DISPOSITIVO DE MANDO PARA UN APARATO ELÉCTRICO CON UN PANEL DE MANDO Y UN ELEMENTO SENSOR SITUADO DEBAJO Y UN PROCEDIMIENTO PARA LA PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DE DICHO DISPOSITIVO DE MANDO.

Dispositivo de mando (11) para un aparato eléctrico (131), preferiblemente un aparato electrodoméstico,

en el cual el mando se efectúa presionando sobre un cuadro de mando (13, 113) variable en la forma o elástico con un elemento sensorial sensible a la presión situado por debajo, en el cual el elemento sensorial presenta un sensor FSR (21) y transforma el movimiento del cuadro de mando (13, 113) en presión sobre el sensor FSR y por consiguiente en una señal eléctrica generada por el sensor FSR (21, 121) que es evaluable como operación, en el cual el cuadro de mando (13, 113) está cerrado o ininterrumpido como una parte de una cubierta (15, 115) o de un embellecedor, caracterizado por el hecho de que el cuadro de mando (13, 113) o la cubierta o el embellecedor en la zona por encima del sensor FSR (21, 121) es más elástico o más delgado que en la zona restante, estando dispuestos varios cuadros de mando (13, 113) en una zona de mando o el uno al lado del otro, y estando formado cada cuadro de mando o la zona de mando por una cubierta (15, 115) de una sola pieza y continua

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2005/000706.

Solicitante: E.G.O. ELEKTRO-GERATEBAU GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ROTE-TOR-STRASSE D-75038 OBERDERDINGEN ALEMANIA.

Inventor/es: BAIER, MARTIN.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 25 de Enero de 2005.

Fecha Concesión Europea: 4 de Agosto de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • D06F39/00P
  • F24C7/08B
  • H01H13/785 ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; interruptores automáticos de tipo electrolítico H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › H01H 13/00 Interruptores que tienen un órgano motor con movimiento rectilíneo u órganos adaptados para pulsar o tirar en una sola dirección, p. ej. interruptor de pulsador (en los que el órgano es elástico H01H 17/00). › caracterizados por el material de los contactos, p. ej. polímeros conductores.
  • H03K17/96F
  • H05B3/74 H […] › H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05B CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.H05B 3/00 Calefacción por resistencia óhmica. › Placas no metálicas.

Clasificación PCT:

  • F24C7/08 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24C ESTUFAS U HORNILLAS DE USO DOMESTICO (exclusivamente para combustibles sólidos F24B ); DETALLES DE LAS ESTUFAS U HORNILLAS DE USO DOMESTICO, DE APLICACION GENERAL. › F24C 7/00 Estufas u hornillas calentadas por electricidad (estufas o cocinas especialmente adaptadas para el uso de dos o más tipos de combustible o suministro de energía F24C 1/02). › Disposición o montaje de los dispositivos de control o de seguridad.
  • H01H13/70 H01H 13/00 […] › teniendo una pluralidad de elementos motores asociados a diferentes juegos de contactos, p. ej. teclados (montaje de una pluralidad de interruptores independientes H02B).
  • H03K17/96 H […] › H03 CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS.H03K TECNICA DE IMPULSO (medida de las características de los impulsos G01R; modulación de oscilaciones sinusoidales por impulsos H03C; transmisión de información digital, H04L; circuitos discriminadores de detección de diferencia de fase entre dos señales de conteo o integración de ciclos de oscilación H03D 3/04; control automático, arranque, sincronización o estabilización de generadores de oscilaciones o de impulsos electrónicos donde el tipo de generador es irrelevante o esta sin especificar H03L; codificación, decodificación o conversión de código, en general H03M). › H03K 17/00 Conmutación o apertura de puerta electrónica, es decir, por otros medios distintos al cierre y apertura de contactos (amplificadores controlados H03F 3/72; disposiciones de conmutación para los sistemas de centrales que utilizan dispositivos estáticos H04Q 3/52). › Conmutadores de contacto (especialmente adaptados para su uso en relojes electrónicos sin partes móviles G04G 21/08).

