AT516389B1 - Verfahren zum Herstellen einer Frontscheibe für ein steuerungstechnisches Bedienpanel, demgemäß hergestellte Frontscheibe sowie damit ausgestattetes Bedienpanel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Frontscheibe (26) für ein steuerungstechnisches, berührungssensitives Bedienpanel (5), welche Frontscheibe (26) mineralisches Glas oder Acrylglas umfasst und zur baulichen Überlagerung gegenüber einem grafischen Ausgabemittel vorgesehen ist. Auf der Frontscheibe (26) sind dabei haptisch wahrnehmbare, erhabene Markierungen (28) zur Kennzeichnung und/oder Abgrenzung von zumindest einem als berührungssensitive Eingabefläche (29) vorgesehenen Teilbereich der Frontscheibe (26) ausgebildet. Die haptisch wahrnehmbaren, erhabenen Markierungen (28) werden dabei durch Aufdrucken erzeugt werden, wobei vorerst eine erste Schicht eines ersten Kunstharzlacks, insbesondere mit optimierter Haftung auf mineralischem Glas respektive Acrylglas, auf das mineralische Glas respektive Acrylglas aufgebracht wird. Nachfolgend wird zumindest eine weitere Schicht aus einem zweiten Kunstharzlack, insbesondere mit optimierter Zähigkeit, Härte und/oder chemischer Beständigkeit, durch zumindest teilweises Überdrucken der ersten Schicht aufgebracht. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechend hergestellte Frontscheibe (26) und ein mit einer solchen Frontscheibe (26) ausgestattetes Bedienpanel (5).
Description
Beschreibung
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER FRONTSCHEIBE FÜR EIN STEUERUNGSTECHNISCHES BEDIENPANEL, DEMGEMÄSS HERGESTELLTE FRONTSCHEIBE SOWIE DAMIT AUSGESTATTETES BEDIENPANEL
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Frontscheibe für ein steuerungstechnisches, berührungssensitives Bedienpanel, sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Frontscheibe, wie dies in den Ansprüchen 1 und 16 angegeben ist. Weiters betrifft die Erfindung ein Bedienpanel für eine Steuerungseinrichtung, welches Bedienpanel die erfindungsgemäße Frontscheibe umfasst.
[0002] Die US 5,412,189 A offenbart einen Touch-Screen der an seiner Oberfläche Erhebungen aufweist, welche einem Benutzer beim Darüberstreichen mit den Fingern ein taktiles Feedback ermöglichen. Dieser Touch-Screen kann dabei Bestandteil eines Desktop- oder Laptop-Computers, eines öffentlichen Computersystems oder eines öffentlich zugänglichen Selbstbedienungsautomaten sein. Ebenso ist eine Anwendung als Informations- bzw. Bedienungsschnittstelle einer Stereoanlage oder einer Transporteinrichtung vorgeschlagen worden. Die taktil erfassbare Information auf dem Touch-Screen, welche als Braille-Schrift oder durch andere Symbole repräsentiert sein kann, ist in einer ersten Ausführungsform integral ausgebildet und in bestimmten Abschnitten der Touch-Screen-Oberfläche vorgesehen. Insbesondere kann diese taktile Information durch integral gegossene Erhebungen ausgeführt sein, welche während der Herstellung einer Substratscheibe aus Glas oder transparentem Kunststoff durch entsprechende Gießformen hergestellt werden. Als Alternative wurde vorgeschlagen, diese Erhebungen nachträglich anzubringen, indem Tropfen aus Epoxidharz aufgebracht werden oder indem eine geprägte Kunststofffolie mit taktilen Informationen über der Touch-Screen- Oberfläche angebracht, insbesondere aufgeklebt wird. Die Epoxidharz-Tropfen bzw. die Kunststoff-Folie mit den geprägten Erhebungen sind dabei transparent oder durchscheinend auszuführen, um die Anzeigeinhalte des dahinterliegenden Displays für einen Benutzer einsehbar beizubehalten. Diese bekannten Ausprägungen und Methoden haben sich in der Praxis als nur bedingt zufriedenstellend herausgestellt.
[0003] Aus dem Bereich der Steuerungstechnik bzw. der steuerungstechnischen Automatisierung von Anlagen, Maschinen oder technischen Prozessen ist es bekannt, elektronische Steuerungseinrichtungen vorzusehen, welche eine sogenannte Mensch-Maschine-Schnittsteile (HMI) ausbilden, um eine Visualisierung von Prozessdaten sowie eine Beeinflussung der Steuerungsabläufe durch die Bedienperson zu ermöglichen. Derartige Steuerungseinrichtungen umfassen hierfür stationäre und/oder mobile Bedienpanels bzw. tragbare Vorrichtungen, welche eine derartige Mensch-Maschine-Schnittsteile ausbilden, wie dies beispielsweise in der WO 03/001393 A2, welche auf die Anmelderin zurückgeht, offenbart ist. Bei dieser vorbekannten Ausführung wurde vorgeschlagen, eine kombinierte Ein- und Ausgabevorrichtung in Form eines Touch-Screen zu implementieren, wobei mittels diesem Touch-Screen eine Visualisierung und Überwachung prozessrelevanter Parameter und eine Veränderung von Steuerungsabläufen mittels auf Software basierender Eingabemasken ermöglicht ist. Der Touch-Screen bietet dabei eine flexible und situationsangepasste Darstellung und Funktionsweise für eine Mehrzahl von visuell wahrnehmbaren Ein- und Ausgabebereichen und ermöglicht so eine insgesamt sehr intuitive und grafisch unterstützte Erfassung und Veränderung von Maschinenzuständen und Parametern.
[0004] Typische Eingabeelemente auf einem Touch-Screen sind Tast- und Schaltelemente für die inkrementeile Änderung analoger Werte, oder Schaltelemente für die Änderung diskreter Parameter oder Zustände. Auch visualisierte Nachbildungen analoger Eingabemittel in der Art von Schiebereglern (Slider) oder Drehgebern (Jog-Räder) sind allgemein bekannt. Für den preiswerten Aufbau solcher Touch-Screens haben sich derzeit im Wesentlichen zwei Technologien verstärkt durchgesetzt. Touch-Screens nach dem resistiven Wirkprinzip weisen auf der Vorderseite, d.h. auf der dem Benutzer zugewandten Betätigungsseite einer transparenten
Glas- oder Kunststoffscheibe eine mehrschichtige Folienkonstruktion mit transparenten, flächenartig oder gitterförmig angeordneten Leiterbahnen und Kontaktpunkten auf, durch welche bei mechanischer Krafteinwirkung auf die Touch-Folie der Ort der Krafteinwirkung detektierbar ist. Der Nachteil der resistiven Touch-Screens ist die gegenüber mechanischen sowie auch chemischen Einwirkungen empfindliche Touch-Folie auf der Betätigungsseite.
[0005] Touch-Screens nach dem kapazitiven Wirkprinzip weisen hingegen eine Mehrzahl von auf einer transparenten Scheibe oder Folie aufgedampften Leiterbahnen und Elektroden auf, durch welche die Veränderung des elektrischen Feldes bei Berührung oder Annäherung mit einem Finger detektierbar und auch die Position der Berührung auf dem Touch-Screen bestimmbar ist. Touch-Screens nach dem kapazitiven Wirkprinzip finden in industrieller Umgebung zunehmende Verbreitung, da in dieser Technologie einerseits so genannte Multi-Touches vermehrt verfügbar werden und damit neue, intuitive Bedienphilosophien ermöglicht werden, wie sie im Consumerbereich bereits Verbreitung gefunden haben. Zum Anderen wirken kapazitiv beeinflussende Touches auch durch dünne, vorgelagerte Glasscheiben hindurch. Dies ermöglicht den Aufbau von sehr robusten Touch- bzw. Bedienpanels mit vollkommen geschlossener Glas-Front, welche hervorragende Beständigkeit gegenüber chemischen Einflüssen, Feuchtigkeit, Schmutz und gegenüber Zerkratzen aufweisen. Darüber hinaus bieten Frontscheiben aus Glas im Vergleich zu Kunststoffscheiben in der Regel deutlich bessere optische Eigenschaften. Zudem ist durch einen Frontabschnitt aus Glas eine überaus ansprechende bzw. hochwertig anmutende Gestaltung von Bedienpanels ermöglicht. Auch eine einfache Reinigung, gegebenenfalls in Verbindung mit chemischen Reinigungsmitteln, ist dabei anzustreben. Ferner ist die Möglichkeit des Einsatzes von Desinfektionsmitteln vor allem in Bereichen mit erhöhten Hygieneanforderungen von erhöhter Bedeutung.
[0006] Während die Parametrierung von Maschinen und Anlagen mittels eines Touch-Screens seit vielen Jahren üblich ist, werden hingegen für die Abgabe von Verfahr- bzw. Bewegungskommandos zur unmittelbaren Ausführung durch die Maschine, wie dies insbesondere im Zuge des Einrichtens einer Maschine im Vorfeld einer nachfolgenden automatischen Bearbeitung erfolgt, noch immer zusätzliche und speziell ausgebildete Eingabemittel in der Art eines Joysticks, eines Jog-Rades oder von gesondert angeordneten, elektromechanischen Verfahrtasten vorgesehen und eingesetzt. An diese zusätzlichen Eingabemittel werden vor allem beim industriellen Einsatz gehobene Anforderungen an Funktionszuverlässigkeit, Robustheit und Dichtheit gegenüber Staub, Gasen und Flüssigkeiten gestellt, was sie zu einem erheblichen Kostenfaktor macht. Ein wesentlicher Grund für deren bisherige Verwendung anstatt des Touch-Screens ist, dass Verfahrkommandos zur Maschinenpositionierung üblicherweise unter der ständigen visuellen Kontrolle der Bedienperson erfolgen bzw. erfolgen müssen, um eine genaue und vor allem sichere Positionierung der Maschinenachsen zu ermöglichen. Daher muss die Bedienperson die für die Verfahrbewegung relevanten, elektromechanischen Bedienelemente ohne ständigen oder wiederholten Blick auf das Bedienpanel bzw. auf die Bedienelemente zuverlässig bedienen können und zwischen funktionell zusammengehörenden Bedienelementen rasch und unmissverständlich hin und her wechseln können.
