DE10227132A1 - Kältegerät mit Funktionsanzeige - Google Patents

Abstract

Am Gehäuse eines Kältegeräts ist ein Funktionsanzeigefeld (4) zum Anzeigen von Funktionszuständen und/oder Betriebsparametern des Kältegeräts angebracht. Das Funktionsanzeigefeld (4) weist unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes bewegbare elektrisch geladene Pigmentträger (8, 9) und eine Mehrzahl von jeweils einem Anzeigeelement des Funktionsanzeigefeldes (4) zugeordneten Elektroden (11, 12, 13, 15, 16, 17) zum Anlegen eines elektrischen Feldes an die Pigmentträger (8, 9; 14) auf.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem wärmeisolierenden Gehäuse und einem an dem Gehäuse angebrachten Funktionsanzeigefeld zum Anzeigen von Funktionszuständen und/oder Betriebsparametern des Kältegeräts.
• Derartige Funktionsanzeigefelder enthalten herkömmlicherweise eine Mehrzahl von Leuchtelementen wie etwa Glühlämpchen, Leuchtdioden etc. oder eine Flüssigkristallanzeige.
• Die Leuchtelemente müssen, um zu funktionieren, ständig mit Energie versorgt werden, was die Leistungsaufnahme des Kältegeräts erhöht. Die Leistungsaufnahme einer Flüssigkristallanzeige ist zwar wesentlich geringer als die einer Leuchtanzeige, doch ist bei ungünstigem Lichteinfall eine von außen beleuchtete Flüssigkristallanzeige häufig schwierig abzulesen, so dass zur Verbesserung ihrer Lesbarkeit derartige Anzeigen häufig mit eingebauten Lichtquellen versehen werden, was den Vorteil der geringeren Leistungsaufnahme zunichte macht.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit einem energiesparenden Funktionsanzeigefeld zu schaffen.
• Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kältegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Derartige elektrisch geladene Pigmentträger sowie mit derartigen Pigmentträgern versehene Substrate werden von der Firma E-Ink Corporation, Cambridge, Massachusetts, USA vertrieben.
• Um die Beweglichkeit der Pigmentträger zu gewährleisten, sind diese vorzugsweise in einer flüssigen Trägerschicht eingebettet.
• Einer ersten Ausgestaltung zufolge enthält das Anzeigefeld zwei Typen von Pigmentträgern, die jeweils entgegengesetzte elektrische Ladung tragen und verschiedene Farben aufweisen. Unter dem Einfluss eines auf die Pigmentträger einwirkenden elektrischen Feldes bewegen sich die unterschiedlich geladenen Pigmentträger in verschiedene Richtungen, so dass ein Typ von Pigmentträgern sich an einer freien Oberfläche des Funktionsanzeigefeldes versammelt und so dessen für einen Benutzer sichtbare Farbe bestimmt, während der zweite Typ von Pigmentträgern sich in einer tieferen Schicht des Anzeigefeldes sammelt, wo er durch den ersten Typ von Pigmentträgern verdeckt und für den Betrachter nicht sichtbar ist.
• Einer zweiten Ausgestaltung zufolge enthält das Anzeigefeld einen Typ von Pigmentträgern, der ein elektrisches Dipolmoment aufweist und zwei verschiedene Pigmente enthält, von denen eines in der Nähe des elektrischen Pluspols und das andere in der Nähe des elektrischen Minuspols angeordnet ist. Ein solcher Pigmentträger neigt unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes dazu, eine Drehbewegung durchzuführen, bei der sich die Dipolmomente jeweils in Feldrichtung ausrichten. Mit Hilfe von Elektroden, die von einer Oberflächennormalen des Funktionsanzeigefeldes abweichend orientierte Felder erzeugen, können bei dieser Ausgestaltung nicht nur die reinen Farben der zwei Pigmente, sondern auch Übergangstöne zur Anzeige gebracht werden.
