EP1014001A2 - Anordnung zur Steuerung von elektrisch ansteuerbaren Geräten, insbesondere Elektrokochgeräten - Google Patents
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- EP1014001A2 EP1014001A2 EP99125184A EP99125184A EP1014001A2 EP 1014001 A2 EP1014001 A2 EP 1014001A2 EP 99125184 A EP99125184 A EP 99125184A EP 99125184 A EP99125184 A EP 99125184A EP 1014001 A2 EP1014001 A2 EP 1014001A2
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- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
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- F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
- F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
- F24C7/083—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on tops, hot plates
Definitions
- the invention relates to an arrangement for controlling electrically controllable devices, in particular electric cooking devices, according to the preamble of claim 1.
- the preferred application of the invention is control of electrically operated household appliances, in particular electric cooking appliances, for example electric cookers with a glass ceramic hob and / or an electric one Oven.
- Generic control arrangements have at least one on the outside of a plate of the device can be arranged or arranged, manually operated control element, from an assigned holding device to or is kept near the plate.
- a control device of the device Sensor device for detecting the position and / or change in position of the control element provided.
- By suitable Movement of the control element can be a desired switching state can be set.
- Knobs can be used individually or as an assembly summarized on a front plate of a stove or the like. be arranged below the usual working level. Because of this arrangement, the scales of these knobs can sometimes difficult to read. There is also a risk that the knobs are reached and operated by toddlers become. Keeping them clean can be problematic. The installation the rotary knobs with corresponding mechanical holder devices usually requires a lot of space. These problems can partly by the arrangement of knobs on the Device top are fixed.
- EP 0 797 227 shows this one especially for mounting on glass ceramic plates suitable version, in which the knobs are attached by means of a holding magnets arranged on the underside of the glass ceramic plate can be held magnetically through the plate.
- Rotary knobs must have a certain minimum height so that they can be easily gripped and twisted by hand. she can therefore handle cookware in the hob area to disturb. There is also a free one for their operation Hand necessary to hold the button securely and twist it can.
- both in the known knobs also with the sliders on the way to the desired one Run through all intermediate positions and, if necessary, the Switching states assigned to intermediate positions at least taken or activated for a short time.
- the invention has for its object a generic Arrangement for controlling electrically controllable devices to create a safe setting with simple operation a desired switching state enables.
- the invention proposes an arrangement with the features of claim 1. Training the invention are specified in the dependent claims, the Wording by reference to part of the description is made.
- a control arrangement is characterized by this from that at least one control element as automatic in a Return position slider is formed, which in at least one direction of displacement along the plate is movable.
- a slide or slide button creates the possibility of a move as such to use as a switching event without it, for example for setting a desired switching state on the exact observance of one corresponding to this state Displacement path arrives.
- a self-resetting slide in contrast to conventional knobs or slide valves, not necessary for its operation with the Fingers of one hand and can be moved for example with the elbow, forearm or be operated on the back of a hand. This makes it easier Operation especially when, for example, both hands to hold a pot or the like.
- An inventive Sliding buttons are also particularly advantageous to digital processing of sensor signals or Control signals adapted because a tax effective adjustment with subsequent return to the rest position as a for example, detectable by a digital counter Event is treatable.
- analog / digital converters that with conventional knob or slider elements for the generation of digitally processable Signals that have to be used can be dispensed with.
- Some advantages of the invention may be in only one single direction of displacement tax effective Slider buttons can be used.
- the control element based on the Rest position to generate at least two different ones Control signals in at least two different Displacement directions is tax effective. This allows the number of with a single control possible settings increase advantageously because the Direction of displacement now as a further input parameter for Control can be used.
- the individual directions of displacement in any, possibly quite small levels Angles must be aligned parallel to the plate surface , it is preferred if at least two counterparallel switching-effective displacement directions are provided, whereby a uniaxial bidirectional slide switch can be implemented is. There are also multi-axis sliders possible.
- a move event to control the Device can vary greatly depending on the circumstances advantageous types are made. So is for operational safety reasons and advantageous to avoid incorrect operations provided that the sensor device with the Control device is coupled or cooperates that a tax-effective postponement only when one is exceeded Minimum displacement in the respective direction of displacement entry. This can result in a lower threshold be created for a tax effective postponement, so that with an unintentional small movement of the Actuator and / or when moving in one of an intended direction of displacement deviating direction there is no tax effect. This ensures that only deliberate, targeted shifts have a tax effect surrender.
- the sensor device is coupled to the control device in this way, that in the event of a tax-effective postponement a minimum shift width a single control signal is generated, preferably within certain limits regardless of the maximum deflection from the rest position displacement range reached.
- This allows the respective Direction of displacement assigned a yes / no statement that are particularly easy to process digitally. So can for example a certain direction of displacement Oven function (hot air, grill, bottom heat, top heat, Lower and upper heat, circulating air, etc.) can be assigned to the in each case by pressing or sliding into the assigned one Direction of displacement is adjustable.
- a cooktop switch can for example a certain parboiling level can be selected, e.g. parboiling at 60% or 80% the nominal power.
- the coupling is designed in such a way that with a tax effective shift a number of Control signals depending on a holding period in the displaced or deflected state is generated.
- a Such time-dependent control can, for example step by step through menu items of a definable Control menus or for the gradual setting of temperature values or to select the operating mode in a predefined one Order can be used.
- controller such that a Control signal depending on the number of consecutive, tax effective shifts in a given Direction of displacement is generated. So a user can Multiple shifts a desired tax state adjust, where appropriate the number of shifts or touch operations counted and only then by another Tactile process is increased if it is briefly within a predefinable time limit after a previous one Touching takes place.
- the switching state achieved in each case can be for the user easily recognizable, for example by an optical display displayed and / or made acoustically recognizable.
- Each can be used to hold the control element on the plate suitable holding device can be used, in particular also one with a positive and / or non-positive connection acting mechanical holders and / or guides.
- Holding device on the opposite of the control element Arranged inside the panel so that it is on the operator side can't bother.
- the holding device is preferably as a device for generating a, preferably magnetic, Force field formed, the non-contact, in particular through the plate, onto the control element works and holds it to or near the plate.
- a control element is preferably used exclusively by Force of the force field held on the plate, so that more Holding devices are not necessary.
- the control element can only be touch-free in the area of the job be held at which it should be operated and it can for example for cleaning purposes without the aid of Tools are removed from the plate.
- the plate for example a glass ceramic plate, preferably no openings, passages, recesses, brackets o. Like. That could act as dirt traps or through which dirt enters the area of the inside of the plate could penetrate.
- the plate can be made of one material exist that the force field lines are practically undiminished lets through.
- the control element can, for example, on the Outside, i.e. the top or the front of the Plate rest, with a special configuration of the directly adjacent part to a smooth or low-friction Movements can contribute.
- control element is to be understood that this without direct mechanical connection is maintained. It can of course touch the plate.
- the reset function according to the invention also by mechanical means, such as return springs or the like, is achievable, the reset function is preferred also effected without contact.
- the holder device can for this purpose at least one, preferably held stationary Holding magnets and the control element at least one in the same direction have polarized magnets. Then e.g. on the north-facing pole of the holding magnet and a this and the plate facing south pole of the magnet on or opposite in the control element and define via the relative position with the smallest possible mutual distance between the Magnet the rest position, in which opposing poles Holding magnet and control element magnet face each other.
- the Interplay of appropriately polarized magnets, in particular Permanent magnet on both sides of the plate has one opposite also possible arrangement with a magnet on a Side of the plate and a magnetizable, for example ferromagnetic material on the other hand, the advantage a particularly sharp energy minimum of the magnetic Field in the area of minimum distance, so that the Rest position particularly reliably and precisely, too if, for example, frictional forces of an exact setting counteract.
- the holding device an inner magnet arrangement with at least one disk-facing inner magnetic pole and with radial disk-parallel Distance to an outer magnet arrangement opposite Has polarity.
- the inner Magnet arrangement can be the rest position of the control element be defined, while the outer magnet assembly essentially supports the guiding and resetting of the slide. Due to the opposite polarity of inner and outer magnet arrangement can be achieved that to a attraction caused by the inner magnet arrangement in Direction to the rest position through the outer magnet arrangement caused repulsion of the actuator in the direction to the rest position, which means particularly large restoring forces to be provided.
- the outer Magnetic arrangement ring-shaped and / or rectangular around the inner magnet arrangement can be arranged.
