abdeckung bereit. Diese weitere Funktionalität kann zum Beispiel als Bestätigungsfunktion einer zuvor getätigten Einstellung verwendet werden.

Die Erweiterung der Funktionalität des Drehbetätigungselements ist durch die Integration des wenigstens einen optischen Sensors in sehr kompakter Weise gelöst. Durch die Verwendung wenigstens eines optischen Sensors kann die Erweiterung der Funktionalität selbst bei Drehbetätigungselementen mit einer nicht ebenen, zum Beispiel einer gewölbten Abdeckung oder einer schrägen Abdeckung auf der Bedienungsseite einfach realisiert werden.

Der wenigstens eine optische Sender weist bevorzugt wenigstens einen Sender und wenigstens einen Empfänger auf, wobei der wenigstens eine Empfänger eine von dem wenigstens einen Sender ausgesendete und an einem Objekt an oder in der Nähe der Abdeckung reflektierte elektromagnetische Strahlung detektieren kann. Der wenigstens eine optische Sensor arbeitet vorzugsweise mit Infrarot-Strahlung.

Die zumindest teilweise transparente Abdeckung ist zumindest im Bereich eines Erfassungsbereichs, der dem wenigstens einen optischen Sensor zugeordnet ist, für die von dem optischen Sensor verwendete elektromagnetische Strahlung durchlässig. Die Abdeckung ist bevorzugt auch zumindest in Teilbereichen, die optischen Anzeigen zugeordnet sind bzw. werden können, für Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich durchlässig.

Die Dreherfassungsvorrichtung kann eine Drehung des Drehelements, d.h. eine (absolute) Drehstellung, eine Drehrichtung und/oder einen (relativen) Drehwinkel des Drehelements relativ zum Träger im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf grundsätzlich beliebige Art und Weise erfassen. Mögliche Erfassungstechnologien beruhen auf mechanischen, elektromechanischen, elektrischen, magnetischen, kapazitiven, induktiven, optischen oder dergleichen Messprinzipien.

Bei dem Objekt, dessen Berührung der bzw. Annäherung an die Abdeckung durch den wenigstens einen optischen Sensor erfassbar ist, handelt es sich vorzugsweise um einen Finger eines Benutzers oder einen vom Benutzer in der Hand gehaltenen Gegenstand.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Träger des Drehbetätigungselements zum Beispiel auf einer einem Benutzer zugewandten Bedienungsseite einer Bedienblende montiert sein. Alternativ kann der Träger des Drehbetätigungselements auf einer Trägerplatte (z.B. Leiterplatte) montiert sein, die auf einer einem Benutzer abgewandten Rückseite der Bedienblende hinter dieser angeordnet ist, wobei das Drehbetätigungselement dann zumindest teilweise durch eine Öffnung bzw. Durchbrechung in der Bedienblende hindurch ragt.

Der Begriff Bedienblende soll in diesem Zusammenhang Bedienblenden im eigentlichen Sinn, aber auch Verblendungen, Abdeckungen, Gehäusewandungen, etc. eines Geräts umfassen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine optische Sensor drehfest zum Träger angeordnet. Diese Ausgestaltung vereinfacht die Montage und den Anschluss des wenigstens einen optischen Sensors.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Träger zumindest teilweise hohl ausgestaltet. Bei dieser Ausgestaltung ist der wenigstens eine optische Sensor vorzugsweise innerhalb des Trägers angeordnet. Der Träger ist zum Beispiel im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Drehbetätigungselement ferner eine Trägerplatte zum Beispiel in Form einer Leiterplatte auf, die auf einer dem Benutzer abgewandten Seite der Bedienblende positionierbar ist oder positioniert ist. Bei dieser Ausgestaltung ist der wenigstens eine optische Sensor vorzugsweise direkt auf dieser Trägerplatte oder auf einem auf der Trägerplatte montierten Sensorträger montiert. Die Trägerplatte ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Bedienblende ausgerichtet. Die Trägerplatte ist vorzugsweise in einem vorbestimmten Abstand hinter der Bedienblende positioniert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Drehelement derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass es den Träger in radialer Richtung umgibt. Dabei kann das Drehelement den Träger vollumfänglich oder auch nur abschnittweise umgeben. Vorzugsweise ist das Drehelement im Wesentlichen koaxial zum Träger angeordnet.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist die Dreherfassungsvorrichtung bevorzugt in radialer Richtung zwischen dem Träger und dem Drehelement angeordnet. Die Dreherfassungsvorrichtung kann dabei vorzugsweise am Träger vorgesehene oder befestigte Erfassungskomponenten und/oder am Drehelement vorgesehene oder befestigte Erfassungskomponenten aufweisen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Drehbetätigungselement ferner einen Halterahmen auf, der relativ zur Bedienblende drehfest montierbar ist oder montiert ist und zum drehbaren Lagern des Drehelements ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist der Halterahmen an der Bedienblende und/oder einer Trägerplatte hinter der Bedienblende montiert bzw. montierbar. Das Lagern des Drehelements durch den Halterahmen umfasst vorzugsweise in Festhalten des Drehelements in axialer Richtung und/oder ein Führen des Drehelements in Drehrichtung.

In einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Drehbetätigungselement ferner wenigstens eine optische Anzeige auf. Bei der wenigstens einen optischen Anzeige handelt es sich zum Beispiel um eine einfache punktförmige Anzeige, eine Symbolanzeige, eine 7-Segment-Anzeige, eine farbige Hinterleuchtung der Abdeckung oder dergleichen.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung weist die wenigstens eine optische Anzeige bevorzugt einen Anzeigebereich der transparenten Abdeckung und eine auf einer dem Benutzer abgewandten Seite der Abdeckung vorgesehene Lichtquelle auf. Die Lichtquelle kann dabei bevorzugt auch einen Lichtleiter aufweisen, der hinter dem Anzeigebereich der Abdeckung angeordnet und mit einem Leuchtmittel gekoppelt ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Bedienvorrichtung mit wenigstens einem oben beschriebenen Drehbetätigungselement der Erfindung.

Diese Bedienvorrichtung ist in vorteilhafter Weise in elektronischen Haushaltsgeräten wie Herden, Kochfeldern, Mikrowellenöfen, Spülmaschinen, Wäschebehandlungsgeräten (Waschmaschinen, Wäschetrocknern), Kühl- und/oder Gefrierschränken, etc. einsetzbar.

Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, zum Teil schematisch:

• 1 eine Schnittansicht eines Drehbetätigungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
• 2 eine perspektivische Draufsicht des Drehbetätigungselements von 1.

In 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Drehbetätigungselement beispielhaft für eine Bedienvorrichtung eines elektronischen Haushaltsgeräts gezeigt. Das Drehbetätigungselement kann wahlweise auch als Drehknopf, Drehknebel oder Drehgeber bezeichnet werden.

In der Darstellung von 1 ist die dem Benutzer zugewandte Bedienungsseite der Komponenten jeweils oben und die dem Benutzer abgewandte Rückseite oder Innenseite jeweils unten.

Die Bedienvorrichtung weist eine Bedienblende 10 zum Beispiel aus Kunststoff, Glaskeramik oder Metall auf. Hinter der Bedienblende 10 ist im Wesentlichen parallel und mit Abstand zu dieser eine Trägerplatte 12 in Form einer Leiterplatte angeordnet. Die Trägerplatte 12 ist beispielsweise über einen Befestigungsrahmen (nicht dargestellt) fest mit der Bedienblende 10 verbunden. Die Bedienblende 10 weist eine Durchbrechung 14 auf, in welcher das Drehbetätigungselement 16 derart angeordnet ist, dass es teilweise aus der Bedienblende 10 heraus ragt, sodass es von einem Benutzer betätigt werden kann.

Das Drehbetätigungselement 16 weist einen ringförmigen Träger 18 zum Beispiel aus Kunststoff auf. Dieser Träger 18 ist auf der Trägerplatte 12 und somit relativ zur Bedienblende 10 drehfest montiert. Der Träger 18 ist in radialer Richtung in diesem Ausführungsbeispiel vollumfänglich von einem Drehelement 20 zum Beispiel ebenfalls aus Kunststoff umgeben. Das in seiner Grundform ringförmige Drehelement 20 ist insbesondere im Wesentlichen koaxial zum Träger 18 angeordnet. Das Drehelement 20 ist zum Beispiel im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und kann zudem mit haptischen Elementen wie Mulden, Profilierungen, etc. versehen sein.

