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Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Kochfeld, zum Einbau in eine Kochfeldaufnahme einer Arbeitsplatte oder für einen Küchenherd nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Es ist bekannt, in dem einer Bedienperson zugewandten Bereich eines Kochfeldes oder anderen Haushaltsgerätes eine Bedienleiste vorzusehen, die der Bedienperson eine Betätigung der Kochstellen des Kochfeldes oder eines anderen Haushaltsgerätes erlaubt. Derartige Bedienleisten sind bereits in verschiedensten Ausführungsformen beschrieben.
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Die
DE 4216678 A1 beschreibt beispielsweise eine Bedienfläche, die an der Frontseite des Kochfeldes, unterhalb der zur Bedienperson hin fortgesetzten Glaskeramikplatte angeordnet ist. Unterhalb dieser fortgesetzten Glaskeramikplatte sind Schalter angeordnet, welche von der Bedienperson durch die Glaskeramikplatte hindurch betätigt werden. Diese von der Glaskeramik abgeschirmte Anordnung der Bedienfläche gewährleistet einen optisch vorteilhaften Gesamteindruck und ein einfaches Reinigen des Kochfeldes und die Glaskeramikplatte bietet zusätzlich Schutz für die Schalter gegenüber auslaufendem Gargut. Dennoch ist eine derartige Bedienfläche nicht überaus beliebt, da das Betätigen der Schalter durch die Glaskeramikplatte hindurch einen hohen Kraftaufwand der Bedienperson erfordert.
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Die
DE 10 2004 002 825 A1 offenbart eine Bedieneinrichtung für ein Elektrogerät, bei dem die Bedienung durch Drücken auf ein formveränderliches oder elastisches Bedienfeld mit einem darunter angeordneten, kapazitiv wirkenden Sensorelement erfolgt.
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Die
DE 198 05 301 A1 offenbart eine Vorrichtung für elektrische Geräte mit mindestens einem Sensorschalter, der eine definierte Bedienzone hat. Die Bedienzone ist mit einer Knackfrosch-Effekt-Feder versehen.
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Die
DE 10 2004 005 954 A1 beschreibt eine Bedienvorrichtung für ein Kochfeld. Unterhalb eines formveränderlichen Bedienfeldes ist dabei eine Mikrofonkapsel angeordnet.
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Andererseits sind Bedienleisten aus Edelstahl oder Aluminium bekannt, welche auf der, der Bedienperson zugewandten Seite des Kochfeldes, vor dem Kochfeld auf der Arbeitsplatte angeordnet sind. Ein Beispiel für eine derartige Bedienleiste ist in der
DE 103 50 587 offenbart. Die hier beschriebene Bedienleiste wird in einem aufwändigen Fertigungsverfahren hergestellt, so dass sie plan auf der Arbeitsfläche aufliegt, was für eine gute Funktionsfähigkeit der verwendeten Sensoren Voraussetzung ist. Diese Bedienleiste ist sehr formschön und auch einfach zu bedienen, sie ist jedoch sehr aufwändig und teuer in der Herstellung. Außerdem benötigt die Bedienleiste zusätzlich Platz auf der Arbeitsfläche, was bei den heutigen kleinen Küchen nicht sehr gern gesehen wird.