- a suitable one magnetic guide for the uniaxial or described biaxial, bidirectional slide arrangements can be thereby achieve that the holding device for generation a multiple rotationally symmetrical force field, in particular Magnetic field is formed, preferably the force field a two-fold or a four-fold rotational symmetry with Has axis of rotation perpendicular to the plate.
- the Sensor device at least one on the inside of the Plate arranged sensor, which on a through Actuation of the control element causes a change Field, especially a magnetic, electromagnetic or electric field.
- a sensor can, for example work capacitively, optically or inductively.
- the sensor device preferably has at least one Magnetic field sensitive sensor in the effective range of a magnet of the control element is arranged or can be arranged. It can be a reed contact or switch or act a coil or the like. Hall sensors are preferred permanently reliable due to the lack of moving parts work and their output signals in the form of DC voltages are particularly easy and safe to process.
- the Sensor can have the same physical appearance be influenceable, also for holding the control element is used, in particular by a magnetic field.
- a further development of the invention provides that the sensor device at least two for emitting sensor signals has trained sensors and that the control device at least one logical link unit to the logical Linking the sensor signals or from the sensor signals derived signals.
- This makes it possible to use relatively few, for example only two sensors one over the number of sensors goes beyond the multitude of different Set switching states that result from the states the individual sensors through logical links e.g. to the rules of Boolean algebra.
- the sensor device can in particular with the control device cooperate that when the control element is removed from the Plate the device is switched to a stable off state or is switched. In this way, a manually operable, Electromechanical on / off switch created be, in particular the protection against unauthorized persons Use especially by children playing.
- the sensor device with the Control device cooperates that when at rest operating element in one of the off state deviating standby state is switched or is switched.
- This standby function can be faster Promote commissioning if necessary, as it is in the standby function certain basic functions can already be activated.
- the schematic vertical section in FIG. 1 shows a control arrangement 1 for controlling an electric cooker, its top or work surface by a horizontal Glass ceramic plate 2 is defined, the one or have several hotplates spaced from each other can.
- the intended for the individual hotplates in particular are designed as radiant heaters arranged on the inside or underside 3 of the plate and give their radiant heat through the plate to the other Outside or top 4 from, placed on the cooking vessels can be.
- At the top of a separate Surrounded frame, consistently flat and costly thick Plates are in a row adjacent to or next to each other arranged several manually operated controls, with which the individual heaters are independent of each other manually controlled, e.g. switched on and off and adjusted to different operating performance can be.
- the control element 5 shown in section is one of, for example, four to ten between the Hobs and an outer edge of the plate immediately adjacent to each other in a row parallel to the outer edge arranged controls.
- the control element 5 has the shape of a square truncated pyramid and is at a height that is about twice the Thickness of the glass ceramic plate 3 corresponds, compared to common knobs very flat.
- the flat, square Top 6 and the parallel, square, flat underside 7, the entire surface on the top of the plate 4 rests, are connected via lateral inclined surfaces 8, 9, the outside of which is easily profiled, for example can be ribbed or nubbed.
- the very simple structure Control element 5 consists essentially of two parts, namely a rectangular recess at the bottom Plastic body 10 and one in the rectangular recess cuboid permanent magnets 11, which is flush with the underside 7 of the body 10.
- the top of the plate 4 is free of projections or depressions, which is a mechanical guide or movement limitation parallel to the surface of the freely movable plate Control element 5 could cause.
- the magnet 11 is like this aligned that its magnetic north pole of the bottom 7 or, when the actuating element is attached, the plate 2 facing and its inner magnetic field leading to the South Pole essentially perpendicular to the underside 7 or plate 2 is aligned. It can be a permanent magnet with high coercive field strength, for example around an iron-neodymium-boron permanent magnet act.
- Holding device 15 with several each cuboid Permanent magnets 16 to 20 are shown below the glass ceramic plate 2 below the glass ceramic plate 2 and in one hermetically through these and other parts, not shown enclosed space one directly at the bottom 3 of the Magnetic plate, also clearly visible in FIG. 2
- Holding device 15 with several each cuboid Permanent magnets 16 to 20 These generate a permanent one magnetic force field or magnetic field that is so strong that the overlying slide 5 with lateral pressure on the inclined surfaces 8 or 9 parallel to the plate surface limited relatively easy to move, but a Lift off the control element from the plate surface to Overcoming the magnetic attraction between Holding device 15 and control element 5 a conscious Operator effort required.
- the holding device 15 a first formed by the cuboid magnet 16 or inner magnet arrangement
- the polarity of attached control element in the same direction as the polarity of the Control element magnet 11 is aligned so that over the north pole of the control element magnet 11 and the south pole of the central holding magnet 16 with one of the Plate thickness opposite the corresponding minimum distance.
- Around the central magnet 16 by four similar, directly abutting cuboid permanent magnets 17 to 20 an outer, second magnet arrangement in the form of a inner magnet 16 completely enclosing rectangular ring arranged.
- the magnets 16 to 20 of the holding device are attached to the top of a circuit board 21, which at the installation of the device below the glass ceramic plate is attached that the magnets with their planes Top surfaces pressed flat against the underside of the plate 3 become.
- the outer magnets have one of the central magnets 16 radial distance parallel to the plate approximately in the order of magnitude the plate thickness or from a few millimeters to a few Centimeters, and the outer magnets have one to the inner one Magnets 16 opposite polarity, with their north poles are directed to the underside of the plate 3.
- the central one Longitudinal axis 22 and the central transverse axis 23 mirror-symmetrical Magnet arrangement of the holding device 15 generates a characterized by the dashed field lines, with respect to an axis of rotation running perpendicular to the plate 2 two-fold rotationally symmetrical magnetic field with two perpendicular standing on each other, defined by the mirror planes Preferred directions between the inner south pole and an outer north pole.
- a Sensor device 25 provided with two Hall sensors 26, 27, to an evaluation and carried by the circuit board 21 Control circuit are connected and in the installed state in the immediate vicinity of the underside 3 of the glass ceramic plate are arranged.
- the magnetic field sensitive Hall sensors 26, 27 are each on the central longitudinal axis or mirror axis 22 of the holding device 15 approximately in the middle between the central one Holding magnet 16 and the narrow-side outer magnet 17 or 18 arranged and thereby lie in one of the magnetic field Holding device only weak and parallel to the surface area of the Hall sensor penetrated area. They are in the Effective range of the control element magnet 11 generated Magnetic field that penetrates the area of the Hall sensors at an angle and in the central position shown in Fig. 1 or Rest position of the control element 5 at the location of both Hall sensors 26, 27 is essentially the same strength.
- the centrally arranged magnet 16 has a square shape essentially a non-contact through the plate 2 through acting on the magnet 11 of the control element 5 Holding and centering function through which the slide 5 Absence of external displacement forces in the one shown in FIG. 1 Center position or rest position is held.
- the magnets of the outer magnet arrangement serve essentially a non-contact, magnetic guidance of the control element 5 and its automatic reset after releasing the button, whereby the restoring force is also non-contact due to the magnetic permeable plate 2 is conveyed magnetically.
- Resetting forces occur when the slide 5 is moved in all four perpendicular to the side edges of the outer Magnet arrangement standing directions of displacement.
- the external magnets arranged on the longer sides 19, 20 are significantly closer to the central magnet 16 than that the shorter sides arranged magnets 17, 18, the Restoring force in the direction of displacement perpendicular to the longer one Mirror plane 22 significantly more than parallel to Mirror plane 22.
- the elongated parallel to this direction Rectangular arrangement thus creates a magnetic Guide trough or a guide groove, starting from the rest position over the central magnet 16 shifts parallel to the longer game axis 22, ie in the direction of a the Hall sensors 26, 27 are relatively easily possible while Shifts across this direction magnetically strong is counteracted.
- the magnetic holding device 25 therefore not only fulfills a holding function that controls 5 against accidental Lifting or falling off secures and on the top of the plate holds, but also the function of a side guide, the one shift essentially only in two counter-parallel directions 28 and 29 parallel to plane 22 allows. Furthermore, an automatic provision in the centric rest position. With the two Hall sensors 26, 27 the displacement movement of the shift button 5 in the direction of displacement 28 or the counterparallel to it Direction of displacement 29 can be detected.
