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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein elektrisches Gerät, insbesondere für ein elektrisches Hausgerät, zum Einstellen von Betriebsfunktionen und/oder Betriebsparametern mit einem an einer Bedienfläche gehalterten Bedienknebel, der zum Einstellen des Betriebsparameters, bspw. einer Heizstufe, um eine Knebelachse drehbar ist.
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Eine gattungsgemäße Bedieneinheit für ein elektrisches Haushaltsgerät ist in der
EP 0 962 707 A1 beschrieben. Ein an einer Bedienfläche gehalterter Bedienknebel dient zum Einstellen von Betriebsfunktionen, bspw. zum Auswählen einer bestimmten Kochstelle eines elektrischen Herdes und kann zu diesem Zweck aus einer Ausgangsstellung in eine Auswahlstellung geschoben bzw. geschwenkt werden. Zum Einstellen eines Betriebsparameters, bspw. einer Heizstufe kann der Bedienknebel weiterhin um eine Knebelachse gedreht werden. Eine Ausführungsform dieser gattungsgemäßen Bedieneinheit sieht eine geschlossene Bedienfläche vor, an welcher der Bedienknebel abnehmbar mittels Magnet- kraft gehaltert ist. Die maximal zulässigen Verschiebewege sind hierbei durch einen in eine Führungskulisse der Bedienfläche eingreifenden und dort entlang gleitenden Führungszapfen des Bedienknebels vorgegeben.
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Aus der
DE 44 32 399 A1 ist ein Schalter mit einem in Umfangsrichtung drehbaren, im wesentlichen kreisförmigen Rotor bekannt. Der Rotor besteht aus zwei Gehäuseteilen, welche über Federn miteinander verbunden sind. Eines der Gehäuseteile ist in axialer Richtung zur Bedienblende hin bewegbar ausgebildet.
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Die
DE 102 12 954 A1 offenbart eine Bedienvorrichtung für ein Elektrogerät, welche eine Bedieneinheit mit einer Drehvorrichtung aufweist. Die Bedieneinheit weist eine Lagevorrichtung für die Drehvorrichtung auf. Die Drehvorrichtung ist drehbewegbar an der Lagevorrichtung gelagert.
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Eine Bedieneinheit mit einem Funksteuersystem zur Steuerung von Wärmequellen von glaskeramischen Kochplatten und anderen Haushaltsgeräten ist aus der
DE 296 01 967 U1 bekannt. Das Funksteuersystem umfasst einen Sender und einen mit einer Empfangsantenne ausgestatteten Empfänger, der wenigstens eine der Wärmequellen auf der Basis des die Antenne erreichenden Signals steuert. Das die Antenne erreichende Signal wird durch einen Knopf beeinflusst, der eine direkt oder indirekt geerdete Elektrode variabel bezüglich der Antenne ausrichtet.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bedieneinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 hinsichtlich der leichten Bedienbarkeit sowie der einfach aufgebauten und präzise funktionierenden Koppelung mit dem Haushaltsgerät zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Bedieneinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch einen zweiteiligen Bedienknebel gelöst, dessen beide Teile koaxial zueinander beweglich sind. Vorzugsweise wird ein erster Teil mittels Magnetkraft an einer Bedienfläche gehaltert. Weiterhin ist vorzugsweise ein zweiter Teil des Bedienknebels relativ zum ersten Teil drehbar und trägt gleichzeitig einen Signalgeber zur Übertragung von Drehsignalen an einen Sensor. Mit einer solchen erfindungsgemäßen Bedieneinheit ist eine einfache und übersichtliche Bedienung des elektrischen Geräts ermöglicht. Durch Drehen des Bedienknebels in herkömmlicher Art und Weise kann ein Betriebsparameter des elektrischen Geräts beeinflusst werden. Durch Drehen des Bedienknebels um seine Knebelachse kann beispielsweise eine Heizstufe einer zuvor ausgewählten Kochstelle beeinflusst werden. Durch die zusammen wirkenden Permanentmagneten der Bedienfläche und des Bedienknebels kann dieser von der Bedienfläche abgezogen und nahezu beliebig auf der Bedienfläche verschoben und/oder verdreht werden. Die Bedienfläche kann völlig plan ausgestaltet sein und kann auf diese Weise optimal von anhaftendem Schmutz gereinigt werden. Alle möglichen Verschiebebewegungen des Bedienknebels werden ausschließlich durch die Gestaltung der zusammenwirkenden magnetischen Elemente definiert. Die möglichen Drehbewegungen werden durch die zweiteilige Gestaltung des Bedienknebels definiert. Hierzu weist der Bedienknebel an seiner Unterseite eine Reihe von Haltemagneten auf, die mit einer entsprechenden Anzahl von Permanentmagneten in der Bedienfläche korrespondieren.