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Eine weitere Bedienleiste ist in der
DE 198 11 372 A1 offenbart. Die Bedienleiste ist Bestandteil des Rahmens der die Kochfeldplatte umschließt und zur Arbeitsplatte hin abdichtet. Sie ist ebenfalls auf der, der Bedienperson zu gewandten Seite der Kochfeldplatte, vor dieser angeordnet, so dass sie einen Teil der Arbeitsplatte beansprucht. Sie ist aus einer dünnen Metallplatte, Piezosensoren und einem Gegenlager für die Sensoren aufgebaut. Auch diese Bedienleiste ist sehr aufwändig in der Herstellung und damit vergleichsweise teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Bedieneinheit für ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Kochfeld bereitzustellen, das sich einfach und zuverlässig bedienen lässt, das aber auch kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist durch eine Bedieneinheit für ein Haushaltsgerät, Insbesondere ein Kochfeld, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird der Sensor für das Bedienelement des Haushaltsgeräts, insbesondere des Kochfeldes, als kapazitiver Drucksensor ausgebildet. Kapazitive Drucksensoren haben den großen Vorteil, dass sie billig herstellbar sind und sehr zuverlässig arbeiten, da sie nicht mehrfach auslösbar sind. Der Berührungssensor ist oberhalb der Kochfeldplatte auf dieser gelagert, wodurch eine sehr vorteilhafte, kostengünstige Ausführungsform des Bedienelements realisierbar ist. Die Kochfeldplatte bildet eine zuverlässige Lagerung für die Kondensatorfläche, so dass nicht eine feststehende Lagerung hierfür aufwändig gestaltet werden muss, um die Kondensatorfläche in einer feststehenden Position zu verankern. Besonders vorteilhaft lässt sich ein Bedienelement mit einem kapazitiven Berührungssensor für ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Kochfeld, dadurch gestalten, dass für das Bedienfeld eine elektrisch leitende Abdeckfläche verwendet wird und diese so ausgebildet ist, dass sie als bewegliche Kondensatorfläche für den Berührsensor verwendet werden kann. Hierdurch kann auf das Anbringen eines weiteren Bauteils, welches die beweglichen Kondensatoren zur Verfügung stellen würde, verzichtet werden. Ein ohnehin für herkömmliche Bedienelemente vorgesehenes Bauteil wird somit direkt als Bestandteil des Berührungssensors verwendet. Das Einsetzen eines kapazitiven Berührungssensors in einem Bedienelement für ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Kochfeld, ist insbesondere deshalb besonders vorteilhaft, da zum Aufbau des Berührungssensors Bestandteile von Bedienelement und Kochfeld, Abdeckfläche und Kochfeldplatte, direkt verwendet werden können und als Bestandteile des Berührungssensors fungieren. Die elektrisch leitende Abdeckfläche kann vorteilhafter Weise in Form eines geerdeten Metalls realisiert sein. Da es ohnehin üblich ist, derartige Abdeckflächen für die Bedienelemente für ein Kochfeld zu verwenden, kann der gewohnte Aufbau der Bedienelemente weitgehend beibehalten werden, die Bedienperson muss sich an nichts Neues gewöhnen.
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Vorteilhafterweise weist die Abdeckfläche, insbesondere im Bereich der Berührsensoren, eine geschlossene Oberfläche auf. Hierdurch kann auf einfache Weise gewährleistet werden, dass der Kondensatorspalt, welcher zwischen feststehender und beweglicher Kondensatorfläche ausgebildet ist, nicht verschmutzt. Damit kann eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Kondensators verhindert werden. Durch diese Ausgestaltung übernimmt die Abdeckfläche gleich drei Funktionalitäten. Zum einen dient sie als Abdeckung für die Funktionalitäten des Bedienelements, zum anderen dient sie als bewegliche Kondensatorfläche für den kapazitiven Sensor und schließlich dient sie als Schutzfläche, welche den Kondensator vor Beeinträchtigungen des Kondensatorspalts bewahrt. Dadurch kann auf etliche Bauteile verzichtet werden, die bei herkömmlichen Bedienelementen anfallen. Dies ermöglicht eine deutliche Reduktion der Herstellkosten.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Abdeckfläche in dem Bereich, in dem sie als bewegliche Kondensatorfläche wirkt, auf eine Dicke von maximal 0,5 mm beschränkt. Diese vergleichsweise dünne Ausführung der Abdeckfläche gewährleistet eine einfache Bedienmöglichkeit durch die Bedienperson, bei der nur wenig Kraftaufwand erforderlich ist, um den Sensor zu betätigen. Indem die Materialstärke der Abdeckfläche selbst an dieser Stelle so stark reduziert wird, kann darauf verzichtet werden, Aussparungen zur Betätigung des Berührungssensors in der Abdeckfläche einzubringen, welche wiederum sehr aufwändig gegen das Eintreten von Gargut abgedichtet werden müssten.