In hygienekritischen Anwendungen reicht es nicht aus, ein Bedienpanel lediglich gegen Wasser oder Schmutz abzudichten. Entscheidend ist, wie sich die gesamte Oberfläche reinigen lässt und ob sich Rückstände an Übergängen, Fugen, Kanten oder Bedienelementen festsetzen können.
Das betrifft beispielsweise Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung, Medizintechnik, Pharmazie oder Labortechnik. Dort gehören Reinigung und Desinfektion zum regulären Betrieb und müssen deshalb bereits bei der Entwicklung des HMI berücksichtigt werden.
Eine hygienegerechte Bedienlösung ist deshalb immer ein Zusammenspiel aus Frontmaterial, mechanischem Aufbau, Eingabetechnologie, Dichtungskonzept und Reinigungsanforderungen.
Die entscheidende Frage lautet nicht nur:
„Welche Touch-Technologie verwenden wir?“
Sondern:
„Wie muss die gesamte Bedienoberfläche aufgebaut sein, damit sie unter den realen Bedingungen unserer Anwendung zuverlässig gereinigt und bedient werden kann?“
Jede konstruktive Unterbrechung einer Oberfläche kann die Reinigung erschweren. Dazu gehören beispielsweise Spalten, Vertiefungen, sichtbare Verschraubungen, Tastenränder oder schwer zugängliche Übergänge zwischen verschiedenen Komponenten.
Geschlossene oder möglichst fugenarme Fronten können deshalb einen wesentlichen Beitrag zu einem hygienegerechten Bedienkonzept leisten.
Das bedeutet allerdings nicht, dass jede geschlossene Oberfläche automatisch hygienegerecht ist. Auch Radien, Materialübergänge, Dichtungen, Einbausituation und die Zugänglichkeit für Reinigung müssen berücksichtigt werden.
Bei Algra wird die Eingabetechnologie deshalb nicht isoliert betrachtet. Neben Eingabesystemen können auch Fronten und Gehäuselösungen in die Entwicklung einbezogen werden.
In hygienekritischen Umgebungen kann ein Bedienpanel regelmässig mit Wasser, Reinigungs- oder Desinfektionsmitteln in Kontakt kommen. Daraus ergeben sich mehrere Anforderungen, die bereits während der Material- und Technologieauswahl berücksichtigt werden sollten.
Das Frontmaterial, Beschichtungen, Bedruckungen, Klebstoffe und Dichtungen müssen zu den tatsächlich eingesetzten Reinigungsmedien passen.
Dabei genügt es nicht, lediglich allgemein von „Desinfektionsmittelbeständigkeit“ zu sprechen. Konzentration, Einwirkdauer, Reinigungshäufigkeit und Temperatur können einen erheblichen Unterschied machen.
Deshalb sollten die später verwendeten Reinigungs- und Desinfektionsmittel möglichst früh definiert und in die Materialauswahl sowie Validierung einbezogen werden.
Flüssigkeiten sollten nicht über Spalten oder konstruktive Übergänge in das Innere der Bedienlösung gelangen können. Wie der notwendige Schutz umgesetzt wird, hängt von Anwendung, Einbausituation und den geforderten Schutzarten ab.
Auch die Eingabefunktion selbst muss berücksichtigt werden. Eine frisch gereinigte oder noch feuchte Oberfläche kann sich je nach Sensortechnologie anders verhalten als eine trockene Oberfläche.
Deshalb sollte nicht nur die Reinigbarkeit der Front geprüft werden, sondern auch die Bedienung unter den Bedingungen, die unmittelbar während oder nach der Reinigung tatsächlich auftreten.
Die hygienegerechte Konstruktion entscheidet sich nicht allein über die Sensorik. Die gewählte Eingabetechnologie beeinflusst jedoch, wie die Bedienoberfläche mechanisch aufgebaut werden kann und wie sie sich unter Feuchtigkeit, mit Handschuhen oder nach der Reinigung verhält.
Je nach Anwendung können unterschiedliche Technologien sinnvoll sein.
PCAP ermöglicht eine geschlossene Glasoberfläche und eignet sich besonders für grafische Benutzeroberflächen, Displays sowie Multi-Touch- und Gestenbedienung.
Glas lässt sich gut reinigen und bietet eine hochwertige, glatte Oberfläche. Gleichzeitig sollte bei hygienekritischen Anwendungen geprüft werden, wie das konkrete PCAP-System mit Feuchtigkeit, Reinigungsmitteln und den eingesetzten Handschuhen umgeht.
