Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltvorrichtung zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten elektrischen Zustands einer damit verbindbaren elektrischen Vorrichtung. Die vorgeschlagene Schaltvorrichtung findet insbesondere Verwendung als

manipulationsgesicherter Schalter oder Totmanneinrichtung (Totmannschalter).

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte elektrische Schaltvorrichtung, insbesondere zum Einsatz als manipulationsgesicherter elektrischer Schalter oder Totmanneinrichtung (elektrischer Totmannschalter) anzugeben, die insbesondere ein Schalten von einem ersten elektrischen Zustand eines mit der Schaltvorrichtung verbindbaren, manuell bedienbaren elektrischen Geräts/Vorrichtung in einen zweiten elektrischen Zustand zuverlässig nur dann erlaubt, wenn die Schaltvorrichtung von der Hand/Finger eines Bedieners bedient wird. Weiterhin soll die Schaltvorrichtung dann, wenn die Schaltvorrichtung keine Bedienung durch die Hand/Finger erkennt, die elektrische Vorrichtung vom zweiten Zustand in den ersten Zustand schalten.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten elektrischen Zustands einer damit verbindbaren elektrisch steuerbaren Vorrichtung, umfassend eine Anzahl N von Kraft- und/oder Momentensensoren zur Erfassung von zeitabhängigen externen Kraft-/Momenteneinträgen F _ext,n (t) in die

Sensoren, mit n = 1 , 2, ..., N und N > 1 ; eine Auswerteeinheit, die auf Basis der in vorgegebenen ersten Zeitintervallen At1 _n erfassten Kraft-/Momenteneinträge F _ext,n (t) zugehörige Frequenzspektren FSM _n ermittelt; eine Analyseeinheit, die

frequenzabhängige Amplituden A _n (f) in vorgegebenen Frequenzbereichen FB _n = [f _0,n , , fi _,n ] der jeweiligen Frequenzspektren FS _A , m mit einer für diesen Frequenzbereich FB _n vorgegebenen ersten Bedingung B1 _n (A _n (f)) vergleicht und erste Vergleichsergebnisse VE1 _n erzeugt, mit f, f _0,n , fi _,n =: Frequenzen und t =: Zeit; und eine Schalteinheit, die derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass abhängig von den ersten Vergleichsergebnissen VE1 _n ein erstes Steuersignal oder ein zweites Steuersignal erzeugt wird, wobei das erste Steuersignal bewirkt, dass die verbindbare Vorrichtung in den ersten Zustand und das zweite Steuersignal bewirkt, dass die elektrische Vorrichtung in den zweiten Zustand schaltbar ist bzw. geschaltet wird.

Der Begriff„Vorrichtung“, mit der die vorgeschlagene Schaltvorrichtung verbindbar bzw. verbunden ist, wird vorliegend breit gefasst verstanden. Er umfasst insbesondere manuell bedienbare, elektrisch gesteuerte Vorrichtungen, insbesondere manuell handhabbare Vorrichtungen wie Werkzeugmaschinen, elektrisch gesteuerte Bohrmaschinen,

Kreissägen, Schleifmaschinen, Fräsmaschinen, Schraubvorrichtungen, Sägen, elektrische Zahnbürsten, etc. Die Vorrichtungen sind insbesondere nicht auf die vorstehend genannten Vorrichtungen beschränkt. Vielmehr kann die vorgeschlagene

Schaltvorrichtung grundsätzlich mit jeder elektrisch gesteuerten Vorrichtung, die eine manuelle Bedienbarkeit vorsieht, insbesondere die eine manuelle Bedienbarkeit durch zumindest eine Hand eines Menschen vorsieht, verbunden werden oder sein.

Der erste elektrische Zustand einer solchen Vorrichtung repräsentiert beispielsweise den Zustand:„die Vorrichtung ist nicht aktiv“. Der zweite elektrische Zustand der Vorrichtung repräsentiert beispielsweise den Zustand„die Vorrichtung ist aktiv“. Im einfachsten Fall ermöglicht die vorgeschlagene Schaltvorrichtung somit ein Ein- und Ausschalten bzw. ein Aktivieren und Deaktivieren der damit verbindbaren/verbundenen Vorrichtung. Natürlich können der erste elektrische Zustand und der zweite elektrische Zustand einer solchen Vorrichtung grundsätzlich jeweils beliebige unterschiedliche von der Vorrichtung einnehmbare Zustände sein. So kann der erste Zustand einem ersten Betriebsmodus der Vorrichtung zugeordnet sein und der zweite Zustand einem zweiten Betriebsmodus der Vorrichtung zugeordnet sein, so dass die vorgeschlagene Schaltvorrichtung zwischen den beiden Betriebsmodi umschaltet.

