-
Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für ein Elektrogerät mit einem Betätigungsknebel, welcher auf einer Eingabefläche angeordnet werden kann und über den Sollwerte für das Elektrogerät und insbesondere Sollwerte für ausgewählte Garzonen einer Kochfläche oder für ein Gargerät eingegeben werden können.
-
Aus
DE 10 2008 013 003 A1 ist ein Bedienknebel bekannt, der an seiner Unterseite eine Mehrzahl von Magneten aufweist und der auf eine Glaskeramikplatte platziert werden kann, so dass ein unterhalb der Glaskeramikplatte angeordnetes Magnet-Sensorsystem den Knebel und Bewegungen, insbesondere ein Verdrehen, erkennen kann und hierauf eine ausgewählte Kochzone einschalten oder eine Leistungsstufe vorgeben kann.
-
Eine Eigenschaft von Bedienknebeln ist, dass sie auf eine ebene, spalt-, absatz- und durchbruchfreie Oberfläche setzbar und zum Reinigen der Oberfläche einfach entfernt werden können. Damit z.B. Kinder ein Kochfeld nicht irrtümlich oder spielerisch aktivieren können, kann der Bedienknebel an einer hoch gelegenen Stelle abgelegt werden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Sicherheit der Bedienung zu erhöhen.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Eine Bedieneinrichtung zum Einstellen von Arbeitsbedingungen eines Elektrogeräts, vorzugsweise eines Elektrowärmegeräts, umfasst eine Eingabefläche und einen Betätigungsknebel zum entfernbaren Positionierung auf der Eingabefläche und eine Eingabeerkennungsvorrichtung zur Erkennung der Lage und/oder der Ausrichtung des Betätigungsknebels auf der Eingabefläche und/oder von Eingaben über den Betätigungsknebel. Ferner umfasst die Bedieneinrichtung eine Knebelerkennungsvorrichtung zur Erkennung unterschiedlicher Knebel oder unterschiedlicher Voreinstellungen eines Knebels und ferner eine Steuereinheit zur Freigabe und Sperrung von Funktionen des Elektrogeräts in Abhängigkeit von der Knebelerkennung. Die Eingabeerkennungsvorrichtung wird dabei als der Teil der Steuerung angesehen, die die konkreten Eingaben über die Garbedingungen vornimmt und die Voreinstellungen sind Steuerbefehle, die bestimmte Funktionen oder einstellbare Leistungs- oder Temperaturbereiche freischalten oder sperren und die nicht unmittelbar die Garbedingungen beeinflussen. Die Eingabe über die Lage des Knebels ist bei Eingabeeinheiten möglich, die es erlauben, den Betätigungsknebel in einem Sensorfeld oder einem Eingabebereich vorzugsweise frei zu positionieren und wobei dessen Lage automatisch erkannt wird. Über die Ausrichtung kann beispielsweise eine Verdrehung um eine vertikale Achse erkannt werden oder eine Neigung oder Kippen des Knebels um eine Achse, die in der Ebene der Eingabeoberfläche liegt. Auch kann der Knebel Tasten oder Schalter zur direkten oder unmittelbaren Wahl von Garbedingungen aufweisen.
-
Die Knebelerkennungsvorrichtung erkennt dabei unterschiedliche Knebel oder unterschiedliche Voreinstellungen eines Knebels. Dabei unterscheiden sich die Voreinstellungen von der konkreten oder unmittelbaren Anwahl von den Garbedingungen. So wird es möglich, eine knebelabhängige Funktionsauswahl bereitzustellen, die für bspw. ältere Menschen oder für Kinder einen Schutz bieten. Zum Schutz können manche Funktionen, wie bspw. das Garen bei höheren Temperaturen gesperrt werden. Auch können zum Schutz weitere Funktionen aktiviert werden, wie die Zeitfunktion, bei der eine Ausschaltzeit definiert wird und das Gerät sich automatisch abschaltet, wenn in einer entsprechenden Zeitdauer keine Eingabe am Gerät vorgenommen wurde.. Auch können so spezielle Funktionen, wie einzelne Kochzonen bei einem Kochfeld oder eine Pyrolysefunktion bei einem Ofen gesperrt werden.
-
Bevorzugt umfasst der Betätigungsknebel einen Umschalter zur Festlegung eines Nutzerprofils und dieses Nutzerprofil ist eine von der Knebelerkennungsvorrichtung erkennbare Voreinstellung. So kann ein einziger Betätigungsknebel einstellungsabhängig für unterschiedliche Personen oder Personengruppen genutzt werden. Wenn der Umschalter nicht unmittelbar sichtbar oder erkennbar ist oder ohne Werkzeug nicht oder nur schwer bedienbar ist, so kann ein Kinderschutz erzielt werden.