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Bedienelementes sieht vor, die Abdeckfläche so auszubilden, dass sie in der Umgebung der Sensorbereiche direkt oder über ein anderes starres Medium auf der Kochfeldplatte gelagert ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass bei Betätigung eines Berührsensors ein in der Nähe liegender weiterer Berührsensor mitbetätigt wird. Auch dies erfolgt vorteilhaft wiederum einfach durch die Ausgestaltung der Abdeckfläche und deren Zusammenwirken mit dem Haushaltsgerät, insbesondere der Kochfeldplatte, ohne dass zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müssten. Eine vorteilhafte Weise diese Lagerung zu realisieren, besteht darin, die Abdeckfläche in den Bereichen, in denen sie nicht als bewegliche Kondensatorfläche fungieren soll, so zur Kochfeldplatte hin gebogen auszubilden, dass sie direkt auf der Kochfeldplatte zu liegen kommt. Hierdurch ist es möglich, die Abdeckfläche insgesamt sehr dünn zu gestalten, es ist lediglich notwendig, die von der Kochfeldplatte beabstandeten beweglichen Kondensatorflächen in die Abdeckfläche einzuprägen. Da diese von der Kochfeldplatte erhoben abstehen, während andere Bereiche der Abdeckfläche eng an ihr anliegen, ergeben sich im Bereich der kapazitiven Berührungssensoren auch gleich automatisch Markierungen, welche der Bedienperson als Anhaltspunkt für das Auffinden des Sensors dienen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Abdeckfläche besteht darin, die Abdeckfläche in den Bereichen, in denen sie auf dem Haushaltsgerät, insbesondere der Kochfeldplatte, aufliegen soll, zu verstärken. Hierdurch wird ermöglicht, die Abdeckfläche eben zu gestalten, so dass keine Vorsprünge auftreten, welche eventuell eine Reinigung des Bedienelements erschweren können. Die Markierungen für die Position der Berührsensoren könnten in diesem Fall, aber auch unterstützend in dem vorher beschriebenen Fall, mittels Prägungen in der Abdeckfläche oder farbiger Markierungen oder Beleuchtungen realisiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bedienelements ist die als bewegliche Kondensatorfläche ausgeformte Abdeckfläche im Bereich des Berührsensors gegenüber der feststehenden Kondensatorfläche in einem Abstand von maximal 0,5 mm angeordnet. Dieser geringe Abstand gewährleistet, dass bereits ein leichter Druck der Bedienperson ausreicht, um ein Ansprechen des Sensors zu bewirken.
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Obwohl es für die Funktionalität des kapazitiven Berührsensors ausreichend ist, wenn der Abstand zwischen beweglicher und feststehender Kondensatorfläche mit Luft ausgefüllt ist, ist es vorteilhafter, wenn hier ein elastisches Formmaterial eingebracht ist. Als Material kann hier vorteilhaft ein Füllschaum oder eine Folie verwendet werden. Durch das Einbringen eines elastischen Materials kann auf einfache Weise ein definierter Abstand zwischen den Kondensatorflächen sichergestellt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bedienelements ist die feststehende Kondensatorfläche als Kontaktfläche auf einer Trägerfolie realisiert. Eine derartige Trägerfolie, welche auch als Träger für die Leiterbahnen dient, stellt eine besonders einfach handhabbare und kostengünstig herstellbare Variante für die Realisierung der kochfeldseitigen Kondensatorhälfte dar.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bedienelements ist die feststehende Kondensatorfläche durch die Oberseite eines leitfähigen Gummis realisiert. Auch dies ist eine besonders kostengünstige und einfach handhabbare Variante.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Bedienelements wird die gesamte Steuerung für die Kochfeldplatte unterhalb der Kochfeldplatte angeordnet, obwohl sich die Berührsensoren oberhalb derselben befinden. Zum einen ist dadurch gewährleistet, dass der auf der Oberfläche der Kochfeldplatte befindliche Aufbau des Bedienelements sehr flach gehalten werden kann und zum anderen ist die Steuerung unterhalb der Kochfeldplatte vorteilhaft gegen Beschädigung mittels auslaufendem Gargut oder Ähnlichem geschützt.
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Zur Verbindung der Steuerung mit den Sensoren müssen die Leiterbahnen allerdings unter das Kochfeld geführt werden. Dies kann in einer vorteilhaften Ausführungsform dadurch geschehen, dass unterhalb der Abdeckfläche Löcher in die Kochfeldplatte eingebracht werden, welche einen Kanal für die Leiterbahnen darstellen. Hierdurch kann ein unkomplizierter Durchlauf für die Leiterbahnen geschaffen werden, der die Leiterbahnen sicher nach unten führt. Allerdings können vergleichsweise hohe Kosten entstehen, wenn in eine Kochfeldplatte, beispielsweise aus Glaskeramik, Löcher gebohrt werden müssen.