Die vorgeschlagene Schaltvorrichtung umfasst die Anzahl N Kraft- und/oder

Momentensensoren zur Erfassung von zeitabhängigen externen Kraft- /Momenteneinträgen F _ext,n (t). Vorteilhaft eignen sich hierfür insbesondere Kraft- und/oder Momentensensoren, welche dazu ausgelegt und ausgeführt sind, von zumindest einer Hand oder einem Finger einer Hand eines Bedieners in die Schaltvorrichtung übertragene Kräfte/Drucke und/oder Momente zu erfassen. Vorteilhaft sind die Kraft- und/oder Momentensensoren als kapazitive und/oder resistive Kraft- bzw. Momentensensoren ausgeführt. Vorteilhaft sind die Kraft- und/oder Momentensensoren aus elastisch verformbaren Materialien ausgeführt. Vorteilhaft sind die Kraft- und/oder Momentensensoren zur flächigen Erfassung von externen Kraft-/Momenteneinträgen F _ext,n (t) ausgeführt, wobei vorteilhaft die jeweilige Position P _n der Kraft-/Momenteneinträge F _ext,n (t) auf dem jeweiligen flächigen Kraft-/Momentensensor erfasst wird, sodass der erfasste Kraf Momenteneintrag zudem positionsabhängig ist: F _ext,n = F _ext,n (P _n , t).

Im einfachsten Fall umfasst die vorgeschlagene Schaltvorrichtung genau einen Kraft- und/oder Momentensensor. Vorteilhaft umfasst die vorgeschlagene Schaltvorrichtung N >

1 Kraft- und/oder Momentensensoren. Vorteilhaft sind diese N > 1 Kraft- und/oder Momentensensoren an den zur manuellen Handhabung der Vorrichtung dienenden Griffflächen verteilt und beanstandet angeordnet.

Die vorgeschlagene Schaltvorrichtung umfasst weiterhin die Auswerteeinheit, die auf Basis der in vorgegebenen ersten Zeitintervallen At1 _n erfassten Kraft-/Momenteneinträge F _ext,n (t) zugehörige Frequenzspektren FS^ _{, n} ermittelt. Der Index n bezeichnet den jeweiligen n-ten Kraft-/Momentensensor. Die vorgegebenen ersten Zeitintervalle At1 _n können für jeden der N Kraft-/Momentensensoren vorteilhaft individuell vorgegeben werden. Die vorgegebenen ersten Zeitintervalle At1 _n können vorteilhaft zeitabhängig vorgegeben werden At1 _n = At1 _n (t). Insbesondere können sich die ersten Zeitintervalle At1 _n von einem Zeitschritt t, zu einem nachfolgenden Zeitschritt t _i+i ändern, wobei der jeweilige Zeitschritt beispielsweise durch einen Prozessor der Auswerteeinheit vorgegeben ist.

Die Ermittlung der Frequenzspektren FS^^ _n erfolgt in der Auswerteeinheit vorteilhaft mittels einer Fourier-Analyse, insbesondere mittels einer diskreten Fouriertransformation (DFT) oder einer Fouriertransformation für zeitdiskrete Signale (DTFT) oder einer schnellen Fouriertransformation (FFT). Die Frequenzspektren FS^^ _n geben somit die im Zeitbereich erfassten Kraft-/Momenteneinträge F _ext,n (t) im Frequenzbereich wieder.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung gilt für die Zeitintervalle: At1 _n = At1 und für die Frequenzbereiche FB _n = FB = [f ₀ , ..., T] für alle n, d.h. für alle N Kraft- /Momentensensoren sind die Zeitintervalle At1 _n gleich At1 , und für alle N Kraft- /Momentensensoren sind die Frequenzbereiche FB _n gleich FB. Vorteilhaft sind At1 und FB zeitinvariant.