-
Alternativ sind der Bedieneinrichtung mehrere unterschiedliche Knebel zugeordnet und diese Knebel sind von der Knebelerkennungsvorrichtung eindeutig erkennbar. Bei dieser Variante kann jeder Benutzer oder jede Benutzergruppe, wie z.B. Kinder, einen eigenen Knebel haben, so dass eine Einstellung am Knebel selbst entfällt.
-
Bevorzugt ist für die Knebelerkennung ein Funkverfahren und insbesondere ein Funkverfahren nach dem Transponderprinzip vorgesehen. Da Transponder heutzutage kostengünstig herstellbar sind und zuverlässig arbeiten, kann die Knebelerkennung so einfach realisiert werden.
-
Alternativ ist für die Knebelerkennung ein magnetisches Erkennungssystem vorgesehen. Dies ist dann vorteilhaft, wenn auch für die Erkennung von Eingaben bereits ein magnetisches System vorhanden ist.
-
Auch kann eine Kamera vorgesehen sein, um Messwerte für die Knebelerkennungsvorrichtung und die Eingabeerkennungsvorrichtung bereitzustellen. Dadurch können kostengünstig mehrere Knebel und deren Ausrichtung erkannt werden.
-
Allgemein gesprochen kann in der Knebelerkennungsvorrichtung ein berührungsloses Erkennungsverfahren vorgesehen sein. Wenn dieses unterhalb der Glaskeramikfläche installiert ist, so ist es vor Umgebungseinflüssen, wie Verschmutzungen geschützt.
-
Bevorzugt ist ein einziges nach einem Messprinzip arbeitendes Sensorsystem eingerichtet, Messwerte für sowohl die Eingabeerkennungsvorrichtung als auch die Knebelerkennungsvorrichtung bereitzustellen. So können die Kosten für unterschiedliche Messsysteme eingespart werden.
-
Insbesondere sind magnetische Mittel vorgesehen sind, um den Betätigungsknebel an einzelnen definierten Positionen zu positionieren und dort zu halten, da hierdurch die Positionierung des Knebels an vorgegebenen Eingabepositionen und so die Messwertaufnahme vereinfacht wird.
-
Alternativ ist der Betätigungsknebel in einem Eingabebereich frei positionierbar und dabei sind bei jeder der Positionen Messwerte für die Eingabeerkennungsvorrichtung und die Knebelerkennungsvorrichtung messbar. Der Messbereich, also der Bereich wo der Mittelpunkt des Betätigungsknebels liegen kann, hat bevorzugt die Größe von mindestens 2 cm·2 cm oder alternativ mindestens 4 cm·4 cm. So kann aufgrund seiner Position innerhalb dieses Bereichs eine Eingabe vorgenommen werden.
-
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Gargeräts mit einem Kochfeld,
-
2 die Draufsicht auf das Kochfeld von oben,
-
3 ein Kochfeld mit einem Gargutträger,
-
4 einen Betätigungsknebel in der gesicherten Stellung,
-
5 den Betätigungsknebel gemäß 4 in der Freigabestellung,
-
6 einen Betätigungsknebel einer alternativen Ausführungsform und
-
7 eine Seitenansicht des Betätigers gemäß 6.
-
1 zeigt ein Gargerät 1 mit einem an der Oberseite befindlichen Kochfeld 10 als ein freistehendes Gerät. Alternativ kann ein Kochfeld auch ohne ein Gargerät verwendet werden, wenn es beispielsweise in die Arbeitsplatte einer Küchenzeile eingebaut wird.
-
Das Kochfeld 10 umfasst eine Glaskeramikplatte 12 an deren Unterseite die Heizelemente 20, 21 angeordnet sind. Auf die Oberseite der Glaskeramikplatte werden die Gargutbehälter, insbesondere Töpfe, Pfannen oder ähnliches, gestellt. Bevorzugt wird das Induktionsprinzip verwendet, bei dem das Heizelement eine stromdurchflossene Spule umfasst, die ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches in dem darüber platzierten Gargutbehälter durch Induktion Wirbelströme erzeugt, die das Metall des Gargutbehälters und somit das Gargut erhitzen.