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Deshalb sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Leiterbahnen über die Seite des Kochfelds nach unten geführt werden. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, irgendwelche Änderungen an herkömmlichen Kochfeldplatten für die Leiterbahnenführung des Bedienelements vorzusehen. Dadurch kann der Aufbau besonders kostengünstig realisiert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Bedienelements sieht vor, dass die Abdeckfläche an der Seite der Kochfeldplatte fortgesetzt wird und abgewinkelt nach unten gezogen ist. Dadurch erhält die Abdeckfläche eine weitere Funktionalität, sie fungiert zusätzlich als Schutz für die nach unten geleiteten Leiterbahnen, so dass diese nicht beschädigt werden können, wenn das Kochfeld in die Arbeitsplatte eingesetzt ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, Führungen für die Leiterbahnen an der Seite der Kochfeldplatte vorzusehen. Insbesondere, wenn einzelne Bahnen oder Kabel nach unten geführt werden müssen, ist es sinnvoll bspw. Rillen in die Seite der Kochfeldplatte einzubringen, um diese geschützt nach unten zu führen. Insbesondere, wenn die Leiterbahnen auf Trägerfolien aufgebracht oder in diese eingelassen sind, ist es vorteilhaft die Abdeckfläche entlang der gesamten Seite der Kochfeldplatte fortzusetzen, um die Trägerfolie, welche nach unten geführt ist, zu schützen. Hierfür können ebenfalls seitliche Führungen für die Trägerfolie vorteilhaft sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die anhand der Zeichnung erläutert werden.
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Insbesondere können die erfindungsgemäßen Bedienelemente auch vorteilhaft für andere Haushaltsgeräte wie Kühlschränke, Geschirrspüler, Herde, etc. verwendet werden.
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Es zeigen:
- 1 in einer schematischen Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Kochfeld mit Bedienelement,
- 2 in einer schematischen Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Bedienelement,
- 3 dasselbe wie 2 aber für ein anderes Ausführungsbeispiel und
- 4 dasselbe wie 2 aber für ein weiteres Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein Kochfeld 1, welches mit einem erfindungsgemäßen Bedienelement versehen ist und auf einer Arbeitsfläche 3 aufliegt. Das Bedienelement weist eine feststehende Elektrode 4 auf, welche auf einer Trägerfolie 5 aufgebracht ist, in die Leiterbahnen eingebettet sind. Die Abdeckfläche 6 des Bedienelements ist im, der Elektrode 4 gegenüberliegenden Sensorbereich 2 so ausgebildet, dass sie als bewegliche Kondensatorfläche fungiert. Im Bereich des Sensors 2 entsteht dadurch ein Luftspalt 7, der den Abstand zwischen den Kondensatorflächen, welche durch die Abdeckfläche 6 und die Elektrode 4 gebildet werden, definiert. Die Trägerfolie 5 ist, geschützt von der Abdeckfläche 6, im seitlichen Bereich des Kochfeldes 1 nach unten gezogen, wo sie unterhalb der Kochfeldplatte 1 mit einer Steuereinheit 8 verbunden ist, die in der Kochmulde 9 angeordnet ist. Sobald die Bedienperson entlang der Richtung A Kraft auf die Abdeckfläche 6 ausübt, bewegt sich der schmale Teil der Abdeckfläche und verbiegt sich in Richtung der Elektrode 4. Dadurch wird der Abstand zwischen der leitenden und geerdeten Abdeckfläche 6 und der Elektrode 4 verringert. Dies führt zu einer Kapazitätsänderung in dem durch die Abdeckfläche 6 und die Elektrode 4 gebildeten Kondensator. Diese Kapazitätsänderung wird detektiert und von der Steuerelektronik 8 ausgewertet.