Die vorgeschlagene Schaltvorrichtung umfasst weiterhin die Analyseeinheit, die derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass die frequenzabhängigen Amplituden A _n (f) in den jeweils zugeordneten vorgegebenen Frequenzbereichen FB _n = [f _0,n , fi _,n ] der jeweiligen Frequenzspektren FS _{M m} mit einer für den jeweiligen Frequenzbereich FB _n vorgegebenen ersten Bedingung B1 _n (A _n (f)) verglichen und erste Vergleichsergebnisse VE1 _n erzeugt werden. Vorteilhaft sind die Vergleichsergebnisse VE1 _n binär. Vorteilhaft werden alle Vergleichsergebnisse VE1 _n auf ein einziges globales Vergleichsergebnis VE1 abgebildet, das vorteilhaft ebenfalls binär ist. Natürlich sind auch jedwede andere erste Bedingungen B1 _n (A _n (f)) oder andere als binäre Vergleichsergebnisse VE1 _n vom Erfindungsgedanken umfasst. Die Festlegung der ersten Bedingungen B1 _n (A _n (f)), die Art und Umsetzung des Vergleichs der frequenzabhängigen Amplituden A _n (f) und die Art und Umsetzung der Ermittlung der Vergleichsergebnisse VE1 _n und deren Weiterverarbeitung richten sich insbesondere nach Ziel und Aufgabenstellung der von der vorgeschlagenen elektrischen Schaltvorrichtung zu erfüllenden Aufgabe.

Die vorgeschlagene Schaltvorrichtung ist insbesondere als Mensch-Maschine

Schnittstelle ausgeführt.

In einem einfachen Beispiel werden als Bedingungen B1 _n (A _n (f)) frequenzabhängige Grenzwerte G _n (f) für die Amplituden A _n (f) der jeweiligen Frequenzspektren FSA, m vorgegeben. Dabei wird in der Analyseeinheit bspw. jeweils geprüft, ob die Amplituden A _n (f) im jeweiligen Frequenzbereich FB _n für alle Frequenzen f über den vorgegebenen Grenzwerten G _n (f) liegen. Ist dies der Fall, so wird als Vergleichsergebnis bspw. VE1 _n = 1 gesetzt. Insgesamt liegen dann N Vergleichsergebnisse VE1 _n vor. Aus diesen N

Vergleichsergebnissen VE1 _n wird ein binäres globales Vergleichsergebnis VE1 ermittelt, beispielsweise VE1 = 1 oder VE1 = 0. Dabei gilt bspw. VE1 = 1 , wenn für mehr als die Hälfte der N Vergleichsergebnisse gilt: VE1 _n = 1 . Natürlich sind jedwede andere

Bedingungen B1 _n (A _n (f)) oder Verfahren zur Ermittlung eines Vergleichsergebnisses VE1 _n / eines globalen Vergleichsergebnisses VE1 vom Erfindungsgedanken umfasst. Die Ermittlung eines globalen Vergleichsergebnisses VE1 erübrigt sich natürlich, wenn gilt:

N = 1 .

Die Schalteinheit ist dazu eingerichtet, dass abhängig von den ersten

Vergleichsergebnissen VE1 _n ein erstes Steuersignal oder ein zweites Steuersignal erzeugt wird, wobei das erste Steuersignal bewirkt, dass die verbindbare elektrische Vorrichtung in den ersten Zustand und das zweite Steuersignal bewirkt, dass die elektrische Vorrichtung in den zweiten Zustand schaltbar ist bzw. geschaltet wird. Die Schalteinheit fungiert somit als„intelligenter“ Schalter, der abhängig von den

Vergleichsergebnissen VE1 _n das erste oder das zweite Steuersignal erzeugt. Im einfachsten Fall ist die Schalteinheit als angesteuerter Unterbrechungskontakt ausgeführt. Vorteilhaft wird das erste Steuersignal und das zweites Steuersignal von der Schalteinheit zudem abhängig von den in den jeweiligen Zeitintervallen At1 _n ermittelten externen Kraft- /Momenteneinträgen F _ext,n (t), insbesondere abhängig von den Beträgen |F _ext,n (t)| der Kraft- /Momenteneinträge F _ext,n (t) erzeugt. Vorteilhaft vergleicht die Analyseeinheit die Beträge I F _ext,n (t) | für zweite Zeitintervalle At2 _n mit zweiten Bedingungen B2 _n und erzeugt zweite Vergleichsergebnisse VE2 _n , mit At1 _n ^ At2 _n . Die zweiten Zeitintervalle At2 _n können mehrere erste Zeitintervalle At1 _n umfassen. Somit können Kraft- und/oder

Momentensignaturen mit vorgegebenen Nominalsignaturen auf Basis entsprechend vorgegebener Bedingungen B2 _n verglichen werden. Vorteilhaft gilt: At1 _n = At1 = konstant und At2 _n = At2 = konstant. Vorteilhaft gilt: At1 _n = At1 = At2 _n = At2 = konstant.