[0007] Die EP 1 014 295 A2 beschreibt ein Touch-Eingabemittel für den Einsatz im KFZ-Bereich mit einer Mehrzahl von Bedienelementen, wobei die Frontfläche des Eingabemittels verschiedene haptisch wahrnehmbare Markierungen aufweist, die dem Benutzer die blinde Orientierung und das blinde Auffinden der verschiedenen Bedienelemente ermöglicht. Diese Lösung scheint auf den ersten Blick auf den oben beschriebenen Anwendungsbereich der Maschinenbedienung übertragbar, indem sie die blinde Orientierung einer Bedienperson auf einem Touch-Panel verbessert. Die genannte Schrift gibt jedoch keine hinreichenden Hinweise darauf, wie Frontflächen mit solchen Markierungen insbesondere in mittleren Stückzahlen kostengünstig in Serie herzustellen sind. Sie gibt insbesondere auch keinen Hinweis darauf, wie solche Frontscheiben mit haptisch wahrnehmbaren Markierungen hergestellt werden können. Für den Fall von vergleichsweise kleinen Touch-Eingabemitteln, wie sie in der EP 1 014 295 A2 beschrieben sind, ist es naheliegend, solche Frontflächen bzw. Frontscheiben aus transparentem Kunststoff mittels einem Spritzgießverfahren einstückig herzustellen.
[0008] In der DE 102 17 965 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prägen von Glas beschrieben, bei dem unter Verwendung einer Prägewalze in eine bis zur Zähflüssigkeit erhitzten Glasplatte Markierungen und Zeichen eingeprägt werden. Nach dem Erkalten sind diese Markierungen entsprechend dauerhaft. Nachteilig sind bei diesem Verfahren der hohe Aufwand für das Herstellen der Prägewalze und die fehlenden Möglichkeiten zur Ausbildung von Varianten, die dieses Verfahren überhaupt nur bei sehr hohen Stückzahlen wirtschaftlich erscheinen lassen.
[0009] Aus der DE 1 596 666 A1 ist weiters ein Verfahren zur Herstellung reliefartiger Auftragungen auf Glas bekannt, bei dem eine pulverförmige Auftragsmasse mit Glaspartikeln auf die Glasoberfläche aufgebracht und anschließend durch eine Wärmebehandlung verschmolzen wird. Der Einbrennvorgang wird beispielhaft mit einer Temperatur von 630 °C und einer Dauer von 6 Minuten angegeben.
[0010] Auf die im Allgemeinen ebene Frontplatte eines Bedienpanels können haptische Markierungen auch durch Einfräsen oder Ausschleifen von Vertiefungen geschaffen werden. Dieses Verfahren hat aber den entscheidenden Nachteil eines vergleichsweise hohen Bearbeitungsaufwandes und einer eher eingeschränkten Gestaltungsfreiheit verbunden mit hohen Kosten, so dass diese Lösung nur für kleine Stückzahlen in hochpreisigen Produktsegmenten in Frage kommt. Darüber hinaus entstehen in der Nähe der Einfräsungen unerwünschte Kerbspannungen innerhalb der Glasplatte, welche die mechanische Bruchfestigkeit entscheidend beeinträchtigen.
[0011] Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind heute weiters verschiedene Verfahren bekannt, mit denen erhabene Strukturen in mehreren Schichten durch Druckverfahren, insbesondere Ink-Jet Druckverfahren, auf diverse Trägermaterialien aufgebracht werden können. Dabei werden bevorzugt strahlungshärtende, insbesondere UV-härtende Kunstharze bzw. Lacke in mehreren Schichten aufgetragen und ausgehärtet und auf diese Weise entsprechend erhabene Strukturen erzeugt. Für den Druckvorgang werden so genannte Ink-Jet Flachbett-Drucker eingesetzt, die das Druckbild unmittelbar durch entsprechende Ansteuerung auf Basis eines digitalen Datensatzes erzeugen, weshalb die Technik auch als Digitaldruck bezeichnet wird. Grundsätzlich sind nach dieser Methode ausreichend erhabene Strukturen auf einem plattenartigen Trägermaterial herstellbar, die eine gute haptische Wahrnehmung ermöglichen. Die Verfahren eignen sich grundsätzlich gut für die kostengünstige Herstellung kleiner und mittlerer Stückzahlen bzw. für eine große Variantenvielfalt, da keine Formkosten für Spritzgießformen anfallen.
[0012] Auch durch so genannte Siebdruckverfahren lassen sich in ähnlicher Weise erhabene Strukturen erzeugen. Solche Siebdruckverfahren werden unter Verwendung spezieller Strukturlacke, beispielsweise zur Herstellung von Blindenschrift-Bedruckungen auf Medikamentenpa-ckungen, eingesetzt.
[0013] Trotz der Verfügbarkeit einer Vielzahl spezieller Druckfarben bzw. -harze, darunter auch solcher mit angeblich besonderer Eignung für den Druck auf verschiedenste Materialien, haben praktische Versuche gezeigt, dass bei den durch Digitaldruck oder Siebdruck geschaffenen, erhabenen Markierungen mit den verfügbaren Verfahren und Lacken keine ausreichende bzw. keine dauerhafte Haftung erzielbar ist. Insbesondere bei großen Temperaturwechseln, wie dies entsprechend der üblichen Betriebsspezifikationen für Steuerungskomponenten im Industriebereich gefordert ist, war die erzielbare Haftung und die Beständigkeit gegen Abscherung unzureichend. Darüber hinaus stellt die mechanische und chemische Belastung durch das ständige Überstreichen der Markierungen und durch den Kontakt mit Feuchtigkeit, insbesondere mit Schweiß sowie auch mit Reinigungsmitteln, eine erhebliche Anforderung an die Beständigkeit der Aufdrucke dar, welche Anforderungen in ihrer Gesamtheit von den dafür verfügbaren Stoffen und Verfahren nur unzureichend erfüllt werden.
[0014] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein möglichst kostengünstiges und flexibles Verfahren zur Herstellung einer Frontplatte aus mineralischem Glas oder Acrylglas mit erhabenen und haptisch wahrnehmbaren Markierungen zur Verwendung in
Kombination mit einem berührungssensitiven Bedienpanel zu schaffen, mit welchem eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen und chemischen Einflüssen sowie ausgezeichnete optische Eigenschaften erzielbar sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine demgemäße Frontplatte anzugeben, welche auch bei relativ geringen Stückzahlen mit hoher Gestaltungsvarianz möglichst kostengünstig gefertigt werden kann und dennoch eine verbesserte Robustheit aufweist.
[0015] Die Aufgabe der Erfindung wird nach Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die haptischen Markierungen durch ein Druckverfahren in mehreren einander zumindest teilweise überdeckenden Schichten aus unterschiedlichen Kunstharzlacken auf die spätere Benut-zungs- bzw. Frontseite der Glasscheibe bzw. Acrylscheibe aufgebracht werden. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest nach dem Aufbringen der ersten Schicht eine physikalische Nachbehandlung durchgeführt wird, die eine Verbesserung der Haftung dieser ersten Schicht auf der Glas- bzw. Kunststoffoberfläche bewirkt. Durch die Verwendung von zumindest zwei unterschiedlich eingestellten bzw. zusammengesetzten Kunstharzlacken kann als Lack für die erste Basisschicht ein Kunstharzlack gewählt werden, der optimale Eigenschaften hinsichtlich der für die Beständigkeit in der Praxis ausgesprochen bedeutsamen Haftung auf der Glas- bzw. Kunststoffoberfläche aufweist. Durch eine allfällige, physikalische Nachbehandlung, die beispielsweise ein thermisches Einbrennverfahren und/oder eine UV- Bestrahlung beinhaltet, kann die Haftung dieser Basisschicht auf der Glas- bzw. Kunststoffoberfläche nochmals deutlich gesteigert werden. Durch Aufträgen von zumindest einer weiteren Schicht aus einem zweiten Kunstharzlack, beispielsweise einem Kunstharzlack mit einer vergleichsweise besseren Zähigkeit und/oder einer verbesserten Abriebfestigkeit und/oder einer besseren chemischen Beständigkeit, wird neben der Erhöhung der Auftragsstärke und damit einer verbesserten haptischen Wahrnehmbarkeit, eine erhabene Struktur geschaffen, welche unter den hohen Anforderungen beim Einsatz in industrieller Umgebung ausreichende Dauergebrauchseigenschaften und eine nahezu optimale Widerstandsfähigkeit aufweist.
[0016] Durch die schichtweise Kombination von zumindest zwei Kunstharzlacken mit unterschiedlichen Eigenschaften kann unter Verwendung von am Markt verfügbaren und mit der Drucktechnik verarbeitbaren Kunstharzlacken eine Struktur mit insgesamt verbesserten Eigenschaften im Vergleich zu den jeweils alleinig eingesetzten Lacken erzielt werden. Insbesondere ist von Vorteil, dass am Übergang zwischen der Glas- bzw. Kunststofffläche und der erhabenen Markierung bzw. an der Basis der Markierung ein Übergangsradius gebildet wird. Dies verringert die mechanische Kerbwirkung beim Einwirken von Querkräften und verbessert die Widerstandskraft gegen Abscheren der aufgedruckten Markierung. Eine weitere positive Wirkung ausreichend großer Übergangsradien ist das Verhindern von Schmutzkanten bzw. die einfachere Entfernung von Schmutz im Vergleich zu scharfen Kanten bzw. engen Radien. Dies ist insbesondere im Einsatzbereich von industriellen Steuerungssystemen sowie in der Lebensmittelindustrie und Medizintechnik von besonderem Nutzen.
[0017] I m Fall der Verwendung von Acrylglas für die Frontscheibe ist von Vorteil, dass die haptisch erfassbaren Markierungen eine besonders hohe Haftfestigkeit bzw. Abscherungsfestigkeit erzielen können. Diese hohe Haftfestigkeit wird dabei auch innerhalb eines relativ hohen Bereiches der Einsatz- bzw. Umgebungstemperatur, insbesondere zwischen erhöhten Minus-und Plusgraden gewährleistet. Insbesondere können dadurch Klimatests mit relativ weitreichenden Temperaturschwankungen bzw. Temperaturbereichen positiv abgeschlossen werden.
[0018] Durch die vorteilhaften Maßnahmen gemäß Anspruch 2 wird die Haftung dieser Basisschicht auf der Glas- bzw. Kunststoffoberfläche nochmals deutlich gesteigert. Nachdem diese erste Schicht aus dem ersten Kunstharzlack relativ dünn ist, kann auch eine intensive und möglichst vollumfassende physikalische bzw. energietechnische Behandlung, beispielsweise mit Wärme und/oder UV-Strahlung, erfolgen. Die letztendliche erzielte Haftwirkung bzw. Haftvermittlungswirkung kann somit maximiert werden. Zudem können bei der physikalischen Nachbehandlung dieser ersten Schicht noch vor dem Aufträgen der weiteren Schichten auch solche Verfahren oder Behandlungspegel, beispielsweise Temperaturbereiche, eingesetzt werden, welche die anders zusammengesetzten Kunstharzlacke der später aufgetragenen
Schichten nicht zerstörungsfrei bzw. nicht schadlos überstehen würden.