- the Hall sensors are preferably the digital ones Deliver output signals, so that for example one over a predeterminable voltage value corresponds to a logic high level or a logic high level, while falling below the threshold a low logic level or a logic low level assigned.
- the corresponding levels or signals can a logical link unit of the control device are supplied from the sensors 26, 27 associated with prevailing magnetic conditions Derives switching signals.
- the interpretation can be such that at mounted slide element 5 in its rest position both Sensors 26, 27 due to the essentially identical magnetic field strength provide a logical high level from which the Logic logic the presence of a control button in Rest position closes and the electrical device in a standby state or standby state switches in the basic functions are activated.
- the connected link unit leads out the input values of the two sensors 26, 27 of the displacement switching signal assigned in the direction of displacement 28 from which, for example, a certain parboil rate the assigned hob is set.
- both Hall sensors 26, 27 deliver a logical due to the low magnetic field strength Low level back.
- the logic logic can from this a control signal for a stable off state cause the general by removing the control sets.
- a uniaxial bidirectional slide switch by suitable arrangement other sensors, for example between the central magnet 16 and the long side magnets 19, 20 on the short one Mirror plane 23 of the arrangement 15 can lie at one two-axis bidirectional slide switch in the manner of a Joysticks can be expanded.
- Hall sensors can also use other magnetic field sensitive sensors Sensors such as reed contacts, coils or the like can be provided.
- non-magnetic sensors for example capacitive or inductive sensors are possible.
- Such push buttons have many convenient switching options realize that can be used if necessary. So are with the the magnetic field strengths described by way of example, the sensors and suitable thresholds in the evaluation electronics adjusted so that with a tax effective shift in one of the directions of displacement 28, 29 when exceeded of a lower threshold a single control signal is generated, regardless of the actual displacement.
- evaluation electronics with a clock and a counter, it is also possible with a tax effective Shift the holding time in the deflected state determine and depending on the holding time a corresponding Generate control signal.
- Counts can be displayed optically and / or acoustically to help an operator achieve the desired Switching function or the like.
- Design circuit so that a desired control signal or a switching state corresponding to this by a Predeterminable number of discrete tax-effective shifts is effected so that, for example, the grill function of a Oven over a certain number, for example three short successive shifts can be set can.
- the invention also allows that for example a control signal depending on one Displacement of the control element is generated. For this can possibly have several along one direction of displacement Sensors can be arranged with increasing displacement gradually effective from the magnetic field of the slide 5 can be detected.
- Slide buttons or pulse buttons of the type mentioned can in Range of electric cooking appliances, for example, preferably gradual setting of temperature values and / or used for operating mode selection in oven controls become.
- a hotplate control for example also the preselection of a performance level or one free selectable heating / heating time possible.
- a biaxial Button can e.g. a second setting via an axis and A temperature setting is made via another axis become.
- the invention is not limited to use limited to cooking appliances with glass ceramic plates. So can non-contact actuators on any, magnetically inactive, horizontal, vertical or inclined housing walls of a device magnetically held become.
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Abstract
Es wird eine Anordnung zur Steuerung von elektrisch ansteuerbaren Geräten, insbesondere Elektrokochgeräten beschrieben. Diese insbesondere im Bereich von Glaskeramikfeldern von Elektroherden einsetzbare Anordnung hat mindestens ein an einer Außenseite (4) einer Platte (2) angeordnetes, manuell betätigbares Bedienelement, das bevorzugt durch eine magnetische Halteeinrichtung (15) berührungsfrei magnetisch auf der Platte festgehalten wird. Über eine Sensoreinrichtung (25) zur Erfassung der Lage und/oder Lageänderung des Bedienelementes und eine zugeordnete Steuereinrichtung können verschiedene Betriebsarten des Gerätes eingestellt werden. Erfindungsgemäß ist ein Bedienelement als selbsttätig in eine Ruhestellung zurückkehrender Schiebetaster ausgebildet, der in mindestens einer Verschiebungsrichtung (28, 29) entlang der Platte verschiebbar ist. Derartige Schiebetaster sind besonders leicht bedienbar und gut an eine zumindest teilweise digitale Weiterverarbeitung der Sensorsignale zu steuerwirksamen Signalen angepaßt. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung von
elektrisch ansteuerbaren Geräten, insbesondere Elektrokochgeräten,
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Steuerung
von elektrisch betriebenen Haushaltsgeräten, insbesondere
elektrischen Kochgeräten, beispielsweise elektrischen Kochherden
mit einem Glaskeramik-Kochfeld und/oder einem elektrischen
Backofen. Gattungsgemäße Steueranordnungen haben
mindestens ein an einer Außenseite einer Platte des Gerätes
anordenbares oder angeordnetes, manuell betätigbares Bedienelement,
das von einer zugeordneten Halteeinrichtung an oder
nahe der Platte gehalten wird. Weiterhin ist eine zum Zusammenwirken
mit einer Steuereinrichtung des Gerätes vorgesehene
Sensoreinrichtung zur Erfassung der Lage und/oder Lageänderung
des Bedienelementes vorgesehen. Durch geeignete
Bewegung des Bedienelementes kann ein gewünschter Schaltzustand
eingestellt werden.
Eine bekannte und sehr häufig eingesetzte Ausführung derartiger
Bedienelemente oder Stellglieder sind die bekannten
Drehknöpfe. Drehknöpfe können einzeln oder als Baugruppe
zusammengefaßt an einer Frontplatte eines Herdes o. dgl.
unterhalb des üblichen Arbeitsniveaus angeordnet sein.
Aufgrund dieser Anordnung können die Skalen dieser Drehknöpfe
manchmal schwer ablesbar sein. Außerdem besteht die Gefahr,
daß die Drehknöpfe von Kleinkindern erreicht und bedient
werden. Die Sauberhaltung kann problematisch sein. Der Einbau
der Drehknöpfe mit entsprechenden mechanischen Haltereinrichtungen
erfordert in der Regel viel Platz. Diese Probleme
können teilweise durch die Anordnung von Drehknöpfen auf der
Geräteoberseite behoben werden. Die EP 0 797 227 zeigt hierzu
eine besonders für die Anbringung auf Glaskeramikplatten
geeignete Ausführung, bei der die Drehknöpfe mittels eines an
der Unterseite der Glaskeramikplatte angeordneten Haltemagneten
durch die Platte hindurch magnetisch gehaltert werden.
Drehknöpfe müssen eine gewisse Mindestbauhöhe haben, damit
sie sich per Hand gut greifen und verdrehen lassen. Sie
können daher die Handhabung von Kochgeschirr im Kochfeldbereich
stören. Außerdem ist für ihre Bedienung eine freie
Hand notwendig, um den Knopf sicher halten und verdrehen zu
können.
Eine andere bekannte Klasse von Bedienelementen sind die
Schieber, die zur Einstellung eines gewünschten Betriebszustandes
ausgehend von einer meist anschlagsbegrenzt festgelegten
Nullstellung um einen definierten Verschiebungsweg in
eine dem gewünschten Schaltzustand entsprechende Endlage zu
schieben sind. Beispiele für derartige Schieber sind in der
europäischen Patentanmeldung EP 0 497 191 oder den US-Patentschriften
3 711 672 oder 3 852 558 gezeigt. Die genaue
Einstellung einer gewünschten Endstellung kann problematisch
sein, weil ein schwungvoller Bediener zunächst über die
Endstellung hinausrutschen kann und dann eine nachfolgende
Korrektur notwendig ist.
Im übrigen werden sowohl bei den bekannten Drehknöpfen als
auch bei den Schiebern auf dem Wege zu der gewünschten
Endstellung alle Zwischenstellungen durchlaufen und ggf. den
Zwischenstellungen zugeordnete Schaltzustände zumindest
kurzzeitig eingenommen bzw. aktiviert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Anordnung zur Steuerung von elektrisch ansteuerbaren Geräten
zu schaffen, die bei einfacher Bedienung eine sichere Einstellung
eines gewünschten Schaltzustandes ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Anordnung
mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren
Wortlaut durch Bezugnahme zum Bestandteil der Beschreibung
gemacht wird.
