DE102008021943B4

DE102008021943B4 - Elektrogerät mit großflächiger, transparenter Platte sowie kapazitiver Bedieneinrichtung

Info

Publication number: DE102008021943B4
Application number: DE200810021943
Authority: DE
Inventors: Markus Karbach
Original assignee: Fela Hilzinger Leiterplat GmbH; Fela Hilzinger Leiterplattentechnik GmbH
Current assignee: FELA GMBH, DE
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-05-03
Also published as: DE102008021943A1

Abstract

Elektrogerät mit großflächiger, transparenter Platte (10), insbesondere Kochfeldplatte, sowie mit einer kapazitiven Bedieneinrichtung (20) welche unterhalb der großflächigen, transparenten Platte (10) sitzt,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die kapazitive Bedieneinrichtung (20) als eigenständig handhabbare Einheit vorgefertigt ist und eine transparente Trägerplatte (22) aufweist, auf deren Unterseite (22b) eine Leiterbahnenschicht mit elektronischen Komponenten für mehrere kapazitive Sensorelemente angeordnet ist,
– dass die transparente Trägerplatte (22) der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) deutlich kleiner als die großflächige, transparente Platte (10) des Elektrogerätes ist, und
– dass eine Oberseite der transparenten Trägerplatte (22) der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) auf eine Unterseite (10b) der großflächigen, transparenten Platte (10) des Elektrogerätes durch Klebemittel (30) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät mit großflächiger, transparenter Platte, insbesondere Kochfeldplatte, sowie mit kapazitiver Bedieneinrichtung.
Kapazitive Bedieneinrichtungen für Elektrogeräte mit großflächigen, transparenten Platten, wie Kochfeldplatten, sind hinlänglich bekannt. Eine solche kapazitive Bedieneinrichtung beschreibt beispielsweise DE 20 2004 020 820 U1 . Dort ist ein Kochfeld beschrieben. Das Kochfeld hat eine obere Oberfläche, welche ein hitzebeständiges Glasoberteil umfasst. Das Glasoberteil ist auf der Oberseite des Kochfeldes durchgehend ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Glasoberteil leicht zu reinigen ist und verhindert wird, dass Flüssigkeit oder Fremdkörper in das Innere des Kochfeldes gelangen können. Unterhalb des Glasoberteiles sind vier individuell einstellbare Heizelemente sowie ein Bedienfeld angebracht. Bei dem Bedienfeld handelt es sich um eine kapazitive Bedieneinrichtung mit einer Mehrzahl von Näherungssensorfeldern, welche durch unterhalb des Glasoberteils des Kochfelds angebrachte Leiter definiert sind. Die elektronischen Komponenten für die Näherungssensoren sitzen unmittelbar auf der Unterseite der großflächigen Glasplatte, die das Glasoberteil des Kochfeldes bildet. Problematisch bei dieser kapazitiven Bedieneinrichtung ist insbesondere die Tatsache, dass die sehr großflächige Glasplatte mit den elektronischen Komponenten für die Näherungssensoren bestückt werden müssen. Zudem müssen die einzelnen elektronischen Komponenten untereinander über geeignete Leitungen und Leiterbahnen miteinander verbunden werden. Ferti gungstechnisch ist dabei insbesondere problematisch, dass die großflächige Glasplatte des Kochfeldes auf der Rückseite mit elektronischen Bauteilen bestückt werden muss. Regelmäßig sind solche Glasplatten von Kochfeldern jedoch so groß, dass diese nicht automatisiert bestückt werden können, sondern lediglich eine manuelle Bestückung mit Bauelementen erfolgen kann.
