DE102004058478A1

DE102004058478A1 - Bedienvorrichtung für ein Elektrogerät

Info

Publication number: DE102004058478A1
Application number: DE200410058478
Authority: DE
Inventors: Martin Baier
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2006-05-24

Abstract

In einem Ausführungsbeispiel ist eine Bedienvorrichtung (12) für ein Kochfeld (10) beschrieben mit wenigstens einem Lichtsender (48), einem Lichtempfänger (50) und einer Abdeckung (60) mit einer Oberseite (70) als Bedienfläche und einer Unterseite (68). Der Lichtsender (48) strahlt Licht (82) an die Unterseite (68) der Abdeckung (60) bzw. zum Lichtempfänger (50) ab. Aus einer Verformung der Abdeckung (60), die aus einer Krafteinwirkung auf die Bedienfläche folgt, resultieren Veränderungen der Lichtmenge, entweder durch verändertes Reflexionsverhalten oder eine wesentliche Verengung des Durchlassquerschnitts eines Übertragungs-Kanals zwischen Lichtsender (48) und Lichtempfänger (50). Eine Auswertevorrichtung wertet die vom Lichtempfänger (50) empfangene Lichtmenge aus und löst in Abhängigkeit der Veränderung der Lichtmenge einen Schaltvorgang aus. Die Abdeckung ist vorteilhaft der umlaufende Rahmen des Kochfeldes (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Elektrogerät, insbesondere ein Kochfeld, mit wenigstens einem Lichtsender, einem Lichtempfänger und einer Abdeckung mit einer Oberseite als Bedienfläche und einer Unterseite.

Eine derartige Bedienvorrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 197 00 836 C1 bekannt. Darin wird ein optischer Sensorschalter mit einer Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Signalsensor beschrieben, die unter einer Abdeckung angeordnet sind, wobei die Abdeckung eine Glaskeramikplatte eines Glaskeramikkochfelds ist. Das von der Lichtquelle emittierte Licht tritt durch die Glaskeramikplatte, bis eine Bedienperson die Durchtrittstelle des Lichts an einer Bedienfläche berührt. Das Licht wird dann an der Berührfläche zum lichtempfindlichen Signalsensor reflektiert, dessen Ausgangssignal für das Auslösen eines Schaltsignals verwendet wird. Eine derartige Anordnung setzt voraus, dass die Lichtquelle und der lichtempfindliche Signalsensor unter einer lichtdurchlässigen Abdeckung angeordnet sind. Diese kann einstü ckig als Teil einer Platte ausgebildet sein oder muss in eine Ausnehmung eingebracht werden, wodurch zum einen ein erhöhter Arbeitsaufwand und zum anderen Schmutz- und Keimritzen entstehen, die nur schlecht zu reinigen sind. Auch kann die Funktion nicht gewährleistet werden, wenn die Berührfläche durch eine Verschmutzung dauerhaft abgedeckt ist.

Aufgabe und Lösung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bedienvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Funktion unabhängig vom Grad der Verschmutzung gewährleistet ist und die leicht gereinigt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Erfindungsgemäß strahlt der Lichtsender Licht an die Unterseite der Abdeckung ab, wobei die Unterseite das Licht zum Lichtempfänger reflektiert. Aus einer elastischen Verformung der Abdeckung, die aus einer Krafteinwirkung auf die Bedienfläche folgt, resultieren Veränderungen der Lichtmenge. Eine Auswertevorrichtung wertet die vom Lichtempfänger empfangene Lichtmenge aus und löst in Abhängigkeit der Veränderung der Lichtmenge einen Schaltvorgang aus.

Die Abdeckung kann beispielsweise ein Teil eines umlaufenden Randes des Glaskeramikkochfeldes sein, der aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein kann. Die an der Unterseite der Abdeckung reflektierte Lichtmenge kann kleiner oder größer werden, um als Veränderung wahrgenommen zu werden. Die elastische Verformung, aus der die Veränderung der Lichtmenge resultiert, kann ein Verbiegen, ein Knicken oder dergleichen der Abdeckung sein. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um eine gleichmäßige beziehungsweise symmetrische Verformung handelt oder ob diese ungleichmäßig ist.