Eine erfindungsgemäße Steueranordnung zeichnet sich dadurch
aus, daß mindestens ein Bedienelement als selbsttätig in eine
Ruhestellung zurückkehrender Schieber ausgebildet ist, der in
mindestens eine Verschiebungsrichtung entlang der Platte
verschiebbar ist. Ein derartiger Schieber oder Schiebetaster
schafft die Möglichkeit, einen Verschiebevorgang als solchen
als schaltwirksames Ereignis zu nutzen, ohne daß es beispielsweise
zur Einstellung eines gewünschten Schaltzustandes
auf die exakte Einhaltung eines diesem Zustand entsprechenden
Verschiebeweges ankommt. Ein selbstrückstellender Schieber
muß, im Gegensatz zu herkömmlichen Drehknöpfen oder Wegeschiebern,
zu seiner Bedienung nicht notwendig mit den
Fingern einer Hand ergriffen und bewegt werden, sondern kann
beispielsweise auch mit dem Ellenbogen, dem Unterarm oder
einem Handrücken betätigt werden. Dies erleichtert die
Bedienung insbesondere dann, wenn beispielsweise beide Hände
zum Halten eines Topfes o. dgl. benötigt werden. Ein erfindungsgemäßer
Schiebetaster ist außerdem besonders vorteilhaft
an eine digitale Weiterverarbeitung von Sensorsignalen oder
Steuersignalen angepaßt, da ein steuerwirksamer Verstellvorgang
mit anschließender Rückkehr in die Ruhelage als ein
beispielsweise durch eine digitale Zähleinrichtung erfaßbares
Ereignis behandelbar ist. Auf die Verwendung von Analog/Digital-Wandlern,
die bei herkömmlichen Drehknopf- oder Schieberelementen
zur Erzeugung von digital weiterverarbeitbaren
Signalen eingesetzt werden müssen, kann verzichtet werden.
Einige Vorteile der Erfindung sind ggf. mit in nur einer
einzigen Verschiebungsrichtung steuerwirksam verschiebbaren
Schiebertastern nutzbar. Bei einer bevorzugten Weiterbildung
ist vorgesehen, daß das Bedienelement ausgehend von der
Ruhestellung zur Erzeugung von mindestens zwei unterschiedlichen
Steuersignalen in mindestens zwei unterschiedliche
Verschiebungsrichtungen steuerwirksam verschiebbar ist.
Dadurch läßt sich die Anzahl der mit einem einzigen Bedienelement
möglichen Einstellungen vorteilhaft erhöhen, da die
Verschiebungsrichtung nun als weiterer Eingabeparameter zur
Steuerung genutzt werden kann. Obwohl die einzelnen Verschiebungsrichtungen
in beliebigen, ggf. recht kleinen ebenen
Winkeln parallel zur Plattenoberfläche ausgerichtet sein
können, ist es bevorzugt, wenn mindestens zwei gegenparallele
schaltwirksame Verschiebungsrichtungen vorgesehen sind,
wodurch ein einachsiger bidirektionaler Schiebetaster realisierbar
ist. Auch mehrachsig verschiebbare Schieber sind
möglich. So sind bei einer Ausführungsform ausgehend von
einer gemeinsamen Ruhestellung vier rechtwinklig zueinander
ausgerichtete, steuerwirksame Verschiebungsrichtungen vorgesehen,
wodurch ein zweiachsig, bidirektionaler Schiebetaster
realisierbar ist. Verschiebungsrichtungen können auch sternförmig
oder fächerförmig o. dgl. angeordnet sein, wobei
zweckmäßig darauf zu achten ist, daß Verschiebungsrichtungen
in der Ebene weit genug auseinander liegen, um eine versehentliche
Einstellung eines nicht gewünschten Schaltzustandes
durch den Nutzer zu verhindern. Ein in mehreren, vorzugsweise
koplanaren Verschiebungsrichtungen verschiebbarer Taster
ermöglicht unter anderem die Auswahl der Schaltziele über die
Wahl der Verschiebungsrichtung. Es ist eine direkte Umschaltung
beispielsweise zwischen verschiedenen Betriebsarten
eines Backofens möglich, ohne daß auf dem Schaltweg auch
ungewünschte Betriebsarten zumindest kurzzeitig eingeschaltet
werden. Dies schont sowohl die heizaktiven Komponenten, als
auch Steuerungskomponenten und vermeidet bei Schaltvorgängen
für größere elektrische Ströme nur schwer zu vermeidende
Rückwirkungen der Umschaltung in das Stromnetz.
Die Nutzung eines Verschiebeereignisses für die Steuerung des
Gerätes kann auf unterschiedliche, je nach Gegebenheit sehr
vorteilhafte Arten erfolgen. So ist aus Gründen der Betriebssicherheit
und zur Vermeidung von Fehlbetätigungen vorteilhaft
vorgesehen, daß die Sensoreinrichtung derart mit der
Steuereinrichtung gekoppelt ist bzw. zusammenwirkt, daß eine
steuerwirksame Verschiebung erst bei Überschreiten einer
Mindestverschiebungsweite in der jeweiligen Verschiebungsrichtung
eintritt. Hierdurch kann ein unterer Schwellenwert
für eine steuerwirksame Verschiebung geschaffen werden, so
daß sich bei einer unbeabsichtigen kleinen Bewegung des
Betätigungselementes und/oder bei einer Bewegung in einer von
einer vorgesehenen Verschiebungsrichtung abweichenden Richtung
kein Steuereffekt ergibt. Dadurch ist sichergestellt,
daß nur gewollte, zielgerichtete Verschiebungen einen Steuereffekt
ergeben.
Bei einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die Sensoreinrichtung
derart mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist,
daß bei einer steuerwirksamen Verschiebung bei Überschreiten
einer Mindestverschiebungsweite ein einzelnes Steuersignal
erzeugt wird, und zwar vorzugsweise in gewissen Grenzen
unabhängig von der bei maximaler Auslenkung aus der Ruhestellung
erreichten Verschiebungsweite. Dadurch kann der jeweiligen
Verschiebungsrichtung eine Ja/Nein-Aussage zugeordnet
werden, die digital besonders gut verarbeitbar ist. So kann
beispielsweise einer Verschiebungsrichtung eine bestimmte
Backofenfunktion (Heißluft, Grill, Unterhitze, Oberhitze,
Unter- und Oberhitze, Umluft etc.) zugeordnet sein, die
jeweils über den Tast- oder Schiebevorgang in die zugeordnete
Verschiebungsrichtung einstellbar ist. Bei einer Kochfeldschaltung
kann beispielsweise eine bestimmte Ankochstufe
vorgewählt werden, beispielsweise Ankochen mit 60% oder 80%
der Nennleistung.
Es ist auch möglich, daß die Kopplung derart ausgelegt ist,
daß bei einer steuerwirksamen Verschiebung eine Anzahl von
Steuersignalen in Abhängigkeit von einer Haltedauer im
verschobenen bzw. ausgelenkten Zustand erzeugt wird. Eine
derartige zeitabhängige Steuerung kann beispielsweise zum
schrittweisen Durchlaufen von Menüpunkten eines vorgebbaren
Steuermenüs oder zur schrittweisen Einstellung von Temperaturwerten
oder zur Betriebsartenwahl in einer vorgegebenen
Reihenfolge genutzt werden.
Es ist auch möglich, die Steuerung derart auszulegen, daß ein
Steuersignal in Abhängigkeit von der Anzahl aufeinanderfolgender,
steuerwirksamer Verschiebungen in einer vorgegebenen
Verschiebungsrichtung erzeugt wird. So kann ein Nutzer über
Mehrfachverschiebungen einen gewünschten Steuerzustand
einstellen, wobei zweckmäßig die Anzahl der Verschiebungen
oder Tastvorgänge mitgezählt und nur dann durch einen weiteren
Tastvorgang erhöht wird, wenn dieser kurzzeitig innerhalb
einer vorgebbaren Zeitgrenze nach einem vorhergehenden
Tastvorgang erfolgt.
Der jeweils erreichte Schaltzustand kann für den Nutzer
leicht erkennbar beispielsweise durch eine optische Anzeige
angezeigt und/oder akkustisch erkennbar gemacht werden.
Für die Halterung des Bedienelementes an der Platte kann jede
geeignete Halteeinrichtung verwendet werden, insbesondere
auch eine solche mit formschlussig und/oder kraftschlüssig
wirkenden mechanischen Haltern und/oder Führungen. Um derartige
Elemente insbesondere auf der Außenseite der Platte zu
vermeiden, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die
Halteeinrichtung auf der dem Bedienelement gegenüberliegenden
Innenseite der Platte angeordnet, so daß sie auf der Bedienseite
nicht stören kann. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung
als Einrichtung zur Erzeugung eines, vorzugsweise magnetischen,
Kraftfeldes ausgebildet, das berührungsfrei, insbesondere
durch die Platte hindurch, auf das Bedienelement
wirkt und dieses an der Platte oder in deren Nähe festhält.
