DE19811372A1 - Haushaltsgerät mit einer Bedieneinheit mit Piezosensor - Google Patents

Abstract

Bekannt ist ein Haushaltsgerät mit Bedien- und Anzeigeelementen, mit einer Steuereinheit zum Steuern von über das Bedienelement eingebbaren Funktionsabläufen des Haushaltsgerätes, und mit einer Bedienplatte mit einer der Bedienperson zugewandten Bedienfläche auf der Bedienseite der Bedienplatte, unterhalb der ein Sensor angeordnet ist, der das Berühren der Bedienfläche detektiert und ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit gibt. Um die Gestaltungsmöglichkeiten bei Bedienelementen zu erweitern, besteht die Bedienplatte aus einer dünnen Metallplatte, an der ein Piezosensor auf der der Bedienseite im Bereich der Bedienfläche gegenüberliegenden Meßseite der Metallplatte anliegt, wodurch der Piezosensor einen auf die Metallplatte im Bereich der Bedienfläche ausgeübten Betätigungsdruck detektiert und ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit gibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit Bedien- und Anzeigeelemen­ ten, mit einer Steuereinheit zum Steuern von über das Bedienelement eingebbaren Funktionsabläufen des Haushaltsgerätes, und mit einer Bedienplatte mit einer der Be­ dienperson zugewandten Bedienfläche auf der Bedienseite der Bedienplatte, unterhalb der ein Sensor angeordnet ist, der das Berühren der Bedienfläche detektiert und ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit gibt.

Ein derartiges Haushaltsgerät ist in Form eines Kochfeldes aus der Druckschrift DE 297 12 427 bekannt, wobei dicht unterhalb einer Glaskeramikplatte des Kochfeldes mehrere Leuchtdioden auf einer Elektronikplatine angeordnet sind. Jede Leuchtdiode sendet ihr Licht in die Glaskeramik hinein. Ein Teil des Lichtes tritt an der Oberfläche der Glaskeramik wieder aus. Wenn dieses Licht auf einen Gegenstand trifft, beispiels­ weise auf einen auf der Oberseite der Glaskeramikplatte aufgesetzten Finger einer Bedienperson, dann wird das Licht von der Oberfläche dieses Gegenstandes zurück in die Glaskeramik reflektiert und durch einen im Bereich der Leuchtdiode angeordneten Empfänger registriert und als Eingabewunsch der Bedienperson erkannt. Damit Benut­ zer des Kochfeldes nicht durch sichtbares Leuchten irritiert werden, arbeitet die Re­ flexlichtschranke mit Infrarotlicht.

In der Druckschrift DE 295 19 714 ist ein Bedienungselement für ein Haushaltsgerät beschrieben, bei dem eine die elektrische, also nicht leitende Platte vorgesehen ist, deren eine Oberfläche nach außen freiliegt. Im Bereich der der einen Oberfläche abge­ kehrten Plattenseite ist eine elektrische Abgriffselektrode angeordnet. Die Platte ist der Abgriffselektrode gegenüberliegend dickenreduziert eingeformt, wodurch dort zwi­ schen der einen Plattenoberfläche und der Abgriffselektrode ein Bereich erhöhten Durchgriffes und gleichzeitig eine Fingerführung für die Bedienung erstellt ist. Die di­ elektrische Platte wirkt im Bereich der Abgriffselektrode beispielsweise als piezoelek­ trisches oder piezoresistives Element.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Haushaltsgerät nach dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1 die Gestaltungsmöglichkeiten für das Bedienelement mit einfachen Mitteln zu erweitern.

Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß die Bedienplatte aus einer dünnen Me­ tallplatte besteht, an der ein Piezosensor auf der der Bedienseite im Bereich der Be­ dienfläche gegenüberliegenden Meßseite der Metallplatte anliegt, wodurch der Piezo­ sensor einen auf die Metallplatte im Bereich der Bedienfläche ausgeübten Betäti­ gungsdruck detektiert und ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit gibt. Da­ durch sind Bedienflächen von Bedienelementen auch auf metallischen Flächen reali­ sierbar, ohne in diesen Durchbrüche zum Einsetzen von Handhaben vorsehen zu müssen. Weiterhin besitzt eine Metallplatte eine größere Elastizität als beispielsweise eine Glas- oder Glaskeramikplatte und ist auch bei großer mechanischer Beanspruchung unzerbrechlich. Auch kann auf extrem störungsanfällige Meßprinzipien wie den kapazitiven Abgriff eines aufgelegten Fingers verzichtet werden. Als piezoelektrisches Material kommen insbesondere Quarzkristall oder Turmalin wegen ihrer geringen Temperaturabhängigkeit oder ferroelektrische Keramiken wegen ihrer höheren Meßempfindlichkeit in Frage. Bei allen Materialien ist deren Verformung sehr gering, so daß man von einer weg losen Druckmessung sprechen kann.

