接觸敏感和/或接近敏感的操縱元件的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種接觸敏感和/或接近敏感的操縱元件、特別是一種這樣的按照電容式功能原理的操縱元件、特別是一種這樣的轉(zhuǎn)動操縱元件并且特別是一種這樣的用于家用電器的操縱元件。
【背景技術(shù)】
[0002]在多種家用電器、如電爐、灶臺、微波爐、洗碗機、洗衣機、甩干機和類似物中經(jīng)常使用接觸敏感和/或接近敏感的操縱元件或者按鍵開關(guān)，所述操縱元件或者按鍵開關(guān)可以通過被用戶(手指)簡單地接觸或者單純地接近例如觸發(fā)確定的開關(guān)過程和/或改變電器設定。
[0003]就此而言，特別是已知按照電容式的、感應式的、光學的、熱學的和/或壓電的功能原理工作的接觸敏感和/或接近敏感的操縱元件。在電容式操縱元件的情況下，由導電材料制成的傳感元件例如與用戶的手指一起經(jīng)由作為電介質(zhì)起作用的由電絕緣的材料制成的蓋板形成電容，該電容根據(jù)對操縱元件的操縱、亦即接觸或不接觸或者接近或不接近蓋板的朝向傳感元件的檢測區(qū)域可變化。傳感元件的該電容值的變化相應地對配屬的傳感電路的輸出信號起作用，該輸出信號可以由分析電子器件/控制電子器件處理并且分析，以便必要時檢測對電容式操縱元件的操縱。
[0004]除了簡單的按鍵開關(guān)之外也已知接觸敏感和/或接近敏感的滑動控制器。一種由接觸敏感的滑動控制器和接觸敏感的按鍵開關(guān)組成的組合例如在DE 20 2006 019 447 U1中公開。
[0005]此外，W0 2010/115014 A1公開一種“虛擬的”旋鈕，該旋鈕可拆卸地處于操作板的用戶側(cè)上并且引導用戶沿著圓形軌道的手指運動。用戶的該手指運動可以通過電容式傳感電極檢測，這些傳感電極環(huán)形地設置在操作板的背離用戶的一側(cè)上的電路板上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務在于，提供一種改善的旋鈕形式的接觸敏感和/或接近敏感的操縱元件。
[0007]該任務通過具有權(quán)利要求1的特征的接觸敏感和/或接近敏感的操縱元件來完成。本發(fā)明的特別優(yōu)選的設計方案和進一步擴展方案是從屬權(quán)利要求的技術(shù)方案。
[0008]本發(fā)明的接觸敏感和/或接近敏感的操縱元件具有:不導電的殼體，該殼體具有用于位置固定且不可相對轉(zhuǎn)動地裝配操縱元件的緊固區(qū)段和大致圓柱形的探測區(qū)段，該探測區(qū)段限定操縱元件的接觸敏感和/或接近敏感的檢測區(qū)域，在該檢測區(qū)域上能檢測用戶圍繞操縱元件的旋轉(zhuǎn)運動；多個能導電的傳感元件，這些傳感元件沿著探測區(qū)段的周面相互間隔開地設置在殼體中；和電路板，該電路板具有多個接觸面，這些接觸面分別與所述多個傳感元件之一導電地接觸導通。
[0009]按照本發(fā)明的操縱元件向用戶提供用于操作例如家用電器的以旋鈕形式的主體。在此，旋鈕本身不可運動、特別是不可轉(zhuǎn)動；取而代之，例如用戶的手的一個或多個手指(接觸旋鈕或者未接觸旋鈕)圍繞該固定旋鈕的旋轉(zhuǎn)運動或者轉(zhuǎn)動運動被借助于在操縱元件的殼體中的電容式傳感元件探測。以這種方式提供一種“虛擬的”旋鈕，該“虛擬的”旋鈕不包括運動的/旋轉(zhuǎn)的部件并且因此比傳統(tǒng)的旋鈕更可靠、更無磨損并且可被更簡單地清潔。
[0010]按照本發(fā)明的操縱元件除了電容式傳感元件之外也具有帶有配屬的接觸面的電路板。以這種方式，操縱元件的緊湊結(jié)構(gòu)和作為一個結(jié)構(gòu)單元的簡單裝配是可能的。
[0011]殼體優(yōu)選由不導電的材料、優(yōu)選塑料材料制成。殼體優(yōu)選制造成一件式或多件式的壓注件。殼體的緊固區(qū)段和探測區(qū)段優(yōu)選相互構(gòu)成為一件式的或者相互牢靠地連接。
[0012]殼體的緊固區(qū)段用于位置固定且不可相對轉(zhuǎn)動地裝配操縱元件。在此，該裝配設計為可拆卸的或者永久的。緊固區(qū)段的裝配優(yōu)選借助于粘接連接或者螺紋連接來進行。緊固區(qū)段優(yōu)選以緊固法蘭的類型構(gòu)成。
[0013]就此而言，大致圓柱形的探測區(qū)段具有帶有基面和環(huán)繞的周面的大致圓柱形形狀。在此，基面原則上任意地成形、優(yōu)選是圓形的或者(優(yōu)選規(guī)則)多邊形的。所述周面在可以可選地等于、大于或小于基面的最大延伸尺寸(例如對角線)的高度上延伸。周面由基面出發(fā)優(yōu)選大致直線地或者一次或多次地、凸形或凹形地彎曲地延伸。此外，周面由基面出發(fā)優(yōu)選大致垂直地、圓錐形漸縮地或者圓錐形擴寬地延伸。此外也可想到探測區(qū)段的圓柱形形狀的在這里提到的結(jié)構(gòu)形式的組合。