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Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht einen Haltering vor, der mit Haltemagneten versehen ist und der mittels Magnetkraft auf der Bedienfläche fixiert ist. Der Haltering weist vorzugsweise eine topfartige Kontur zur Aufnahme eines zylindrischen Zentralbereichs des drehbaren zweiten Teils des Bedienknebels auf. Vorzugsweise ist um den Zentralbereich koaxial und beabstandet von diesem ein Mantelbereich vorgesehen, der den Haltering umgreift und nach außen abdeckt. Dieser Mantelbereich reicht vorzugsweise bis zur Knebelunterseite und lässt einen schmalen Spalt zur Bedienfläche, so dass ein nach außen völlig glatter Bedienknebel gebildet ist, dessen Dreh- und Rastmechanik verdeckt und gegen eindringenden Schmutz und eindringende Feuchtigkeit weitest gehend geschützt ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht eine rastende Drehbarkeil des Bedienknebels um die Knebelachse vor, wobei die Rastung zwischen feststehendem Haltering und drehbarem zweitem Teil des Knebels gebildet sein kann. Hierzu können im Haltering wenigstens zwei federbelastete Kugeln angeordnet sein, die in eine Vielzahl von Rastmulden am zylindrischen äußeren Umfang des Zentralbereichs des Bedienknebels einrasten können. Die Federkraft der federbelasteten Kugeln definiert die Stärke der Rastung. Die Anzahl der Rastmulden definiert die Anzahl der Raststellungen. Diese wird gleichzeitig von der minimalen Auflösung der Sensorik bestimmt.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Bedienknebel zum Auswählen einer der Betriebsfunktionen aus einer Ausgangsstellung in eine Auswahlstellung schiebbar ist. Aus dieser wird er vorzugsweise mittels Magnetkraft in die Ausgangsstellung zurückgezogen, wo er dann verdreht werden kann. So kann durch Verschieben des Bedienknebels aus der Ausgangsstellung in eine von mehreren Auswahlstellungen eine Betriebsfunktion ausgewählt werden, die beispielsweise in der Auswahl einer bestimmten Kochstelle eines elektrischen Herdes besteht. Der Bedienknebel kann vom ersten Bedienschritt, der Auswahl der Betriebsfunktion bis zum zweiten Bedienschritt, dem Einstellen des Betriebsparameters der ausgewählten Betriebsfunktion, unverändert in der Hand einer Bedienperson verbleiben. Ein Griffwechsel oder die Betätigung eines Zusatzelementes der Bedieneinheit ist nicht erforderlich. Zudem ist jedem Bedienschritt eine eigene, charakteristische Bewegungsart des Bedienknebels zugeordnet.
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Eine Anschlagsstellung in jeweils einer der Auswahlstellungen kann ggf. durch ein optisches und/oder akustisches Signal angezeigt werden. Auf diese Weise wird der Bedienperson angezeigt, dass sich der Drehknebel in der Auswahlstellung befindet und nicht weiter über diese hinausgeschoben werden sollte. Eine Sicherheitsfunktion kann beispielsweise darin bestehen, dass die zuvor angewählte Betriebsfunktion bei Abnehmen des Bedienknebels oder bei zu weitem Schieben über seine Anschlagstellung hinaus abgeschaltet wird.
