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Die
Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für ein Hausgerät
mit einem Betätigungsknebel, welcher auf einer Seite einer
Platte anbringbar ist und eine Magnetanordnung aufweist, mit der
eine magnetische Anziehungskraft auf ein auf der anderen Seite der
Platte berührungslos zum Betätigungsknebel positioniertes
Ankerelement so ausübbar ist, dass durch die Kraftkopplung
die Bewegung des Betätigungsknebels auf das Ankerelement übertragbar ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben
einer Bedieneinrichtung für ein Hausgerät.
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Aus
der
DE 103 48 889
A1 ist eine Bedienvorrichtung in Form eines Schiebereglers
offenbart. Auf einer Glaskeramikplatte läuft ein Schiebeknebel mit
einem Schiebemagneten. An einer unter der Glaskeramikplatte angeordneten,
wellenförmigen Rastkulisse mit einer Kulissenbahn kann
ein walzenförmiger Rastmagnet bewegt werden, wobei diese Bewegung
die Rastmöglichkeit beinhaltet. Über eine Feststellung
der Position des Rastmagneten können somit verschiedene
Positionen und somit verschiedene Funktionen angesteuert werden.
Die Auslösung von Funktionen erfolgt in diesem Zusammenhang über
Hall-Sensoren, die sich unterhalb einer Vertiefung der Rastkulisse
befinden.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
100 63 693 C1 eine Drehknebeleinrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Der Aufbau unter der Glaskeramikplatte
ist relativ groß dimensioniert und insbesondere in seiner
Bauhöhe relativ hoch.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedieneinrichtung für
ein Hausgerät mit einem Betätigungsknebel zu schaffen,
bei welchem die Anordnung mit einer geringeren Bauhöhe
und dennoch hoher Funktionszuverlässigkeit bereitgestellt
werden kann. Des Weiteren ist es auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein entsprechendes Verfahren zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Bedieneinrichtung, welche die Merkmale nach
Anspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch
14 aufweist, gelöst.
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Eine
erfindungsgemäße Bedieneinrichtung für
ein Hausgerät umfasst einen Betätigungsknebel, welcher
auf einer Seite einer Platte des Hausgeräts anbringbar
ist und eine Magnetanordnung aufweist, mit der eine magnetische
Anziehungskraft auf ein auf der anderen Seite der Platte berührungslos
zum Betätigungsknebel positioniertes Ankerelement so ausübbar
ist, dass durch die Kraftkopplung die Bewegung des Betätigungsknebels
auf das Ankerelement übertragbar ist. Das Ankerelement
und ein Schaltelement sind in Längsrichtung der Bedieneinrichtung
zumindest teilweise überlappend angeordnet. Durch diese
Ausgestaltung der Bedieneinrichtung insbesondere unterhalb der Platte
kann die Bauhöhe wesentlich reduziert werden und dennoch
die Funktionszuverlässigkeit im Hinblick auf das Auslösen
der Schaltzustände gewährleistet werden.
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Das
Ankerelement ist vorzugsweise von einem Schaltelement, welches vorzugsweise
ringartig ausgebildet ist, zumindest teilweise umfangsseitig umgeben.
Bei dieser Ausführung ist das Schaltelement das äußere
Teil und das Ankerelement das innere Teil der überlappenden
Anordnung und somit in Längsrichtung bzw. axialer Richtung
ineinander gesetzter Anordnung dieser Komponenten.
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Vorzugsweise
ist das Ankerelement als Zylinder ausgebildet, welcher von einem
als Hohlzylinder oder Topf ausgebildeten Schaltelement umfangsseitig
umgeben ist. Insbesondere ist die Formgebung des Schaltelements
so gestaltet, dass das Ankerelement in Richtung der Längsachse
durch das Schaltelement gehalten ist.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass das Schaltelement von dem Ankerelement
zumindest teilweise umfangsseitig umgeben ist. Bei dieser Ausführung
ist das Ankerelement das äußere Teil und das Schaltelement
das innere Teil.