-
2 zeigt eine Draufsicht von oben auf das Kochfeld 10 und eine Vielzahl von Heizelementen 20 aufweist, die Reihen von je sieben dicht nebeneinander liegenden Heizelementen angeordnet sind und wobei neun nebeneinander liegende derartige Reihen ein durchgehendes Feld von nebeneinander liegenden Heizelementen bilden. Neben diesem Feld der Heizelemente 20 liegt ein einzelnes deutlich größeres Heizelement 21 und im unteren rechten Bereich ist ein Bedienbereich 40 gezeigt. Bauartbedingt können die Heizelemente 20, 21 von der Oberseite der Glaskeramikplatte sichtbar oder auch kaum sichtbar oder nicht sichtbar sein. Das Heizelement 21 ist für einen Gargutbehälter vorgesehen, der in etwa den gleichen Durchmesser wie das Heizelement selbst aufweist. Die Glaskeramik ist im Bereich der Heizelemente 20, 21 und auch im Bedienbereich 40 eben, absatzfrei und durchbruchfrei.
-
Die weiteren Heizelemente 20 bilden ein Heizelementefeld, wobei es nicht wesentlich ist, wo genau in diesem Feld der oder die Gargutträger platziert ist oder platziert sind. Die elektronische Steuerung des Kochfelds erkennt nämlich für jedes einzelne sämtlicher Heizelemente 20, ob oberhalb von ihm ein Gargutbehälter steht und abhängig von vorgegebenen Sollbedingungen für den jeweiligen Gargutbehälter werden die jeweiligen Heizelemente individuell aktiviert.
-
Zur Erkennung, ob oberhalb eines Heizelements ein Gargutbehälter befindlich ist, kann in der Spule jedes Induktionsheizelements 20 eine oder mehrere Signalwindung eingearbeitet werden und in Abhängigkeit von einer Abwandlung oder Abschwächung des Feldes, welches von der Spule erzeugt wird, wird ein darüber stehender Gargutbehälter erkannt.
-
So steht auf dem Kochfeld 10 der 3 ein Gargutbehälter in Form eines Topfes 30, derart, dass er im Wesentlichen sechs Heizelemente 20 abdeckt. Die jeweils einem Gargutbehälter zugeordneten Heizelemente werden als ein Garbereich bezeichnet und 2 zeigt den Garbereich 25, der sich bei der Positionierung des Gargutbehälters 30 gemäß 3 ergibt.
-
Der Bedienbereich 40 liegt in dem Kochfeld und hat Abmessungen, die proportional zu dem Kochfeld sind. Für jedes der Heizelemente 20 ist ein Anzeigemittel 45, vorzugsweise in Form eines LED-Elements vorgesehen, wobei die LED korrespondierend zu entsprechenden Heizelementen 20 angeordnet sind. 3 zeigt durch das Einschalten der entsprechenden LEDs an, dass die Heizelemente des Garbereichs 25 aktiviert bzw. aktivierbar sind. Alternativ kann der Gargutbehälter auch durch ein Symbol gekennzeichnet werden.
-
Unterhalb des Bedienbereichs 40 ist eine Kamera angeordnet, die durch die Glaskeramik des Kochfelds hindurch erkennen kann, ob auf dem Bedienbereich 40 ein oder mehrere Betätigungsknebel 60 stehen. Die Glaskeramik ist zumindest im Bedienbereich 40 durchsichtig oder in dem Lichtspektrum, in dem die Kamera misst, durchscheinend. Alternativ kann die Kamera auch an beispielsweise einem Dunstabzug befestigt sein und von oben auf den Betätigungsknebel ausgerichtet sein. In diesem Fall sollte an der Oberseite des oder der Betätigungsknebel eine Markierung der Ausrichtung sein.
-
Der Betätigungsknebel 60 ist ein frei beweglicher Knebel, der von dem Anwender frei in dem Bedienbereich 40 positionierbar ist. Der Betätigungsknebel ist bevorzugt ohne eine Elektronik, sonstige Steuerelemente oder dergleichen ausgestattet. In dieser Ausführungsform umfasst der Knebel auch hierzu keine Magnete. Das Licht, welches die LED erzeugen, kann als Beleuchtung der Unterseite des Betätigungsknebels genutzt werden. Ferner umfasst die Unterseite des Betätigungsknebels 60 einen zu 50% umlaufenden Rand 66, der ebenfalls von der Kamera gut detektierbar ist. Der Betätigungsknebel 60 hat an seiner Unterseite, also der Seite, die der Kamera zugewandt ist, eine pfeilförmige Markierung 65, die ebenfalls von der Kamera erkennbar ist und so die Winkellage des oder der Betätigungsknebel erkennt. Die Markierung 65 ist auf einer auf der Bodenseite des Betätigungsknebels eingelassenen Scheibe 68 vorgesehen, die gegen den Rest des Betätigungsknebels verdrehbar ist. Dabei ist der Pfeil in zwei Orientierungen ausrichtbar. Die Scheibe kann so gedreht werden, dass der Pfeil entweder auf die Markierung 67 „S“ für Sicherung oder „V“ für Vollversion zeigt. Damit sich die Scheibe nicht zufällig in ihrer Ausrichtung verstellt, ist ein mechanischer Widerstand vorgesehen. Zum Drehen der Scheibe hat die Markierung 65 in Pfeilrichtung eine Längsvertiefung, in welche man eine Münze einstecken und so ein Drehmoment zum Verdrehen der Scheibe ausüben kann.