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Die Abtastung und Erfassung der Verschiebe- und Drehbewegungen des Bedienknebels kann in an sich bekannter Weise auf induktivem, auf optischem oder auf magnetischem Wege erfolgen. Die erwähnten Abtastverfahren können ggf. auch miteinander kombiniert werden.
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Jeder der vorhandenen Permanentmagneten in der Bedienfläche definiert gleichzeitig eine der möglichen Auswahlstellungen, in die der Bedienknebel geschoben werden kann. Bei vier vorhandenen Betriebsfunktionen, beispielsweise vier Kochstellen eines elektrischen Herdes, sind wenigstens vier verschiedene Auswahlstellungen notwendig. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können jedoch zusätzliche Auswahlstellungen vorgesehen sein, die mit Zusatzfunktionen belegt sind. So können beispielsweise bei einem elektrischen Herd sechs Auswahlstellungen zur Auswahl von vier Kochstellen sowie zur Steuerung von Zusatzfunktionen vorgesehen sein. Solche Zusatzfunktionen können beispielsweise eine Timersteuerung, eine zentrale Zonenzuschaltung oder dergleichen sein. Sind sechs solcher Auswahlstellungen vorgesehen, sind entsprechend sechs um den Zentralmagneten gruppierte Kranzmagneten notwendig.
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Zur Steuerung von zwei oder drei Betriebsfunktionen kann wahlweise jeweils ein Bedienknebel vorgesehen sein, der dem entsprechend zwei oder drei Auswahlstellungen aufweist. Ebenso kann ein Bedienknebel mehrere Auswahlstellungen, beispielsweise sechs oder acht, aufweisen, so dass zur umfassenden Steuerung eines elektrischen Geräts ein Bedienknebel ausreichen kann.
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Weitere Aspekte und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Bedieneinheit am Beispiel eines Kochfeldes beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Kochfeldes mit einer erfindungsgemäßen Bedieneinheit,
- 2 eine schematische Schnittansicht eines Bedienknebels der Bedieneinheit,
- 3 eine detaillierte Schnittansicht des Bedienknebels gemäß 2,
- 4 eine Querschnittdarstellung des Bedienknebels entlang der Schnittlinie IV-IV der 3 und
- 5 eine Betätigung der Bedieneinheit in schematischer Darstellung.
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Die erfindungsgemäße Bedieneinheit wird im Folgenden anhand eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels erläutert. Die Bedieneinheit ist hierbei zur Bedienung eines elektrischen Haushaltsgeräts, nämlich eines Kochfeldes eines Gargeräts vorgesehen. Die Bedieneinheit eignet sich jedoch grundsätzlich in gleicher Weise zur Bedienung jedes beliebigen elektrischen Geräts, das eine geeignete Bedienfläche zur magnetischen Halterung wenigstens eines Bedienknebels aufweist.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kochfeldes 2 mit einer daran angeordneten Bedieneinheit in Gestalt eines Bedienknebels 10. Das Kochfeld 2 umfasst eine Glaskeramikplatte 4 auf, die eine frontseitige sog. Plattenfacette 6 aufweist. Auf der Glaskeramikplatte 4 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel vier in an sich bekannter Weise beheizbare Kochstellen 8 vorgesehen, die mit einem sichtbaren Dekor markiert sein können. In der frontseitigen Plattenfacette 6 oder auf der Oberfläche der Glaskeramikplatte 4 kann ein Anzeigeelement bzw. können mehrere Anzeigeelemente (nicht dargestellt) angebracht sein, die angewählte Betriebsfunktionen bzw. Betriebsparameter anzeigen. In einem mittigen vorderen Bereich der Glaskeramikplatte nahe der Plattenfacette 6 ist ein Bedienknebel 10 angeordnet, der um eine Knebelachse 12 gedreht und in verschiedene definierte Richtungen aus einer mittleren Ausgangsstellung in Auswahlstellungen verschoben werden kann.