Vorzugsweise wird ein Bedienelement ausschließlich durch die
Kraft des Kraftfeldes an der Platte gehalten, so daß weitere
Halteeinrichtungen nicht notwendig sind. Das Bedienelement
kann ausschließlich berührungsfrei im Bereich der Stelle
gehalten werden, an der es bedient werden soll und es kann
beispielsweise zu Zwecken der Reinigung ohne Zuhilfenahme von
Werkzeugen von der Platte entfernt werden. Die Platte, beispielsweise
eine Glaskeramikplatte, weist vorzugsweise
keinerlei Öffnungen, Durchgänge, Vertiefungen, Halterungen o.
dgl. auf, die als Schmutzfangstellen wirken könnten bzw.
durch die hindurch Schmutz in den Bereich der Platteninnenseite
eindringen könnte. Die Platte kann aus einem Material
bestehen, daß die Kraftfeldlinien praktisch ungeschwächt
hindurchläßt. Das Bedienelement kann beispielsweise auf der
Außenseite, d.h. der Oberseite oder der Vorderseite der
Platte anliegen, wobei eine spezielle Ausgestaltung des
direkt anliegenden Teils zu einer reibungsfreien oder reibungsarmen
Bewegungen beitragen kann. Hierzu kann beispielsweise
eine Lagerung auf Rollen und/oder Kugeln vorgesehen
sein, die z.B. an der Unterseite des Betätigungselements
angebracht sein können. Unter einer berührungsfreien Halterung
des Bedienelementes ist zu verstehen, daß dieses ohne
direkte mechanische Verbindung gehalten wird. Dabei kann es
natürlich die Platte berühren.
Obwohl die erfindungsgemäße Rückstellfunktion auch durch
mechanische Mittel, wie beispielsweise Rückholfedern o. dgl.,
erzielbar ist, wird die Rückstellfunktion vorzugsweise
ebenfalls berührungsfrei bewirkt. Die Haltereinrichtung kann
hierzu mindestens einen, vorzugsweise ortsfest gehaltenen
Haltemagneten und das Bedienelement mindestens einen gleichsinnig
gepolten Magneten aufweisen. Dann stehen sich z.B. ein
der Platte zugewandter Nordpol des Haltemagneten und ein
diesem und der Platte zugewandter Südpol des Magneten am oder
im Bedienelement gegenüber und definieren über die Relativstellung
mit geringstmöglichem gegenseitigen Abstand der
Magnete die Ruhestellung, bei der sich gegensinnige Pole an
Haltemagnet und Bedienungselementmagnet gegenüberstehen. Das
Zusammenspiel von geeignet gepolten Magneten, insbesondere
Permanentmagneten, beidseits der Platte hat gegenüber einer
ebenfalls möglichen Anordnung mit einem Magneten auf einer
Seite der Platte und einem magnetisierbaren, beispielsweise
ferromagnetischen Material auf der anderen Seite, den Vorteil
eines besonders scharfen Energieminimums des magnetischen
Feldes im Bereich minimalen Abstandes, so daß sich die
Ruhestellung besonders zuverlässig und genau einstellt, auch
wenn beispielsweise Reibungskräfte einer exakten Einstellung
entgegenwirken.
Eine besonders sichere und kraftvolle Halterung des Bedienelementes
und Rückstellung in die Ruhestellung wird bei einer
bevorzugten Weiterbildung dadurch erreicht, daß die Halteeinrichtung
eine innere Magnetanordnung mit mindestens einem
plattenzugewandten inneren Magnetpol und mit radialem plattenparallelen
Abstand dazu eine äußere Magnetanordnung entgegengesetzter
Polung aufweist. Durch den Ort der inneren
Magnetanordnung kann die Ruhestellung des Bedienelementes
definiert sein, während die äußere Magnetanordnung im wesentlichen
die Führung und Rückstellung des Schiebers unterstützt.
Durch die entgegengesetzte Polung von innerer und
äußerer Magnetanordnung kann erreicht werden, daß zu einer
durch die innere Magnetanordnung bewirkten Anziehung in
Richtung auf die Ruhelage eine durch die äußere Magnetanordnung
bewirkte Abstoßung des Betätigungselementes in Richtung
zur Ruhelage hinzukommt, wodurch besonders große Rückstellkräfte
bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die äußere
Magnetanordnung ringförmig und/oder rechteckförmig um die
innere Magnetanordnung angeordnet sein. Eine geeignete
magnetische Führung für die beschriebenen einachsigen oder
zweiachsigen, bidirektionalen Schieberanordnungen läßt sich
dadurch erzielen, daß die Halteeinrichtung zur Erzeugung
eines mehrzählig drehsymmetrischen Kraftfeldes, insbesondere
Magnetfeldes ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das Kraftfeld
eine zweizählige oder eine vierzählige Drehsymmetrie mit
Drehachse senkrecht zur Platte aufweist.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Sensoreinrichtung mindestens einen an der Innenseite der
Platte angeordneten Sensor aufweist, der auf eine durch
Betätigung des Bedienelementes bewirkte Änderung eines
Feldes, insbesondere eines magnetischen, elektromagnetischen
oder elektrischen Feldes, anspricht. Ein Sensor kann beispielsweise
kapazitiv, optisch oder induktiv arbeiten.
Vorzugsweise hat die Sensoreinrichtung mindestens einen
magnetfeldsensitiven Sensor, der im Wirkbereich eines Magneten
des Bedienelementes angeordnet oder anordenbar ist. Es
kann sich dabei um einen Reedkontakt bzw. -schalter oder um
eine Spule o. dgl. handeln. Bevorzugt sind Hallsensoren, die
aufgrund des Fehlens beweglicher Teile dauerhaft zuverlässig
arbeiten und deren Ausgangssignale in Form von Gleichspannungen
besonders einfach und sicher weiterverarbeitbar sind. Der
Sensor kann durch die gleiche physikalische Erscheinung
beeinflußbar sein, die auch zum Festhalten des Bedienelementes
genutzt wird, insbesondere durch ein Magnetfeld. Dann
können einzelne Bauteile, wie beispielsweise ein Magnet des
Bedienungselementes, eine Doppelfunktion sowohl im Rahmen der
Haltemittel, als auch im Rahmen der Sensoreinrichtung erfüllen.
Besonders kostengünstig und dem Charakter eines Schiebetasters
besonders angepaßt sind Ausführungsformen, bei denen
pro Verschiebungsrichtung nur ein Sensor vorgesehen ist,
dessen Ausgangssignal eine steuerwirksame Verschiebung
anzeigt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Sensoreinrichtung
mindestens zwei zur Abgabe von Sensorsignalen
ausgebildete Sensoren aufweist und daß die Steuereinrichtung
mindestens eine logische Verknüpfungseinheit zur logischen
Verknüpfung der Sensorsignale oder von aus den Sensorsignalen
abgeleiteten Signalen aufweist. Dadurch ist es möglich, mit
relativ wenigen, beispielsweise nur zwei Sensoren eine über
die Zahl der Sensoren hinausgehende Vielzahl unterschiedlicher
Schaltzustände einzustellen, die sich aus den Zuständen
der Einzelsensoren durch logische Verknüpfungen z.B. nach
den Regeln der Boolschen Algebra ergeben. Die Sensoreinrichtung
kann insbesondere derart mit der Steuereinrichtung
zusammenwirken, daß bei Wegnahme des Bedienelementes von der
Platte das Gerät in einen stabilen Auszustand geschaltet ist
bzw. geschaltet wird. Hierdurch kann ein manuell betätigbarer,
elektromechanischer Ein/Aus-Schalter geschaffen
werden, der insbesondere der Sicherung gegen unbefugte
Benutzung insbesondere durch spielende Kinder dienen kann. Es
kann auch so sein, daß die Sensoreinrichtung derart mit der
Steuereinrichtung zusammenwirkt, daß bei in Ruhestellung
befindlichem Bedienelement das Gerät in einen von dem AusZustand
abweichenden Bereitschaftszustand geschaltet ist oder
geschaltet wird. Diese Standby-Funktion kann eine schnellere
Inbetriebnahme im Bedarfsfall fördern, da in der Standby-Funktion
schon gewisse Grundfunktionen aktiviert sein können.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu
mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht
sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen
darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steueranordnung, die an einer Glaskeramikplatte eines Kochherdes mit Glaskeramik-Kochfeld angebracht ist und
- Fig. 2
- eine schematische Draufsicht auf die unterhalb der Glaskeramikplatte angeordneten Einrichtungen der Steueranordnung von Fig. 1.