Die Krafteinwirkung beziehungsweise die Kraft, aus der die Verformung folgt, liegt vorzugsweise in einer Größenordnung, die eine Bedienperson mittels eines Fingers ohne Mühe aufbringen kann. Insbesondere ist die für die Verformung benötigte Kraft nur so groß, dass sie mittels Antippen der Bedienfläche erzielt werden kann. Generell ist jedoch jede Größenordnung denkbar. Da die Abdeckung einteilig mit einem flächigen Bauteil ausgebildet sein kann, entstehen keine Fugen durch Einsetzen der Bedienvorrichtung in ein solches flächiges Bauteil. Dadurch wird der Reinigungsaufwand für eine derartige Vorrichtung deutlich verringert. Da keine Teile, die unter Spannung stehen oder auf die ein elektrisches Feld wirkt, von einer Bedienperson berührt werden müssen, um einen Schaltvorgang auszulösen, besteht für eine Bedienperson keine Gefahr eines elektrischen Schlags.

Die Auswertevorrichtung, die die vom Lichtempfänger empfangene Lichtmenge auswertet, kann als Schaltung mit elektronischen oder elektrischen Bauteilen aufgebaut oder mittels eines Micro-Prozessors realisiert sein. Es ist jedoch ebenfalls jede andere Art einer Steuerung oder Regelung denkbar.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichtsender als lichtemittierende Diode und vorzugsweise der Lichtempfänger als Phototransistor oder pin-Diode ausgebildet. Da die Ausmaße dieser Bauteile sehr klein gehalten werden können, beispielsweise als SMD-Bauteil, hängt die gesamte Dimension der Bedienvorrichtung nicht vom Lichtsender oder Lichtempfänger ab und kann weitestgehend frei gewählt werden. Wei terhin verursacht die Verwendung dieser Bauteile, die als Massenartikel hergestellt werden, nur geringe Kosten.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung resultiert aus der Verformung der Abdeckung eine Verengung des Übertragungs-Kanals. So wird ähnlich wie bei einer Wasserleitung die Lichtmenge zugeschnürt. Dabei kann die Lichtübertragung vom Lichtsender zum Lichtempfänger eine Mischung aus reflektiertem und diffusem Licht sein. Es kann sogar Licht direkt übertragen werden. Durch die Verengung des Kanals bzw. Zwischenraums zwischen Sender und Empfänger nimmt die übertragene Lichtmenge ab. Welche der vorgenannten Übertragungsarten dabei am stärksten betroffen ist, spielt eigentlich keine Rolle.

Um das Verengen des Übertragungs-Kanals zu verstärken, kann an der Unterseite der Abdeckung und/oder auf der Oberseite der Trennwandung ein Vorsprung ausgebildet sein. Dieser Vorsprung befindet sich im unbetätigten Zustand der Abdeckung weitgehend außerhalb des Übertragungs-Kanals bzw. beeinträchtigt diesen wenig oder kaum. Bei Verformung der Abdeckung verengt er ihn zumindest teilweise, insbesondere großteils. Dabei kann er direkt in den Weg zwischen Sender und Empfänger bewegt werden bei Verformung. Alternativ kann er an beliebiger Stelle des Übertragungs-Kanals dessen Querschnitt verengen. Er ist vorteilhaft elastisch, so dass er beim Anschlag an ein Gegenstück odgl. nachgeben kann.