Das Drehelement 20 ist relativ zum Träger 18 und damit auch relativ zur Bedienblende 10 um eine Drehachse 21 drehbar. Zur drehbaren Lagerung des Drehelements 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Halterahmen 22 vorgesehen, der koaxial zum Träger 18 und zum Drehelement 20 positioniert und an der Bedienblende 10 befestigt ist. Dabei dient der Halterahmen 22 dem Halten des Drehelements 20 in axialer Richtung und dem Führen des Drehelements 20 in Drehrichtung um den Träger 18.

Optional kann der Halterahmen 22 - oder alternativ der Träger 18 - eine Rastung für die Drehbewegung des Drehelements 20 vorsehen, sodass vordefinierte Drehstellungen des Drehelements 20 eingenommen werden können und dem Benutzer ein haptisches Feedback zur Drehbewegung des Drehelements 20 gegeben werden kann.

Für die Erfassung einer Drehung, d.h. einer (absoluten) Drehstellung, einer Drehrichtung und/oder eines (relativen) Drehwinkels des Drehelements 20 relativ zum Träger 18 ist eine Dreherfassungsvorrichtung 24 vorgesehen, die zum Teil in radialer Richtung zwischen dem Träger 18 und dem Drehelement 20 angeordnet ist. Dabei beruht die Erfassung der Drehung beispielsweise auf mechanischen, elektromechanischen, elektrischen, magnetischen, kapazitiven, induktiven, optischen oder dergleichen Messprinzipien. Je nach Messprinzip und je nach Ausführungsvariante kann die Dreherfassungsvorrichtung 24 am Träger 18 vorgesehene oder befestigte Erfassungskomponenten und/oder am Drehelement 20 vorgesehene oder befestigte Erfassungskomponenten aufweisen. In 1 ist die Dreherfassungsvorrichtung 24 beispielhaft als ein Encoderelement dargestellt.

Der Träger 18 und in diesem Ausführungsbeispiel auch das Drehelement 20 sind auf ihrer dem Benutzer zugewandten Bedienungsseite durch eine Abdeckung 26 überdeckt. Diese Abdeckung 26 ist zumindest teilweise transparent ausgestaltet und zum Beispiel aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Abdeckung 26 fest mit dem Träger 18 verbunden und damit relativ zur Bedienblende 10 drehfest angeordnet, in anderen Ausführungsvarianten kann die Abdeckung 26 auch fest mit dem Drehelement 20 verbunden sein und sich somit mit diesem mitdrehen. Ferner ist die Abdeckung 26 in diesem Ausführungsbeispiel gewölbt ausgestaltet, es sind aber auch plane Abdeckungen oder andere nicht-ebene Formgebungen denkbar.

An der dem Benutzerseite abgewandten Innenseite der Abdeckung 26 ist optional eine Dekorfolie 28 vorgesehen. Diese Dekorfolie 28 kann zum Beispiel ein Design des Drehbetätigungselements 16 beeinflussen und/oder zu hinterleuchtende Symbole bereitstellen.

Das Drehbetätigungselement 16 ist optional mit mehreren optischen Anzeigen 32, 36 ausgestattet. Wie in 1 angedeutet, sind innerhalb des Trägers 18 hinter der Abdeckung 26 zwei Lichtleiter 30 für Symbolanzeigen 32 und Lichtleiter 34 für eine 7-Segment-Anzeige 36 vorgesehen, wobei die Lichtleiter 30, 34 jeweils Teil einer Lichtquelle im Sinne der Anmeldung sind und mit einem Leuchtmittel gekoppelt sind. Bei den Leuchtmitteln kann es sich beispielsweise um Leuchtdioden handeln, die auf der Trägerlatte 12 montiert sind. Wie in 2 veranschaulicht, hat die transparente Abdeckung 26 entsprechende Anzeigebereiche für die Anzeigen 32, 36, die mittels der Leuchtmittel und Lichtleiter 30, 34 hinterleuchtet werden. Mittels der optischen Anzeigen können dem Benutzer zum Beispiel die aktuell ausgewählten / eingestellten Parameterwerte, eine Wertänderung während des Drehens des Drehelements 20 und/oder Betriebszustände der Bedienvorrichtung oder des Haushaltsgeräts angezeigt werden.