[0019] Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird eine Markierung mit einer insgesamt größeren Auftragsstärke und damit einer verbesserten haptischen Wahrnehmbarkeit geschaffen. Dadurch können beispielsweise Strukturhöhen von über 1 mm problemlos geschaffen werden. Durch die physikalische Nachbehandlung nach dem Aufbringen einer jeden Lackschicht wird die Aushärtung bzw. Vernetzung ausgelöst und/oder beschleunigt, so dass die Mehrzahl von Schichten in vergleichsweise kurzen Abständen aufgedruckt werden können. Darüber hinaus wird dadurch ein Absetzen bzw. Zerfließen des Kunstharzlackes hintan gehalten, wodurch unerwünschte Formabweichungen bzw. Setzungen bei den Markierungen vermieden werden können.
[0020] Durch die besonders vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 4 kann die Formgebung der aufgebrachten Markierungen bzw. deren Profilquerschnitt den Erfordernissen angepasst werden, so dass beispielsweise die mechanische Festigkeit durch geeignete Gestaltung von Radien und Flankenschrägen sowie die haptische Wahrnehmung durch Strukturbreiten und Scheitelradien optimiert werden können. Durch eine Abschrägung der Flanken wird auch das Abgleiten fremder Gegenstände unterstützt, wenn diese über die Glas- bzw. Kunststofffläche gleiten und an eine Markierung stoßen, wodurch die Gefahr des Abscherens solcher Markierungen reduziert wird.
[0021] Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 5 sind die aufgebrachten Markierungen besonders gut haptisch wahrnehmbar. Diese schmal strukturierten Markierungen weisen ähnliche Eigenschaften auf, wie die weit verbreitete Braille-Schrift bzw. Blindenschrift. Weiters nehmen die Markierungen dadurch nur wenig Grundfläche auf dem Glas- bzw. Kunststoffpanel in Anspruch, so dass die freie Glas-, Kunststoff- bzw. Displayfläche für die Informationsdarstellung nutzbar bleibt.
[0022] Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 6 wird eine optisch besonders ansprechende Ausführung für die Frontscheibe bzw. das Bedienpanel erzielt. Durch die grundsätzlich transparente Ausgestaltung der Markierungen wird ein glasähnliches Aussehen erreicht, welches mit den guten optischen Eigenschaften der Frontplatte aus mineralischem Glas oder Acrylglas besonders gut harmoniert. Gleichzeitig wird durch eine Schicht, insbesondere eine Basisschicht, aus mattierendem Lack verhindert, dass darunter angeordnete Bildschirmpixel durch einen Linsen- oder Prismeneffekt der aufgedruckten Markierung unnatürlich verzerrt bzw. vergrößert oder farblich verfälscht sichtbar sind oder die pixel- oder netzartige Strukturierung des dahinter liegenden Displays erkennbar wird. Durch diese Maßnahmen werden somit klare Vorteile in Bezug auf die visuelle Wahrnehmung bzw. im Hinblick auf das optische Erscheinungsbild erzielt.
[0023] Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird eine besonders widerstandsfähige Bedruckung bzw. Beschichtung geschaffen, sodass die Gesamteigenschaften durch Kombination mit einem dritten Kunstharzlack weiter verbessert werden. Durch Verwendung eines besonders harten Decklackes kann beispielsweise die Kratzbeständigkeit verbessert werden. Durch eine Deckschicht mit weichelastischer Struktur kann wiederum das Gleitverhalten verändert und damit die haptische Wahrnehmbarkeit verbessert werden. Ebenso kann ein Lack mit verbesserter chemischer Beständigkeit verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist, dass durch diese Deckschicht über die gesamten zuvor aufgebrachten und treppenartig übereinander angeordneten Schichten die Abstufungen an den Flanken aufgefüllt werden und dadurch vergleichsweise glattere Flanken geschaffen werden können. Dadurch wird weiters ein verbessertes Aussehen und eine verminderte Neigung für Verschmutzung erzielt, indem der dritte Kunstharzlack eine Art von transparentem Deck- bzw. Füllstoff bildet.
[0024] Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 8 erhalten jene Glas- bzw. Acrylglasflächen, die speziell für das gleitende Überstreichen mit einem Finger vorgesehen sind, beispielsweise Eingabeelemente in der Art eines Schiebe- oder Drehreglers, eine Oberfläche mit verbesserten Gleiteigenschaften, so dass feinfühlige und ruckfreie Einstell- und Positioniervorgänge ermöglicht sind. Fertigungstechnisch besonders günstig ist es, wenn der als Basis-
Schicht für die Markierungen verwendete erste Kunstharzlack bereits solche Oberflächeneigenschaften aufweist und die Gleitflächen mittels dieser Basisschicht der Markierungen aufgedruckt werden.
[0025] Durch das Verfahren nach Anspruch 9 kommt ein modernes, leistungsfähiges und besonders flexibles Druckverfahren zum Einsatz, bei welchem die Druckbilder direkt anhand digitaler Daten erzeugt werden und keine Masken oder Schablonen benötigt werden. Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für die Fertigung geringer oder mittlerer Stückzahlen sowie für eine hohe, kundenspezifische Variantenvielfalt.
[0026] Durch das Verfahren nach Anspruch 10 kommt ein leistungsfähiges und bewährtes Druckverfahren zum Einsatz, welches sich insbesondere für die Fertigung in großen Stückzahlen eignet.
[0027] Durch die Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 11 wird die Aushärtung oder Vernetzung der aufgetragenen Kunstharzlacke ausgelöst, beschleunigt oder verstärkt. Dadurch ist eine rasche Weiterverarbeitung möglich bzw. werden verbesserte mechanische und/oder chemische Eigenschaften sowie eine verbesserte Haftung erzielt.
[0028] Die Verwendung von lösungsmittelfreien und vorzugsweise UV-härtenden Kunstharzlacken nach Anspruch 12 bietet mehrere Vorteile. Lösungsmittelfreie Kunstharzlacke weisen eine deutlich geringere Schrumpfung im Zuge der Vernetzung bzw. Aushärtung auf, was die Haftung auf Glas- bzw. Acrylglasflächen deutlich verbessert. Dies ist insbesondere bei dicken Schichten und mehrlagigen Aufträgen, wie den erfindungsgemäßen Markierungen, von besonderem Vorteil.
[0029] Bei den lösungsmittelfreien Kunstharzlacken wird die Vernetzungsreaktion durch eine physikalische Behandlung, beispielsweise durch Zufuhr energiereicher Strahlung und dabei insbesondere durch Zufuhr von UV-Licht ausgelöst. Die Vernetzung selbst läuft dann in der Regel innerhalb von Sekunden ab, so dass unmittelbar nach Auftragung einer Druckschicht und der Bestrahlung mit UV-Licht der aufgetragene Lack bereits fest ist und weiterverarbeitet werden kann, d.h. insbesondere unmittelbar im Anschluss die nächste Schicht aufgetragen werden kann.
[0030] E in weiterer Vorteil besteht darin, dass der aufgetragene Lack vollständig reagiert und kein Lösungsmittel ausdampft, so dass bei der Herstellung der Lackschichten keine erhöhten Anforderungen betreffend deren Absaugung gestellt werden. Dies unterstützt eine möglichst wirtschaftliche und umweltschonende Verarbeitung und Produktion.
[0031] Innerhalb der Gruppe der lösungsmittelfreien, UV-härtenden Kunstharzlacke ist die Verwendung von sogenannten kationisch härtenden UV-Lacken nach Anspruch 13 besonders vorteilhaft, da diese gegenüber den derzeit weit verbreiteten radikalisch härtenden UV-Lacken neben einer guten Haftung auf Glas bzw. Acrylglas eine geringere Schrumpfung von nur 3-5 % im Vergleich zu 5-15 % bei den radikalisch härtenden Lacken aufweisen. Weiters sind kationisch härtende Lacke weniger empfindlich auf den Einfluss von Luftsauerstoff bei der Aushärtung an der Oberfläche und ermöglichen dadurch eine bessere Vernetzung und Härte an der Oberfläche.
[0032] Durch Beigabe von haftvermittelnden Zusätzen gemäß Anspruch 14 wird die Haftung des Kunstharzlackes der Basislackierung gegenüber dem mineralischen Glas deutlich verbessert.
[0033] Eine Vorbehandlung der Glasoberfläche nach Anspruch 15 verbessert ebenfalls die Benetzung und Haftung der ersten Druckschicht.
[0034] Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Frontscheibe nach Anspruch 16 gelöst. Die damit erzielbaren vorteilhaften Effekte und technischen Wirkungen sind den vorhergehenden und den nachstehenden Beschreibungsteilen zu entnehmen. Insbesondere weist eine derartige Frontscheibe neben einer hohen Robustheit und einer damit einhergehenden Tauglichkeit für industrielle Steuerungsanwendungen eine möglichst kostengünstige Herstellbarkeit auf. Dies vor allem auch dann, wenn relativ geringe Stückzahlen zu produzieren sind bzw. die geforderte Variantenvielfalt relativ hoch ist. Aber auch der benutzer- bzw. anwenderseitige Nutzen ist deutlich gesteigert. Insbesondere kann dadurch die Benutzerfreundlichkeit verbessert bzw. die Wahrscheinlichkeit von Fehlbedienungen reduziert werden, nachdem der Bediener im Zuge von Bedienhandlungen von der Frontscheibe des Bedienpaneels ein haptisches bzw. taktiles Feedback erhält, sodass eine ständige Betrachtung des Bedienpanels bzw. der darauf abgebildeten Bedienelemente nicht erforderlich ist. Insbesondere kann die Bedienperson durch die angegebene Frontscheibe die Konzentration verstärkt auf die zu steuernde Maschine bzw. Anlage richten.
[0035] Die vorteilhafte Ausführung nach Anspruch 17 ermöglicht die Erfassung von Berührungen auf der Glas- oder Acrylglasfront durch die Glas- bzw. Kunststoffscheibe hindurch. Das kapazitive Touchpad ist dadurch - im Gegensatz zu den Möglichkeiten bei einem resistiven Touchpad - vollständig hinter Glas bzw. Acrylglas und damit hervorragend vor mechanischen und insbesondere chemischen Einflüssen geschützt. Dies ermöglicht den Aufbau besonders zuverlässiger Bedienpanels für den Einsatz in industrieller Umgebung. Wegen der Möglichkeit der guten Reinigung der Frontfläche ist insbesondere auch der Einsatz in der Nahrungsmittelindustrie vorteilhaft.
[0036] Ein Vorteil bei der Verwendung von Acrylglas für die Frontscheibe liegt darin, dass dadurch vor allem mobile Bedienpanels bzw. sogenannte Handterminals relativ leichtgewichtig aufgebaut werden können. Neben den Gewichtsvorteilen von Acrylglas bzw. PMMA in Verbindung mit mobilen bzw. tragbaren Handterminals, kann dadurch auch die Falltauglichkeit bzw. Robustheit positiv beeinflusst werden. Ferner ermöglichen Frontscheiben aus Acrylglas eine vergleichsweise einfache und damit relativ kostengünstige Verarbeitung und Handhabung. Darüber hinaus ist die Flexibilität bei der Anpassung an zahlreiche, kundenspezifische Wünsche hoch, sodass auch relativ kleine Serien bzw. Stückzahlen von kundenindividuell aufgebauten, hochfunktionalen Bedienpanels oder Handterminals besonders wirtschaftlich hergestellt werden können.