Clasificación antigua:

  • F24C7/08 F24C 7/00 […] › Disposición o montaje de los dispositivos de control o de seguridad.
  • H01H13/70 H01H 13/00 […] › teniendo una pluralidad de elementos motores asociados a diferentes juegos de contactos, p. ej. teclados (montaje de una pluralidad de interruptores independientes H02B).
  • H03K17/96 H03K 17/00 […] › Conmutadores de contacto (especialmente adaptados para su uso en relojes electrónicos sin partes móviles G04G 21/08).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania.

DISPOSITIVO DE MANDO PARA UN APARATO ELÉCTRICO CON UN PANEL DE MANDO Y UN ELEMENTO SENSOR SITUADO DEBAJO Y UN PROCEDIMIENTO PARA LA PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DE DICHO DISPOSITIVO DE MANDO.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de mando para un aparato eléctrico con un panel de mando y un elemento sensor situado debajo y un procedimiento para la puesta en funcionamiento de dicho dispositivo de mando.

La invención se refiere a un dispositivo de mando para un aparato eléctrico, preferiblemente un aparato electrodoméstico, así como un procedimiento para la evaluación o la puesta en funcionamiento de un tal dispositivo de mando.

Es sabido del estado de la técnica, por ejemplo de la patente DE-A-19645678 o DE-A-19811372, de prever para un aparato eléctrico o un aparato electrodoméstico un panel de mando, bajo el cual en un punto determinado que forma un llamado cuadro de mando está dispuesto un piezoelemento sensible a la presión. Si se presiona sobre la cubierta que puede consistir por ejemplo en acero inoxidable delgado o aluminio, esta presión puede ser evaluada por el piezoelemento como operación deseada. Una unidad de evaluación o un mando asignado emite una señal al aparato eléctrico. Desventajoso es considerado en este caso que la utilización de piezoelementos implica ciertas desventajas, particularmente porque estos parcialmente son mecánicamente susceptibles y no pueden ser incorporados fácilmente en un aparato. Además, frecuentemente deben emplearse confecciones especiales o componentes especiales de piezoelementos, lo cual perjudica además negativamente el coste, en particular los gastos y la disponibilidad a corto plazo. La utilización de otros elementos sensoriales como elementos sensoriales capacitivos u ópticos presenta la desventaja de que estos actualmente bien todavía no pueden ser empleados o solamente con un esfuerzo muy grande detrás de paneles de mando metálicos o para una permeabilidad óptica es imprescindible un sistema óptico.

La patente EP-A-0578019 describe un sensor de presión con una resistencia variable, la cual depende de una fuerza de compresión ejercida sobre el mismo. Según las figuras 5 a 7 se puede presionar con un dedo directamente sobre un tal sensor de presión consistente en una capa de electrodos interdigitales con una capa de semimaterial encima y se puede averiguar una posición de contacto con el dedo. Estas dos capas pueden estar previstas sobre una pantalla o también como mando a distancia.

La patente WO 03/025961 A1 describe un elemento de conexión en construcción de láminas. Debajo de una lámina portadora 12 están fijados parcialmente distanciadores 16 y sobre estos a su vez una lámina portadora. En la zona entre dos espaciadores pueden ser apretadas las láminas portadoras las unas sobre las otras, por lo cual se ejerce una presión sobre un componente de material dieléctrico. De esta manera está formado un sensor FSR.

Objetivo y solución

La invención se basa en la misión de crear un dispositivo de mando inicialmente mencionado así como un procedimiento inicialmente mencionado, con los cuales se pueden evitar las desventajas del estado de la técnica y particularmente puede crearse y utilizarse un dispositivo de mando que puede ser construido con bajo coste por parte del fabricante y a ser posible consiste en componentes estándar.

Esta tarea se resuelve mediante un dispositivo de mando con las características de la reivindicación 1 así como un procedimiento para la evaluación de un tal dispositivo de mando con las características de la reivindicación 10. Configuraciones ventajosas así como preferidas de la invención son objeto de las reivindicaciones ulteriores y en lo sucesivo están descritas más en detalle. El texto de las reivindicaciones hace referencia explícita al contenido de la descripción.