Bevorzugt ist die Bedienvorrichtung als Reflexionslichtschranke ausgebildet. Diese kommt vorteilhaft ohne eine Berührfläche zwischen Lichtsender bzw. Lichtempfänger und der Unterseite der Abdeckung aus, wodurch die Verwendung zur Messung einer Durchbiegung bzw. einer Verengung des Übertragungs-Kanals zwischen Lichtsender und Lichtempfänger möglich ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Unterseite der Abdeckung wenigstens eine vorzugsweise becherartige Ausnehmung auf. Dabei weist der Boden der Ausnehmung an der Unterseite eine Dicke auf, die kleiner als 1 mm ist und vorzugsweise bei etwa 0,5 mm liegt. Diese Dicke ermöglicht eine elastische Verformung der Abdeckung im Bereich der Berührfläche durch eine geringe Kraft und bietet auf der anderen Seite eine Stabilität, die ein ungewolltes Durchbrechen bei einer Belastung mit einer großen Kraft verhindert. Die Durchbiegung kann 2 μm bis 20 μm betragen und dabei sicher erkannt werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtstrahlen des Lichtsenders zum Lichtempfänger und eine definierte Empfangsrichtung des Lichtempfängers in einem Grundzustand derart zueinander orientiert, dass sie eine gemeinsame Ebene definieren. Die Winkelhalbierende zwischen der Richtung der Lichtstrahlen des Lichtsenders zum Lichtempfänger und der Empfangsrichtung des Lichtempfängers ist senkrecht zur Unterseite ausgerichtet. Wenn die Oberfläche mit einer Kraft beaufschlagt wird und sich daraus resultierend verformt, verschiebt sich die Winkelhalbierende und die Richtung des von der Unterseite reflektierten Lichtes verändert sich, wobei diese Veränderung zum Auslösen eines Schaltvorgangs herangezogen wird. Da Licht immer nach dem Prinzip reflektiert wird, dass der Einfallswinkel dem Ausfallswinkel gleicht, kann die Anordnung von Lichtsender und Lichtempfänger vorteilhaft symmetrisch zur Winkelhalbierenden im unbetätigten Zustand der Oberfläche vorgenommen werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind der Lichtsender und der Lichtempfänger an einem Träger angeordnet, insbesondere einem Bauteilträger wie beispielsweise einer Leiterplatte. Lichtsender und Lichtempfänger können von einem Formbauteil umschlossen sein, wobei das Formbauteil eine lichtundurchlässige Trennwandung zwischen dem Lichtsender und dem Lichtsender aufweist, die ein Überstrahlen auf di rektem Weg verhindert. Die Anordnung des Lichtsenders und Lichtempfängers auf einem Träger ermöglicht eine Vormontage zu einem Modul, das bei der Endmontage ohne großen Aufwand nur noch unter der Abdeckung angeordnet werden muss. Es ist denkbar, dass an dem Träger Vorrichtungen vorgesehen sind, über die der Lichtsender und der Lichtempfänger mittels eines Steckverbinders an beispielsweise die Auswertevorrichtung angeschlossen werden können.