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Ringartige
Ausführungen betreffen insbesondere eckenfreie Geometrien,
können jedoch auch Geometrien, sein, die auf der Außenseite
und somit auf der dem Ankerelement abgewandten Seite eckig ausgebildet
sind. Wesentlich ist es, dass das Schaltelement auf der dem Ankerelement
zugewandten Seite so ausgebildet ist, dass eine Relativbewegung zwischen
den Teilen möglich ist, insbesondere eine Rotationsbewegung
um eine den Komponenten gemeinsame Achse möglich ist.
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Vorzugsweise
ist das Ankerelement zum Auslösen spezifischer Schaltzustände
relativ zum Schaltelement bewegbar. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang
vorgesehen, dass das Schaltelement ortsfest angeordnet ist, insbesondere
ortsfest an der Unterseite der Platte befestigt ist.
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Die
Platte ist insbesondere aus Glaskeramik ausgebildet und stellt die
Kochplatte des Hausgeräts dar.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Ankerelement berührungslos
zum Schaltelement angeordnet ist und das Auslösen der Schaltzustände
des Schaltelements ist durch eine sich bei der Relativbewegung zwischen
dem Ankerelement und dem Schalterelement ausbildenden Schaltkraft
bewirkbar.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Auslösen von Schaltzuständen
durch einen einfachen mechanischen Schalter mechanisch oder elektromechanisch
erfolgt. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement
und/oder das Ankerelement beispielsweise Nocken, Wippen oder Stößel
aufweist, die dann abhängig von der Relativbewegung zwischen
dem Ankerelement und dem Schaltelement zur Betätigung und
somit zum Auslösen der Schaltzustände führen.
Bei dieser Ausgestaltung wird die Auslösung von Schaltzuständen somit
nicht berührungslos sondern durch mechanischen Kontakt
erzeugt.
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Neben
einer mechanischen bzw. elektromechanischen Auslösung von
Schaltzuständen und der dafür zugrunde gelegten
Ausgestaltung des Ankerelements und des Schaltelements, kann auch
die bereits oben erwähnte berührungslose Auslösung
von Schaltzuständen zwischen dem Ankerelement und dem Schaltelement
magnetisch, beispielsweise über Hall-Sensoren, kapazitiv,
beispielsweise über Drehkondensatoren oder aber auch elektrooptisch
erfolgen.
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Vorzugsweise
ist das Schaltelement ortsfest an der Platte auf der Seite angeordnet,
an der auch das Ankerelement positioniert ist.
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Vorzugsweise
weist das Ankerelement eine Mehrzahl von Magneten auf, welche zur
Kraftkopplung mit dem Betätigungselement vorgesehen sind.
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In
diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass sowohl das Betätigungselement
als auch das Ankerelement jeweils einen Zentralmagneten aufweisen,
welcher insbesondere durch eine Mehrzahl von Außenmagneten,
welche ebenfalls jeweils an dem Betätigungselement und
dem Ankerelement angeordnet sind, umgeben sind. Durch eine derartige Ausgestaltung
kann die erforderliche Haltekraft durch die Platte hindurch erzeugt
werden und eine sichere und zuverlässige Übertragung
der Bewegung des Betätigungselements auf das Ankerelement
ermöglicht werden.
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Vorzugsweise
ist das Ankerelement als Zylinder ausgebildet, welcher von einem
als Hohlzylinder ausgebildeten Schaltelement umgeben ist. Dies gewährleistet
einen äußerst kompakten Aufbau sowohl im Hinblick
auf die Bauhöhe als auch auf die Breite der Ausgestaltung.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Schaltelement so ausgebildet
ist, dass es das Ankerelement in Richtung der gemeinsamen Achse
hält jedoch in Drehrichtung um diese Achse eine Relativbewegung
durchführbar ist. Durch diese Ausführung ist das
Schaltelement multifunktional ausgebildet. Es kann dann auch als
topfartiges Teil konzipiert sein.
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Nicht
zuletzt kann durch diese Anordnung auch das Ankerelement quasi durch
das umgebende Schaltelement geschützt werden, so dass auch
hier ein niedriger Verschleiß und dennoch eine hohe Funktionalität
gewährleistet werden kann.
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Insbesondere
ist das Betätigungselement als Drehknebel ausgebildet.