Eine andere kapazitive Bedieneinrichtung für großflächige Glasplatten zeigt die DE 10 2005 041 113 A1 . Dort befinden sich die Näherungssensorfelder nicht unmittelbar auf der Unterseite der Glasplatte, sondern sind über Druckfedern auf Abstand zu dieser gehalten. Die einzelnen elektronischen Komponenten für die Näherungssensoren sitzen hierfür auf einer separaten Leiterplatte, die parallel zu der Glasplatte 2 angeordnet ist. Die Druckfedern sorgen einerseits für eine schwingungsfreie Lagerung der Leiterplatte, andererseits aber auch dafür, dass eine elektrisch leitende Verbindung von den elektronischen Komponenten zu der Unterseite der Glasplatte erfolgt. Durch diese elektrisch leitende Verbindung mittels der Druckfeder ist die sensorische Fühlereigenschaft der Sensorfläche von der Leiterplatte an die Rückseite der Glasplatte verlagert, wodurch die Druckfelder selbst ihrerseits zumindest einen Teil der Sensorfläche, insbesondere mit ihrem vorderen Windungsteller, bildet. Der Aufbau einer solchen kapazitiven Bedieneinrichtung ist ebenfalls verhältnismäßig kompliziert.
Eine weitere kapazitive Bedieneinrichtung offenbart DE 10 2006 005 677 A1 . Die Bedieneinrichtung weist ein LCD-Display auf, das zwischen zwei parallel angeordneten Platten sitzt und zur Darstellung einzelner Segmente bzw. Symbole ausgebildet ist und auch Sensorelemente eines Berührungsschalters aufweist. Zwischen den beiden Platten, die den Flüssigkristall halten sitzt zudem noch ein Halbleiterchip, der für Funktionen wie Ansteuern des LCD-Displays und Ansteuern der Sensorelemente verantwortlich ist. Das so gestaltete LCD-Display kann von einer Glasplatte, wie es in 1 dieses Dokumentes gezeigt ist, abgedeckt sein. Die Glasplatte dient als mechanischer Schutz für das LCD-Display. Vorzugsweise ist die Glasplatte aus hartem und/oder möglichst kratzfestem Glas gebildet. Im Zusammenhang mit einem Kochfeld wird in diesem Dokument vorgeschlagen, eine solche kapazitive Bedieneinrichtung relativ dünn auszuführen, so dass sie bei einem Kochfeld im Randbereich, auf der Kochfeldplattenfläche oder seitlich neben oder vor dem Kochfeld platziert werden kann (vgl. den Absatz [0013] in DE 10 2006 005 677 A1 ). Im Zusammenhang mit 3 dieses Dokuments ist ersichtlich, dass diese Bedieneinrichtung als separate Einheit vor der großflächigen Glasplatte des Kochfeldes zu platzieren ist. Als alternative Anbringungsmöglichkeit ist in [0035] zudem noch angegeben, dass diese Bedieneinrichtung oben direkt auf dem Kochfeld, vorteilhaft entlang der vorderen Kante oder auch entlang einer seitlichen Kante, sitzen kann. Problematisch hierbei ist, dass bei der Platzierung dieser Bedieneinrichtung vor der eigentlichen Kochplatte Verunreinigungen zwischen Bedieneinrichtung und Kochfeldplatte eindringen können. Bei der Anordnung der Bedieneinrichtung auf der Kochfeldplatte ergibt sich zwangsweise, sofern die Kochfeldplatte keine Vertiefung aufweist, in der die Bedieneinrichtung sitzt, eine unerwünschte Stufe, die ebenfalls zu Reinigungsproblemen führt.
Als Sensorelement für die Verwendung zur Bedienung von Kochfeldern offenbart die DE 103 26 684 A1 ein Flachmaterial 17 als Teil eines Sensorelementes 15.
Auch DE 10 2006 043 665 A1 offenbart einen kapazitiven Berührungssensor, wobei hier insbesondere auf dessen Verklebung eingegangen wird.