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2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Glaskeramikplatte 4 mit dem darauf aufgebrachten Bedienknebel 10. Dieser ist mittels Magnetkraft auf der Glaskeramikplatte 4 gehaltert und kann um seine Knebelachse 12 gedreht werden. Der Bedienknebel 10 kann zusätzlich parallel zur Oberfläche der Glaskeramikplatte 4 verschoben werden (vgl. 5). Erfindungsgemäß sind die Verschiebebewegungen des Bedienknebels 10 in seinen verschiedenen Auswahlstellungen sowie die mögliche Drehbewegungen um seine Knebelachse 12 ausschließlich durch die Anordnung von Permanentmagneten bzw. eines oder mehrerer magnetischer Elemente im Bedienknebel 10 definiert. Die magnetischen Haltekräfte sind durch gegen- einander gerichtete Pfeile angedeutet. Die möglichen Verschiebe- und Drehbewegungen des Bedienknebels 10 sind durch einen Pfeil um die Knebelachse 12 sowie einen Pfeil oberhalb des Bedienknebels angedeutet.
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An der Unterseite der Glaskeramikplatte 4 ist ein Sensorbereich 24 angeordnet, um den in einem definierten Abstand mehrere Kranzmagneten 26 gruppiert sind. An einer Knebelunterseite 16 des Bedienknebels 10 sind entsprechend zur Anordnung der Kranzmagneten 26 eine gleiche Anzahl von Haltemagneten 14 vorgesehen (vgl. 3), die für eine lösbare Fixierung des Bedienknebels 10 auf der Oberfläche der Glaskeramikplatte 4 sorgen.
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Die Erfassung der Verschiebebewegungen des Bedienknebels 10 zur Auswahl der zur Verfügung stehenden Betriebsfunktionen sowie der Drehbewegungen zur Auswahl der zur Verfügung stehenden Betriebsparameter des elektrischen Haushaltsgeräts kann in bekannter Weise, bspw. mittels induktiver und/oder optischer Abtastung erfolgen. Diese Abtastverfahren ermöglichen jeweils eine präzise berührungsfreie Signalübertragung und damit eine zuverlässige Bedienung des elektrischen Haushaltsgeräts.
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3 zeigt eine detaillierte Schnittdarstellung des von der Oberfläche der Glaskeramikplatte 4 abgehobenen Bedienknebels 10. In dieser Darstellung ist der zweiteilige Aufbau des Bedienknebels 10 mit einem magnetisch auf der Glaskeramikplatte 4 gehalterten Haltering 13 und dem koaxial zu diesem angeordneten und diesen weitgehend abdeckenden drehbaren Knebelteil verdeutlicht. Der Haltering 13 umfasst einen scheibenförmigen Abschnitt, dessen Knebelunterseite 16 auf der Glaskeramikplatte 4 aufliegen kann. Am äußeren Umfang der Knebelunterseite 16 sind eine Anzahl von gleichmäßig verteilten Haltemagneten 14 angeordnet, die mit einer gleichen Anzahl von Kranzmagneten 26 im Bedienfeld korrespondieren und für eine lösbare Fixierung des Bedienknebels 10 sorgen.
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Am äußeren Rand des scheibenförmigen Abschnitts ragt ein zylindrischer Randabschnitt nach oben, in dessen zylindrischer Innenmantelfläche wenigstens zwei Federaufnahmen 21 vorgesehen sind, die zur Lagefixierung von Schraubenfedern 18 dienen. Diese Federn 18 drücken jeweils eine Kugel 19 nach innen gegen eine zylindrische Mantelfläche eines Zentralbereichs 15 des drehbaren Teils des Bedienknebels 10. Auf gleicher Höhe der senkrecht zur Knebelachse 12 nach innen drückenden Kugeln 19 sind Rastmulden 23 zum Einrasten der Kugeln 19 vorgesehen (vgl. die Schnittdarstellung der 4). Die Anzahl der Rastmulden 23 am äußeren Umfang des zylindrischen Zentralbereichs 15 definiert die Anzahl der Rastpositionen des um die Knebelachse 12 drehbaren Bedienknebels 10. Die maximal mögliche Anzahl von Rastmulden 23 wird dabei von der Auflösung der Sensorik bestimmt. Wenn bspw. die Sensorik nur Drehwinkel von 30 Grad oder mehr sauber auflösen kann, so können maximal zwölf Raststufen vorgesehen sein, die demnach auch der Anzahl der möglichen Kochstufen entsprechen. In der Praxis sind fünf bis zwanzig Raststufen je Umdrehung sinnvoll.