Ein Formbauteil, das den Lichtsender und den Lichtempfänger umschließt, kann ebenfalls bereits ein Teil des vorgenannten Moduls sein. Das Formbauteil bietet mehrere Vorteile. Zum einen können der Lichtsender und der Lichtempfänger so einfach in eine definierte Position zueinander und relativ zum Träger gebracht werden, die die bereits beschriebene Anordnung ermöglicht. Zum anderen wird, wenn das Formbauteil bereits Teil des Moduls ist, die Anordnung des Lichtsenders und des Lichtempfängers auf dem Träger durch das Formbauteil stabilisiert, so dass der Lichtsender und der Lichtempfänger beim Transport des Moduls nicht beschädigt oder abgerissen werden können. Das Formbauteil kann beispielsweise ein Spritzgussteil aus einem Kunststoff sein, wodurch eine Fertigung großer Stückzahlen kostengünstig ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausnehmung in der Abdeckung zur Aufnahme des Formbauteils ausgeformt und die Ausnehmung in der Abdeckung korrespondiert mit dem Formbauteil. Durch eine mit dem Formbauteil korrespondierende Form der Ausnehmung ist das Anbringen des Formbauteils an einer definierten Position an der Abdeckung vereinfacht, so dass auf der Oberseite der Abdeckung Markierungen angebracht werden können, die die Bedienfreundlichkeit erhöhen. Vorteilhaft ist das Formbauteil derart ausgebildet, dass es mit seinem Randbereich am Boden der Ausnehmung angelegt werden kann und in seinem mittleren Bereich vom Boden entfernt ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine fertigungstoleranzbedingte und/oder temperaturbedingte Abweichung einer Ebenheit der Unterseite in einem Grundzustand, die eine Verschiebung der Winkelhalbierenden oder eine Veränderung der Durchlässigkeit des Übertragungs-Kanals zur Folge hat, durch eine elektronische Steuerung ausgeglichen werden. Dadurch können die Fertigungstoleranzen vorteilhaft relativ groß gewählt werden für eine kostengünstigere Fertigung. Die Abweichungen von der Ebenheit der Unterseite haben zur Folge, dass mehr oder weniger Licht vom Lichtsender an der Unterseite auf den Lichtempfänger reflektiert wird als bei einer idealen Ebenheit der Unterseite durch den Übertragungs-Kanal vom Sender zum Empfänger gelangt. Um dies ausgleichen zu können, ist es vorteilhaft, dass die Lichtmenge, die vom Lichtsender emittiert wird, im idealen Grundzustand nicht die maximal erreichbare Lichtmenge des Lichtsenders ist, um die emittierte Lichtmenge noch erhöhen zu können. Das Angleichen der emittierten Lichtmenge kann beispielsweise durch Erhöhung oder Verminderung des Stroms für den Betrieb des Lichtsenders erfolgen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuerung eine Vorrichtung zur Erkennung von Abweichungen einer empfangenen Lichtmenge von einem Sollwert, eine Vorrichtung zum Ausgleichen der Abweichung der empfangenen Lichtmenge von dem Sollwert und eine Vorrichtung zum Auslösen eines Schaltvorgangs auf. Die Vorrichtung zum Erkennen der Abweichungen des Istwerts der empfangenen Lichtmenge vom Sollwert kann beispielsweise ein Micro-Prozessor mit einer Messvorrichtung sein, insbesondere eine Messbrücke. Die Vorrichtung zum Ausgleichen der empfangenen Lichtmenge kann einen Operationsverstärker aufweisen, der von diesem Micro-Prozessor angesteuert wird. Die Vorrichtung zum Auslösen des Schaltvorgangs kann ein Relais, einen Transistor oder ein Leistungselektronikbauteil aufweisen, wobei diese Vorrichtungen dann vorteilhaft ebenfalls vom Micro-Prozessor angesteuert werden. Es sind jedoch ebenfalls alle weiteren Arten einer Steuerung vorstellbar.

Vorteilhaft ist die Steuerung derart ausgelegt, dass eine Unterscheidung zwischen einer temperaturabhängigen oder fertigungstoleranzbedingten Veränderung der empfangenen Lichtmenge und einer durch eine Kraftbeaufschlagung bedingten Veränderung der empfangenen Lichtmenge unterschieden werden kann.