-
Die Bedienung des Gargeräts geschieht folgendermaßen: Zunächst platziert der Anwender einen Gargutbehälter 30 auf dem Kochfeld und durch Betätigen des Hauptschalters 42 oder alternativ durch das Platzieren eines Betätigungsknebels 60 auf dem Bedienbereich startet die Steuerung des Kochfelds die Erkennung von dem oder den Gargutbehälter(n) dadurch, dass Messfelder in den Heizelementen 20 aktiviert werden und über Signalwindungen deren Abänderung detektiert wird. Mit diesen Werten werden die entsprechenden LED 45 des korrespondierenden Garbereichs 25 aktiviert. Der Anwender sieht nun gemäß 3, den entsprechend leuchtenden Bereich und kann so auf ihm den Betätigungsknebel 60 positionieren. Wenn der Anwender nun den Betätigungsknebel dreht, so kann durch die Kamera, die kontinuierlich Bilder aufnimmt, erkennen, dass die Markierung 65 und somit auch der Betätigungsknebel 60 sich dreht. Oberhalb des Bedienbereichs 40 ist ein Leistungsanzeiger 50 angeordnet. Abhängig von dem Drehbetrag und der Drehrichtung werden mehr oder weniger Balken angezeigt. Diese Balken dienen als Maß für die Energie, die dem entsprechenden Garbereich 25 zugeführt werden soll und so für die Erhitzung des jeweiligen Gargutbehälters.
-
Ferner wird über das Kamerabild die Winkellage von der Markierung 65 zu dem Rand 66 erkannt und hierüber festgestellt, ob sich der Pfeil in der Winkellage „V“ oder „S“ befindet. Bei der Winkellage S ist eine Sicherung vorgesehen, bei der manche Funktionen des Geräts nicht freigegeben sind. Beispielsweise kann die maximale Leistung der Kochbereiche begrenzt werden. Beispielsweise kann nämlich ein Garbereich mit 10 Leistungsstufen, also von 0 bis 10, ansteuerbar sein. Bei der Stellung V können sämtliche dieser Leistungen abgerufen werden, aber bei der Stellung S ist die Leistung nur von 0 bis 6 einstellbar. Bei einer Auslegung, bei der die Leistungsstufe 6 nur ausreicht, eine Maximaltemperatur von bspw. 60°C zu erzielen, so können schwere Verbrennungen verhindert werden.
-
Die Schutzfunktion kann als eine Kindersicherung oder eine Sicherung für alte Personen genutzt werden. Beim Einsatz als Kindersicherung können Garbereiche, die von dem Vorderrand der Kochzone weit entfernt und sowieso für ein Kind schlecht erreichbar sind, dauerhaft abgeschaltet sein, um eine irrtümliche Aktivierung zu vermeiden.
-
Bei der Schutzfunktion kann auch eine Zeitsteuerung vorgegeben werden, die nach einer vorgegebenen Zeit von 10 oder 30 Minuten ohne eine Eingabe das Kochfeld abschaltet. Das Abschalten kann durch ein Hinweisgeräusch begleitet werden, um den Anwender mitzuteilen, dass das Kochfeld abgeschaltet wurde und es ihm zu ermöglichen, durch eine entsprechende Eingabe das Kochen fortzusetzen. Diese Funktion der Zeitsteuerung ist gerade für ältere Personen hilfreich, um sicher zu stellen, dass die Person den Garvorgang nicht vergessen wird. Auch für sonstige Anwender ist diese Funktion hilfreich, da der Anwender dann die absolute Sicherheit hat, dass kein größerer Schaden entstehen kann, falls er unbeabsichtigt ohne Ausschalten des Elektrogeräts die Wohnung verlässt.