Según la invención, el manejo se efectúa por presión, por ejemplo poniendo un dedo con cierta presión sobre un cuadro de mando. El cuadro de mando es variable en la forma o elástico, de modo que pueda ceder hacia abajo y resulte un cierto modo de mando. Debajo del cuadro de mando está dispuesto un elemento sensorial sensible a la presión, el cual detecta la presión o el modo de mando, lo cual se evalúa eventualmente como operación. Como elemento sensorial se usa según la invención un sensor FSR, estando FSR por Forcé Sensing Resistor, es decir presenta particularmente una resistencia eléctrica variable. Con especial ventaja puede estar previsto en este caso que se reduzca la resistencia eléctrica del sensor FSR con el aumento de presión. Esto se explica a continuación más en detalle.

Por consiguiente, el movimiento del cuadro de mando transforma esto en una señal eléctrica generada por el sensor o la variación de una señal aplicada a causa de la presión por el usuario que actúa sobre el sensor FSR. Esto a su vez puede ser evaluado como operación por un mando correspondiente o similar.

La gran ventaja de un tal sensor FSR consiste en que los piezoelementos laboriosos y en parte mecánicamente sensibles pueden ser evitados. Además, un sensor FSR generalmente está formado de material sintético, particularmente en forma de láminas, de modo que mecánicamente sea poco sensible e insensible a la corrosión. Además un tal sensor FSR puede ser realizado muy delgado, de modo que por su altura de construcción la estructura del dispositivo de mando puede ser realizada fácilmente y ahorrando espacio.

Un sensor FSR puede ser construido de dos láminas como láminas portadoras, siendo aplicada sobre una de las mismas una estructura conductora que presenta dedos metálicos cruzados. Sobre la otra lámina está aplicado un polímero semiconductor o similar. Por medio de una capa de separación, un distanciador o similares están separados los dedos metálicos y la capa de polímero con una distancia exactamente definida. Al menos una de las capas de láminas puede presentar un conductor de alimentación eléctrico y se puede extender sobre todo el dispositivo de alimentación o la longitud de los conductores de alimentación eléctricos. Ventajosamente, los conductores de alimentación eléctricos están apantallados hacia el exterior y están dispuestos de manera eléctricamente aislados entre dos láminas, siendo estos con especial ventaja las dos láminas del sensor FSR.

Según la invención, el cuadro de mando forma una parte de una cubierta o un embellecedor que se puede extender también sobre una zona más grande, en particular una zona bastante más grande del aparato eléctrico. Esto puede ser por ejemplo un marco de una encimera de cocción. Según la invención, el cuadro de mando o el embellecedor al mismo tiempo debe estar cerrado o no presentar interrupciones. Particularmente la misma es lisa hacia el exterior. Mediante una tal formación cerrada se puede lograr por ejemplo un diseño agradable así como una resistencia al agua o similar.

Según la invención, en una zona por encima del elemento sensorial, el cuadro de mando o una correspondiente cubierta o un embellecedor está realizado de manera elástica o más delgado que normalmente. Con esto se debe conseguir que por ejemplo en cubiertas normalmente gruesas o embellecedores que deben ofrecer también una resistencia mecánica y por consiguiente deben evitar a ser posible justo una flexión, se permita una cierta embutibilidad en la zona del cuadro de mando o en los elementos sensoriales. Dichas formas de realización más delgadas pueden ser logradas por ejemplo por huecos o adelgazamientos que deberían estar localizados ventajosamente sobre el lado interior y el lado posterior de un cuadro de mando.

Una posibilidad para la configuración de un cuadro de mando o de un embellecedor o de una cubierta es diseñarlos como conductores eléctricos o de metal delgado. Aquí pueden ser usadas también unas láminas metálicas que son ventajosas especialmente por su estabilidad contra influencias mecánicas así como con el ensuciamiento. Un material preferido es por ejemplo acero inoxidable o aluminio.