In einem Verfahren gemäß der Erfindung zum Ausgleich von Abweichungen des Istwerts einer empfangenen Lichtmenge von einem Sollwert bei einer vorgenannten Bedienvorrichtung wird in einem ersten Schritt die Stromaufnahme und die daraus resultierende emittierte Lichtstärke des Lichtsenders bestimmt. In einem zweiten Schritt wird ein vom Lichtsender in Abhängigkeit einer Verformung an der Unterseite empfangener Istwert einer Lichtstärke im unbedienten Zustand bestimmt. In einem dritten Schritt wird ein Vergleich des Istwerts mit dem Sollwert durchgeführt. In einem vierten Schritt wird abhängig von diesem Vergleich die Stromzufuhr zum Lichtsender in der Art verändert, dass der Istwert der empfangenen Lichtstärke an den Sollwert der zu empfangenen Lichtstärke angeglichen wird.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sollwert-Istwertausgleich einmalig vorgenommen, insbesondere nach Einschalten der Steuerung. Dadurch werden Umgebungsbedingungen und Fertigungstoleranzen ausgeglichen und die Bedienvorrichtung auf diese Bedingungen eingestellt, ohne dass sonstige Eingriffe nötig sind. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sollwert-Istwert-Ausgleich mehrmalig vorgenommen, insbesondere in kurzen Zeitintervallen von Sekunden. Dadurch werden Veränderungen der Umgebungsbedingungen ausgeglichen, die sich beispielsweise bei der Erwärmung eines Kochfeldes einstellen. Dadurch werden vorteilhaft Störungen vermieden.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine 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. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihre Allgemeingültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht eines Kochfeldes mit einer Anordnung der Bedienvorrichtung im Randbereich des Kochfeldes,
2 eine Detailansicht der Anordnung der Bedienvorrichtung im Randbereich des Kochfeldes gemäß II in 1,
3 eine geschnittene Detailansicht der unbetätigten Bedienvorrichtung gemäß Linie III-III in 2,
4 eine geschnittene Detailansicht der betätigten Bedienvorrichtung gemäß Linie III-III in 2,
5 eine gemäß Linie III-III in 2 geschnittene Detailansicht einer weiteren Ausführung der Bedienvorrichtung in unbetätigtem Zustand,
6 eine gemäß Linie III-III in 2 geschnittene Detailansicht der Bedienvorrichtung gemäß 5 in betätigtem Zustand und
7 eine Darstellung der Auswertevorrichtung der Bedienvorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Kochfeld 10 mit einer möglichen Anordnung der nach Art eines Tasters bzw. Berührungsschalters funktionierenden und punktiert dargestellten Bedienteile 12 der Bedienvorrichtungen unter einem das Kochfeld 10 umgebenden Rand 14. Die Anzahl der Bedienteile 12 entspricht der Summe der Anzahl der Kochstellen 16, 18, 20, 22, den Möglichkeiten der Heizstrahlergrößenumschaltung der Kochstellen 18, 20 und einer Hauptschalterfunktion für das Kochfeld 10.
Das in 2 dargestellte Detail gemäß II in 1 zeigt beispielhaft eine Anordnung der punktiert dargestellten Bedienteile 12 unter dem Rand 14 des Kochfeldes. Der Rand 14 ist in den Bereichen mit Symbolen über den Bedienteilen versehen, beispielsweise bedruckt oder eingraviert. So ist einer Bedienvorrichtung 24 eine Hauptschalterfunktion zugeordnet, mittels der das Kochfeld eingeschaltet und ausgeschaltet werden kann und die mit den Symbolen „I" 26 und „0" 28 versehen ist. Von den Bedienteilpaaren 30, 32, 34, 36, die punktiert dargestellt sind, in zwei parallel verlaufenden Reihen angeordnet sind und jeweils nach Art eines Tasters funktionieren, ist jeweils einer mit einem „+"-Symbol 38 und einem „–"-Symbol 40 versehen, wobei jedem der Bedienteilpaare eine der Heizstellen zugeordnet ist. Die Symbole 38, 40 können beispielsweise in einer gering ausgeprägten, leicht spürbaren und gestrichelt dargestellten Vertiefung im Rand 14 angebracht sein. In einer alternativen Ausführung kann immer nur ein Bedienteil neben dem anderen vorgesehen sein, also nicht paarweise.