Drehbewegungen, welche von dem Drehknebel durchgeführt
werden, werden somit auch auf das Ankerelement übertragen,
so dass auch dies die analoge Drehbewegung vollzieht und dadurch
entsprechend Schaltzustände über das Schaltelement
ausgelöst werden können.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass das Betätigungselement
zumindest ein Bedienelement und/oder eine Anzeigeeinheit und/oder
ein Identifikationssystem aufweist und/oder beleuchtbar ist. In
diesem Zusammenhang kann das Betätigungselement somit multifunktional
ausgestaltet werden und die variable und flexible Bedienung als
auch die Handhabbarkeit können dadurch verbessert werden.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben
einer Bedieneinrichtung für ein Hausgerät wird
ein auf einer Seite einer Platte anbringbares Betätigungselement
mit einer über eine Magnetanordnung erzeugten magnetischen
Anziehungskraft mit einem auf der anderen Seite der Platte zum Betätigungselement
berührungslos angeordneten Ankerelement gekoppelt. Durch
die Kopplung wird die durch das Betätigungselement erzeugte
Bewegung auf das Ankerelement übertragen. Abhängig
von der Bewegung des Ankerelements wird eine Kraft zwischen dem
Ankerelement und einem mit dem Ankerelement in Längsrichtung
bzw. axialer Richtung der Bedieneinrichtung zumindest teilweise überlappend angeordnetem
Schaltelement zur Auslösung von Schaltzuständen
erzeugt. Neben einer hochfunktionalen Ausgestaltung kann dadurch
auch ein kompakter Aufbau gewährleistet werden und ein
einfaches Bedienkonzept und Funktionskonzept realisiert werden.
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Insbesondere
erfolgt das Auslösen von Schaltzuständen durch
die aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Ankerelement und dem Schaltelement
erzeugten Kräfte, insbesondere mechanische oder elektromechanische
Kräfte.
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Vorzugsweise
ist die Platte als Kochplatte eines Gargeräts, wie einem
Backofen, einem Kochfeld etc., ausgebildet und insbesondere aus
Glaskeramik konzipiert.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung
sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens anzusehen.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung;
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2 eine
Ansicht von unten eines Betätigungselements der Bedieneinrichtung;
und
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3 eine
Draufsicht auf ein Ankerelement und ein Schaltelement der Bedieneinrichtung.
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
in einer schematischen Seitenansicht eine Bedieneinrichtung 1 für
ein Hausgerät gezeigt. Das Hausgerät kann beispielsweise
als Kochfeld, als Backofen oder dergleichen ausgebildet sein. Prinzipiell
ist die Bedieneinrichtung für jedes Hausgerät
möglich, bei dem Betriebszustände eingestellt werden
können.
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Die
Bedieneinrichtung 1 umfasst ein Betätigungselement,
welches im Ausführungsbeispiel als Drehknebel 2 ausgebildet
ist. Der Drehknebel 2 ist auf einer Seite 3 einer
Platte 4 eines Hausgeräts angeordnet. Die Platte 4 ist
im Ausführungsbeispiel die Kochplatte des Kochfelds und
insbesondere aus Glaskeramik ausgebildet. Auf der Seite 3,
welche die Oberseite der Platte 4 darstellt, können
abseits der Bedieneinrichtung 1 Kochzonen vorgesehen sein, auf
welchen Zubereitungsbehälter für Lebensmittel angebracht
bzw. aufgestellt werden können.
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Der
Drehknebel 2 ist zylinderförmig ausgestaltet und
kann von der Platte 4 und insbesondere der Oberseite 3 abgenommen
werden.
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Darüber
hinaus umfasst die Bedieneinrichtung 1 ein Ankerelement 5,
welches auf der gegenüberliegenden Seite 6 der
Platte 4 angeordnet ist. Das Ankerelement 5 und
der Drehknebel 2 sind somit an der gegenüberliegenden
Seite der Platte 4 positioniert und berührungslos
zueinander angeordnet.
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Darüber
hinaus umfasst die Bedieneinrichtung 1 ein Schaltelement 7,
welches ebenfalls auf der Seite 6 der Platte 5 positioniert
ist. Das Schaltelement 7 ist im Ausführungsbeispiel
als Hohlzylinder und somit als geschlossener Ring ausgebildet, welcher
das Ankerelement 5 umgibt. Das Ankerelement 5 ist
relativ bewegbar zum Schaltelement 7 angeordnet, wobei
das Schaltelement 7 an der Unterseite 6 der Platte 4 befestigt
ist.