Das Drehbetätigungselement 16 weist ferner wenigstens einen optischen Sensor 38, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft zwei optische Sensoren 38 auf. Die optischen Sensoren 38 sind in diesem Ausführungsbeispiel auf einem Sensorträger 44 im Innern des Trägers 18 montiert, wobei der Sensorträger 44 auf der Trägerplatte 12 montiert ist. Die optischen Sensoren 38 sind damit relativ zur Bedienblende 10 drehfest angeordnet; in alternativen Ausführungsformen können die optischen Sensoren 38 auch fest mit dem Drehelement 20 verbunden sein.

Die optischen Sensoren 38 weisen zum Beispiel jeweils einen Sender zum Aussenden von Infrarot-Strahlung und einen oder mehrere Empfänger zum Empfangen der vom Sender ausgesendeten und an einem Objekt 42 in einem Erfassungsbereich 40 des Sensors 38 an oder vor der Abdeckplatte 26 reflektierten Infrarot-Strahlung auf. Bei dem Objekt 42 handelt es sich beispielsweise um einen Finger eines Benutzers, wie in 1 angedeutet. Die optischen Sensoren 38 bilden jeweils einen berührungs- und/oder annäherungsempfindlichen Sensor in Bezug auf die Abdeckplatte 26 des Drehbetätigungselements 16. Der optische Sensor 38 funktioniert auch bei einer nicht-ebenen Abdeckung 26 wie in diesem Ausführungsbeispiel oder einer schrägen Abdeckung problemlos.

Die Empfindlichkeit des wenigstens einen optischen Sensors 38 kann auf einfache Weise zum Beispiel durch einen Austausch der Dekorfolie 28, durch eine Veränderung des Abstandes des optischen Sensors 38 von der Abdeckung 26 und dergleichen verändert und angepasst werden.

Die Sensorschaltung zum Ansteuern und Auswerten der optischen Sensoren 38 ist bevorzugt auf der Trägerplatte 12 angeordnet. Diese Sensorschaltung ist mit einer Steuerung zum Beispiel des Haushaltsgeräts verbunden, welche ebenfalls auf der Trägerplatte 12 angeordnet sein kann oder üblicherweise an anderer Stelle im Haushaltsgerät vorgesehen ist.

Mittels des wenigstens einen optischen Sensors 38 kann das Drehbetätigungselement 16 um eine zusätzliche Funktionalität erweitert werden. Insbesondere kann das Drehbetätigungselement 16 eine Bestätigungsfunktion aufweisen. D.h. der Benutzer kann zum Beispiel durch Berühren des Erfassungsbereichs 40 der Abdeckung 26 mit seinem Finger 42 die Einstellung (z.B. Kochstufe, Kochzeit, Waschprogramm, Schleuderdrehzahlen, etc.) bestätigen, die er zuvor durch Nutzen der Basisfunktionalität des Drehbetätigungselements 16, d.h. Drehen des Drehelements 20 ausgewählt hat. Diese zusätzliche Funktionalität wird in einer sehr kompakten Bauweise dem Drehbetätigungselement 16 hinzugefügt.

Bezugszeichenliste

10

Bedienblende

12

Trägerplatte, insbes. Leiterplatte

14

Durchbrechung

16

Drehbetätigungselement

18

Träger

20

Drehelement

21

Drehachse

22

Halterahmen

24

Dreherfassungsvorrichtung

26

transparente Abdeckung

28

Dekorfolie

30

Lichtleiter für Symbolanzeige

32

Symbolanzeige

34

Lichtleiter für 7-Segment-Anzeige

36

7-Segment-Anzeige

38

optischer Sensor

40

Erfassungsbereich des optischen Sensors

42

Objekt, insbes. Finger eines Benutzers

44

Sensorträger