• Unter den Elektroden des Anzeigefeldes befinden sich zwangsläufig solche, die abwechselnd an eine positive und eine negative Versorgungsspannung anschließbar sind, um einen Farbwechsel eines der betreffenden Elektrode zugeordneten Anzeigeelements herbeizuführen. Bei dem erfindungsgemäßen Kältegerät können jedoch auch Elektroden vorhanden sein, die fest an eine positive bzw. eine negative Versorgungsspannung angeschlossen sind, so dass die Farbe des ihnen zugeordneten Anzeigefeldes unveränderlich ist. Dadurch ist es möglich, statische grafische Elemente wie etwa eine Herstellermarke oder eine Modell-Bezeichnung, die bei einem herkömmlichen Kältegerät nicht im Anzeigefeld realisiert sondern in der Umgebung des Anzeigefeldes am Gehäuse des Geräts aufgedruckt sind, in das Anzeigefeld einzubeziehen und ebenfalls mit Hilfe der Pigmente anzuzeigen. Auf unterschiedliche Aufdrucke der Anzeigefeldern bei verschiedenen Kältegerätemodellen kann daher völlig verzichtet werden; eine Individualisierung der verschiedenen Modelle erfolgt ausschließlich über das Muster der auf die Pigmentträger einwirkenden Elektroden.
• Da die Pigmente in Abwesenheit elektrischer Felder ihre Position dauerhaft oder zumindest über lange Zeiträume unverändert beibehalten, ist es nicht notwendig, dass ständig eine Versorgungsspannung an den Elektroden anliegt. Um ein eventuelles Verblassen der Anzeige durch thermisch induzierte Bewegungen der Pigmentträger zu verhindern, kann eine Zeitschaltung vorgesehen sein, die den Hauptschalter in Zeitabständen von z.B. Tagen oder Wochen, je nach Stabilität der Anzeige, jeweils für eine kurze Zeit schließt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
• 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kältegerätes vor der erstmaligen Inbetriebnahme;
• 2 einen schematischen Schnitt durch ein Funktionsanzeigefeld des Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
• 3 einen Schnitt durch ein Funktionsanzeigefeld gemäß einer zweiten Ausgestaltung; und
• 4 eine Draufsicht auf eine Leiterplatte mit Elektroden zum Ansteuern des Anzeigefeldes.
• 1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kältegeräts. An ein wärmeisolierendes Gehäuse 1 des Kältegeräts ist eine Tür 2 angeschlagen. Oberhalb der Tür 2 ist eine hohle Blende 3 aus Kunststoff an das Gehäuse 1 angefügt. Die gesamte mit der Tür 2 bündige Vorderseite der Blende 3 ist von einem Anzeigefeld 4 ausgefüllt, dessen Struktur mit Bezug auf 2 und 3 genauer beschrieben wird. Im Inneren der hohlen Blende 3 befindet sich eine Steuerelektronik des Kältegerätes, die z.B. anhand von Erfassungsergebnissen eines im Inneren des Kältegeräts angebrachten Temperatursensors und einer von einem Benutzer vorgegebenen Solltemperatur den Betrieb eines Verdichters steuert. Eine Mehrzahl von Tasten 5 zum Steuern des Betriebs des Kältegeräts, z.B. zum Einstellen der Solltemperatur, erstrecken sich durch Bohrungen des Anzeigefeldes 4. Vor erstmaliger Inbetriebnahme ist das Anzeigefeld 4 leer.
• 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch das Anzeigefeld 4 gemäß einer ersten Ausgestaltung. Eine Schicht 7 aus einer viskosen Flüssigkeit ist zwischen einer festen Außenschicht 6 aus einem transparentem Kunststoff und einer Innenschicht 10 eingeschlossen, die aus einer Kunststofffolie oder einem beliebigen anderen für die Flüssigkeit der Schicht 7 undurchlässigen Material bestehen kann. Die Außenschicht 6 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie das Anzeigefeld 4 umgebende Teile der Blende 3 und ist einteilig mit ihnen ausgebildet.