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Die
Bauhöhe (y-Richtung) kann durch diese Ausgestaltung relativ
niedrig gehalten werden und insbesondere die Komponenten unter der
Platte 4 können so angeordnet werden, dass minimaler
Platzbedarf unter der Platte 4 benötigt wird und
dennoch ein flexibles und hoch zuverlässiges Funktionsprinzip der
Bedieneinrichtung 1 gewährleistet werden kann.
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Der
Drehknebel 2 umfasst eine Mehrzahl von Magneten, welche
eine Magnetanordnung 8 ergeben. In diesem Zusammenhang
sind an der Unterseite des Drehknebels 2 ein Zentralmagnet 9 und
vier Außenmagnete 10, 11, 12 und 13 (2)
angeordnet. Die Außenmagnete 10 bis 13 sind
in Umfangsrichtung äquidistant um den Zentralmagneten 9 positioniert.
In der Darstellung gemäß 1 ragt der
Zentralmagnet 9 weiter nach unten in Richtung der Platte 4 als
die Außenmagnete 10 bis 13. Es kann auch
vorgesehen sein, dass die Außenmagnete 10 bis 13 genau
so weit nach unten ragen als der Zentralmagnet 9.
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In
entsprechender Weise umfasst das Ankerelement 5 einen Zentralmagneten 14 und
Außenmagnete 15, 16, 17 und 18 (3).
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Schaltelement 7 topfförmig
ausgebildet ist, so dass es als behälterartige Aufnahme
für das Ankerelement 5 dient. Dadurch kann auch
bei abgenommenem Betätigungselement bzw. Drehknebel 2 und
somit bei gelöster Haltekraft zwischen der Magnetanordnung 8 des
Drehknebels 2 mit den Magneten 14 bis 18 des Ankerelements 5 ein
Herunterfallen des Ankerelements 5 oder eine unerwünschte
Position des Ankerelements 5 verhindert werden. In diesem
Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass das Ankerelement 5 an
seiner Unterseite und somit an seiner der Seite 6 der Platte 4 abgewandten
Seite vollständig geschlossen ist oder auch durchgängig
geöffnet ist. Es kann somit an dieser Unterseite vorgesehen
sein, dass ein zumindest teilweise umlaufender Steg oder eine anderweitige
mechanische Halteeinrichtung vorgesehen ist, so dass das Ankerelement 5 bei
abgenommenem Drehknebel 2 und somit gelöster magnetischer
Haltekraft nicht in negativer y-Richtung nach unten fällt.
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Wird
der Drehknebel 2 auf die Oberseite 3 der Platte 4 aufgesetzt,
so baut sich eine magnetische Haltekraft zwischen der Magnetanordnung 8 und
den Magneten 14 bis 18 des Ankerelements 5 auf.
Durch diese Kraftkopplung wird eine Bewegung des Drehknebels 2,
insbesondere eine Rotationsbewegung um die Achse A unverzögert
und in entsprechender Weise auf das Ankerelement 5 übertragen, so
dass sich auch dies mit einer entsprechenden Drehbewegung relativ
zum Schaltelement 7 bewegt. Durch diese Drehbewegung können
Schaltzustände erzeugt und somit gewünschte Betriebszustandseinstellungen
des Hausgeräts durchgeführt werden.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Auslösen von Schaltzuständen
durch mechanische oder elektromechanische Kräfte erzeugt
wird, wobei in diesem Zusammenhang dieses Auslösen durch
die Relativbewegung zwischen dem Ankerelement 5 und dem
Schaltelement 7 erfolgt. Dazu können Elemente,
wie beispielsweise Nocken oder dergleichen vorgesehen sein, welche
beim Drehen des Ankerelements 5 mechanisch berührt
und aktiviert werden, wodurch die Schaltzustände erzeugt
werden.
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Ebenso
kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Auslösen von
Schaltzuständen durch eine berührungslose Ausgestaltung
zwischen dem Ankerelement 5 und dem Schaltelement 7 realisiert
ist. Beispielsweise können hier magnetische, elektromagnetische,
kapazitive oder auch elektrooptische Ausgestaltungen vorgesehen
sein.