Unter dem Begriff„Signatur“ wird vorliegend eine Eigenschaft oder ein Charakteristikum der erfassten Kraft-/Momenteneinträge verstanden, beispielsweise ein Mittelwert, ein Zeitverlauf, eine ermittelte Kenngröße etc.

Vorteilhaft sind die Vergleichsergebnisse VE2 _n binär. Vorteilhaft werden alle

Vergleichsergebnisse VE2 _n auf ein einziges globales Vergleichsergebnis VE2 abgebildet, das vorteilhaft ebenfalls binär ist. Im Fall von N = 1 erübrigt sich die Ermittlung eines globalen Vergleichsergebnisses VE2.

Das erste Steuersignal kann beispielsweise das Anliegen einer ersten elektrischen Spannung U1 und/oder eines ersten elektrischen Stroms 11 und/oder einer ersten

Kapazität C1 und/oder eines ersten elektrischen Widerstands R1 sein. Das zweite

Steuersignal kann das Anliegen einer zweiten Spannung U2 und/oder eines zweiten elektrischen Stroms I2 und/oder einer zweiten Kapazität C2 und/oder eines zweiten Widerstands R2 sein. Das erste und das zweite Steuersignal kann auch als ein

entsprechend zugeordnetes elektrisches Signal und/oder ein entsprechend zugeordneter Signalcode und/oder ein Lichtsignal und/oder ein akustisches Signal sein. Das erste oder das zweite Steuersignal können als Signal jeweils dann (einmalig) erzeugt werden, wenn ein Umschaltvorgang von einem zum anderen Steuersignal erfolgt. Alternativ können das erste oder das zweite Steuersignal fortwährend erzeugt werden, sofern die zugeordneten Vergleichsergebnisse VE1 _n für das jeweilige Steuersignal vorliegen.

Durch eine entsprechende Wahl der Frequenzbereiche FB _n und eine entsprechende Wahl der ersten Bedingungen B1 _n (A _n (f)) können insbesondere gezielt mittels einer Hand eines Bedieners erzeugte externe Kraft-/Momenteneinträge F _ext,n (t) in die N Kraft- /Momentensensoren ermittelt werden. Dabei ist insbesondere relevant, dass mittels einer Hand bzw. mittels eines Fingers eingebrachte Kraft- und/oder Momente zeitliche Schwankungen aufweisen, die insbesondere in einem Frequenzbereich von 0,1 Hz bis 20 Hz oder 1 Hz bis 15 Hz oder 1 Hz bis 10 Hz oder 5 Hz ± 5 Hz liegen. Werden also Kraft- und/oder Momenteneinträge mit Schwankungen insbesondere in dem Frequenzbereich von 5 Hz ± 4 Hz erfasst, so kann mit hoher Sicherheit davon ausgegangen werden, dass diese„Eingaben“ von einer Hand eines Bedieners erzeugt wurden. Vorteilhaft sind die vorgegebenen Frequenzbereiche FB _n jeweils aus dem Bereich von 0 Hz bis 100 Hz oder von 0 Hz bis 75 Hz oder von 0 Hz bis 50 Hz gewählt oder sind als die Frequenzbereiche [0 Hz, ... , 20 Hz] oder [0 Hz, ... , 15 Hz] oder [0 Hz, ..., 10 Hz] definiert.

Vorteilhaft werden zusätzlich die Beträge |F _ext,n (t)| der eingebrachten Kräfte und/oder Momente ausgewertet und bewertet (durch Bedingungen B2 _n ) und bei der Erzeugung des ersten oder zweiten elektrischen Signals berücksichtigt. Dabei kann bspw. geprüft werden, ob die Beträge |F _ext,n (t)| in einem vorgegebenen Nominalbereich liegen und/oder ob eine erfasste Signatur (insbesondere eines zeitlichen Verlaufs) der Kraft- /Momenteneinträge in einem vorgegebenen Nominalbereich liegt.