Moderne Controller können für solche Anforderungen entsprechend ausgelegt werden. Entscheidend ist, die realen Einsatzbedingungen bereits während der Entwicklung zu berücksichtigen.
Agnostic Touch ist Algras Force-Touch-Technologie. Die Eingabe wird dabei über eine definierte mechanische Betätigung der Oberfläche erkannt.
Dadurch kann die Sensorik hinter einer geschlossenen Front integriert werden. Je nach mechanischer Auslegung kommen beispielsweise Metall, Glas oder Kunststoff als Oberflächenmaterial infrage.
Für Anwendungen, bei denen Feuchtigkeit oder Handschuhe eine Rolle spielen, kann das interessant sein: Das grundlegende Funktionsprinzip ist nicht auf die elektrische Leitfähigkeit eines Fingers angewiesen, sondern auf die mechanische Betätigung der Oberfläche.
Damit lassen sich hygienische Anforderungen und eine bewusst druckbasierte Bedienlogik miteinander verbinden.
Auch DYNASENSE ermöglicht eine druckbasierte Bedienung, arbeitet technisch jedoch anders als Agnostic Touch.
Eine druckempfindliche resistive Sensorschicht verändert bei Betätigung ihren elektrischen Widerstand. Auch hier lassen sich klar definierte Tastenbereiche in eine geschlossene Bedienlösung integrieren.
Welche druckbasierte Technologie sinnvoll ist, hängt unter anderem von Frontmaterial, Geometrie, gewünschter Betätigung, Bauraum und Systemintegration ab.
Die Materialwahl sollte immer auf die konkrete Anwendung und die dort eingesetzten Reinigungsverfahren abgestimmt werden.
Edelstahl wird häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen Robustheit, Korrosionsbeständigkeit und intensive Reinigung eine wichtige Rolle spielen.
In Kombination mit einer geeigneten Konstruktion lassen sich geschlossene Metallfronten realisieren, bei denen keine klassischen mechanischen Tasten durch die Oberfläche geführt werden müssen.
Chemisch gehärtetes Glas bietet eine glatte Oberfläche und eignet sich insbesondere für HMIs mit Display oder PCAP-Bedienung.
Auch Agnostic Touch kann je nach Aufbau hinter Glas eingesetzt werden. Damit lässt sich eine Glasfront mit einer druckbasierten Eingabe kombinieren.
Aluminium-Fronten bieten grosse Gestaltungsmöglichkeiten und können mit geeigneten Oberflächenbehandlungen für anspruchsvolle industrielle Anwendungen ausgelegt werden.
Entscheidend ist auch hier, dass Oberfläche und Beschichtung mit den eingesetzten Reinigungsmedien sowie den mechanischen Anforderungen der Anwendung kompatibel sind.
Kunststoff-Fronten ermöglichen unterschiedliche Formen, Bedruckungen und konstruktive Lösungen.
Bei hygienekritischen Anwendungen sollte insbesondere geprüft werden, wie sich das gewählte Material gegenüber Reinigung, Desinfektion, Kratzern und langfristiger chemischer Belastung verhält.
Je nach Branche und Anwendung können unterschiedliche regulatorische Anforderungen, Normen oder Hygienic-Design-Prinzipien relevant sein.
In der Lebensmittelindustrie spielen beispielsweise die Grundsätze des hygienischen Designs sowie HACCP-Konzepte eine wichtige Rolle. Auch Richtlinien der EHEDG können bei der konstruktiven Auslegung relevant sein.
Für Maschinen können darüber hinaus Anforderungen wie ISO 14159 berücksichtigt werden. In der Medizintechnik gelten wiederum andere regulatorische Rahmenbedingungen.
Wichtig ist deshalb, nicht pauschal von einer „hygienekonformen“ Bedienlösung zu sprechen. Welche Anforderungen tatsächlich erfüllt und nachgewiesen werden müssen, hängt vom Endprodukt, dessen Einsatzgebiet und der jeweiligen regulatorischen Einordnung ab.
Das HMI sollte entsprechend frühzeitig in diese Betrachtung einbezogen werden.
Ob ein Bedienpanel für eine hygienekritische Anwendung geeignet ist, lässt sich nicht allein anhand des Datenblatts einer Sensortechnologie beurteilen.
Für die Validierung sollten möglichst die Bedingungen nachgebildet werden, die später tatsächlich auftreten.
Dazu können beispielsweise gehören:
Auch die Bedienfunktion sollte vor, während und nach solchen Belastungen geprüft werden.
So lässt sich frühzeitig erkennen, ob Material, mechanischer Aufbau und Eingabetechnologie für die konkrete Anwendung zusammenspielen.