• In der Flüssigkeitsschicht 7 schwimmen Pigmentträger 8 und 9, die z.B. schwarzes bzw. weißes Pigment und jeweils entgegengesetzte elektrische Ladung tragen.
• Jenseits der Innenschicht 10 sind Elektroden 11, 12, 13 zum Anlegen eines elektrischen Feldes im wesentlichen normal zur Oberfläche zur Außenschicht 6 angeordnet. Eine (nicht dargestellte) transparente Masseelektrode liegt an der Außenschicht 6 den Elektroden 11, 12, 13 gegenüber.
• Vor dem erstmaligen Anlegen eines elektrischen Potentials an eine der Elektroden befinden sich die Pigmentträger 8, 9 in einem ungeordneten Zustand, in dem sie aufgrund ihrer ungleichnamigen elektrischen Ladungen dazu neigen, sich gegenseitig anzuziehen. Dieser Zustand ist im linken Teil der 2 oberhalb einer Elektrode 11 gezeigt. In einem solchen Zustand befindet sich das Anzeigefeld des in 1 gezeigten Kältegerätes; vor erstmaliger Inbetriebnahme, d.h. vor erstmaligem Anlegen eines Potentials an die Elektroden des Anzeigefeldes, sind die Pigmentträger 8, 9 im Anzeigefeld 4 zufällig verteilt und das Anzeigefeld weist eine unbestimmte graue Farbe auf, in 1 symbolisiert durch schraffierte Bereiche.
• Durch Anlegen eines ausreichend starken elektrischen Potentials, z.B. eines positiven Potentials an die Elektrode 12 bzw. eines negativen an die Elektrode 13 in 2, werden die Pigmentträger 8, 9 voneinander getrennt, und die negativ geladenen weißen Pigmentträger 8 wandern zur positiven Elektrode 12 bzw. der von der negativen Elektrode 13 abgewandten Seite der Flüssigkeitsschicht 7, und die positiv geladenen schwarzen Pigmentträger 9 sammeln sich an der negativen Elektrode 13 bzw. der von der positiven Elektrode 12 abgewandten Seite der Schicht 7. So zeichnen sich die Flächen der Elektroden 12 und 13 schwarz bzw. weiß auf dem Anzeigefeld 4 ab.
• Ein ähnlicher Effekt wird mit dem in 3 im schematischen Schnitt gezeigten Anzeigefeld erreicht. Der Aufbau des Anzeigefeldes ist im wesentlichen der gleiche wie mit Bezug auf 2 beschrieben; lediglich die Pigmentträger 14 sind elektrische Dipole und enthalten jeweils in der Nähe ihrer elektrischen Pole verschiedenfarbige Pigmente. Im hier betrachteten Fall befindet sich schwarzes Pigment am Pluspol und weißes am Minuspol. Durch Anlegen eines elektrischen Potentials an die Elektroden 12, 13 werden die ursprünglich, wie über der Elektrode 11 gezeigt, zufällig orientierten Pigmentträger 14 ausgerichtet, so dass sie oberhalb der positiven Elektrode 12 den schwarzen Pluspol der Außenschicht 6 zuwenden und oberhalb der negativen Elektrode 13 den weißen Minuspol.
• 4 zeigt eine Draufsicht auf eine innerhalb der Blende 3 hinter der Innenschicht 10 angeordnete Leiterplatte mit der Innenschicht 10 zugewandten Elektroden. Es gibt drei Typen von Elektroden, eine Elektrode 15, in der Fig. weiß dargestellt, die den überwiegenden Teil der Oberfläche der Leiterplatte einnimmt und, sofern die Elektroden mit Spannung versorgt sind, fest mit einem negativen Potential verbunden ist, Elektroden 16, in der Fig. durch eine schräg aufwärts gerichtete Schraffur gekennzeichnet, die bei Spannungsversorgung fest mit einem positiven Potential verbunden sind und Elektroden 17, schräg abwärts schraffiert dargestellt, die über eine Steuerschaltung 18 sowohl mit positivem als auch mit negativem Potential beaufschlagbar sind. Die Elektroden 16 sind hier in Form von Buchstaben ausgebildet, um eine Hersteller- oder Modellbezeichnung oder andere unveränderliche grafische Elemente zur Anzeige zu bringen. Da unterschiedliche Modelle von Kältegeräten zumeist über unterschiedliche Steuerschaltungen verfügen, ist für diese ohnehin eine spezifisch gefertigte Leiterplatte erforderlich. Der Fertigungs-Mehraufwand, der mit dem Strukturieren der Elektroden 16 auf einer solchen Leiterplatte verbunden ist, ist gering. Es entfällt aber die Notwendigkeit, hersteller- oder modellspezifische Aufdrucke an der Blende anzubringen, so dass völlig gleiche Blenden für verschiedene Modelle von Kältegeräten eingesetzt und so Kosten gespart werden können.