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Zur Sicherstellung einer sauberen Rastung sind wenigstens zwei federbelastete Kugeln 19 notwendig. Es können jedoch auch drei oder mehr gleichmäßig über den Umfang des Bedienknebels 10 verteilte Kugeln 19 vorgesehen sein. Je größer die Anzahl der Kugeln 19 ist, desto schwächer kann die Federkraft der einzelnen Federn 18 gewählt werden, so dass sich mit einer größeren Anzahl von Kugeln 19 eine leichtere Drehbewegung erzielen lässt. Vorzugsweise sind die aufeinander gleitenden Oberflächen mit einer leichten Schmierung versehen, um einem Verschleiß bei länger andauerndem Betrieb vorzubeugen und um der Drehbewegung möglichst wenig Widerstand entgegen zu setzen.
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Der drehbare zweite Teil des Bedienknebels 10 weist weiterhin einen zur Knebelunterseite 16 weisenden Signalgeber 22 auf, mit dessen Hilfe die Drehbewegungen an den Sensorbereich 24 übertragen werden. Um eine gute Signalübertragung für optische Signale zwischen Signalgeber 22 im Drehknebel 10 und Sensorbereich 24 zu ermöglichen, kann die Knebelunterseite 16 transparent ausgebildet sein.
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Weiterhin weist der drehbare zweite Teil des Bedienknebels 10 einen äußeren Mantelbereich 11 auf, der den gesamten Haltering 13 mitsamt dessen Randbereich umgreift und der vorzugsweise bis auf die Oberfläche der Glaskeramikplatte 4 reicht. Der Bedienknebel 10 weist auf diese Weise eine äußerlich glatte Oberfläche auf, die sich gut reinigen lässt und die optisch vorteilhaft wirkt. Zwischen den beiden koaxial gegeneinander beweglichen Teilen befindet sich lediglich ein schmaler Spalt, der ggf. durch eine Labyrinth- oder 0- Ring-Dichtung gegen eindringenden Schmutz abgedichtet sein kann. Vorzugsweise können die beiden Teile nicht durch einfachen Zug voneinander getrennt werden, sondern sind derart miteinander verbunden, dass sie sich bei normalem Gebrauch nicht voneinander lösen lassen.
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Zum Bedienen der Bedieneinheit kann der Drehknebel um seine Knebelachse 12 gedreht und zusätzlich beispielsweise gemäß 5 aus der zentralen Ausgangsstellung 28 in mehrere verschiedene Auswahlstellungen 30 geschoben werden, aus denen er vorzugsweise durch magnetische Kräfte in die Ausgangsstellung 28 zurück gezogen wird. Zur Auswahl einer Betriebsfunktion, also einer gewünschten Kochstelle 8, wird der Bedienknebel 10 von der Bedienperson aus der mittleren Ausgangsstellung 28 in die entsprechende Auswahlstellung 30 geschoben. Die Einstellung des Betriebsparameters, also der Heizstufe der ausgewählten Kochstelle 8, erfolgt durch das Drehen des Bedienknebels in der zentralen Ausgangsstellung 28. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass beispielsweise eine stufenweise Erhöhung oder Verringerung der Heizstufe einer ausgewählten Kochstelle 8 durch wiederholtes Schieben des Bedienknebels aus der Ausgangsstellung 28 in die entsprechende Auswahlstellung 30 erfolgt.