DE 100 14 373 A1 offenbart gattungsgemäßen Stand der Technik, wonach direkt auf der Glaskeramikplatte des Kochfeldes diverse Beschichtungen aufgebracht sind. Gerade die direkte Applikation von Beschichtungen oder Sensorelementen auf großen Glaskeramikplatten führt oft zu Problemen bei deren Applikation.
Daneben sind Berührungsschalter im Zusammenhang mit LC-Displays, beispielsweise aus DE 100 11 645 A1 , bekannt. DE 100 11 645 A1 offenbart zwei parallele, aufeinanderliegende Glasplatten 12, 13, zwischen denen leitfähige und mit Anschlüssen versehene Schichten angeordnet sind. Auch bei den Glasplatten 12, 13 sind die Sensorelemente direkt auf dem von dem Benutzer zu berührenden Element, nämlich den Glasplatten 12, 13, aufgebracht. Es ist somit auch bei einem Blick in verwandte Gebiete kein Lösungsvorschlag für das der Erfindung zu Grunde liegende Problem der Anordnung von Sensorelementen auf einer großflächigen Glasplatte zu entnehmen.
Schließlich ist aus DE 102 24 537 B4 von der Anmelderin eine kapazitive Tastatureinrichtung bekannt mit einer transparenten Frontscheibe, auf deren Rückseite ähnlich einer Leiterplatte Leiterbahnen aufgedruckt sind und auf diesen Leiterbahnen elektronische Komponenten für eine kapazitive Tastatureinrichtung sitzen. Zwischen der frontseitigen Glasplatte und den Leiterbahnen ist eine Farbschicht aufgebracht, um die einzelnen Bedienelemente der kapazitiven Bedieneinrichtung kenntlich zu machen. Diese kapazitive Bedieneinrichtung hat fertigungstechnisch den Nachteil, dass nur verhältnismäßig kleine transparente Frontscheiben rückseitig mit den notwendigen Leiterbahnen und elektronischen Komponenten bestückt werden können. Die Handlingapparaturen hierfür sind nicht geeignet, um sehr großflächige, transparente Glasplatten, wie dies bei Kochfeldplatten der Fall ist, zu verarbeiten.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Die Erfindung hat das Ziel, verhältnismäßig großflächige, transparente Platten, wie z. B. Kochfeldplatten, mit einer kapazitiven Bedieneinrichtung zu versehen, wobei der Herstellaufwand im Vergleich zu den bekannten Systemen vereinfacht sein soll.
Diese Aufgabe wird durch eine kapazitive Bedieneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen darauf, die aus DE 102 24 537 B4 bekannte kapazitive Tastatureinrichtung zu verwenden und auf großflächige, transparente Platten, wie insbesondere Kochfeldplatten, rückseitig in geeigneter Weise aufzukleben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von einem Ausführungsbeispiel in Zusammenhang mit drei Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 die schematische Draufsicht auf eine Kochfeldplatte,
2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie I-I von 1 und
3 eine vergrößerte Darstellung der kapazitiven Bedieneinrichtung von 2.
In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
In 1 ist schematisch in Draufsicht ein Kochfeld mit einer großflächigen, transparenten Platte 10, dargestellt. Die großflächige transparente Platte 10 ist eine Glasplatte, insbesondere eine Glasplatte aus hoch hitzebeständigem und kratzfestem Glas. Die großflächige Glasplatte 10 hat eine rechteckförmige Gestalt und ist durchgehend ausgebildet. Die Glasplatte 10 kann beispielsweise die Abmessungen 80 cm auf 70 cm aufweisen. Unterhalb der Glasplatte 10 sitzen in an sich bekannter Weise Heizspiralen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Kochplatten 11 auf der Glasplatte 10 ausbilden. Im vorderen Bereich der Glasplatte 10 sitzt zwischen den beiden vorderen Kochfeldern 11 und etwas von diesen nach vorne zur vorderen freien Kante der Glasplatte versetzt eine kapazitive Bedieneinrichtung 20.