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Damit die Abdeckfläche 6 eine Kondensatorfläche realisieren kann ist sie aus einem leitenden Material wie insbesondere Metall, insbesondere im Sensorbereich 2 der Tasten, ausgebildet. Besonders kostengünstig und wegen der einfachen Reinigungsmöglichkeit benutzerfreundlich ist es, wenn die Abdeckfläche 6 als geschlossene Metalloberfläche ausgeführt ist. Um einen größeren Hub zu erreichen und ein Übersprechen von einer zur benachbarten Taste zu verhindern, ist die metallene Abdeckfläche 6 im Sensorbereich 2 dünner ausgeführt als in anderen Bereichen. Vorzugsweise ist die Metalldecke in diesem Bereich kleiner als 0,5 mm. Damit eine Abstandsänderung durch Druck auf die Abdeckfläche 6 auch eine messbare Kapazitätsänderung bewirkt ist der Abstand zwischen Elektrode 4 und Metallfläche 6 kleiner als 0,5 mm gewählt. Der den Abstand definierende Luftspalt 7 ist vorzugsweise mit Schaum oder einer Folie gefüllt, so dass sich der Abstand besser definierbar festlegen lässt.
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Grundsätzlich ist es für die erfindungsgemäße Anordnung der kapazitiven Schalter wichtig, die Abdeckfläche 6 so zu realisieren, dass im Sensorbereich 2 bereits bei leichten Berührungen eine Verbiegung der Abdeckfläche 6 und damit eine ein Signal auslösende Kapazitätsänderung stattfindet. Dagegen sollte der Bereich zwischen zwei Tasten möglichst druckunempfindlich aufgebaut sein, damit nicht beim Auslösen einer Taste eine zweite mit angesprochen wird. Dies kann durch die in den 2 bis 4 gezeigten Ausführungsformen der Abdeckflächen 6 realisiert werden. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Bedienfeld mit zwei Sensorbereichen 21 und 22 in deren Bereich zwei Elektroden 41 und 42 auf die Trägerfolie 5 aufgesetzt sind. Die Abdeckfläche 6 ist aus Metall, welches im Bereich zwischen den Sensorbereichen 21 und 22 sehr stark ausgebildet ist, in den Sensorbereichen 21 und 22 selbst aber eine Stärke von höchstens 0,5 mm aufweist. Dadurch wird der Sensorbereich 21 oder 22 bereits bei einem leichten Druck auf den entsprechenden Bereich der Abdeckfläche 6 aktiviert, ohne dass der entsprechend andere Sensorbereich mit angesprochen wird. Die Sensorbereiche 21 und 22 sind durch sichtbare und vorzugsweise auch spürbare Symbole wie die Metallnoppen 30 und 31 sichtbar gemacht.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abdeckfläche 6. Der Aufbau von Trägerfolie 5 und Elektrode 4 ist entsprechend dem in 2 gezeigten. Nur ist hier die Abdeckfläche 6 als durchgängig weniger als 0,5 mm dicke Metallplatte realisiert. Um ein Übersprechen der Tasten zu verhindern, ist die Metallplatte 6 zwischen den Elektroden 4 durch Stege 61, 62 und 63 gestützt. Die Stege 61, 62 und 63 können beispielsweise aus Formschaum oder einer Zwischenfolie realisiert werden. Eine besonders kostengünstige und einfach herstellbare Ausführungsform einer Abdeckfläche 6 ist in 4 dargestellt. Die Abdeckfläche ist als dünne Metallplatte der Stärke< 0,55 mm ausgebildet und so geformt, dass sie im Bereich der Elektroden 4 einen Bogen über die Elektroden spannt, während sie in den dazwischen liegenden Bereichen auf der Trägerfolie 5 aufliegt. In die die Abdeckfläche 6 bildende dünne Metallplatte sind also Ausbuchtungen eingeformt, welche auf den Elektroden 4 zu liegen kommen, diese überspannen und gleichzeitig deutlich sichtbar die Positionen der Elektroden 4 markieren.
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Die Elektroden 4 sind jeweils hart gelagert, damit verhindert wird, dass die Elektroden beim Druck auf die Abdeckfläche 6 mit nach unten ausweichen, wodurch eine Änderung der Kapazität verhindert würde. Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus ist es nicht notwendig, als Lagerung für die Elektrode 4 eine zusätzliche Komponente in den Sensorbereich einzubringen. Die Keramikplatte des Kochfeldes 1 selbst kann als harte Unterlage fungieren. Die Elektrode 4 selbst ist vorzugsweise auf eine flexible Leiterplatte 5 aufgesetzt oder als Oberseite eines Sensors aus leitfähigem Gummi aufgebaut.