Der schematische Vertikalschnitt in Fig. 1 zeigt eine Steueranordnung
1 zur Steuerung eines elektrischen Kochherdes,
dessen Oberseite bzw. Arbeitsfläche durch eine horizontale
Glaskeramikplatte 2 definiert wird, die eine einzige oder
mehrere im Abstand voneinander liegende Kochstellen aufweisen
kann. Die für die einzelnen Kochstellen vorgesehen, insbesondere
als Strahlungsheizkörper ausgebildeten Beheizungen sind
an der Innenseite bzw. Unterseite 3 der Platte angeordnet und
geben ihre Heizstrahlung durch die Platte hindurch an deren
Außenseite bzw. Oberseite 4 ab, auf die Kochgefäße gestellt
werden können. An der Oberseite der von einem gesonderten
Rahmen umgebenen, durchgehend ebenen und kostant dicken
Platte sind in einer Reihe benachbart zueinander bzw. nebeneinander
mehrere manuell betätigbare Bedienelemente angeordnet,
mit denen die einzelnen Beheizungen unabhängig voneinander
manuell gesteuert, beispielsweise ein- und ausgeschaltet
sowie auf unterschiedliche Betriebsleistungen eingestellt
werden können. Das im Schnitt dargestellte Bedienelement 5
ist eines von beispielsweise vier bis zehn zwischen den
Kochfeldern und einer Außenkante der Platte unmittelbar
benachbart zueinander in einer Reihe parallel zur Außenkante
angeordneten Bedienelementen.
Das Bedienelement 5 hat die Form eines quadratischen Pyramidenstumpfes
und ist mit einer Höhe, die ca. zweimal der
Dicke der Glaskeramikplatte 3 entspricht, im Vergleich zu
gängigen Drehknöpfen sehr flach. Die ebene, quadratische
Oberseite 6 und die parallel dazu verlaufende, quadratische,
ebene Unterseite 7, die vollflächig auf der Plattenoberseite
4 aufliegt, sind über seitliche Schrägflächen 8, 9 verbunden,
deren Außenseiten griffgünstig profiliert, beispielsweise
gerippt oder genoppt sein können. Das sehr einfach aufgebaute
Bedienelement 5 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen,
nämlich einem eine bodenseitige Rechteckausnehmung aufweisenden
Kunststoffkörper 10 und einem in die Rechteckausnehmung
paßgenau eingesetzten, quaderförmigen Permanentmagneten 11,
der bündig mit der Unterseite 7 des Körpers 10 abschließt.
Die Plattenoberseite 4 ist frei von Vorsprüngen oder Vertiefungen,
die eine mechanische Führung oder Bewegungsbegrenzung
parallel zur Plattenoberfläche des frei verschieblichen
Bedienelementes 5 bewirken könnten. Der Magnet 11 ist so
ausgerichtet, daß sein magnetischer Nordpol der Unterseite 7
bzw., bei aufgesetztem Betätigungselement, der Platte 2
zugewandt ist und sein zum Südpol führendes inneres Magnetfeld
im wesentlichen senkrecht zur Unterseite 7 bzw. Platte 2
ausgerichtet ist. Es kann sich um einen Permanentmagneten mit
hoher Koerzitivfeldstärke, beispielsweise um einen Eisen-Neodym-Bor-Permanentmagneten
handeln.
Unterhalb der Glaskeramikplatte 2 befindet sich in einem
durch diese und weitere, nicht gezeigte Teile hermetisch
abgeschlossenen Raum eine direkt an der Unterseite 3 der
Platte anliegende, auch in Fig. 2 gut erkennbare magnetische
Halteeinrichtung 15 mit mehreren jeweils quaderförmigen
Permanentmagneten 16 bis 20. Diese erzeugen ein permanentes
magnetisches Kraftfeld bzw. Magnetfeld, das derart stark ist,
daß sich der oben aufliegende Schieber 5 bei seitlichem Druck
auf die Schrägflächen 8 oder 9 parallel zur Plattenoberfläche
begrenzt relativ leicht verschieben läßt, daß aber ein
Abheben des Bedienelementes von der Plattenoberfläche zur
Überwindung der magnetischen Anziehungskräfte zwischen
Halteeinrichtung 15 und Bedienelement 5 einen bewußten
Krafteinsatz eines Bedieners erfordert.
In Fig. 2 ist gut zu erkennen, daß die Halteeinrichtung 15
eine durch den quaderformigen Magneten 16 gebildete erste
bzw. innere Magnetanordnung aufweist, deren Polung bei
aufgesetztem Bedienelement gleichsinnig mit der Polung des
Bedienelement-Magneten 11 ausgerichtet ist, so daß sich über
die Platte hinweg der Nordpol des Bedienelement-Magneten 11
und der Südpol des zentralen Haltemagneten 16 mit einem der
Plattendicke entsprechenden Minimalabstand gegenüberliegen.
Dadurch wird eine hohe Haltekraft im Zentralbereich bewirkt.
Um den Zentralmagneten 16 herum ist durch vier gleichartige,
direkt aneinanderstoßende quaderförmige Permanentmagnete 17
bis 20 eine äußere, zweite Magnetanordnung in Form eines den
inneren Magneten 16 vollständig umschließenden Rechteckringes
angeordnet. Die Magnete 16 bis 20 der Halteeinrichtung sind
auf der Oberseite einer Leiterplatte 21 befestigt, die bei
der Montage der Einrichtung derart unterhalb der Glaskeramikplatte
befestigt wird, daß die Magnete mit ihren ebenen
Oberseiten flächig an die Plattenunterseite 3 angedrückt
werden.
Die äußeren Magnete haben vom Zentralmagneten 16 einen
plattenparallelen radialen Abstand etwa in der Größenordnung
der Plattendicke bzw. von einigen Millimetern bis wenigen
Zentimetern, und die äußeren Magneten haben eine zum inneren
Magneten 16 entgegengesetzte Polung, bei der deren Nordpole
zur Plattenunterseite 3 gerichtet sind. Die zur zentralen
Längsachse 22 und zur zentralen Querachse 23 spiegelsymmetrische
Magnetanordnung der Halteeinrichtung 15 erzeugt ein
durch die gestrichelt angedeuteten Feldlinien charakterisiertes,
bzgl. einer senkrecht zur Platte 2 verlaufenden Drehachse
zweizählig drehsymmetrisches Magnetfeld mit zwei senkrecht
aufeinander stehenden, durch die Spiegelebenen definierten
Vorzugsrichtungen zwischen dem inneren Südpol und
einem äußeren Nordpol.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist zur Erfassung der Lage
und/oder einer Lageänderung des Bedienelementes 5 eine
Sensoreinrichtung 25 mit zwei Hall-Sensoren 26, 27 vorgesehen,
die an eine von der Leiterplatte 21 getragene Auswerte- und
Steuerschaltung angeschlossen sind und im Einbauzustand
in unmittelbarer Nähe der Unterseite 3 der Glaskeramikplatte
angeordnet sind. Die magnetfeldsensitiven Hallsensoren 26, 27
sind jeweils auf der zentralen Längsachse bzw. Spiegelachse
22 der Halteeinrichtung 15 etwa mittig zwischen dem zentralen
Haltemagnet 16 und den schmalseitigen Außenmagneten 17 bzw.
18 angeordnet und liegen dadurch in einem vom Magnetfeld der
Halteeinrichtung nur schwach und parallel zur Flächenausdehnung
des Hallsensors durchdrungenen Bereich. Sie liegen im
Wirkbereich des vom Bedienelement-Magneten 11 erzeugten
Magnetfeldes, das den Bereich der Hallsensoren schräg durchdringt
und in der in Fig. 1 gezeigten Mittenstellung oder
Ruhestellung des Bedienelementes 5 am Ort beider Hallsensoren
26, 27 im wesentlichen gleich stark ist.