[0037] Die Ausführung eines Bedienpanels nach Anspruch 18 ermöglicht die einfache Justierung der Bildschirmmaske, um kleine Fertigungsschwankungen bei der Positionierung der Markierungen oder beim Zusammenbau von Frontplatte und Display ausgleichen zu können und eine präzise Ausrichtung der grafischen Elemente der Bildschirmmaske mit den aufgedruckten haptischen Markierungen zu erzielen.
[0038] Die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 19 ermöglicht der Bedienperson auf einfache Weise die Identifikation bzw. Unterscheidung bestimmter Eingabebereiche, ohne dabei eine visuelle Prüfung vornehmen zu müssen bzw. ohne den Blick von der Maschine abwenden zu müssen. Die codierten Markierungen sind beispielsweise vergleichbar zur Blindenschrift (Braille-Schrift) ausgestaltet. Die Markierungen können aber auch im Hinblick auf Anordnungsposition, Größe und/oder Anzahl maßgeblich bzw. informationscodiert sein.
[0039] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
[0040] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: [0041] Fig. 1 eine beispielhafte technische Einrichtung mit technischen Maßnahmen zur elektronisch gesteuerten Beeinflussung von Anlagenteilen oder Maschinen; [0042] Fig. 2 eine Maschine, insbesondere eine Spritzgießmaschine, in Verbindung mit einem Bedienpanel; [0043] Fig. 3 eine beispielhaftes Layout einer Mensch-Maschine-Schnittsteile eines Bedi enpanels; [0044] Fig. 4 ein Bedienpanel mit einer gläsernen bzw. transparenten Frontscheibe und mehreren, verteilt daraufangeordneten, haptisch erfassbaren Markierungen; [0045] Fig. 5 einen Teilabschnitt der Frontplatte gemäß Fig. 4 in vergrößerter Darstellung; [0046] Fig. 6 einen Querschnitt einer gläsernen bzw. transparenten Frontplatte mit einer darauf aufgebrachten, erhabenen Markierung; [0047] Fig. 7 eine andere Ausführungsform einer haptisch wahrnehmbaren, strukturellen
Markierung auf einer gläsernen bzw. transparenten Frontplatte.
[0048] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
[0049] In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer elektrisch steuerbaren bzw. elektrotechnisch zu steuernden, technischen Einrichtung veranschaulicht. Diese technische Einrichtung ist beispielsgemäß durch eine technische Anlage 1 gebildet, welche zumindest eine Maschine 2 bzw. einen industriellen Roboter umfasst, um auf diese Weise einen Fertigungsprozess zumindest teilweise automatisiert auszuführen. Die technische Einrichtung kann dabei beliebige Anlagen 1, Maschinen 2 und Geräte umfassen, um technische Prozesse, insbesondere Fertigungsprozesse, chemische Prozesse oder dergleichen, zumindest teilweise automatisiert ausführen zu können. Derartige Einrichtungen können somit auch als industrielle Automatisierungsanlagen bzw. als zumindest teilweise automatisierte Produktionsanlagen bezeichnet werden.
[0050] Die entsprechende technische Anlage 1 bzw. Maschine 2 umfasst wenigstens eine signal- und datenverarbeitende Steuereinrichtung 3, welche aus einzelnen Steuerungseinheiten 3‘ - 3‘“ zusammengesetzt sein kann bzw. verteilt angeordnete Steuerungseinrichtungen 3‘ - 3‘“ umfassen kann. Die jeweilige Steuerungsarchitektur für die technische Anlage 1 kann dabei beliebige, aus dem Stand der Technik bekannte Topologien aufweisen. Insbesondere sind zentrale und dezentrale Steuerungsarchitekturen und beliebige Mischformen möglich. So ist es zum Beispiel auch möglich, mobile bzw. tragbare Steuerungseinheiten 3‘“, insbesondere sogenannte Handterminals 4 in die Steuerungseinrichtung 3 zu integrieren. Ebenso können dabei beliebige, signal- und datentechnische Vernetzungen zwischen den jeweiligen Steuerungseinheiten 3‘ - 3‘“ vorgesehen sein.
[0051] Ferner kann wenigstens ein Bedienpanel 5 ausgebildet sein, welches mit der Steuerungseinrichtung 3 wirkungsverbunden ist bzw. mit zumindest einer Steuerungseinheit 3‘ - 3‘“ der Steuerungseinrichtung 3 baulich kombiniert ist. Das Bedienpanel 5 kann dabei separat zur technischen Anlage 1 positioniert und beispielsweise an einem Schaltschrank 6, an einem Bedienpult oder an einer abgesetzt aufgestellten Steuerungskonsole ausgebildet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bedienpanel 5 in die Seiten- bzw. Frontwand des Schaltschrankes 6 eingebaut. Das heißt, dass das Bedienpanel 5 mobil ausgeführt sein kann, oder aber ortsfest positioniert ist und üblicherweise nicht für eine Repositionierung relativ zur technischen Anlage 1 vorgesehen ist.
[0052] Am Bedienpanel 5 bzw. in unmittelbarer Nähe des Bedienpanels 5 ist wenigstens ein Eingabeelement 7 ausgebildet, welches zur Abgabe von Steuerbefehlen an die technische Anlage 1 und/oder zur Eingabe von Daten in die Steuerungseinrichtung 3 und/oder zum Abrufen oder Verändern von Informationen bzw. Daten ausgehend von einer Bedienperson 8 vorgesehen ist. Insbesondere ist eine Ein- und Ausgabe von Daten in Bezug auf die Steuerungseinrichtung 3 bzw. eine Veränderung der Betriebsweise der technischen Anlage 1 anhand der diversen Eingabeelemente 7 ermöglicht. Diese Eingabeelemente 7 können dabei durch diskrete Schalter bzw. Tasten oder durch eine Tastatur, beispielsweise durch eine Folientastatur, gebildet sein.
[0053] Entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann die Steuerungseinrichtung 3 wenigstens ein analog steuerndes bzw. ein quasi-analoges Eingabemittel 9, 9‘ umfassen. Solche analog steuernden Eingabemittel 9, 9‘ ermöglichen im Gegensatz zu digital steuernden Tasten oder Schaltern eine proportionale Ansteuerung von zumindest einem Antrieb der elektronisch gesteuerten Anlage 1 oder Maschine 2. Diese quasi analoge bzw. proportionale Steuer-bzw. Dirigierbarkeit von wenigstens einem Antrieb der elektronisch gesteuerten Anlage 1 oder Maschine 2 wird üblicherweise mittels wenigstens einem Joystick, Jog-Wheel, Trackball oder dergleichen umgesetzt. Derartige analog steuernde und diskret aufgebaute Eingabemittel 9, 9‘ können in der Steuerungseinrichtung 3 implementiert sein, um eine möglichst intuitive bzw. feinfühlige Positionierung bzw. Ansteuerung von Antrieben bzw. von unterschiedlichen Maschinenachsen zu ermöglichen.
[0054] Es ist dabei vorgesehen, dieses quasi analoge bzw. analog steuernde Eingabemittel 9, 9‘, welches von einer Bedienperson 8 manuell zu bedienen bzw. zu betätigen ist, als zumindest eindimensional auflösenden berührungssensitiven Positionserfassungssensor 10 auszubilden. Dieser berührungssensitive Positionserfassungssensor 10 kann dabei in Art eines Touchpads 11 ausgebildet sein oder als Teilabschnitt eines Touch-Screens 12, 12‘ ausgeführt sein. Dieser wenigstens eine berührungssensitive Positionserfassungssensor 10 ist zur fortlaufenden Erfassung bzw. Registrierung einer Betätigungsbewegung oder von zumindest einer einzelnen Betätigungsposition innerhalb einer elektronisch auswertbaren Betätigungsfläche 13 des berührungssensitiven Positionserfassungssensor 10 vorgesehen. Der Positionserfassungssensor 10 kann anwendungsspezifisch gefertigt sein und die Betätigungsbewegung zumindest eindimensional, d.h. in eine bestimmte Richtung oder entlang einer vorgegebenen Bahn ermitteln. Vorzugsweise kommen jedoch universelle und in der Regel zweidimensional auflösende Positionserfassungssensoren 10 zur Anwendung, wobei nur ein Teilbereich des gesamten sensorisch erfassbaren Betätigungsbereiches als eigentlicher Eingabebereich bzw. Bewegungsbereich vorgesehen ist und dieser Eingabebereich durch softwaretechnische Mittel festgelegt, überwacht und ausgewertet wird.
[0055] Mit dem wenigstens einen berührungssensitiven Positionserfassungssensor 10, welcher in Art eines Touchpads 11 und/oder als Teilabschnitt eines Touch-Screens 12, 12‘ ausgeführt sein kann, wird dabei fortwährend eine zeitlich fortlaufende Folge von Vorgabewerten bzw. von Positionswerten ermittelt und in eine korrespondierende zeitliche Folge von Sollwerten für eine Antriebssteuerung 14 - Fig. 1 - umgewandelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Antriebssteuerung 14 durch die Steuerungseinheit 3“ gebildet, welche eine Teilkomponente der Steuerungseinrichtung 3 darstellt und beispielsgemäß in der entsprechenden Maschine 2, insbesondere im industriellen Roboter integriert sein kann. Die Antriebssteuerung 14 setzt dabei anhand der jeweils vorliegenden Sollwerte eine entsprechende Bewegung bzw. Positionierung der entsprechenden Antriebsachse bzw. des entsprechenden Antriebssystems um.
[0056] Wie vorhergehend erläutert, kann der berührungssensitive Positionserfassungssensor 10 durch wenigstens ein baulich eigenständiges Touchpad 11 oder durch definierte Teilabschnitte eines Touch-Screens 12, 12‘ gebildet sein. Ein derartiger Touch-Screen 12, 12‘ kann dabei eine Teilkomponente des Bedienpanels 5 darstellen, oder auch am mobilen Handterminal 4 ausgeführt sein. Ein solcher Touch-Screen 12, 12‘ vereint ein grafikfähiges Display 15 mit einem berührungssensitiven Touch-Panel, welches dem grafikfähigen Display 15 zumindest abschnittsweise überlagert ist. Der aus wenigstens einem grafikfähigem Display 15 und aus wenigstens einem, diesem Display 15 überlagerten Touch-Panel gebildete Touch-Screen 12, 12‘ dient zur Beeinflussung der Betriebsweise der Steuerungseinrichtung 3 bzw. der technischen Anlage 1. Das grafikfähige Display 15 ist dabei zur Darstellung zumindest von Teilmengen von insgesamt verfügbaren bzw. notwendigen Informationen für die Bedienperson 8 der technischen Einrichtung vorgesehen.