Darüber hinaus werden vorteilhaft bei positionsauflösenden flächig ausgebildeten Kraft- und/oder Momentensensoren oder bei mehreren verteilt angeordneten Kraft- und/oder Momentensensoren Positionsinformationen zu den erfassten Kraft-/Momenteneinträgen ausgewertet und bewertet (bspw. durch entsprechend vorgegebene Bedingungen B3 _n ) und bei der Erzeugung des ersten oder zweiten elektrischen Signals berücksichtigt.

Beispielsweise kann dadurch eine Nominalfläche vorgegeben werden, in der ein flächiger Krafteintrag vorhanden sein muss, damit ein erstes oder zweites elektrisches Signal erzeugt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung zeichnet sich die Schaltvorrichtung dadurch aus, dass im Fall, dass zur Zeit t ₀ erste Vergleichsergebnisse VE1 _n erzeugt werden, die die ersten Bedingungen B1 _n erfüllen, so dass von der Schalteinheit ein erstes Steuersignal erzeugt wird, und anschließend zur Zeit ti erste Vergleichsergebnisse VE1 ^* _n erzeugt werden, die die ersten Bedingungen B1 _n nicht erfüllen, mit t ₀ < t _{1 ;} die Schalteinheit derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass das zweite Steuersignal bei einem von ti bis zu einer Zeit t ₂ = ti + D gleichbleibenden ersten Vergleichsergebnis VE1 ^* erst zur Zeit t ₂ , das heißt verzögert erzeugt wird, wobei D eine vorgegebene Zeitspanne ist. Somit erfolgt ein entsprechend verzögertes Umschalten vom ersten Steuersignal auf das zweite Steuersignal obwohl die ersten Vergleichsergebnisse VE1 ^* _n ansonsten das Erzeugen des zweiten Steuersignals zur Zeit ti bedingen würden. Vorteilhaft wird von einer nachfolgend noch erläuterten Ausgabeeinheit in dem Zeitraum zwischen ti und t ₂ ein akustisches und/oder optisches und/oder haptisch wahrnehmbares Warnsignal ausgegeben.

Vorteilhaft ist die Schalteinheit weiterhin derart ausgeführt und eingerichtet, dass im Fall, dass im Zeitraum [t ₃ , t ₄ [ erste Vergleichsergebnisse VE1 ^* _n erzeugt werden, die die ersten Bedingungen B1 _n nicht erfüllen, so dass von der Schalteinheit ein zweites Steuersignal erzeugt wird, und zur Zeit t ₄ erste Vergleichsergebnisse VE1 _n erzeugt werden, die die ersten Bedingungen B1 _n erfüllen, die Schalteinheit derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass das erste Steuersignal zur Zeit t ₄ unverzüglich erzeugt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgeschlagenen Schaltvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine mit der Schalteinheit verbundene Ausgabeeinheit zur Ausgabe von akustischen und/oder haptischen und/oder optischen Signalen vorhanden ist, wobei die Ausgabeeinheit ein Signal ausgibt, das von dem von der Schalteinheit aktuell erzeugten Steuersignal abhängt. So kann beispielsweise dann, wenn ein erstes

Steuersignal erzeugt wird, eine grüne LED aktiviert werden und wenn ein zweites

Steuersignal erzeugt wird, eine rote LED aktiviert werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrisch steuerbare Vorrichtung, insbesondere eine manuell durch einen Bediener bedienbare Vorrichtung, insbesondere ein Handwerkzeug, wie bspw. Bohrmaschine, Schrauber, Laubbläser, Kreis- oder Kettensäge etc., ein händisch bedienbares Küchengerät, eine Handfeuerwaffe, ein Roboterwerkzeug, das von einem Robotermanipulator greifbar ist, etc. aufweisend eine elektrische Schaltvorrichtung wie vorstehend beschrieben.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer

Schaltvorrichtung zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten elektrischen Zustands einer damit verbindbaren Vorrichtung. Das Verfahren weist folgende Schritte auf.