Der zentral angeordnete Magnet 16 quadratischer Form erfüllt
im wesentlichen eine berührungsfrei durch die Platte 2
hindurch auf den Magneten 11 des Bedienelements 5 wirkende
Halte- und Zentrierfunktion, durch die der Schieber 5 bei
Abwesenheit äußerer Verschiebekräfte in der in Fig. 1 gezeigten
Mittenstellung bzw. Ruhestellung gehalten wird. Die um
den Zentralmagneten 16 angeordneten weiteren Rechteckmagnete
17 bis 20 unterstützen zum einen die Zentrierfunktion, indem
die plattenzugewandten Nordpole paarweise symmetrisch abstoßend
auf den Nordpol des Bedienungselementmagneten 11 zentrierend
wirken. Die Magnete der äußeren Magnetanordnung
dienen darüber hinaus im wesentlichen einer berührungsfreien,
magnetischen Führung des Bedienelementes 5 sowie dessen
selbsttägier Rückstellung nach Loslassen des Knopfes, wobei
die Rückstellkraft ebenfalls berührungsfrei durch die magnetisch
permeable Platte 2 hindurch magnetisch vermittelt wird.
Rückstellende Kräfte treten bei Verschiebung des Schiebers 5
in alle vier senkrecht auf den Seitenkanten der äußeren
Magnetnanordnung stehenden Verschiebungsrichtungen auf. Da
jedoch die an den längeren Seiten angeordneten Außenmagnete
19, 20 deutlich näher am Zentralmagneten 16 liegen als die an
den kürzeren Seiten angeordneten Magnete 17, 18, nimmt die
Rückstellkraft in Verschiebungsrichtung senkrecht zur längeren
Spiegelebene 22 deutlich stärker zu als parallel zur
Spiegelebene 22. Die parallel zu dieser Richtung langgestreckte
Rechteckanordnung schafft somit einen magnetischen
Führungstrog bzw. eine Führungsrille, bei der ausgehend von
der Ruhestellung über dem Zentralmagneten 16 Verschiebungen
parallel zur längeren Spielachse 22, also in Richtung eines
der Hallsensoren 26, 27 relativ leicht möglich sind, während
Verschiebungen quer zu dieser Richtung magnetisch stark
entgegengewirkt wird.
Die magnetische Halteeinrichtung 25 erfüllt also nicht nur
eine Haltefunktion, die das Bedienelement 5 gegen unbeabsichtigtes
Abheben oder Abfallen sichert und auf der Plattenoberseite
festhält, sondern auch die Funktion einer Seitenführung,
die eine Verschiebung im wesentlichen nur in zwei
gegenparallele Richtungen 28 und 29 parallel zur Ebene 22
zuläßt. Weiterhin wird eine selbsttätige Rückstellung in die
zentrische Ruhestellung bewirkt. Mit den beiden Hallsensoren
26, 27 kann die Verschiebungsbewegung des Verschiebeknopfes 5
in Verschiebungerichtung 28 oder die dazu gegenparallele
Verschiebungsrichtung 29 erfaßt werden.
Wird der Schieber 5 beispielsweise in Richtung 28 verschoben,
so werden beide Hallsensoren eine Änderung der magnetischen
Feldstärke detektieren, wobei diese im Bereich des Sensors 26
zunimmt und im Bereich des Sensors 27 abnimmt. Die Magnetfeldänderungen,
die sich primär als Änderungen der anliegenden
Hallspannung auswirken, können durch die angeschlossene
Steuereinrichtung in elektrische Impulse umgesetzt und durch
eine nachfolgende Elektronik in Schaltimpulse umgewandelt
werden. Bevorzugt werden die Hallsensoren die digitalen
Ausgangssignale liefern, so daß beispielsweise eine über
einem vorgebbaren Spannungswert liegende Hallspannung einem
logisch hohen Niveau bzw. einem logischen Highpegel entspricht,
während eine Unterschreitung des Schwellenwertes
einem niedrigen logischen Niveau bzw. einem logischen Lowpegel
zugeordnet ist. Die entsprechenden Pegel bzw. Signale
können einer logischen Verknüpfungseinheit der Steuereinrichtung
zugeführt werden, die aus den im Bereich der Sensoren
26, 27 herrschenden magnetischen Bedingungen zugeordnete
Schaltsignale ableitet. Die Auslegung kann so sein, daß bei
aufgesetztem Schieberelement 5 in dessen Ruhestellung beide
Sensoren 26, 27 aufgrund der im wesentlichen gleichen Magnetfeldstärke
einen logischen Highpegel liefern, aus dem die
Verknüpfungslogik das Vorhandensein eines Bedienknopfes in
Ruhestellung schließt und das Elektrogerät in einen Standby-Zustand
bzw. Bereitschaftszustand schaltet, in dem Grundfunktionen
aktiviert sind. Durch Verschiebung des Schieberknopfes
bzw. Tasterknopfes 5 beispielsweise in Verschiebungsrichtung
28 wird der magnetische Fluß im Bereich des nicht mehr oder
nur noch geringfügig vom Magneten 11 beeinflußten Hallsensors
27 so gering, daß dieser abfällt und einen logischen Lowpegel
liefert. Die angeschlossene Verknüpfungseinheit leitet aus
den Eingabewerten der beiden Sensoren 26, 27 ein der Verschiebung
in Verschiebungsrichtung 28 zugeordnetes Schaltsignal
ab, über das beispielsweise eine bestimmte Ankochleistung
des zugeordneten Kochfeldes eingestellt wird. Wird
der Schiebetaster 5 so weit in Verschieberichtung 28 verschoben,
daß der Bedienelementmagnet 11 sich vom Zentralmagnet 16
weit entfernt und dem Außenmagneten 17 nähert, so bewirken
die magnetischen Anziehungskräfte des Zentralmagneten im
Zusammenspiel mit den in gleiche Richtung wirkenden Abstoßungskräften
des Außenmagneten 17 einen vom Nutzer deutlich
wahrnehmbaren Verschiebewiderstand, der die Vollendung des
Tastvorganges anzeigt. Wenn ein Benutzer den Schieber daraufhin
losläßt, stellt sich dieser zur Minimierung der magnetischen
Feldenergie automatisch in die in Fig. 1 gezeigte
Ruhestellung zurück. Ein entsprechender Tastvorgang kann in
die entgegengesetzte Verschiebungsrichtung 29 durchgeführt
werden, wobei der dadurch bewirkte Hochpegel am Hallsensor 27
in Verknüpfung mit dem Niedrigpegel am Hallsensor 26 eine der
Verschiebungsrichtung 29 zugeordnete Schaltfunktion bewirkt.
Falls kein Schieber auf dem System sitzt, weil er beispielsweise
zur Sicherung gegen unbefugte Nutzung von der Platte
abgenommen wurde, so liefern beide Hallsensoren 26, 27
aufgrund der niedrigen magnetischen Feldstärke einen logischen
Niedrigpegel zurück. Die Verknüpfungslogik kann
daraus ein Steuersignal für einen stabilen Aus-Zustand
bewirken, der sich allgemein durch Wegnahme des Bedienelementes
einstellt.
Es ist erkennbar, daß pro Verschiebungsrichtung nur ein
einziger Sensor ausreicht, um bei den vorliegenden zwei
Verschiebungsrichtungen insgesamt vier unterschiedliche
Zustände durch geeignete Betätigung des Tasters 5 anzuwählen,
nämlich die bei den Verschiebungsrichtungen jeweils zugeordneten
Funktionen sowie die der Ruhestellung zugeordnete
Standby-Funktion und die der Abwesenheit des Bedienelementes
zugeordnete Aus-Funktion.
Ein Fachmann wird leicht erkennen, daß ein einachsiger
bidirektionaler Schiebetaster durch geeignete Anordnung
weiterer Sensoren, die beispielsweise zwischen Zentralmagnet
16 und den langen Seitenmagneten 19, 20 auf der kurzen
Spiegelebene 23 der Anordnung 15 liegen können, zu einem
zweiachsigen bidirektionalen Schiebetaster nach Art eines
Joysticks erweitert werden kann. Alternativ oder zusätzlich
zu Hallsensoren können auch andere magnetfeldsensitive
Sensoren wie Reet-Kontakte, Spulen o. dgl. vorgesehen sein.
Auch nichtmagnetische Sensoren, beispielsweise kapazitive
oder induktiv arbeitende Sensoren sind möglich.