Die Heizleistung der Heizstellen lässt sich in der beschriebenen Ausführungsform jeweils mittels des mit einem „+"-Symbol 38 versehenen Bedienteils erhöhen und mittels des mit einem „–"-Symbol 40 versehenen Bedienteils senken. Die Bedienteile für die Wahl der Kochstellengröße 42 und der Kochstellenform 44 folgen im Verlauf der Bedienteilpaare 30, 32, 34, 36 im Anschluss an die Bedienteilpaare 30, 32, 34, 36. Die Aufteilung von Funktionen auf die Bedienteile kann auch variiert werden.
Der prinzipielle Aufbau der Bedienteile 12 ist in den 3 und 4 dargestellt, wobei 3 eines der Bedienteile 12 im unbetätigten Zustand und 4 dieses Bedienteil 12 im betätigten Zustand zeigt. Das Bedienteil 12 weist eine Leiterplatte als Bauteilträger 46 auf, an dem ein als LED ausgebildeter Lichtsender 48 und ein als Phototransistor ausgebildeter Lichtempfänger 50 angeordnet sind, vorzugsweise angelötet. Lichtsender 48 und Lichtempfänger 50 werden von Ausnehmungen 52, 54 in einem Formbauteil 56 aufgenommen. Das Formbauteil 56 ist seinerseits in einer Ausnehmung 58 angeordnet, die in einer Abdeckleiste 60 vorgesehen ist, die wiederum Teil des das Kochfeld umgebenden Randes 14 ist. Die vorteilhaft kreisrunde Ausnehmung 58 weist eine becherartige Form mit Seitenwänden 62, 64 und einem Boden 66 auf, wobei der Boden 66 eine Unterseite 68 und eine Oberseite 70 hat. Der Rand 14 kann aus Kunststoff bestehen, wobei er jedoch vorzugsweise aus Metall ist, insbesondere aus Edelstahl oder Aluminium. Er entspricht im wesentlichen einem Rand wie er bei vielen Kochfeldern vorgesehen ist, nur dass er hier eben zusätzlich die Bedieneinrichtung enthält. Dazu kann er im vorderen Bereich etwas breiter sein als sonst.
In der in den 3 und 4 dargestellten Schnittansichten ist das Formbauteil 56 achsensymmetrisch zu einer Mittelachse 72, die senkrecht zur Unterseite 68 des Bodens 66 orientiert ist. Die Höhe des Formbauteils 56 ist so gewählt, dass es zusammen mit dem Bauteilträger 46 der Tiefe der Ausnehmung 58 entspricht und die Unterseite 74 des Bauteilträgers 46 im montierten Zustand mit der Unterseite 76 der Abdeckleiste 60 annähernd eine Ebene definiert. Weiterhin ist die Geometrie des Formbauteils 56 so gewählt, dass die Höhe in den Randbereichen 78 des Formbauteils 56 die Höhe im Bereich der Mittelachse 72 überragt und dass das Formbauteil 56 eine Verbindungslinie zwischen dem höchsten Punkt im Randbereich 78 und dem tiefsten Punkt des Bereichs an der Mittelachse in ihrem Verlauf nicht überragt.
Die Ausnehmungen 52, 54 im Formbauteil sind derart zueinander orientiert, dass zwischen den Ausnehmungen 52, 54 ein domartiger Abschnitt 80 entsteht. Dieser überragt in seiner Höhenausdehnung sowohl den Lichtsender 48 als auch den Lichtempfänger 50, damit Licht 82, das vom Lichtsender 48 emittiert wird, nicht direkt auf den Lichtempfänger 50 einstrahlen kann. Das vom Lichtsender 48 emittierte Licht 82 ist im beschriebenen Beispiel ungerichtet und trifft auf die Unterseite 68 des Bodens 66. Die Unterseite 68 ist reflektierend ausgebildet, so dass das ungerichtete Licht 82 an der Unterseite reflektiert wird, wobei ein Teil des reflektierten Lichtes 84 auf den Lichtempfänger 50 trifft. Der größte Teil des abgestrahlten Lichtes 82, der reflektiert wird und auf den Lichtempfänger 50 trifft, wird im Bereich der Mittelachse 72 an der Unterseite reflektiert. So entspricht die Mittelachse 72 einer Winkelhalbierenden 88 eines Winkels, der von einem vom Lichtsender 48 abgestrahlten und auf den Lichtempfänger 50 reflektierten Lichtstrahl eingeschlossen ist. In 3 liegen Mittelachse 72 und Winkelhalbierende 88 aufeinander.
Im unbetätigten Zustand trifft stets eine weitgehend gleiche Lichtmenge auf den Lichtempfänger 50, wobei die empfangene Lichtmenge von einer nicht dargestellten Auswertevorrichtung analysiert wird. Um Unebenheiten an der Unterseite 68 des Bodens 66 auszugleichen, wodurch die auf den Lichtempfänger 50 treffende Lichtmenge verändert wird, kann die Auswertevorrichtung die abgestrahlte Lichtmenge so verändern, dass immer eine definierte Lichtmenge auf den Lichtempfänger 50 trifft.