Diese kapazitive Bedieneinrichtung 20 ist, wie 2 und 3 vergrößert zeigt, als separat handhabbare Einheit ausgebildet. Diese separat handhabbare kapazitive Bedieneinrichtung 20 kann beispielsweise so ausgebildet sein, wie in DE 102 24 537 B4 sehr ausführlich beschrieben ist: Diese kapazitive Be dieneinrichtung verfügt über eine Glasplatte 22, die in ihren Abmessungen deutlich kleiner als die Glasplatte 10 des Kochfeldes ist. Damit ist diese Glasplatte 22 maschinell sehr einfach zu bearbeiten und insbesondere auf ihrer Unterseite 22b auch in der in DE 102 24 537 B4 beschriebenen Art und Weise zu bestücken. Die kapazitive Bedieneinrichtung weist auf ihrer Unterseite 22b einen Farbaufdruck auf. Dieser Farbaufdruck ist in 3 mit dem Bezugszeichen 35 versehen. Der Farbaufdruck 35 macht die Tastaturelemente und Sensorbereiche der kapazitiven Bedieneinrichtung kenntlich. Der Glasplatte 22 abgewandt sitzt auf diesem Farbaufdruck 35 eine Leiterbahnenschicht, die einerseits die notwendigen Sensorelemente bildet und andererseits die elektronischen Bauteile und Komponenten 24 untereinander elektrisch in der notwendigen Art und Weise verbindet. Bei den elektrischen Komponenten 24 kann es sich um Halbleiterchips, Widerstände, Kapazitäten und dergleichen handeln. Zudem ist es möglich, geeignete Leuchtmittel, wie z. B. LED dort anzuordnen, welche durch die Glasplatte 22 strahlen, um die Anzeigebereiche zu signalisieren.
Die kapazitive Bedieneinrichtung gemäß 3 wird auf die Rückseite 10b der Glasplatte 10 des Kochfeldes durch geeignete Klebemittel 30 aufgeklebt und fixiert. Als Klebemittel kann vorzugsweise ein Flächenkleber Verwendung finden, der ganzflächig zwischen die Oberseite 22a der Glasplatte 22 der kapazitiven Bedieneinrichtung und die Unterseite 10b der Glasplatte 10 aufgetragen wird. Der Flächenkleber ist vorzugsweise transparent ausgebildet. Als Klebemittel ist auch ein Silikonkleber einsetzbar.
Anstelle einer ganzflächigen Klebeschicht, die flüssig auf eine der beiden zu verbindenden Flächen aufgetragen wird, ist es möglich, auch eine Klebefolie zu verwenden. Die Klebefolie ist als doppelseitige Klebefolie ausgebildet. Vorzugsweise ist auch diese Klebefolie transparent gestaltet.
Anstelle einer ganzflächigen Klebeschicht, einer doppelseitigen Klebefolie ist es auch möglich, die kapazitive Bedieneinrichtung 20 durch lediglich einzelne Klebepunkte auf die Unterseite der großflächigen Glasplatte 10 zu kleben.
Um die Bedienelemente der kapazitiven Bedieneinrichtung kenntlich zu machen und Bedeutungen den LED-Anzeigen zuzuordnen, ist es notwendig, einen geeigneten Farbaufdruck im Bereich der kapazitiven Bedieneinrichtung 20 vorzusehen. Wie bereits erwähnt, kann dieser Farbaufdruck 35 auf der Unterseite 22b der kapazitiven Bedieneinrichtung 20 in der an sich bekannten Art und Weise gemäß 3 bereits aufgedruckt sein.