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Ein typischer Auslenkweg beträgt vorzugsweise wenige Millimeter. Während des Auslenkvorgangs ist eine optische und/oder akustische Quittierung bei einer festgelegten Auslenkweite sinnvoll. Sie fordert den Benutzer auf, den Bedienknebel nicht noch weiter auszulenken, sondern ihn in dieser Stellung zu belassen oder in seine Mittenposition selbsttätig durch magnetische Zurückstellkräfte zurückgleiten zu lassen. Bei einer optischen Quittierung wird vorzugsweise ein Leuchtsegment bei der festgelegten Auslenkweite und Auslenkrichtung als optischer Anschlag benutzt. Das Leuchtsegment leuchtet bevorzugt in dem Augenblick auf, wo der Rand des Bedienknebels die festgelegte Auslenkweite gerade erreicht hat. Die Lichtmarke unter der Glaskeramikabdeckung wird dabei gerade vom Rand des Bedienknebels erreicht, ohne sie zu überdecken. Unterstützend kann in diesem Augenblick ein kurzer Signalton eingesetzt werden. Bei einer ausschließlich vorgesehenen akustischen Quittierung wird die gleiche Funktionalität ohne Lichtmarke erfüllt. Beide Quittierungsarten können auch gemischt zur Anwendung kommen, um z.B. Hauptauslenkrichtungen von untergeordneten Auslenkrichtungen zu unterscheiden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Lichtmarkierung zur Auswahl von Kochstellen verwendet und leuchtet so lange, bis eine andere Kochstelle angewählt wird. Anschließend kann durch Drehen des Bedienknebels in der Mittenposition die Kochstufe der gewählten und angezeigten Kochstelle eingestellt und jederzeit ohne vorheriges Auslenken direkt verändert werden.
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In der gezeigten Ausbildung ist eine Verbindung der erfindungsgemäßen Funktionalität des Bedienknebels mit zusätzlichen Berührungssensoren möglich, um beispielsweise einen unabhängigen Hauptschalter zu realisieren. Das Abnehmen des Bedienknebels während des Betriebs könnte nach einer Warnphase alle Kochstellen abschalten und damit in die Funktion des Hauptschalters einseitig eingreifen. Diese Warnung kann akustisch und/oder optisch erfolgen. Weitere Funktionen können in beiden Varianten durch mehrmaliges Auslenken in dieselbe Richtung auch in einem sogenannten Toggle-Modus belegt werden, wie beispielsweise eine Zonenzuschaltung.
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Ein bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung der Bedieneinheit liegt darin, dass der zentrale Bedienknebel leicht abnehmbar ist und auf diese Weise die problemlose Reinigung der völlig planen Glaskeramikplatte ermöglicht, die zudem keinerlei Durchbrüche oder Absätze aufweist. Der gesamte Bedienbereich mit seiner Bedruckung und den in seiner Nähe gruppierten Leuchtmarkierungen kann sehr klein und damit platzsparend ausgeführt sein. Er ist ebenso leicht zu reinigen wie eine Kochmulde mit Berührsteuerung, ohne dass damit deren Nachteile verbunden sind, wie beispielsweise den unvermeidlichen Fingerabdrücken sowie den Wärmeeinflüssen bei der Berührung einer eventuell heißen Glaskeramikoberfläche.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kochfeld
- 4
- Glaskeramikplatte
- 6
- Plattenfacette
- 8
- Kochstelle
- 10
- Bedienknebel
- 11
- Mantelbereich
- 12
- Knebelachse
- 13
- Haltering
- 14
- Haltemagnet
- 15
- Zentralbereich
- 16
- Knebelunterseite
- 18
- Feder
- 19
- Kugel
- 21
- Federaufnahme
- 22
- Signalgeber
- 23
- Rastmulde
- 24
- Sensorbereich
- 26
- Kranzmagnet
- 28
- Ausgangsstellung
- 30
- Auswahlstellung