Wird der Boden 66 mit einer Kraft belastet, beispielsweise durch Auflegen eines Fingers einer Bedienperson wie es die 4 zeigt, verformt er sich abhängig von der einwirkenden Kraft aus der in 4 gestrichelt dargestellten Ruheposition in die durchgezogen dargestellte Bedienposi tion. Die Belastung des Bodens 66 sollte so gewählt werden, dass sich nur eine elastische Deformation des Bodens 66 einstellt, die sich nach Entfernen des Fingers wieder zurückstellt.
Das Verbiegen des Bodens 66 hat zur Folge, dass vom Lichtsender 48 abgestrahltes Licht 82 an einer anderen Stelle der Unterseite 68 reflektiert wird als im unbedienten Zustand. Dadurch verändert sich der Verlauf der Winkelhalbierenden 90 und somit auch der Verlauf des reflektierten Lichts 86, wodurch dann weniger oder kein Licht auf den Lichtempfänger 50 trifft. Die Veränderung der reflektierten Lichtmenge und ein daraus resultierendes verändertes Signal des Lichtempfängers kann dann von der Auswertevorrichtung verwendet werden, um ein Schaltsignal auszulösen.
Eine weitere Ausführungsform der Bedienvorrichtung 12 ist in den 5 und 6 dargestellt. Im Unterschied zur Ausführung gemäß 3 und 4 weist das Formbauteil 56 gemäß 5 und 6 an der Oberseite des domartigen Abschnitts 80 einen keilförmigen Fortsatz 92 als Vorsprung auf. Wie in 5 dargestellt, kann ein großer Teil des Lichts 82, das vom Lichtsender 48 abgestrahlt wurde, den Fortsatz 92 im unbedienten Zustand der Bedienvorrichtung passieren wie auch ohne Fortsatz und trifft auf den Lichtempfänger 50.
Durch eine Betätigung der Bedienvorrichtung 12, wie sie in 6 dargestellt ist, wird der Abstand zwischen dem Fortsatz 92 und dem Boden 66 deutlich verringert und der Übertragungs-Kanal nahezu dicht gemacht. So kann nur noch sehr wenig Licht zum Lichtempfänger 50 gelangen. Die Unterschiede in der vom Lichtsender 50 registrierten Lichtmenge können dann wieder dazu herangezogen werden um einen Schaltvorgang auszulösen.
Der schematische Aufbau der Bedienvorrichtung ist in 7 dargestellt. Ein Micro-Prozessor 94 steuert einen Sender 96 an, der entsprechend des Ansteuerungssignals im beschriebenen Beispiel Licht abstrahlt. Das Licht wird von einem entsprechenden Empfänger 96 registriert und die empfangene Lichtmenge mittels eines entsprechenden Signals an den Micro-Prozessor 94 weitergeleitet. Jeweils einem der Sender 96 s1 ... s11 der beschriebenen Ausführungsform ist entsprechend ein Empfänger 98 e1 ... e11 zugeordnet, wobei jeweils ein Paar s1-e1 ... s11-e11 in einem Bedienteil angeordnet sind.
Der Micro-Prozessor 94 vergleicht den jeweils von einem der Empfänger 98 registrierten Istwert der Lichtmenge mit einem programmierten oder einem aus einer Datensammlungs-Vergleichsberechnung stammenden Sollwert. Aufgrund des Vergleichs verändert der Micro-Prozessor 94 das Ansteuersignal für einen Sender 96, wodurch der Sender 96 mehr oder weniger Licht abstrahlt.
Registriert der Micro-Prozessor 94 eine spontane Veränderung eines von einem der Empfänger 98 an den Micro-Prozessor 94 weitergeleiteten Istwertes, wobei die Veränderung von einer Betätigung eines Bedienteils herrührt, löst der Micro-Prozessor 94 ein Schaltsignal beziehungsweise einen Schaltvorgang aus. Dabei wird entsprechend des betätigten Bedienteils ein dem Bedienteil zugeordnetes Steuersignal an eine Heizstrahlersteuerung 100 weitergegeben, die dann einen entsprechenden Heizstrahler h1 ... h4 102 derart ansteuert, dass die Heizleistung erhöht oder gesenkt wird, die beheizte Fläche vergrößert oder verkleinert wird, beispielsweise ein runder kleiner Heizstrahler h2-1 auf einen runden großen h2-2 oder ein runder kleiner Heizstrahler h3-1 auf eine ovale Heizstrahlerfläche h3-2 und umgekehrt, oder die Heizstrahler ausgeschaltet werden.