[0057] Das grafikfähige Display 15 dient insbesondere zur Ausgabe von Statusinformationen über den Betriebs- oder Prozesszustand der steuerbaren, technischen Anlage 1. Neben einem grafikfähigen Display 15 mit überlagertem Touch-Panel können in an sich bekannter Art und
Weise auch sonstige visuell erfassbare Ausgabemittel, wie zum Beispiel Signalleuchten, Zeigerinstrumente oder dergleichen ausgebildet sein. Fig. 1 veranschaulicht den Einsatz eines berüh-rungssensitiven Positionserfassungssensors 10 zur manuell gesteuerten Beeinflussung von Bewegungen oder Abläufen einer elektronisch gesteuerten Anlage 1 bzw. Maschine 2 in Form einer industriellen Fertigungsanlage umfassend einen industriellen Roboter.
[0058] Zweckmäßig ist es auch, wenigstens einen berührungssensitiven Positionserfassungssensor 10 zur manuell gesteuerten Beeinflussung von Bewegungen, insbesondere von Stellbewegungen einer Spritzgießmaschine 16 zur Verarbeitung von Kunststoffen einzusetzen, wie dies in Fig. 2 schematisch veranschaulicht wurde. Eine solche Spritzgießmaschine 16 zur Durchführung eines Kunststoff-Spritzgießverfahrens weist unter anderem ein Maschinenbett 17, eine Schließeinheit 18 zum Öffnen und Schließen eines aufgespannten, mehrteiligen Form-Werkzeuges 19 und eine Plastifiziereinheit 20 auf, mit welcher der Rohstoff aus einem Vorratsbehälter 21 entnommen, in den fließfähigen Zustand überführt und durch eine Düse in das geschlossene Form-Werkzeug 19 gepresst wird. Die verschiedenen Antriebe dieser Spritzgießmaschine 16, insbesondere der Antrieb für die Schließeinheit 18 und/oder der Antrieb für die Plastifiziereinheit 20, insbesondere für dessen Schneckenwelle, welche in der Plastifiziereinheit 20 drehbar gelagert ist und auch in Längsrichtung in Art eines Kolbens verschiebbar ist, eigenen sich gut für eine manuell gesteuerte Beeinflussung mittels einem berührungssensitiven Positionserfassungssensor 10, welcher von einer Bedienperson entsprechend zu betätigen ist.
[0059] Ferner umfasst eine solche Spritzgießmaschine 16 eine Steuerungseinrichtung 3, welche zumeist direkt an der Maschine aufgebaut ist oder aber gegenüber dem Maschinenkörper auch abgesetzt angeordnet sein kann. Die Steuerungseinrichtung 3 umfasst wenigstens einen berührungssensitiven Positionserfassungssensor 10 zur manuell gesteuerten Beeinflussung von Bewegungen zumindest eines Antriebes der Spritzgießmaschine 16. Insbesondere werden über den wenigstens einen Positionserfassungssensor 10 zeitliche Folgen von Sollwerten, insbesondere von Positionswerten, Geschwindigkeitswerten oder Beschleunigungswerten für eine Antriebssteuerung 14 von zumindest einem Antrieb der elektronisch gesteuerten Spritzgießmaschine 16 generiert. Eine derartige Antriebssteuerung 14 kann dabei durch eine Umrichterschaltung für einen elektrischen Antriebsmotor gebildet sein. In an sich bekannterWeise kann diese Steuerungseinrichtung 3 wenigstens ein Display 15 bzw. einen Touch-Screen 12 umfassen, wobei die genannten Komponenten zumindest einen Teil der sogenannten Mensch-Maschine-Schnittsteile (HMI - Human Machine Interface) darstellen. Selbstverständlich kann auch wenigstens ein diskret ausgeführtes Eingabeelement 7, beispielsweise ein elektromechanischer Schalter bzw. Taster in der Steuerungseinrichtung 3 implementiert sein.
[0060] Vorzugsweise ist der berührungssensitive Positionserfassungssensor 10 durch ein wenigstens eindimensional auflösendes, gegebenenfalls durch ein zweidimensional auflösendes, kapazitives Touchpad 11 gebildet. Ein kapazitives Touchpad 11 wird dabei gegenüber einem nach dem resistiven Wirkungsprinzip arbeitenden Touchpad bevorzugt. Insbesondere ermöglichen Touchpads 11, welche nach dem kapazitiven Wirkungs- bzw. Erfassungsprinzip arbeiten, eine Multi-Touch-Auswertung. Diese Multi-Touch-Fähigkeit eines kapazitiven Touch-pads 11 ist insbesondere in Verbindung mit zweidimensional auflösenden, kapazitiven Touch-pads 11 zweckmäßig, da dadurch beispielsweise zwei Maschinenachsen über nur ein Touch-pad 11 gleichzeitig bedient bzw. gleichzeitig angesteuert bzw. bewegt werden können. Von Vorteil ist dabei weiters, dass kapazitive Touchpads 11 mit ein- oder zweidimensionaler Auflösung bzw. Positionserfassung als standardisierte Komponenten serienmäßig verfügbar sind und ein günstiges Preis- zu Leistungsverhältnis aufweisen. Darüber hinaus ist die erzielbare Auswertungsgenauigkeit und Zuverlässigkeit von derartigen Touchpads 11 auch für Steuerungsanwendungen, insbesondere für Maschinensteuerungen, mittlerweile zufriedenstellend.
[0061] Alternativ oder in Kombination zu einem Touchpad 11 ist es auch möglich, als berührungssensitiven Positionserfassungssensor 10 wenigstens einen Touch-Screen 12, 12‘ vorzusehen. Ein derartiger Touch-Screen 12, 12‘ ermöglicht typischerweise eine zweidimensionale Auflösung seiner Betätigungsfläche 13 in Bezug auf eine Vielzahl unterschiedlicher Berührungs-bzw. Betätigungspositionen oder Betätigungsbewegungen. Der Touch-Screen 12, 12‘ arbeitet vorzugsweise ebenso nach dem kapazitiven Funktions- bzw. Erfassungsprinzip, sodass eine Multi-Touch-Fähigkeit vorliegt bzw. eine simultane Erkennung mehrerer, gleichzeitiger Berührungspunkte ermöglicht ist. Die Multi-Touch-Fähigkeit des Touch-Screens 12, 12‘ ermöglicht somit die gleichzeitige Ansteuerung bzw. Bewegungseinleitung für mehrere Antriebe bzw. Antriebsachsen der entsprechenden Anlage 1 bzw. Maschine 2. Dieser Touch-Screen 12, 12‘ ist in an sich bekannterWeise einem vorzugsweise hochauflösenden, grafikfähigen Display 15 überlagert. Das Display 15 und der überlagerte Touch-Screen 12, 12‘ stellen somit ein kombiniertes Ein- und Ausgabemittel für Daten, Statusinformationen bzw. Steuerbefehle dar. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das grafikfähige Display 15 bzw. der Touch-Screen 12, 12‘ als standardmäßig verfügbare Komponenten gelten und einen zuverlässigen Positionserfassungssensor 10 in Bezug auf Bedienhandlungen einer Bedienperson 8 gegenüber einer Maschine 2 oder Anlage 1 bilden können. Außerdem können dadurch vielfältig ausgeprägte, virtuelle bzw. grafisch implementierte Eingabemittel 9, 9‘ ausgeführt werden. Durch eine softwarebasierende Implementierung ist dabei eine hohe Flexibilität in Bezug auf allfällige Veränderungen bzw. Anpassungen des Benutzerinterface erzielt. Insbesondere ist eine softwaregesteuerte Anpassung von Größe und visuellem Erscheinungsbild des Eingabebereichs in einfacher Art und Weise ermöglicht. Auch eine Kombination in Verbindung mit variierenden Statusinformationen bzw. sonstigen betriebsrelevanten Informationen ist durch das Display 15 in einfacher Art und Weise ermöglicht.
[0062] In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines HMI-Layouts einer Steuerungseinrichtung 3, insbesondere ein exemplarisches Maschinensteuerungslayout 22 eines Bedienpanels 5 beispielshaft veranschaulicht. Dieses Layout umfasst dabei eine Mehrzahl von Statusfeldern, Eingabeflächen 29 und Ausgabefeldern, welche je nach Zweckmäßigkeit diverse Daten anzei-gen bzw. eine Veränderung von Einstellungen ermöglichen. Das entsprechende grafische Layout wird dabei durch Software-Anpassung der Steuerungseinrichtung 3 bewerkstelligt und über das Display 15 visualisiert. Das Maschinensteuerungslayout 22 kann dabei drei Visualisie-rungs- bzw. Layoutabschnitte 23-25 umfassen. In einem ersten Layoutabschnitt 23 sind Ein-und Ausgabemasken vorgesehen, die eine Anzeige und/oder Veränderung von Werten zu diversen Parametern der Maschinensteuerung ermöglichen. In einem zweiten Layoutabschnitt 24 sind Statusanzeigen vorgesehen, welche Statusinformationen über diverse Maschinenparameter bzw. Prozessparameter liefern bzw. anzeigen. In einem dritten Layoutabschnitt 25 ist eine Bedienung bzw. Beeinflussung von Maschinenachsen bzw. Maschinenbewegungen vorgesehen. Insbesondere sind in diesem dritten Layoutabschnitt 25 mehrere Eingabemittel 9 bzw. Eingabeflächen 29 konzentriert, welche eine digitale (0/1) oder eine quasi analoge bzw. proportionale Ansteuerung von Antrieben bieten bzw. eine proportionale Bewegungssteuerung von Maschinenachsen ermöglichen und hierzu als berührungssensitive Positionserfassungssensoren 10 ausgeführt sind.
[0063] In Fig. 4 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines stationär zu verbauenden oder auch mobil zu verwendenden Bedienpanels 5 veranschaulicht. Das Bedienpanel 5 stellt dabei eine Funktionskomponente für eine Steuerungseinrichtung 3 einer Maschine 2 oder einer technischen Anlage 1 dar, wie dies den Fig. 1, 2 schematisch dargestellt ist. Dieses Bedienpanel 5 umfasst neben elektronischen bzw. elektrotechnischen Steuerungs- bzw. Auswertungskomponenten wenigstens ein Display 15 für Visualisierungsaufgaben, ein kapazitives Touchpad 11 zur Erfüllung von Eingabefunktionen über Berührung, sowie eine das Display 15 und das Touchpad 11 zumindest teilweise überlagernde Frontscheibe 26 aus mineralischem Glas oder alternativ aus Acrylglas.