[0014]在操縱元件的殼體中設有多個導電的傳感元件。優(yōu)選設有2個、3個、4個、6個、8個、12個或者16個傳感元件，而本發(fā)明不應局限于這些具體的數(shù)量。所述多個傳感元件相互間隔開，從而這些傳感元件相互電絕緣。在此，在各個傳感元件之間優(yōu)選分別設置有一個氣隙或者殼體分離壁。所述多個傳感元件設置在殼體中，從而這些傳感元件通過殼體而相對于殼體的或者操縱元件的周圍環(huán)境電絕緣。殼體可以按這種方式形成由傳感元件和例如用戶的手指形成的電容的介電質(zhì)。所述多個傳感元件優(yōu)選構(gòu)成為相互大致相同，但是也可以在一個操縱元件中使用不同類型、形狀和/或大小的傳感元件。
[0015]在此，所述多個傳感元件沿著大致圓柱形的探測區(qū)段的周面設置。傳感元件就此而言相應地至少部分地、優(yōu)選至少50%或者更多地在探測區(qū)段的高度上延伸。沿著周面布置就此而言優(yōu)選可理解成這樣一種布置，在該布置中各傳感元件的(例如幾何上的)重心處于一條大致平行于周面延伸的線上。這意味著，傳感元件本身不必一定平行于該周面延伸，亦即，例如除了可以使用彎曲的板之外特別是也可以使用平坦的板作為傳感元件。此夕卜，所述多個傳感元件優(yōu)選沿著探測區(qū)段的整個周面設置，但是這些傳感元件也可以可選地僅沿著周面的一部分區(qū)段設置。
[0016]設有的傳感元件越多并且周面的區(qū)段越大(所述傳感元件沿著該區(qū)段設置)，在檢測用戶圍繞所述操縱元件的旋轉(zhuǎn)運動時可達到的精度越高。
[0017]電路板具有多個接觸面。接觸面的數(shù)量優(yōu)選等于電容式傳感元件的數(shù)量。優(yōu)選所述多個傳感元件之中的每一個都與所述多個接觸面之中的正好之一導電地接觸導通。傳感元件也可以可選地與兩個或者更多個接觸面導電地接觸導通。在此，傳感元件優(yōu)選直接或者間接(亦即經(jīng)由導電的接觸元件)與接觸面導電地接觸導通。
[0018]電路板是按照本發(fā)明的操縱元件的組成部分。在此，電路板優(yōu)選設置在殼體之內(nèi)或者直接鄰接于殼體設置。電路板優(yōu)選直接鄰接于殼體的緊固區(qū)段設置。此外，電路板優(yōu)選這樣設置，使得該電路板在操縱元件的裝配狀態(tài)下定位在例如操作板的背離用戶的一側(cè)。
[0019]接觸敏感和/或接近敏感的電容式按鍵開關(guān)的功能原理原則上對本領域技術(shù)人員來說是已知的。本發(fā)明的“虛擬的”旋鈕由多個這樣的接觸敏感和/或接近敏感的按鍵開關(guān)組成，這些按鍵開關(guān)沿著大致圓柱形的探測區(qū)段的周面設置。通過檢測和分析多個、優(yōu)選全部這些按鍵開關(guān)的電容值在時間上的變化，可以確定越過多個按鍵開關(guān)的運動的程度和方向，因此，在當前情況下可以確定用戶的旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)動角度和/或轉(zhuǎn)動方向。
[0020]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的設計方案中，殼體不可相對轉(zhuǎn)動地緊固在電路板上并且所述多個接觸面基本上沿著一個環(huán)設置在電路板上，其中，這些接觸面分別導電地接觸導通在殼體中的所述多個傳感元件(至少)之一。殼體在電路板上(可拆卸的或者永久的)緊固能實現(xiàn)整個操縱元件的緊湊結(jié)構(gòu)。此外，以這種方式可以提供一種可簡單裝配的結(jié)構(gòu)單元。殼體在電路板上的緊固優(yōu)選借助于鎖定、夾緊、壓合、螺紋擰接、粘接或者類似方法來進行。
[0021]所述多個接觸面在電路板上大致沿著一個環(huán)的布置對應于所述多個傳感元件在殼體中沿著大致圓柱形的探測區(qū)段的周面的布置。環(huán)形的基本形狀原則上是任意的，該基本形狀優(yōu)選是圓形或者(優(yōu)選規(guī)則)多變形的。優(yōu)選地，所述多個接觸面的(例如幾何上的)重心設置在一條與各傳感元件的(例如幾何上的)重心所處的線一致的線上。此外，所述多個接觸面優(yōu)選沿著整個環(huán)設置，但是這些接觸面也可以可選地僅沿著環(huán)的部分區(qū)段設置。各個接觸面的形狀和大小優(yōu)選基本上與傳感元件的每個橫截面一致，但是也可以與這些橫截面有偏差。
[0022]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的設計方案中，所述多個能導電的傳感元件在它們的朝向電路板的一側(cè)分別具有一個彈性的接觸區(qū)段，該接觸區(qū)段用于能導電地接觸導通電路板的所述多個接觸面(至少)之一。通過彈性的接觸區(qū)段可以確保與在電路板上的接觸面的持久可靠的電接觸導通并且可以補償制造公差和裝配公差。傳感元件的彈性的接觸區(qū)段在操縱元件的組裝狀態(tài)