Es ist jedoch auch möglich, anstelle oder zusätzlich zu dem Farbaufdruck 35 von 3 einen Farbaufdruck im Bereich der kapazitiven Bedieneinrichtung 20 auf der Unterseite 10b der großflächigen Glasplatte 10 anzubringen. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, diesen Farbaufdruck auf die Oberseite 10a der Glasplatte 10 des Kochfeldes anzubringen. In 1 und 2 ist ein solcher Aufdruck zur Markierung der einzelnen Kochplatten 11 angedeutet. Auf der diesen Markierungen 11 gegenüberliegenden Unterseite 10b der Glasplatte 10 sitzen, wie 2 zeigt, Heizspiralen 15 zur Erhitzung bei entsprechender Aktivierung, d. h. wenn eine Bedienperson auf der kapazitiven Bedieneinrichtung 20 die entsprechende Kochplatte einschaltet und damit einen Stromfluss durch die Heizspiralen 15 bewirkt. Alternativ ist es auch möglich, die oben erwähnte Klebefolie mit geeigneten Symbolen zu bedrucken.
Durch die erfindungsgemäße Vorkonfektionierung der kapazitiven Bedieneinrichtung ist es möglich, diese auf beliebig großen und damit in herkömmlicher Art und Weise nicht handhabbaren und insbesondere nicht oder nur schwer bestückbaren Glasplatten anzuordnen. Dadurch entsteht einerseits eine optisch sehr ansprechende und andererseits eine hygienisch optimale Gestaltung der großflächigen Glasplatte, wie dies insbesondere bei Kochplatten notwendig ist.

10: großflächige transparente Platte
10a: Oberseite
10b: Unterseite
11: Kochplattenbereich
15: Heizspirale
20: Kapazitive Bedieneinrichtung
22: transparente Platte
22a: Oberseite
22b: Unterseite
24: elektronische Komponenten
30: Klebemittel, Klebeschicht, Klebefolie
35: Farbaufdruck
36: Farbaufdruck

Claims

Elektrogerät mit großflächiger, transparenter Platte (10), insbesondere Kochfeldplatte, sowie mit einer kapazitiven Bedieneinrichtung (20) welche unterhalb der großflächigen, transparenten Platte (10) sitzt, dadurch gekennzeichnet, – dass die kapazitive Bedieneinrichtung (20) als eigenständig handhabbare Einheit vorgefertigt ist und eine transparente Trägerplatte (22) aufweist, auf deren Unterseite (22b) eine Leiterbahnenschicht mit elektronischen Komponenten für mehrere kapazitive Sensorelemente angeordnet ist, – dass die transparente Trägerplatte (22) der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) deutlich kleiner als die großflächige, transparente Platte (10) des Elektrogerätes ist, und – dass eine Oberseite der transparenten Trägerplatte (22) der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) auf eine Unterseite (10b) der großflächigen, transparenten Platte (10) des Elektrogerätes durch Klebemittel (30) befestigt ist.
Elektrogerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemittel (30) ganzflächig als Flächenkleber zwischen die Unterseite (10b) der großflächigen, transparenten Platte (10) und der Oberseite (22a) der transparenten Platte (22) der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) ausgebildet sind.
Elektrogerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemittel (30) als Klebepunkte zwischen die Unterseite (10b) der großflächigen, transparenten Platte (10) des Elektrogerätes und der Oberseite (22a) der transparenten Platte (22) der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) angeordnet sind.
Elektrogerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemittel (30) als Klebefolie ausgebildet sind.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemittel (30) transparent sind.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bedienelemente der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) mittels Farbdruck (35) auf der Unterseite (10b) der großflächigen, transparenten Platte (10) kenntlich gemacht sind.
Elektrogerät nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bedienelemente der kapazitiven Bedieneinrichtung mittels eines Farbaufdrucks (36) auf der Oberseite (22a) oder Unterseite (22b) der transparenten Platte (22) der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) kenntlich gemacht sind.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die großflächige, transparente Platte (10) des Elektrogeräts eine Glasplatte ist.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Platte (22) der kapazitiven Bedieneinrichtung (20) eine Glasplatte ist.
Elektrogerät nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasplatten hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften identisch oder nahezu identisch ausgebildet sind.