[0064] In Verbindung mit dem kapazitiven Touchpad 11 ist dabei ein berührungssensitives Bedienpanel 5 geschaffen, dessen der Bedienperson 8 - Fig. 1 - zugewandte Frontseite zumindest abschnittsweise eine Frontscheibe 26 aus mineralischem Glas oder Acrylglas umfasst. Die Frontscheibe 26 ist dabei dem grafischen Ausgabemittel, insbesondere dem Display 15, baulich überlagert bzw. vorgeordnet. Ausgehend von einer der Bedienperson nächstliegenden Frontseite des Bedienpanels 5 ist die aus mineralischem Glas oder Acrylglas gebildete Frontscheibe 26 also unmittelbar zugreifbar. Hinter der Frontscheibe 26 ist zumindest abschnittsweise eine berührungssensitive Zone, insbesondere zumindest abschnittsweise ein kapazitives Touchpad 11 ausgebildet. Hinter diesem kapazitiven Touchpad 11 ist dann das grafikfähige Ausgabemittel, insbesondere ein Display 15 angeordnet, welches sich zumindest über Teilabschnitte der Fläche der glasklaren bzw. transparenten Frontscheibe 26 erstreckt. Es versteht sich, dass sowohl die Frontscheibe 26 als auch das dahinterliegende Touchpad 11 in jenen Flächenabschnitten, in welchen Einblick auf das grafikfähige Display 15 vorliegen soll, transparent oder zumindest durchscheinend ausgeführt sind.
[0065] Die gläserne bzw. transparente Frontscheibe 26 ist dabei durch eine ebenflächige oder gegebenenfalls leicht gekrümmte Glas- oder Kunststoffplatte gebildet, deren seitliche Begrenzungskanten vorzugsweise vertieft oder flächenbündig zur Oberfläche eines Gehäuses des Bedienpanels 5 ausgerichtet sind. Insbesondere sind die Seitenkanten der Glas- oder Kunststoffplatte bzw. der Frontscheibe 26 umrandet bzw. abgedeckt, um die Bruchgefahr zu verringern und ein damit einhergehendes Verletzungsrisiko nahezu auszuschließen. Eine gläserne Frontscheibe 26, insbesondere deren Glasplatte, kann dabei durch einfaches Flachglas mit ausreichenden sicherheitstechnischen Eigenschaften gebildet sein. Insbesondere ist die Verwendung von Floatglas, Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG), oder von Verbund-Sicherheitsglas (VSG) möglich. Im Falle der Verwendung von Acrylglas für die Frontscheibe 26 können adäquate, vollkommen transparente oder auch leicht getönte Kunststoffplatten eingesetzt werden. Die entsprechenden Acryl-Kunststoffplatten sind dabei bevorzugt aus einem Kunststoff unter dem Namen Polymethylmethacrylat (PMMA) gebildet. Derartige Kunststoffplatten werden umgangssprachlich auch als O-Glas oder Plexiglas® bezeichnet.
[0066] Auf der einer Bedienperson 8 zugewandten Frontseite bzw. Berührungsseite der Frontscheibe 26, welche aus einer Glas- oder Kunststoffplatte gebildet ist, sind haptisch wahrnehmbare, gegenüber der Glas- oder Kunststoffoberfläche 27 erhabene bzw. vorstehende Markierungen 28 aus Kunststoff, insbesondere aus transparentem oder möglichst lichtdurchlässigem Kunstharz ausgebildet. Diese gegenüber der Glas- oder Kunststoffoberfläche 27 vorspringenden Markierungen 28 sind zur Kennzeichnung und/oder Abgrenzung von zumindest einem als berührungssensitive Eingabefläche 29 vorgesehenen Teilbereich ausgebildet und auf der zugreifbaren bzw. für Berührungen vorgesehenen Vorderseite der Frontscheibe 26 aufgebracht. Insbesondere kennzeichnen diese räumlich geformten bzw. strukturellen Markierungen 28 Eingabeflächen 29 bzw. Eingabeabschnitte, in welchen das grafische Display 15 zur Anzeige von Eingabefeldern bzw. Schaltelementen vorgesehen ist und in welchen Eingabeflächen 29 das dem Display 15 überlagerte, kapazitive Touchpad 11 zur Detektierung von Berührungen bzw. zur Erfassung von Betätigungsbewegungen von Seiten der Bedienperson 8 gegenüber der Frontscheibe 26 vorgesehen ist. Die Markierungen 28 begrenzen bzw. verdeutlichen somit Eingabeflächen 29 am Bedienpanel 5, durch welche eine Bedienperson 28 auf steuerungstechnische Abläufe der Maschine bzw. der Steuerungseinrichtung 3 Einfluss nehmen kann, indem eine manuelle Betätigung, insbesondere ein manuelles Antippen bzw. Überstreichen der jeweiligen Eingabefläche 29 vorgenommen wird.
[0067] Die gläserne bzw. transparente Frontscheibe 26 wird dabei durch das Display 15 quasi hinterleuchtet. Das zwischen Display 15 und gläserner bzw. transparenter Frontscheibe 26 ausgebildete, nach dem kapazitiven Detektionsprinzip arbeitende Touchpad 11 ist dabei ebenso lichtdurchlässig und zur Erfassung von Eingabeinformationen vorgesehen. Das grafikfähige Display 15 ist hingegen zur Visualisierung von auszugebenden Informationen, Grafiken, Symbolen, Textelementen und dergleichen vorgesehen.
[0068] Im Hinblick auf die bauliche Überlagerung der gläsernen bzw. transparenten Frontscheibe 26 in Bezug auf das Display 15 bzw. in Bezug auf das Touchpad 11 kann es zweckmäßig sein, wenn im Steuerungssystem bzw. im Betriebssystem des Bedienpanels 5 softwaretechnische Mittel und Einstellmöglichkeiten vorgesehen sind, mit denen das grafische Layout des Displays 15 um eine bestimmte Anzahl von Pixel in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verschiebbar ist. Eventuelle Montage- bzw. Bauteiltoleranzen können dadurch in einfacher Art und Weise ausgeglichen bzw. eliminiert werden, sodass die Eingabefelder 29 möglichst exakt mit den jeweiligen, grafisch dargestellten Eingabefeldern 29 des Displays 15 übereinstimmen.
Insbesondere kann dadurch eine möglichst exakte Zuordnung zwischen den grafischen Darstellungen und den durch die Markierungen 28 definierten Eingabeflächen 29 erzielt werden, ohne dass aufwändige, mechanische Justierungen erforderlich sind.
[0069] Wie vor allem in Fig. 4 beispielhaft veranschaulicht ist, sind auf der gläsernen bzw. transparenten Frontscheibe 26 mehrere Touch-Eingabebereiche bzw. dementsprechende berührungssensitive Eingabeflächen 29 vorgesehen, welche durch haptisch erfassbare, drucktechnisch geformte Markierungen 28 abgegrenzt bzw. gekennzeichnet sind.
[0070] Entsprechend einer optionalen, vorteilhaften Ausführung können diese dreidimensional ausgebildeten Markierungen 28 haptisch unterscheidbare Codierungen 30 umfassen bzw. bilden, wie dies in Fig. 5 beispielhaft dargestellt wurde. Diese Codierungen 30 können durch ertastbare bzw. haptisch wahrnehmbare Formen, insbesondere durch Rillen, warzenartige Vorsprünge, Spitzen oder dergleichen gebildet sein. Ebenso sind punkt- oder rillenförmige Vertiefungen und auch sonstige dreidimensionale Codierungsformen in bzw. auf den erhabenen Markierungen 28 denkbar, wie dies bei den streifenförmigen Strukturen gemäß Fig. 5 veranschaulicht wurde. Diese haptisch wahrnehmbaren Codierungen 30 können dabei Auskunft geben über die Funktion bzw. Wirkung der jeweiligen Eingabefläche 29. Beispielsweise sind dadurch Informationen über die Abfolge der Eingabeflächen 29, über Verfahrrichtungen (Pfeile), über Inkrementierungs-Abschnitte (+) und/oder über Dekrementierungs-Abschnitte (-) für die Bedienperson 8 ertastbar bzw. haptisch wahrnehmbar. Insbesondere können Gruppen von unterschiedlich angeordneten, punkt- oder warzenförmigen Markierungen 28 vorgesehen sein, mit welchen Informationen über die jeweilige Eingabefläche 29 von der Bedienperson 8 haptisch wahrgenommen werden können, wie dies in Fig. 5 beispielhaft veranschaulicht wurde.
[0071] In Fig. 5 ist weiters klar ersichtlich, dass die erhabenen, haptisch wahrnehmbaren Markierungen 28 von der Oberfläche der gläsernen bzw. transparenten Frontscheibe 26 abstehen. Die Markierungen 28 sind dabei linien- oder punktförmig ausgebildet und umgrenzen zumindest teilweise unterschiedliche Eingabeflächen 29 für jeweils unterschiedliche Eingabefunktionen.
[0072] Zweckmäßig ist es dabei, diese haptisch wahrnehmbaren, erhabenen Markierungen 28 durch schichtweises Aufdrucken zu erzeugen. Insbesondere kommt dabei ein Verfahren zum Erzeugen von Reliefaufdrucken auf Glas oder Acrylglas zum Einsatz. Zweckmäßig ist es dabei, die Markierungen 28 auf der gläsernen bzw. transparenten Frontscheibe 26 durch ein digitales Inkjet-Druckverfahren bzw. durch ein Siebdruckverfahren herzustellen.
[0073] Vorteilhafte Verfahrensmaßnahmen zum Herstellen der Frontscheibe 26 mit den haptisch wahrnehmbaren Markierungen 28 werden in Verbindung mit den schematischen Darstellungen in den Fig. 6, 7 erläutert.
[0074] Insbesondere wird im Zuge der Herstellung einer solchen Frontscheibe 26 eine erste Schicht 31 aus einem ersten Kunstharzlack 32 auf das mineralische Glas bzw. auf das Acrylglas aufgebracht, insbesondere auf die spätere Front- bzw. Betätigungsseite der Frontscheibe 26 aufgedruckt. Dieses Aufbringen erfolgt beispielsweise durch ein digitales Druckverfahren, insbesondere durch ein Inkjet-Druckverfahren, oder alternativ durch ein Siebdruckverfahren. Diese erste Schicht 31 aus einem ersten Kunstharzlack 32 bietet eine optimierte Haftung auf Glas respektive Acrylglas. Das heißt, dass diese erste Schicht 31 eine exzellente Haftung auf Glas- bzw. Kunststoffflächen gewährleistet. Insbesondere ist der erste Kunstharzlack 32 chemisch derart eingestellt, dass er optimal an der Glas- oder Kunststoffoberfläche 27 der Frontscheibe 26 haftet.