In einem Schritt erfolgt ein Erfassen von zeitabhängigen externen Kraft- /Momenteneinträgen F _ext,n (t) mit einer Anzahl N von Kraft- und/oder Momentensensoren, mit n = 1 , 2, ..., N und N > 1. In einem weiteren Schritt erfolgt auf Basis der in

vorgegebenen ersten Zeitintervallen At1 _n erfassten Kraft-/Momenteneinträge F _ext,n (t) ein Ermitteln zugehöriger Frequenzspektren FS _{M n} . In einem weiteren Schritt erfolgt ein Vergleichen der frequenzabhängigen Amplituden A _n (f) in vorgegebenen

Frequenzbereichen FB _n = [f _0,n , , fi _,n ] der jeweiligen Frequenzspektren FSA, m mit einer für diese Frequenzbereiche FB _n vorgegebenen ersten Bedingungen B1 _n (A(f)) und dabei Erzeugen erster Vergleichsergebnisse VE1 _n durch eine Analyseeinheit, mit f, f _0,n , fi _,n =: Frequenzen. In einem weiteren Schritt erfolgt abhängig von den ersten

Vergleichsergebnissen VE1 _n ein Erzeugen eines ersten Steuersignals oder eines zweiten Steuersignals durch eine Schalteinheit, wobei das erste Steuersignal bewirkt, dass die verbindbare elektrische Vorrichtung in den ersten Zustand und das zweite Steuersignal bewirkt, dass die elektrische Vorrichtung in den zweiten Zustand schaltbar ist.

Vorteilhaft entspricht der erste Zustand der elektrischen Vorrichtung einem Zustand, bei dem die elektrische Vorrichtung aktiviert ist, und der zweite Zustand der elektrischen Vorrichtung einem Zustand, bei dem die elektrische Vorrichtung deaktiviert ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass im Fall, dass zur Zeit t ₀ erste Vergleichsergebnisse VE1 _n erzeugt werden, die die ersten Bedingungen B1 _n erfüllen, so dass von der Schalteinheit ein erstes

Steuersignal erzeugt wird, und anschließend zur Zeit ti erste Vergleichsergebnisse VE1 ^* _n erzeugt werden, die die ersten Bedingungen B1 _n nicht erfüllen, mit t ₀ < t _{1 ;} das zweite Steuersignal bei einem von ti bis zu einer Zeit t ₂ = ti + D gleichbleibendem ersten Vergleichsergebnis VE1 ^* durch die Schalteinheit erst zur Zeit t ₂ , das heißt verzögert erzeugt wird, wobei D eine vorgegebene Zeitspanne ist.

Vorteilhaft sieht das vorgeschlagene Verfahren vor, dass im Fall, dass im Zeitraum [t ₃ , t ₄ [ erste Vergleichsergebnisse VE1 ^* _n erzeugt werden, die die ersten Bedingungen B1 _n nicht erfüllen, so dass von der Schalteinheit ein zweites Steuersignal erzeugt wird, und zur Zeit t ₄ erste Vergleichsergebnisse VE1 _n erzeugt werden, die die ersten Bedingungen B1 _n erfüllen, die Schalteinheit das erste Steuersignal zur Zeit t ₄ unverzüglich erzeugt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine mit der Schalteinheit verbundene Ausgabeeinheit zur Ausgabe von akustischen und/oder haptischen und/oder optischen Signalen vorhanden ist, wobei die Ausgabeeinheit Signale ausgibt, die von dem von der Schalteinheit aktuell erzeugten Steuersignal abhängen.

Vorteilhaft sind die vorgegebenen Frequenzbereiche FB _n jeweils aus dem Bereich von 0 Hz bis 100 Hz oder von 0 Hz bis 75 Hz oder von 0 Hz bis 50 Hz gewählt oder die

Frequenzbereiche FB _n sind als [0 Hz, ..., 20 Hz] oder [0 Hz, ..., 15 Hz] oder [0 Hz, ..., 10 Hz] definiert. Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Analyseeinheit Amplituden A _n (f) der in zweiten Zeitintervallen At2 _n erfassten Kraft-/Momenteneinträge F _ext,n (t) mit zweiten Bedingungen B2 _n vergleicht und zweite Vergleichsergebnisse VE2 _n erzeugt, mit |At1 1 < |At2|, und die Schalteinheit abhängig von den zweiten Vergleichsergebnissen VE2 _n das erste Steuersignal oder das zweite

Steuersignal erzeugt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnungen - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder

funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Ausführungsform der

vorgeschlagenen Schaltvorrichtung,

Fig. 2 einen schematisierten Ablaufplan einer Ausführungsform des

vorgeschlagenen Verfahrens,

Fig. 3 einen beispielhaften von einem Kraftsensor erfassten Kraftverlauf F _ext,n (t) bei manueller Betätigung der Schaltvorrichtung durch die Hand eines Bedieners,

Fig. 4 einen beispielhaften von einem Kraftsensor erfassten Kraftverlauf F _ext,n (t) bei Krafteinwirkung von Gegenständen einer Umgebung auf die