Je nach Auslegung der Steuereinrichtung lassen sich über
derartige Schiebetaster viele zweckmäßige Schaltmöglichkeiten
realisieren, die bei Bedarf einsetzbar sind. So sind bei der
beispielhaft beschriebenen Ausführung die Magnetfeldstärken,
die Sensoren und geeignete Schwellen in der Auswerteelektronik
so angepaßt, daß bei einer steuerwirksamen Verschiebung
in eine der Verschiebungsrichtungen 28, 29 bei Überschreiten
eines unteren Schwellenwertes ein einziges Steuersignal
erzeugt wird, unabhängig von der tatsächlichen Verschiebungsweite.
Durch eine Auswerteelektronik mit einem Taktgeber und
einem Zähler ist es auch möglich, bei einer steuerwirksamen
Verschiebung die Haltedauer im ausgelenkten Zustand zu
ermitteln und in Abhängigkeit von der Haltedauer ein entsprechendes
Steuersignal zu erzeugen. Dabei kann z.B. einer
Verschiebungsrichtung ein Aufwärtszählen und der entgegengesetzten
Richtung ein Abwärtszählen zugeordnet sein. Zählimpulse
können hierbei optisch und/oder akustisch angezeigt
werden, um einem Bediener das Erreichen der gewünschten
Schaltfunktion o. dgl. anzuzeigen. Es ist auch möglich, die
Schaltung so auszulegen, daß ein gewünschtes Steuersignal
bzw. ein diesem entsprechender Schaltzustand durch eine
vorgebbare Anzahl diskreter steuerwirksamer Verschiebungen
bewirkt wird, so daß beispielsweise die Grillfunktion eines
Backofens über eine bestimmte Anzahl, beispielsweise drei
kurz aufeinanderfolgende Verschiebungen einstellbar sein
kann. Grundsätzlich läßt es die Erfindung auch zu, daß
beispielsweise ein Steuersignal in Abhängigkeit von einer
Verschiebungsweite des Bedienelementes erzeugt wird. Hierzu
können evtl. entlang einer Verschiebungsrichtung mehrere
Sensoren angeordnet sein, die mit zunehmender Verschiebungsweite
nach und nach steuerwirksam vom Magnetfeld des Schiebers
5 erfaßt werden.
Schiebetaster bzw. Impulstaster der genannten Art können im
Bereich von Elektrokochgeräten beispielsweise zur vorzugsweise
schrittweisen Einstellung von Temperaturwerten und/oder
zur Betriebsartenwahl in Backofensteuerungen eingesetzt
werden. Im Falle einer Kochstellensteuerung ist beispielsweise
auch die Vorwahl einer Leistungsstufe oder einer frei
wählbaren Aufheiz-/Ankochzeit möglich. Bei einem zweiachsigen
Taster kann z.B. über eine Achse eine Zweiteinstellung und
über eine andere Achse eine Temperatureinstellung vorgenommen
werden. Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die Verwendung
bei Kochgeräten mit Glaskeramikplatten beschränkt. So können
berührungsfrei festgehaltene Betätigungselemente an beliebigen,
magnetisch nicht aktiven, horizontalen, vertikalen oder
schrägen Gehäusewänden eines Gerätes magnetisch gehalten
werden.
Claims (16)
- Anordnung zur Steuerung von elektrisch ansteuerbaren Geräten, insbesondere Elektrokochgeräten, mit mindestens einem an einer Außenseite einer Platte angeordneten oder anordenbaren Bedienelement, einer dem Bedienelement zugeordneten Halteeinrichtung zum Halten des Bedienelementes an der Platte und einer zum Zusammenwirken mit einer Steuereinrichtung vorgesehenen Sensoreinrichtung zur Erfassung der Lage und/oder Lageänderung des Bedienelementes, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bedienelement (5) als selbsttätig in eine Ruhestellung zurückkehrender Schieber ausgebildet ist, der in mindestens einer Verschiebungsrichtung (28, 29) entlang der Platte (2) verschiebbar ist.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (5) ausgehend von der Ruhestellung zur Erzeugung von mindestens zwei unterschiedlichen Steuersignalen in mindestens zwei unterschiedliche Verschiebungsrichtungen (28, 29) steuerwirksam verschiebbar ist, wobei vorzugsweise das Bedienelement ausgehend von der Ruhestellung in zwei gegenparallele Verschiebungsrichtungen (28, 29) und/oder in vier rechtwinklig zueinander ausgerichtete Verschiebungsrichtungen steuerwirksam verschiebbar ist.
- Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) derart mit der Steuereinrichtung zusammenwirkt, daß eine steuerwirksame Verschiebung erst bei Überschreiten einer Mindestverschiebungsweite in der Verschiebungsrichtung eintritt.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) derart mit der Steuereinrichtung zusammenwirkt, daß bei einer steuerwirksamen Verschiebung unabhängig von der Verschiebungsweite ein einzelnes Steuersignal erzeugbar ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung derart mit der Steuereinrichtung zusammenwirkt, daß bei einer steuerwirksamen Verschiebung eine Anzahl von Steuersignalen in Abhängigkeit von einer Haltedauer im verschobenen Zustand erzeugbar ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung derart mit der Steuereinrichtung zusammenwirkt, daß ein Steuersignal in Abhängigkeit von einer Anzahl kurzzeitig aufeinanderfolgender steuerwirksamer Verschiebungen in einer Verschiebungsrichtung erzeugbar ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) derart mit der Steuereinrichtung zusammenwirkt, daß bei Wegnahme des Bedienelementes (5) von der Platte (2) das Gerät in einen stabilen Ausschaltzustand geschaltet wird.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) derart mit der Steuereinrichtung zusammenwirkt, daß bei in Ruhestellung befindlichem Bedienelement (5) das Gerät in einen vom Ausschaltzustand abweichenden Bereitschaftszustand geschaltet wird.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) mindestens zwei zur Abgabe von Sensorsignalen ausgebildete Sensoren (26, 27) umfaßt und daß die Steuereinrichtung mindestens eine logische Verknüpfungseinheit zur logischen Verknüpfung der Sensorsignale oder von aus Sensorsignalen abgeleiteten Signalen aufweist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (25) mindestens einen an der Innenseite (3) der Platte (2) angeordneten Sensor (26, 27) aufweist, der auf eine durch Betätigung des Bedienelementes (5) bewirkte Änderung eines, insbesondere durch die Platte hindurchwirkenden, vorzugsweise magnetischen Feldes, anspricht und/oder daß die Sensoreinrichtung (25) mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensor, insbesondere mindestens einen Hallensensor (26, 27) aufweist, der vorzugsweise im Wirkbereich eines Magneten (11) des Bedienelementes angeordnet oder anordenbar ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Verschiebungseinrichtung (28, 29) nur ein Sensor (26, 27) vorgesehen ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (15) auf der dem Bedienelement (5) gegenüberliegenden Innenseite (3) der Platte (2) angeordnet ist und/oder daß die Halteeinrichtung (15) als Einrichtung zur Erzeugung eines, vorzugsweise magnetischen Kraftfeldes ausgebildet ist, das berührungsfrei auf das Bedienelement wirkt, wobei vorzugsweise das Bedienelement (5) ausschließlich durch die Kraft des Kraftfeldes an der Platte (2) gehalten wird.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienelement (5) ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen von der Platte (2) entfernbar ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (15) mindestens einen Haltemagneten und das Bedienelement mindestens einen im Wirkbereich des Haltemagneten (16) anordenbaren Magneten (11) aufweist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (15) zur Erzeugung eines mehrzählig drehsymmetrischen Magnetfeldes ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das Magnetfeld eine zweizählige oder eine vierzählige Drehsymmetrie aufweist, und/oder daß die Halteeinrichtung eine erste Magnetanordnung (16) mit einem plattenzugewandten Magnetpol und mit Abstand dazu eine zweite Magnetanordnung (17, 18, 19, 20) entgegengesetzter Polung aufweist, wobei vorzugsweise eine zweite Magnetanordnung (17, 18, 19, 20) ringförmig und/oder rechteckförmig ist und mit radialem Abstand um eine innere erste Magnetanordnung (16) angeordnet ist.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausschließlich berührungsfrei wirkende Führungseinrichtung zur Führung des Bedienelementes (5) entlang der Verschiebungsrichtung (28, 29) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Führungseinrichtung durch die Halteeinrichtung (15) gebildet ist.
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