Claims

Bedienvorrichtung (12) für ein Elektrogerät, vorzugsweise ein Glaskeramik-Kochfeld (10), mit – einer Abdeckung (60) mit einer Oberseite (70) als Bedienfläche und einer Unterseite (68) und – wenigstens einem Lichtsender (48) und einem Lichtempfänger (50), beide unter der Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (48) Licht (82) über einen Übertragungs-Kanal zum Lichtempfänger (50) abstrahlt, wobei als Folge einer Krafteinwirkung auf die Bedienfläche (70) Veränderungen der Menge des übertragenen Lichts (84, 86) aus einer Verformung der Abdeckung (60) resultieren, wobei eine Auswertevorrichtung die vom Lichtempfänger (50) empfangene Lichtmenge auswertet und abhängig von den Veränderungen der Lichtmenge einen Schaltvorgang auslöst.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (48) Licht (82) an die Unterseite (68) abstrahlt, die es zum Lichtempfänger (50) reflektiert, wobei als Folge einer Krafteinwirkung auf die Bedienfläche (70) Veränderungen der Menge des reflektierten Lichts (84, 86) aus einer Verformung der Abdeckung (60) resultieren.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (48) als lichtemittierende Diode und vorzugsweise der Lichtempfänger (50) als Phototransistor oder pin-Diode ausgebildet ist.
Bedienvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienvorrichtung (12) als Durch-Lichtschranke ausgebildet ist.
Bedienvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (68) der Abdeckung (60) wenigstens eine Ausnehmung (58) aufweist, wobei der Boden (66) der Ausnehmung (58) an der Unterseite (68) eine Dicke aufweist, die kleiner als 1 mm ist und vorzugsweise zwischen 10 μm und 100 μm liegt.
Bedienvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtstrahlen (82) des Lichtsenders (48) zum Lichtempfänger (50) und eine definierte Empfangsrichtung des Lichtempfängers (50) in einem Grundzustand derart zueinander orientiert sind, dass sie eine gemeinsame Ebene definieren und die Winkelhalbierende (88) zwischen der Richtung der Lichtstrahlen (82) des Lichtsenders (48) zum Lichtempfänger (50) und der Empfangsrichtung senkrecht zu der Unterseite (68) ausgerichtet ist zum Auslösen eines Schaltvorgangs, wenn die Oberfläche (70) mit einer Kraft beaufschlagt ist und einer daraus resultierenden Verformung beziehungsweise Krümmung unterworfen ist, die Winkelhalbierende (90) daraus resultierend verschoben ist und sich die Richtung des von der Unterseite (68) reflektierten Lichts (86) verändert.
Bedienvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (48) und der Lichtempfänger (50) an einem Träger (46), insbesondere einem Bauteilträger wie einer Leiterplatte, angeordnet sind, wobei sie von Ausnehmungen (52, 54) eines Formbauteils (56) umschlossen sind, wobei vorzugsweise eine lichtundurchlässige Trennwan dung (80) zwischen Lichtsender (48) und Lichtempfänger (50) vorgesehen ist zum Verhindern eines Überstrahlens auf direktem Weg.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Verformung der Abdeckung (10) eine Verengung des Übertragungs-Kanals resultiert.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Abdeckung ein Vorsprung ausgebildet ist, der im unbetätigten Zustand der Abdeckung weitgehend außerhalb des Übertragungs-Kanals ist und bei Verformung der Abdeckung (10) diesen zumindest teilweise, insbesondere großteils, schließt.
Bedienvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (58) in der Abdeckung (60) zur Aufnahme des Formbauteils (56) ausgebildet ist und dass die Ausnehmung (58) in der Abdeckung (60) mit dem Formbauteil (56) korrespondiert.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass fertigungstoleranzbedingte und/oder temperaturbedingte Abweichungen einer Ebenheit der Unterseite (68) in einem Grundzustand, die eine Verschiebung der Orientierung der Winkelhalbierenden (88) oder eine Veränderung des Durchlassquerschnitts des Übertragungs-Kanals zur Folge hat, durch eine elektronische Steuerung ausgleichbar sind.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine Vorrichtung zur Erkennung von Abweichungen einer empfangenen Lichtmenge von einem Sollwert, ei ne Vorrichtung zum Ausgleich der Abweichungen der empfangenen Lichtmenge von dem Sollwert und eine Vorrichtung zum Auslösen eines Schaltvorgangs aufweist.