[0075] Die erste Schicht 31 aus dem ersten Kunstharzlack 32 stellt dabei eine optimale Haftvermittlungsschicht zwischen der gläsernen bzw. transparenten Frontscheibe 26 und wenigstens einerweiteren Schicht 33 aus einem zweiten, stofflich andersartigen Kunstharzlack 34 dar. Insbesondere wird nach dem Aufbringen der ersten Schicht 33 aus dem ersten Kunstharzlack 32, welche erste Schicht 31 quasi eine Basisschicht darstellt, zumindest eine weitere Schicht 33 aus einem zweiten Kunstharzlack 34 aufgebracht, wobei diese zumindest eine zweite Schicht 33 durch zumindest teilweises Überdrucken der ersten Schicht 31 aufgebracht wird. Die zumin dest eine weitere Schicht 33 aus dem zweiten Kunstharzlack 34 dient primär der Erzielung reliefartiger Erhebungen bzw. Strukturen, welche die jeweils gewünschten, haptisch wahrnehmbaren Markierungen 28 ausbilden. Der zweite Kunstharzlack 34 weist dabei im Vergleich zum ersten Kunstharzlack 32, welcher die Basisschicht 31 bildet, eine optimierte Zähigkeit, Härte und chemische Beständigkeit auf. Damit eignet er sich besser zur Schaffung der eigentlichen Körperform der aufzudruckenden, gewünschten Markierung 28.
[0076] Zweckmäßig kann es sein, die erste Schicht 31, welche unmittelbar auf die Glas- oder Kunststoffoberfläche 27 aufgetragen wird, vor dem Aufbringen der zumindest einen weiteren Schicht 33 aus dem zweiten Kunstharzlack 34 mit einem physikalischen Nachbehandlungsprozess zu beeinflussen, sodass die Härte und/oder Haftung der ersten Schicht 31 auf der Glasoder Kunststoffoberfläche 27 verbessert wird. Dieser Nachbehandlungsprozess kann die Einwirkung von energiereicher Strahlung, insbesondere von Wärmestrahlung und/oder UV- Strahlung, umfassen. Der entsprechende physikalische Nachbehandlungsprozess verbessert dabei die Härte und/oder Haftung dieser ersten Schicht 31 auf der Glas- oder Kunststoffoberfläche 27.
[0077] Ebenso ist es möglich, wenn nach dem Aufträgen einer oder mehrerer Schichten 33 des zweiten Kunstharzlacks 34 diese Schichten 33 ebenso einem physikalischen Nachbehandlungsprozess, beispielsweise einer Erwärmung und/oder einer Bestrahlung mit UV-Licht unterzogen werden.
[0078] Gemäß einer zweckmäßigen Umsetzungsmaßnahme ist vorgesehen, dass mehrere Schichten 33 des zweiten Kunstharzlacks 34 in Bezug auf die Schichtbreite bzw. in Bezug auf die Breite der Ausbringung zunehmend schmäler aufgedruckt bzw. aufgetragen werden, sodass die dadurch entstehenden, erhabenen Strukturen bzw. Markierungen 28 mit zunehmender Höhe 35 eine abnehmende Breite 36 aufweisen.
[0079] Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn die unteren Schichten 33 aus einer Mehrzahl von überlagerten Schichten 33 des zweiten Kunstharzlacks 34 zunehmend schmäler aufgetragen werden, sodass durch diese den Basisabschnitt der erhabenen Struktur bzw. Markierung 28 ausbildenden Schichten 33 ein gerundeter, insbesondere konkav gewölbter Übergang zur Glasoberfläche 27 ausgebildet wird. Dadurch kann in einfacher Art und Weise ein konkaver Übergangsabschnitt 37 geschaffen werden, welcher die Gefahr einer unerwünschten Ablösung der dreidimensionalen bzw. körperlichen Markierung 28 deutlich verringert bzw. deren Haftfestigkeit gegenüber der Frontscheibe 26 verbessert.
[0080] Die durch einen sogenannten Reliefdruck erzielten, haptischen Markierungen 28 können linienförmig oder punktförmig ausgestaltet sein und eine über die Höhe 35 gemittelte Breite 36 von weniger als 6 mm, insbesondere weniger als 3 mm, und eine Höhe 35 von mehr als 0,3 mm, insbesondere von mehr als 0,7 mm, aufweisen. Durch das angegebene, zeitlich gestaffelte Aufschichtungsverfahren sind Höhen 35 von wenigen Millimetern, insbesondere von bis zu 3 mm erzielbar, ohne dass gravierende Probleme in Bezug auf eine unerwünschte Abscherung oder Ablösung auftreten.
[0081] Zumindest eine der aufgedruckten Schichten 31, 33 kann dabei aus einem Kunstharzlack 32, 34 mit mattierenden Pigmenten oder einer mattierenden Oberfläche bestehen, während die anderen Schichten 31, 33 vorzugsweise aus im Wesentlichen transparentem Kunstharzlack 32, 34 bestehen.
[0082] Zweckmäßig kann es sein, die drucktechnisch aufgebauten Schichten 33 der haptisch wahrnehmbaren, erhabenen Markierungen 28 abschließend mit einer weiteren Schicht 38 aus einem dritten Kunstharzlack 39 mit letztendlich höherer Oberflächenhärte und/oder höherer chemischer Resistenz und/oder mit im Verarbeitungszustand geringer Viskosität zu überziehen, insbesondere zu Überdrucken.
[0083] Weiters können zumindest einzelne Flächenabschnitte 40 zwischen den haptisch wahrnehmbaren, erhabenen Markierungen 28, welche Flächenabschnitte 40 als Eingabefläche 29 bzw. als Betätigungsfläche 13 von Eingabeelementen 7 - Fig. 1,2- zum Überstreichen durch einen oder mehrere Finger einer Bedienperson vorgesehen sind, insbesondere Flächenab schnitte 40 von Eingabeelementen 7 in der Art eines Schiebe- oder Drehreglers, mit einer Lackschicht 41 überdruckt werden, die eine aufgerauhte und/oder mattierte Oberfläche und/oder eine Oberfläche mit im Vergleich zur Glasoberfläche 27 verbesserten Gleiteigenschaften erzeugt.
[0084] Zweckmäßig ist es dabei, eine oder mehrere der aufzutragenden Schichten 31, 33 und/oder die Lackschicht 41, welche die form- bzw. strukturgebenden Schichten 31, 33 aus unterschiedlichen Kunstharzen überdeckt, mittels einem digitalen Inkjet-Druckverfahren, insbesondere mit einem Plattendirektdruckverfahren, aufzutragen. Alternativ oder in Kombination dazu ist es auch denkbar, dass eine oder mehrere der aufzutragenden Schichten 31, 33, 41 mittels eines digital gesteuerten Siebdruckverfahrens aufgetragen werden.
[0085] Zweckmäßig ist es weiters, wenn der physikalische Nachbehandlungsprozess gegenüber einer oder mehrerer Schichten 31,33 bzw. gegenüber der Deck- bzw. Lackschicht 41 eine energiereiche Bestrahlung, insbesondere eine Bestrahlung mit UV-Licht, oder eine Erwärmung auf eine erhöhte Temperatur umfasst.
[0086] Als günstig erweist es sich, wenn als erster, zweiter und/oder gegebenenfalls dritter Kunstharzlack 32, 34, 41 ein lösungsmittelfreier, vorzugsweise UV-härtender Kunstharzlack eingesetzt wird. Technische Vorteile werden darüber hinaus dann erzielt, wenn der eingesetzte erste oder zweite Kunstharzlack 32, 34 ein kationisch härtender UV-Lack ist.
[0087] Zum Erzielen einer guten Oberflächenvernetzung und damit einer guten Oberflächenfestigkeit insbesondere der Deckschicht kann es auch zweckmäßig sein, das Aufbringen und/oder das Aushärten in sauerstofffreier oder sauerstoffarmer Schutzatmosphäre durchzuführen.
[0088] Vorteilhafte chemische Wechselwirkungen bzw. Anhaftungswerte gegenüber der Glasoberfläche 27 werden außerdem dann erreicht, wenn dem ersten Kunstharzlack 32 als haftungsvermittelnder Zusatz ein Silan und/oder ein Orthokieselsäureester zugesetzt wird. Alternativ oder in Kombination dazu ist es zweckmäßig, wenn die Glasoberfläche 27 vor dem Aufbringen der ersten Schicht 31 einer Hochtemperaturbehandlung, insbesondere einer Flammbe-handlung mit einer Gasflamme, gegebenenfalls unter Zusetzung eines Organosilans, unterzogen wird.
[0089] I m nachfolgenden werden einige praktikable Aspekte zur Umsetzung im Detail erläutert. Bei Verwendung einer Glasplatte für die Frontscheibe 26 kann einfaches Float-Glas bzw. Flachglas oder auch ESG (Einscheiben-Sicherheitsglas) herangezogen werden. Bei der alternativen Verwendung einer Kunststoff- bzw. Acrylplatte für die Frontscheibe 26 sind standardmäßig verfügbare, möglichst transparente Plattenelemente zweckmäßig. Die Glas- bzw. Kunststoffdicke sollte dabei nicht mehr als 3mm betragen. Insbesondere sollte die Glas- bzw. Kunststoffdicke möglichst gering gewählt werden, insbesondere weniger als 3 mm betragen, um Parallaxenfehler durch den Abstand der Frontscheibe 26 bis zum eigentlichen Display 15 zu verringern.
[0090] Zweckmäßig ist es dabei, wenn die jeweilige Glas- oder Kunststoffplatte eine gewisse Formbeständigkeit bzw. Eigensteifigkeit aufweist und so eine optimale Bedruckung bzw. eine einfache Handhabung ermöglicht. Diese Formbeständigkeit bzw. Eigensteifigkeit kann dabei derart gewählt sein, dass die Form der jeweiligen Platte ohne äußere Krafteinwirkung unverändert bleibt. Das heißt, dass die jeweilige Glas- oder Acrylplatte entsprechend einer zweckmäßigen Ausführungsform derart dick bemessen ist, dass sie weitestgehend eigensteif ist.
[0091] Das Aufbringen der ersten Schicht 31 bzw. der Basisschicht auf die Glas- oder Kunststoffoberfläche 27 erfolgt zweckmäßigerweise unter Verwendung eines Inkjet-Drucksystems. Im Vorfeld einer Bedruckung von Glas kann die sogenannte "Luftseite" bzw. "Feuerseite" des Glases ermittelt werden, was insbesondere bei Verwendung einiger Kunstharzlacke 32 zweckmäßig ist. Weiters ist es angebracht, die Glasoberfläche vor der Bedruckung zu reinigen, was beispielsweise mit Aceton erfolgen kann.
[0092] Danach wird der erste Kunstharzlack 32 aufgetragen, wobei es sich um eine UV-Drucktinte für einen Satinato-Effekt auf Glas oder Acryl handeln kann, welche eine entsprechend raue Oberflächenstruktur erzeugt. Ein separater Auftrag eines Haftprimers ist nicht vorgesehen.