Schaltvorrichtung,

Fig. 5 ein für erfasste Krafteinträge F _ext,n (t) ermitteltes zugehöriges

Frequenzspektrum FS^ . _n

Fig. 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltvorrichtung 100 zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten elektrischen

Zustands einer damit verbindbaren elektrisch steuerbaren Vorrichtung 105. Die

Schaltvorrichtung 100 umfasst eine Anzahl N von Kraftsensoren 101 zur Erfassung von zeitabhängigen externen Krafteinträgen F _ext,n (t), mit n = 1 , 2, ..., N und N > 1 , eine Auswerteeinheit 102, die auf Basis der in vorgegebenen ersten Zeitintervallen At1 _n erfassten Krafteinträge F _ext,n (t) zugehörige Frequenzspektren FSM _n ermittelt, eine Analyseeinheit 103, die frequenzabhängige Amplituden A _n (f) in vorgegebenen

Frequenzbereichen FB _n = [f _0,n , , fi _,n ] der jeweiligen Frequenzspektren FSA, m mit einer für diesen Frequenzbereich FB _n vorgegebenen ersten Bedingung B1 _n (A(f)) vergleicht und erste Vergleichsergebnisse VE1 _n erzeugt, mit f, f _0,n , fi _,n =: Frequenzen, und eine

Schalteinheit 104, die derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass abhängig von den ersten Vergleichsergebnissen VE1 _n ein erstes Steuersignal oder ein zweites Steuersignal erzeugt wird, wobei das erste Steuersignal bewirkt, dass die verbindbare elektrische Vorrichtung 105 in den ersten Zustand und das zweite Steuersignal bewirkt, dass die elektrische Vorrichtung 105 in den zweiten Zustand schaltbar ist.

Die Vorrichtung 105 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine manuell bedienbare

Bohrmaschine. Die Schaltvorrichtung 100 ist dabei an der Bohrmaschine fix angeordnet. Das erste Steuersignal bewirkt, dass die Bohrmaschine im standby Betrieb ist, d.h. nicht aktiv ist. Das zweite Steuersignal bewirkt vorliegend, dass die Bohrmaschine aktiviert ist, d.h. mit der Bohrmaschine können in diesem Zustand Löcher gebohrt werden, da sich der Bohrer dreht.

Das erste und zweite Steuersignal wird vorliegend auch in Abhängigkeit der erfassten Messwerte der Krafteinträge F _ext,n (t) und vorgegebener Bedingungen für diese

Krafteinträge F _{ext n} (t) erzeugt. Hierzu werden durch die Analyseeinheit 103 Beträge I F _ext,n (t) | der in zweiten Zeitintervallen At2 _n (vorliegend gilt At2 _n = At1 _n ) erfassten

Krafteinträge F _ext,n (t) mit einer vorgegebenen zweiten Bedingung B2 _n (|F _ext,n (t)|) verglichen, wobei zweite Vergleichsergebnisse VE2 _n erzeugt werden, mit |At11 = |At2|. Die

Schalteinheit 104 ist dazu ausgeführt, abhängig von den zweiten Vergleichsergebnissen VE2 _n das erste Steuersignal oder das zweite Steuersignal zu erzeugen.

Die vorliegende Schaltvorrichtung 100 erzeugt fortlaufend zeitlich äquidistante Messwerte der Krafteinträge F _ext,n (t) mit einer Datenrate von vorteilhaft 10 bis 100 Hz, insbesondere mit einer Datenrate im Bereich von 25 Hz bis 75 Hz. Diese Messwerte werden vorteilhaft in einem internen Pufferspeicher der Schaltvorrichtung 100 gespeichert. Der

Pufferspeicher umfasst eine bestimmte Speicherkapazität, die bei Erschöpfung kontinuierlich überschrieben wird.

Sind in dem Pufferspeicher eine bestimmte Anzahl von Messwerten verfügbar, beispielsweise 64 Messwerte, so werden diese mit einer DFT (Diskrete Fourier- Transformation) vom Zeitbereich in den Frequenzbereich transformiert. Die DFT ist vorteilhaft als FFT Typ Radix-8-Butterfly implementiert.