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Vorzugsweise
ist gemäß der gezeigten Darstellung in 1 vorgesehen,
dass die Bauhöhe des Schaltelements 7 in etwa
der Bauhöhe des Ankerelements 5 entspricht. Das
Ankerelement 5 erstreckt sich somit nicht in negativer
y-Richtung über das Schaltelement 7 hinaus. Sowohl
die einzelnen Komponenten als auch die Anordnung dieser zueinander ermöglicht
einen sehr kompakten und bauraumminimierten Aufbau der Bedieneinrichtung 1,
insbesondere unterhalb der Platte 4.
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In 2 ist
in einer perspektivischen Ansicht von unten der Drehknebel 2 gezeigt,
wobei in dieser Darstellung der Zentralmagnet 9 und die
daran angeordneten Außenmagnete 10 bis 13 zu
erkennen sind.
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In 3 ist
eine Draufsicht auf das Ankerelement 5 und das Schaltelement 7 bei
abgenommenem Betätigungselement bzw. Drehknebel 2 und
abgenommener Platte 4 gezeigt.
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Auch
hier kann die Anordnung erkannt werden, wobei die ringartige Struktur
bzw. topfartige Struktur des Schaltelements 7 in dem das
Ankerelement 5 angeordnet ist, gezeigt ist.
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Durch
die Erfindung wird die mechanische Verbindung des Aktionselements
und dem Schaltelement aufgelöst und es wird der Kraftschluss über
ein magnetisches Feldsystem gemäß Magnetanordnungen
im Drehknebel 2 und dem Ankerelement 5 erzeugt.
In diesem Zusammenhang sind die Magnete 9 bis 13 sowie 14 bis 18 vorzugsweise
als Permanentmagnete mit Nord-Südpol-Orientierung konzipiert. Die
magnetische Kopplung wird somit über eine Fernwirkung mit
magnetischen Kräften hergestellt, die eine entsprechende
Kraft bzw. einen Moment auf das Schaltelement bzw. die Schaltelemente 7 ausüben
und diese bei der haptischen Betätigung des Aktionselements
in Bewegung setzen, welche wiederum die Schaltvorgänge
auf mechanischen, elektrischen oder elektronischen Weg auslöst.
Das Aktionselement, nämlich der Drehknebel 2,
kann auch als Schiebeschalter, Schalter oder linearer Weggeber ausgebildet
sein. Vorzugsweise kann der Drehknebel 2 auch beleuchtet
sein und/oder ein Identifikationssystem und/oder Bedienelemente,
wie beispielsweise ein Druckknopf oder dergleichen, umfassen. Darüber
hinaus kann auch vorgesehen sein, dass der Drehknebel 2 weitere übliche
Schaltelemente aufweist, die elektronisch erkannt werden können.
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Das
Schaltelement 7 mit seiner ringförmigen Struktur
kann beispielsweise aus Kunststoff oder aber auch aus einem anderen
Material ausgebildet sein. Zwischen dem Drehknebel 2 und
dem Schaltelement 7 sind keine Verbindungsteile, keine
Durchbrüche durch Blenden, Fronten oder ein Durchbruch der
Platte 4 ausgebildet. Die Gehäuseoberfläche bleibt
ebenfalls durchbruchfrei. Die magnetische Achse A ist zugleich eine
Fixierung des Drehknebels 2 auf der Oberfläche 3.
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Die
Bedieneinrichtung 1 arbeitet in jeder beliebigen Lage und
kann in der gezeigten horizontalen Anordnung ebenso verwendet werden,
wie in einer vertikalen Anordnung oder aber auch eine in einer beliebig
geneigten Anordnung.
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Durch
die Bedieneinrichtung 1 kann durch die Anordnung des Schaltelements 7 und
dem Ankerelement 5 quasi eine Rotor-Stator-Anordnung geschaffen
werden, wobei aufgrund der relativen Bewegbarkeit zwischen dem Ankerelement 5 und
dem Schaltelement 7 die Schaltzustände erzeugt
werden können.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass das Ankerelement 5 unabhängig
vom Schaltelement 7 in axialer Richtung A gehalten ist
und auch bei abgenommenem Drehknebel 2 und somit gelöster
magnetischer Haltekraft ein positionssicheres Anordnen des Ankerelements 5 gewährleistet
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10348889
A1 [0002]
- - DE 10063693 C1 [0003]