• Elektroden 17, in 4 exemplarisch dargestellt als Elektroden einer Siebensegmentanzeige, sind über durch die Steuerschaltung 18 gesteuerte Schalter 19 wahlweise mit einer positiven oder einer negativen Versorgungsspannung verbindbar, um die Farbe der den Elektroden 17 entsprechenden Elemente des Anzeigefeldes 4 umschalten zu können. Ein Hauptschalter 20 ist vorgesehen, um sämtliche Elektroden 15, 16, 17 sowie die Steuerschaltung 18 von ihrer Versorgungsspannung abtrennen und so den Leistungsverbrauch des Anzeigefeldes 4 auf Null reduzieren zu können. Der Hauptschalter 20 wird lediglich dann geschlossen, um das Anzeigefeld 4 zu aktivieren, wenn die Steuerelektronik 21 des Kältegeräts meldet, dass ein auf dem Anzeigefeld 4 anzuzeigender Parameter wie etwa die Innentemperatur oder ein Betriebszustand seinen Wert geändert hat und deshalb die Farbe eines Anzeigeelementes des Feldes 4 geändert werden muss. Da zu einem solchen Zeitpunkt auch an die auf festem Potential liegenden Elektroden 15, 16 Spannung angelegt wird, werden auch die diesen Elektroden zugeordneten Anzeigefelder von Zeit zu Zeit aufgefrischt, und ein Kontrastverlust wird auch an diesen Anzeigefeldern vermieden.

Claims (7)

1. Kältegerät mit einem wärmeisolierenden Gehäuse (1) und einem an dem Gehäuse angebrachten Funktionsanzeigefeld (4) zum Anzeigen von Funktionszuständen und/oder Betriebsparametern des Kältegeräts, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsanzeigefeld (4) unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes bewegbare elektrisch geladene Pigmentträger (8, 9; 14) und eine Mehrzahl von jeweils einem Anzeigeelement des Funktionsanzeigefeldes (4) zugeordneten Elektroden (11, 12, 13, 15, 16, 17) zum Anlegen eines elektrischen Feldes an die Pigmentträger (8, 9; 14) aufweist.
2. Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentträger (8, 9; 14) in einer flüssigen Trägerschicht (7) eingebettet sind.
3. Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigefeld zwei Typen von Pigmentträgern (8, 9) enthält, die jeweils entgegengesetzte elektrische Ladung tragen und verschiedene Farben aufweisen.
4. Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigefeld einen Typ von Pigmentträgern (14) enthält, der ein elektrisches Dipolmoment aufweist und zwei verschiedene Pigmente enthält, von denen eines in der Nähe des elektrischen Pluspols des Dipols und das andere in der Nähe des elektrischen Minuspols angeordnet ist.
5. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Elektroden (15, 16, 17) fest an eine positive Versorgungsspannung angeschlossene (16) und fest an eine negative Versorgungsspannung angeschlossene Elektroden (15) sind.
6. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Hauptschalter (20) zum Trennen aller Elektroden (15, 16, 17) von ihren Versorgungsspannungen.
7. Kältegerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Ansteuerschaltung (21), die zum Ändern der Farbe eines der Anzeigeelemente den Hauptschalter (20) schließt.