Die Messwerte der Krafteinträge F _ext,n (t) liegen somit im Zeitbereich und im Frequenzbereich vor. Um insbesondere das Ein-/Ausschalten (Aktivieren/Deaktivieren) der Vorrichtung 105 (Bohrmaschine) mittels der vorgeschlagenen Schaltvorrichtung 100 zu realisieren, sind in diesem Ausführungsbeispiel entsprechende Schwellwerte (erste Bedingung B1 _n (A(f)) und zweiten Bedingung B2 _n (|F _ext,n (t)|) ) definiert.

Fig. 2 zeigt einen schematisierten Ablaufplan einer Ausführungsform des

vorgeschlagenen Verfahrens zum Betrieb einer Schaltvorrichtung zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten elektrischen Zustands einer damit verbindbaren Vorrichtung.

Das Verfahren umfasst folgende Schritte. In einem Schritt 201 erfolgt ein Erfassen von zeitabhängigen externen Kraft-/Momenteneinträgen F _ext,n (t) mit einer Anzahl N von Kraft- und/oder Momentensensoren, mit n = 1 , 2, ..., N und N > 1 . In einem Schritt 202 erfolgt auf Basis der in vorgegebenen ersten Zeitintervallen At1 _n erfassten Kraft- /Momenteneinträge F _ext,n (t) ein Ermitteln zugehöriger Frequenzspektren FS^ _,n . In einem Schritt 203a erfolgt ein Vergleichen der frequenzabhängigen Amplituden A _n (f) in vorgegebenen Frequenzbereichen FB _n = [f _{0 n} , , fi _,n ] der jeweiligen Frequenzspektren FSA _{X n} mit einer für diese Frequenzbereiche FB _n vorgegebenen ersten Bedingung

B1 _n (A(f)). In einem Schritt 203b erfolgt ein Erzeugen erster Vergleichsergebnisse VE1 _n durch eine Analyseeinheit, mit f, f _0,n , fi _,n =: Frequenzen. In einem Schritt 204 erfolgt abhängig von den ersten Vergleichsergebnissen VE1 _n Erzeugen eines ersten

Steuersignals oder eines zweiten Steuersignals durch eine Schalteinheit, wobei das erste Steuersignal bewirkt, dass die verbindbare elektrische Vorrichtung in den ersten Zustand und das zweite Steuersignal bewirkt, dass die elektrische Vorrichtung in den zweiten Zustand schaltbar ist.

Fig. 3 zeigt einen beispielhaften, von einem Kraftsensor 101 erfassten Kraftverlauf F _{ext n} (t) bei einer manuellen Betätigung der Schaltvorrichtung durch die Hand eines Bedieners.

Zu erkennen ist, dass die Krafteinträge zeitliche Variationen aufweisen, deren Frequenz typisch für beispielsweise eine manuelle Bedienung per Hand ist.

Fig. 4 zeigt einen beispielhaften von einem Kraftsensor 101 erfassten Kraftverlauf F _{ext n} (t) bei Krafteinwirkung von Gegenständen einer Umgebung auf die Schaltvorrichtung 100. Ist die Bohrmaschine 105 beispielsweise in einem Kasten mit mehreren anderen

Gegenständen verstaut, und erzeugen diese anderen Gegenstände Krafteinträge auf den Kraftsensor 101 , so muss natürlich verhindert werden, dass dadurch die Bohrmaschine aktiviert wird. Dies ist möglich, da sich die dadurch bewirkten Krafteinträge zu

Krafteinträgen bei einer nominellen Bedienung der Bohrmaschine durch eine menschliche Hand insbesondere im Frequenzbereich unterscheiden. Die Figur 4 veranschaulicht die im Vergleich zu Figur 3 unterschiedliche Charakteristik der Krafteinträge.

Fig. 5 zeigt beispielhaft ein für erfasste Krafteinträge F _{ext n} (t) ermitteltes zugehöriges Frequenzspektrum FS^ _{, n} , wobei die Krafteinträge F _ext,n (t) durch eine Hand eines

Bedieners erzeugt wurden. Insbesondere zu erkennen ist, dass im Frequenzbereich zwischen 0 und 10 Hz ein Maximum auftritt, was als Hinweis für eine manuelle Bedienung der vorgeschlagenen Schalteinrichtung verwendet wird.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele

eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der

Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden

Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.

Bezugszeichenliste

100 Schaltvorrichtung

101 Kraft- und/oder Momentensensoren 102 Auswerteeinheit

103 Analyseeinheit

104 Schalteinheit

105 elektrisch steuerbare Vorrichtung

201 - 204 Verfahrensschritte