[0093] Die Aushärtung des ersten Kunstharzlackes 32 kann durch Bestrahlung mit UV-Licht beschleunigt bzw. verbessert werden, wobei diese Bestrahlung unmittelbar im Zuge des Druckvorganges erfolgen kann. Zusätzlich oder alternativ dazu ist es möglich, den Druck durch Erhitzung auf ca. 200 °C für etwa 10 Minuten nachzubehandeln, wodurch die Haftung auf Glas wesentlich verbessert werden kann.
Nachfolgend wird der erhabene Reliefdruck zur Bildung der haptisch wahrnehmbaren, dreidimensionalen Markierung 28 in Schichten 33 aufgebracht, was vorzugsweise ebenso unter Verwendung eines Inkjet-Drucksystem erfolgt. Dabei wird die Reliefstruktur vorzugsweise in mehreren, pyramidenartig gestapelten Schichten 33 aufgebracht. Nach jeder aufgetragenen Schicht 33 oder im Zuge der Aufbringung der Schichten 33 kann eine Härtung mit UV-Strahlung erfolgen.
[0094] Abschließend kann noch eine Überdeckung der gesamten Struktur bzw. der quasi aufgestapelten Schichten 33 mit einem Schutzlack, insbesondere mit der Lackschicht 41 erfolgen, welche zur Verbesserung der Härte, der Oberflächenglattheit, der Kratzbeständigkeit und/oder der chemischen Beständigkeit beitragen kann.
[0095] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Bedienpanels 5, der Frontscheibe 26 und des Herstellungsverfahrens für die Frontscheibe 26, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist. Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Bedienpanels 5 bzw. der Frontscheibe 26 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
[0096] Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
[0097] Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 bis 7 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Anlage 31 Schicht 2 Maschine 32 Kunstharzlack 3 Steuerungseinrichtung 33 Schicht 4 Handterminal 34 Kunstharzlack 5 Bedienpanel 35 Höhe 6 Schaltschrank 36 Breite 7 Eingabeelement 37 Übergangsabschnitt 8 Bedienperson 38 Schicht 9 Eingabemittel 39 Kunstharzlack 10 Positionserfassungssensor 40 Flächenabschnitt 11 Touchpad 41 Lackschicht 12 Touchscreen 13 Betätigungsfläche 14 Antriebssteuerung 15 Display 16 Spritzgießmaschine 17 Maschinenbett 18 Schließeinheit 19 Formwerkzeug 20 Plastifiziereinheit 21 Vorratsbehälter 22 Maschinensteuerungslayout 23 erster Layoutabschnitt 24 zweiter Layoutabschnitt 25 dritter Layoutabschnitt 26 Frontscheibe 27 Glas- oder Kunststoffoberfläche 28 Markierung 29 Eingabefläche 30 Codierung
Claims (19)
- Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen einer Frontscheibe (26) für ein steuerungstechnisches, berührungssensitives Bedienpanel (5), welche Frontscheibe (26) mineralisches Glas oder Acrylglas umfasst und zur baulichen Überlagerung gegenüber einem grafischen Ausgabemittel vorgesehen ist, wobei auf der Frontscheibe (26) haptisch wahrnehmbare, erhabene Markierungen (28) zur Kennzeichnung und/oder Abgrenzung von zumindest einem als berührungssensitive Eingabefläche (29) vorgesehenen Teilbereich der Frontscheibe (26) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die haptisch wahrnehmbaren, erhabenen Markierungen (28) durch mehrschichtiges Aufdrucken erzeugt werden, wobei vorerst eine erste Schicht (31) eines ersten Kunstharzlacks (32) mit optimierter Haftung auf mineralischem Glas respektive Acrylglas auf das mineralische Glas respektive Acrylglas aufgebracht wird, und nachfolgend eine Mehrzahl weiterer Schichten (33) aus einem zweiten Kunstharzlack (34) mit optimierter Zähigkeit, Härte und/oder chemischer Beständigkeit durch zumindest teilweises Überdrucken der ersten Schicht (31) aufgebracht wird, wobei die unteren Schichten (33) aus der Mehrzahl von überlagerten Schichten (33) des zweiten Kunstharzlacks (34) zunehmend schmäler aufgetragen werden, sodass durch diese einen unteren Basisabschnitt ausbildenden Schichten (33) der erhabenen Struktur ein gerundeter, konkav gewölbter Übergangsabschnitt (37) zur Glas- oder Kunststoffoberfläche (27) ausgebildet wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (31), welche unmittelbar auf der Glas- oder Kunststoffoberfläche (27) aufgetragen ist, vor dem Aufbringen der zumindest einen weiteren Schicht (33) aus dem zweiten Kunstharzlack (34) durch einen physikalischen Nachbehandlungsprozess nachbehandelt wird, sodass die Härte und/oder Haftung der ersten Schicht (31) auf der Glas- oder Kunststoffoberfläche (27) verbessert wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufträgen einer oder mehrerer Schichten (33) des zweiten Kunstharzlacks (34), diese einem physikalischen Nachbehandlungsprozess unterzogen werden.
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schichten (33) des zweiten Kunstharzlacks (34) zunehmend schmäler aufgetragen werden, sodass die dadurch entstehenden, erhabenen Strukturen mit zunehmender Höhe (34) eine abnehmende Breite (36) aufweisen.
- 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die haptischen Markierungen (28) linienförmig oder punktförmig ausgestaltet sind und eine über die Höhe (35) gemittelte Breite (36) von weniger als 6 mm, insbesondere weniger als 3 mm, und eine Höhe von mehr als 0,3 mm, insbesondere mehr als 0,7 mm, aufweisen.
- 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der aufgedruckten Schichten (31, 33) aus einem Kunstharzlack (32, 34) mit mattierenden Pigmenten oder einer mattierenden Oberfläche besteht, während die anderen Schichten (31, 33) aus im Wesentlichen transparentem Kunstharzlack (32, 34) bestehen.
- 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (33) der haptisch wahrnehmbaren, erhabenen Markierungen (28) abschließend mit einer weiteren Schicht (38) aus einem dritten Kunstharzlack (39) mit letztendlich höherer Oberflächenhärte und/oder höherer chemischer Resistenz und/oder mit im Verarbeitungszustand geringer Viskosität überzogen, insbesondere überdruckt werden.
- 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Flächenabschnitte (40) zwischen den haptisch wahrnehmbaren, erhabenen Markierungen (28), welche Flächenabschnitte (40) als Eingabefläche (29) von Eingabeelementen zum Überstreichen durch einen oder mehrere Finger einer Bedienperson vorgesehen sind, insbesondere Flächenabschnitte von Eingabeelementen in der Art eines Schiebe- oder Drehreglers, mit einer Lackschicht (41) überdruckt werden, die eine aufgerauhte und/oder mattierte Oberfläche und/oder eine Oberfläche mit im Vergleich zur Glasoder Kunststoffoberfläche (27) verbesserten Gleiteigenschaften erzeugt.
- 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der aufzutragenden Schichten (31, 33, 38) mittels einem digitalen Inkjet-Druckverfahren, insbesondere mit einem Plattendirektdruckverfahren, aufgetragen werden.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der aufzutragenden Schichten (31, 33, 38) mittels eines digital gesteuerten Siebdruckverfahrens aufgetragen werden.
- 11. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der physikalische Nachbehandlungsprozess gegenüber einer oder mehrerer Schichten (31, 33, 38) eine energiereiche Bestrahlung, insbesondere eine Bestrahlung mit UV-Licht, oder eine Erwärmung auf eine erhöhte Temperatur umfasst.
- 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erster, zweiter und/oder gegebenenfalls dritter Kunstharzlack (32, 34, 39) ein lösungsmittelfreier, vorzugsweise UV-härtender Kunstharzlack eingesetzt wird.
- 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzte erste oder zweite Kunstharzlack (32, 34) ein kationisch härtender UV-Lack ist.
- 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Kunstharzlack (32) als haftungsvermittelnder Zusatz ein Silan und/oder ein Or-thokieselsäureester zugesetzt ist.
- 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasoberfläche (27) vor dem Aufbringen der ersten Schicht (31) einer Hochtemperaturbehandlung, insbesondere einer Flammbehandlung mit einer Gasflamme, gegebenenfalls unter Zusetzung eines Organosilans, unterzogen wird.
- 16. Frontscheibe (26) für ein steuerungstechnisches, berührungssensitives Bedienpanel (5), welche Frontscheibe (26) mineralisches Glas oder Acrylglas umfasst und zur baulichen Überlagerung gegenüber einem grafischen Ausgabemittel vorgesehen ist, wobei auf der Frontscheibe (26) haptisch wahrnehmbare, erhabene Markierungen (28) zur Kennzeichnung und/oder Abgrenzung von zumindest einem als berührungssensitive Eingabefläche (29) vorgesehenen Teilbereich der Frontscheibe (26) aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die haptisch wahrnehmbaren, erhabenen Markierungen (28) durch mehrschichtige Aufdrucke gebildet sind, wobei eine erste Schicht (31) durch einen ersten Kunstharzlack (32) mit optimierter Haftung auf mineralischem Glas respektive Acrylglas gebildet ist, und eine Mehrzahl weiterer Schichten (33) aus einem zweiten Kunstharzlack (34) mit optimierter Zähigkeit, Härte und/oder chemischer Beständigkeit zumindest teilweise auf der ersten Schicht (31) aufgedruckt sind, wobei die unteren Schichten (33) aus der Mehrzahl von überlagerten Schichten (33) des zweiten Kunstharzlacks (34) zunehmend schmäler ausgebildet sind, sodass durch diese einen unteren Basisabschnitt ausbildenden Schichten (33) der erhabenen Struktur ein gerundeter, konkav gewölbter Übergangsabschnitt (37) zur Glas- oder Kunststoffoberfläche (27) ausgebildet ist.
- 17. Bedienpanel (5) für eine Steuerungseinrichtung (3) einer Maschine (2) oder einer technischen Anlage (1), umfassend ein Display (15), ein kapazitives Touchpad (11) sowie eine das Display (15) und das Touchpad (11) zumindest teilweise überlagernde Frontscheibe nach Anspruch 16.
- 18. Bedienpanel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass softwaretechnische Mittel und Einstellmöglichkeiten vorgesehen sind, mit denen das grafische Layout des Displays (15) um eine bestimmte Anzahl von Pixel in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verschiebbar ist.
- 19. Bedienpanel nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Frontscheibe (26) mehrere Touch-Eingabeflächen (29) durch erhabene Markierungen (28) abgegrenzt oder gekennzeichnet sind und dass die Markierungen (28) haptisch unterscheidbare Codierungen (30), insbesondere durch Gruppen von unterschiedlich angeordneten punktförmigen Markierungen, umfassen oder ausbilden. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
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