Um die Bedienung des Haushaltsgerätes zu vereinfachen, weist die Bedienfläche ein Bediensymbol in Form einer Oberflächenvertiefung, insbesondere einer Symbolgravur auf. Bei geeigneter Dimensionierung der Oberflächenvertiefung kann das selektive An­ sprechen des Piezosensors bzw. der nachgeschalteten Verarbeitungselektronik auf ein Drücken des Fingers einer Bedienperson genau auf den Flächenbereich mit dem Be­ diensymbol verbessert werden. Alternativ kann das Bediensymbol auch durch Be­ druckung der Bedienplatte realisiert sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Piezosensor auf die Meßseite der Metallplatte geklebt. Dadurch ist der Piezosensor zum einen auf einfache Weise im Haushaltsgerät befestigt und zum anderen bewirkt das Kleben, daß beim Druck durch einen Bedienfinger bewirkte Verformungen bzw. Spannungen in der Metallplatte sicher durch den Piezosensor detektiert werden können. Alternativ stützt sich der Piezosen­ sor auf einem ortsfesten Gegenlager des Haushaltsgerätes ab. Der Piezosensor ist damit ähnlich einer Sandwich-Bauweise zwischen der Metallplatte und dem Gegenla­ ger angeordnet. Während sich die Metallplatte durch Druckbeanspruchung geringfü­ gigst bewegt, bleibt das Gegenlager unbewegt. Der dadurch auf den Piezosensor aus­ geübte Druck bewirkt ein entsprechendes Ausgangssignal des Piezosensors.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dient als die Metallplatte ein Abschnitt ei­ nes Rahmens eines Kochfeldes. Dadurch können die nach dem Stand der Technik be­ kannten Touch-Control-Bedienelemente von der heißen Glaskeramikplatte weggenom­ men werden. Der für die Kochstellen auf dem Kochfeld zur Verfügung stehende Platz wird dadurch erweitert. Außerdem ist ein versehentliches Überziehen von Töpfen über die Bedienflächen der Bedienelemente unwahrscheinlicher. Dies ist insbesondere dann gewährleistet, wenn die Bedienseite des Rahmens deutlich erhaben oberhalb der Oberseite der Glaskeramik-Kochfläche angeordnet ist.

Ebenso ist es möglich, daß als die Metallplatte die Bedienblende eines Haushaltsgerä­ tes, insbesondere eines Kochherdes, dient. Hierbei ist es für eine ergonomische Be­ dienung besonders günstig, wenn die Metallplatte aus der Vertikalen geneigt oder hori­ zontal angeordnet ist.

Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Haushaltsgerätes beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht ein Kochfeld und

Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab zum Teil in einer Schnittdarstellung ab­ schnittsweise das Kochfeld.

Ein Kochfeld 1 weist eine Glaskeramikplatte 3 mit vier verschiedenen Kochstellen auf. Unterhalb der Dekorbedruckung der Kochstellen sind in an sich bekannter Weise ge­ eignete Heizelemente angeordnet. Ein Kochfeldrahmen 5 aus Edelstahl umzieht die Glaskeramikplatte 3 rahmenartig und trägt diese. Auf der einer Bedienperson zuge­ wandten Bedienseite des Kochfeldrahmens 5 weist dieser verschiedene Bediensym­ bole 9 in Form von eingravierten Symbolen auf. Bei Betrieb des Kochfeldes 1 sind den Bediensymbolen 9 im Bereich der Glaskeramikplatte 3 entsprechende Anzeigesymbo­ le 7 zugeordnet.

Das Kochfeld 1 ist in einen entsprechenden Ausschnitt einer Arbeitsplatte 11 einge­ setzt (Fig. 2). Der Kochfeldrahmen 5 stützt sich mit seinem abgewinkelten Rand um­ fangsseitig auf der Oberseite der Arbeitsplatte 11 ab. Zwischen der Unterseite des Kochfeldrahmens 5 und der Arbeitsplatte 11 umzieht eine Dichtung 13 den Kochfeld­ ausschnitt der Arbeitsplatte 11. An seiner der Glaskeramikplatte 3 zugewandten Innen­ seite weist der Kochfeldrahmen 5 einen als Auflagebereich dienenden abgewinkelten inneren Rahmenrand 15 auf. Auf diesem Rahmenrand 15 liegt die Glaskeramikplatte 3, wobei die Verbindung der beiden umfangseitig durch eine klebende Dichtmasse 17 hergestellt ist. An dem Kochfeldrahmen 5 ist ein Montagerahmen 19 befestigt, in dem die an sich bekannten Heizelemente und sonstigen Komponenten des Kochfeldes 1 angeordnet bzw. gehaltert sind. Insbesondere ist an dem Montagerahmen 19 eine Elektronikleiterplatte 21 befestigt. Auf dieser sitzen Anzeigeelemente 23 in Form von Siebensegmentanzeigen oder einzelnen Leuchtdioden, die im Betrieb des Kochfeldes 1 die Darstellung der Anzeigesymbole 7 bewirken.