En una configuración ulterior de la invención es posible que el elemento sensorial esté conectado al cuadro de mando o acoplado a este por un elemento de acoplamiento que ventajosamente es elástico. Aquí puede estar previsto un acoplamiento directo en arrastre de forma, que llega ventajosamente al lado inferior del cuadro de mando o lado posterior. La elasticidad puede estar prevista como protección para el elemento sensorial o todo el dispositivo de mando, de tal manera que en caso de una fuerza de mando conforme habitual, el elemento de acoplamiento no es o apenas comprimido, es decir que mantiene esencialmente su forma y sobre todo su longitud eficaz. En cuanto la fuerza de mando suba tan intensamente que sobrepase ampliamente la fuerza conforme habitual, por...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de mando (11) para un aparato eléctrico (131), preferiblemente un aparato electrodoméstico, en el cual el mando se efectúa presionando sobre un cuadro de mando (13, 113) variable en la forma o elástico con un elemento sensorial sensible a la presión situado por debajo, en el cual el elemento sensorial presenta un sensor FSR (21) y transforma el movimiento del cuadro de mando (13, 113) en presión sobre el sensor FSR y por consiguiente en una señal eléctrica generada por el sensor FSR (21, 121) que es evaluable como operación, en el cual el cuadro de mando (13, 113) está cerrado o ininterrumpido como una parte de una cubierta (15, 115) o de un embellecedor, caracterizado por el hecho de que el cuadro de mando (13, 113) o la cubierta o el embellecedor en la zona por encima del sensor FSR (21, 121) es más elástico o más delgado que en la zona restante, estando dispuestos varios cuadros de mando (13, 113) en una zona de mando o el uno al lado del otro, y estando formado cada cuadro de mando o la zona de mando por una cubierta (15, 115) de una sola pieza y continua.

2. Dispositivo de mando según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el sensor FSR (21, 121) está concebido y puede ser activado como resistencia eléctrica variable, en el cual con el aumento de la presión se reduce la resistencia eléctrica del sensor FSR.

3. Dispositivo de mando según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que varios sensores FSR (121) están interconectados, preferiblemente con un dispositivo de alimentación (122) conectado y eléctricamente separado y presentan una zona de conexión (123) común, en la cual particularmente una de las dos conexiones eléctricas (138) se efectúa a cada sensor FSR por medio de un conductor de alimentación (138) separado y la otra conexión eléctrica por medio de un conductor de retorno común.

4. Dispositivo de mando según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que al menos una capa de láminas con al menos un conductor eléctrico (138), preferiblemente dos capas de láminas con el al menos un conductor eléctrico entre éstas se extiende sobre todo el dispositivo de alimentación (122).

5. Dispositivo de mando según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el cuadro de mando (13, 113), en particular una zona de mando, es conductor eléctrico en continuo o consiste en metal delgado tal como una lámina metálica o similar, preferiblemente de acero inoxidable, siendo especialmente el sensor FSR (21, 121) aislado con respecto al cuadro de mando (13, 113) o a la zona de mando.

6. Dispositivo de mando según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el sensor FSR (21, 121) está conectado al cuadro de mando (13, 113) por un elemento de acoplamiento elástico (24), en particular como acoplamiento directo en arrastre de forma sobre su lado inferior, siendo preferiblemente la elasticidad tal que bajo una fuerza de mando conforme a los usos habituales el elemento de acoplamiento no es o apenas es comprimido y es solamente comprimido en caso de una fuerza de mando que sobrepasa ampliamente la fuerza de mando conforme a los usos habituales.

7. Dispositivo de mando según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que el elemento de acoplamiento es un elastómero (24) que está conectado directamente al sensor FSR (21, 121).

8. Dispositivo de mando según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un soporte (19) por debajo del cuadro de mando (13, 113), preferiblemente un circuito impreso, sobre el cual está dispuesto el sensor FSR (21, 121), presentando el soporte particularmente los contactos eléctricos (23) y/o una unidad de excitación o de evaluación para el sensor FSR o el dispositivo de mando (11).

9. Dispositivo de mando según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que una señal eléctrica del sensor FSR (21, 121) en caso de una flexión del cuadro de mando (13, 113) o del sensor FSR de 1-100 μm, preferiblemente de 1-10 μm, es una operación.

10. Procedimiento para la evaluación de un dispositivo de mando según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en el sensor FSR (21, 121) se detecta la compresión así como el sucesivo retroceso del sensor FSR, en el cual las señales recibidas son consideradas exclusivamente como una operación, cuando la señal a causa del retroceso sigue inmediatamente o después de un intervalo de tiempo muy corto a la señal de compresión.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el intervalo de tiempo se eleva a menos de cinco segundos, preferiblemente menos de dos segundos.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 o 11, caracterizado por el hecho de que el sensor FSR (21, 121) es usado como resistencia variable y es evaluado por una medición de resistencia, siendo el mismo concebido preferiblemente de tal manera que la resistencia varíe en al menos el factor 10 con un recorrido de mando de 10 μm.


 

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