Verschiedene Algra-Projekte zeigen, wie unterschiedlich die Anforderungen an geschlossene und gut reinigbare Bedienoberflächen sein können.
Beim LX Master Mirror von Mikrona kommt Agnostic Touch in einer Anwendung zum Einsatz, bei der Handschuhbedienung, Feuchtigkeit und Reinigbarkeit eine zentrale Rolle spielen.
Auch im öffentlichen Verkehr werden geschlossene Bedienoberflächen eingesetzt. Bei Lösungen für Stadler stehen neben der Bedienbarkeit unter anderem Robustheit, Feuchtigkeit und eine für den täglichen Einsatz geeignete Oberfläche im Mittelpunkt.
Die Beispiele zeigen: Ähnliche konstruktive Prinzipien können in sehr unterschiedlichen Branchen sinnvoll sein. Welche Material- und Technologiekombination die richtige ist, ergibt sich jedoch immer aus den konkreten Anforderungen.
Für die Entwicklung einer hygienegerechten Bedienlösung lohnt es sich, einige Fragen möglichst früh zu beantworten:
Diese Fragen bestimmen nicht nur die Sensortechnologie, sondern den gesamten Aufbau des HMI.
Bei Algra beginnt die Entwicklung deshalb bei den Randbedingungen der Anwendung. Daraus werden Frontmaterial, Eingabeprinzip, mechanische Konstruktion und Integration gemeinsam abgeleitet – von ersten Mock-ups und Prototypen bis zur Serienlösung.
Eine hygienegerechte HMI-Lösung entsteht nicht dadurch, dass eine bestimmte Touch-Technologie eingesetzt wird.
Entscheidend ist das Zusammenspiel aus einer geeigneten Oberfläche, möglichst reinigungsfreundlicher Konstruktion, chemischer Beständigkeit und einer Eingabetechnologie, die unter den tatsächlichen Einsatzbedingungen zuverlässig arbeitet.
PCAP kann für Anwendungen mit geschlossener Glasoberfläche und grafischer Benutzeroberfläche die passende Lösung sein. Agnostic Touch bietet als Force-Touch-Technologie zusätzliche Möglichkeiten für geschlossene Fronten und druckbasierte Bedienkonzepte. DYNASENSE kann für weitere klar definierte Tastenanwendungen interessant sein.
Welche Lösung passt, entscheidet deshalb nicht die Technologie allein.
Die Anwendung, die Reinigungsprozesse und die konstruktiven Randbedingungen entscheiden über das HMI.
Eine hygienegerechte HMI-Bedienlösung sollte so konstruiert sein, dass die Oberfläche gut zugänglich und einfach zu reinigen ist und möglichst wenige schwer erreichbare Fugen, Kanten oder Hinterschneidungen entstehen. Zusätzlich müssen Frontmaterial, Dichtungen und Eingabetechnologie zu den Reinigungs- und Einsatzbedingungen passen.
Das hängt von der Anwendung ab. PCAP bietet beispielsweise geschlossene Glasoberflächen und Multi-Touch. Agnostic Touch ermöglicht eine druckbasierte Bedienung hinter geschlossenen Fronten. Auch DYNASENSE kann für klar definierte Tastenflächen eingesetzt werden. Entscheidend sind unter anderem Reinigungsanforderungen, Frontmaterial, Handschuhbedienung und gewünschte Bedienlogik.
Agnostic Touch ist Algras Force-Touch-Technologie. Die Eingabe wird über eine definierte mechanische Betätigung der Oberfläche erkannt und ist damit für das grundlegende Funktionsprinzip nicht auf die elektrische Leitfähigkeit eines Fingers angewiesen.
Ja. PCAP kann hinter einer geschlossenen Glasoberfläche integriert werden und eignet sich deshalb für viele Anwendungen mit hohen Anforderungen an Reinigbarkeit. Bei Feuchtigkeit, Handschuhbedienung und den eingesetzten Reinigungsmitteln sollte das konkrete System jedoch entsprechend ausgelegt und getestet werden.
Reinigungs- und Desinfektionsmittel können Frontmaterialien, Beschichtungen, Bedruckungen, Klebstoffe und Dichtungen langfristig belasten. Deshalb sollten Materialien auf die tatsächlich eingesetzten Medien und Reinigungsprozesse abgestimmt werden.
Eine möglichst geschlossene und leicht zugängliche Oberfläche kann die Reinigung deutlich erleichtern. Ob eine vollständig fugenlose Konstruktion erforderlich oder technisch sinnvoll ist, hängt jedoch von Anwendung, Einbau, Schutzanforderungen und regulatorischem Umfeld ab.