-
Zusätzlich oder alternativ zu der Markierung mit V und S kann eine Zeitvorgabe von 10 oder 30 für eine entsprechende Anzahl von Minuten auf der Unterseite des Betätigungsknebels einstellbar sein und dieser Wert wird dann für die Zeitsteuerung genutzt.
-
Alternativ zu der Einstellbarkeit eines Knebels kann auch eine Mehrzahl von nichteinstellbaren Knebeln verwendet werden. In diesem Fall wird man für die Kindersicherung den Knebel einfach gegen einen anderen austauschen. So können Eltern den Knebel mit der Vollfunktion an einer schwer erreichbaren Position aufbewahren, so dass die Kinder nur mit dem gesicherten Knebel das Gerät bedienen können.
-
Wenn auf dem Kochfeld mehrere Gargutbehälter positioniert sind, so leuchten die LED unterschiedlicher Garbereiche 25 in dem Bedienbereich. Durch ein Verschieben des Betätigungsknebels 60 auf einen jeweils anderen Bereich kann für den korrespondierenden Gargutbehälter die Energiezufuhr bestimmt werden. Alternativ können pro Gargutbehälter jeweils ein gesonderter Betätigungsknebel auf dem Bedienbereich positioniert werden.
-
Gemäß 6 und 7 wird eine weitere alternative Ausführungsform der Bedienvorrichtung erläutert. Der Betätigungsknebel 100 umfasst einen untenliegenden zentralen Ankermagneten 110, der auf eine Platte, insbesondere das Glaskeramikfeld 12, des Elektrogeräts aufgesetzt und abgenommen werden kann. Die Außenmagnete 112, 114, 116 und 118 sind in der Umfangsrichtung äquidistant um den Ankermagneten angeordnet. Darüber hinaus umfasst die Bedienvorrichtung ein Schaltelement 120, welches auf der unten liegenden Seite der Glaskeramik 12 angeordnet ist. Das Schaltelement umfasst einen weiteren nicht dargestellten Haltemagneten, zum Eingriff mit dem Ankermagneten 110. Wenn der Betätigungsknebel 100 in die Nähe des Schaltelements 120 gebracht wird, so zentriert er sich in Bezug auf den Haltemagneten. Um den Haltemagneten herum ist eine Anzahl von Magnetsensoren in Form von Hall-Sensoren oder Reed-Relays angeordnet, die das sich verändernde Magnetfeld, welches von den Außenmagneten 112, 114, 116 und 118 erzeugt wird, erkennen und eine Drehung als einen Eingabebefehl interpretieren. Auch kann der Ankermagnet 110 weiter vertikal nach unten ragen als die Außenmagneten, so dass bei dem normalen Stand nur der Ankermagnet 110 in Kontakt zu der Glaskeramik 12 kommt. Wenn nun der Betätigungsknebel 110 gekippt wird, so kommt einer der Außenmagnete 112, 114, 116 oder 118 in Kontakt zu der Glaskeramik und aufgrund der reduzierten Nähe dieser Magnete zu dem Schaltelement 120 und dem somit stärkeren Magnetfeld kann diese Kippbewegung als ein Auswahlbefehl, beispielsweise für eine spezielle Garzone, verstanden werden. Der Betätigungsknebel 100 kann dabei einen Schiebeschalter 130 aufweisen, über welchen die oben beschriebene Auswahl der Schutzfunktion oder der Vollversion vorgenommen werden kann. Beispielsweise kann mit dem Schiebeschalter 130 ein weiterer Magnet gekoppelt sein, der dem Schaltelement 120 zugeordnet wird oder von ihm wegbewegt wird und das von diesem Magneten induzierte Feld wird von dem Schaltelement als Knebelerkennung genutzt.
-
Auch kann der Schiebeschalter 130 ein elektrischer Schalter sein und dabei ist Knebel die Spule für einen Schwingkreis vorgesehen. Durch Zuschalten weiterer Elemente, wie Kapazitäten oder Induktivitäten in diesen Schwingkreis ändern sich dessen Eigenschaften. In diesem Fall umfasst das Schaltelement eine Aktivierungsspule, die nach dem Prinzip eines Transponders den Schwingkreis aktiviert und über eine Abwandlung des Feldes seine Eigenschaften und somit die Schalterstellung detektiert. Auch auf diese Weise ist es möglich, über den Betätigungsknebel 100 Eingaben vorzunehmen, die über die Positionserkennung, der Erkennung der Winkelstellung oder das Neigen hinaus gehen und es ermöglichen, einen bestimmten Knebel oder eine (Vor-) Einstellung eines Knebels zu erkennen.
-
Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen sind frei miteinander kombinierbar.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008013003 A1 [0002]