An die der Bedienseite gegenüberliegenden Meßseite des Kochfeldrahmens 5 ist ein Piezosensor 25 auf eine dünne Isolationsfolie geklebt. Zur Verbesserung der Meß­ empfindlichkeit ist an der Unterseite des Piezosensors 25 ein entsprechendes Gegen­ lager 27 aufgebracht. Über Verbindungsleitungen 27 ist die Elektronikleiterplatte 21 mit dem Piezosensor 25 verbunden. Oberhalb des Piezosensors 25 ist auf der Bedienseite des Rahmens 5 in Abweichung von der Beschreibung zu Fig. 1 beispielsweise eine spezielle Symbolbedruckung 29 vorgesehen. Drückt eine Bedienperson mit dem Fin­ ger im Bereich der Bedienfläche beispielsweise auf die Bedruckung 29 verformt sich der Kochfeldrahmen 5 geringfügigst. Der dabei auf den Piezosensor 25 ausgeübte Druck wird durch diesen detektiert. Der Piezosensor 25 gibt ein entsprechendes Signal an die Elektronikleiterplatte 21 weiter. Der durch den Piezosensor 25 erzeugte Span­ nungsimpuls wird durch die Auswerteelektronik verarbeitet, insbesondere mit einer Tastenentprellfunktion, um zu vermeiden, daß das bei einem Betätigungsdruck durch den Finger ausgelöste Sensorsignal als schnelles Ein- und Ausschalten der Bedien­ einheit interpretiert wird. Danach wird das Betätigungssignal mit herkömmlicher Logik bzw. mit einem Mikroprozessor weiterverarbeitet. Um die lokale Auflösung der oben beschriebenen Bedieneinheit zu erhöhen, werden stets die Signale aller vorhandenen Piezosensoren ausgewertet. Über die unterschiedlichen Zeitabhängigkeiten und Ampli­ tuden der Sensorsignale ist es möglich, auch bei dicht nebeneinander angeordneten Bediensymbolen 9 bzw. Piezosensoren 25 den Fingerdruck auf ein bestimmtes Be­ diensymbol eindeutig diesem Bediensymbol und der damit verbundenen gewünschten Eingabe zuzuordnen. Zur weiteren Herabsetzung der Temperaturen im Bereich der Bediensymbole 9 bzw. der Bedruckung 29 kann der Kochfeldrahmen 5 zumindest in diesem Bereich mit einem Kühlkörper verbunden sein (nicht gezeigt).

Claims (6)

1. Haushaltsgerät mit Bedien- und Anzeigeelementen, mit einer Steuereinheit zum Steuern von über das Bedienelement eingebbaren Funktionsabläufen des Haushaltsgerätes, und mit einer Bedienplatte mit einer der Bedienperson zugewandten Bedienfläche auf der Bedienseite der Bedienplatte, unterhalb der ein Sensor angeordnet ist, der das Berühren der Bedienfläche detektiert und ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit gibt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bedienplatte (5) aus einer dünnen Metallplatte besteht, an der ein Piezosensor (25) auf der der Bedienseite im Bereich der Bedienfläche gegenüberliegenden Meßseite der Metallplatte anliegt, wodurch der Piezosensor (25) einen auf die Metallplatte im Bereich der Bedienfläche ausgeübten Betätigungsdruck detektiert und ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit (21) gibt.

2. Haushaltsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedien­ fläche ein Bediensymbol (9) in Form einer Oberflächenvertiefung, insbeson­ dere einer Symbolgravur aufweist.

3. Haushaltsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezosensor (25) auf der Meßseite der Metallplatte befestigt, insbesondere angeklebt ist.

4. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Piezosensor sich auf einem ortsfesten Gegenlager des Haushaltsgerätes abstützt.

5. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als die Metallplatte ein Abschnitt eines Rahmens (5) eines Kochfeldes dient.

6. Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß als die Metallplatte eine Bedienblende eines Haushaltsgerätes, ins­ besondere eines Kochherdes, dient.