DE10342006A1

DE10342006A1 - Bedienvorrichtung

Info

Publication number: DE10342006A1
Application number: DE2003142006
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr. Ose
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2023-09-05
Also published as: DE10342006B4; DE10342006C5

Abstract

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine Bedienvorrichtung (11) für ein Elektrokochgerät geschaffen werden. Unter einer Bedienfläche (15), auf welche zur Bedienung ein Finger (17) gelegt werden kann, sind ein Sender (20) und ein Empfänger (22) angeordnet. Schallsignale von dem Sender (20) werden über die Bedienflächen (15) an den Empfänger (22) gesendet und hängen in ihrer Eigenart davon ab, ob ein Finger (17) an die Bedienfläche (15) angelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, vorzugsweise für ein Elektrogerät wie beispielsweise ein Elektrokochgerät.

Die Bedienvorrichtung weist eine auslösende Bedienfläche auf, auf welche beispielsweise ein Finger gelegt wird zur Bedienung bzw. Auslösung eines Signals.

Aus der DE 19706168 A1 ist es bekannt, ein kapazitives Sensorelement, beispielsweise einen elektrisch leitfähigen Schaumstoffkörper, und eine Abdeckung vorzusehen. Legt eine Bedienperson den Finger auf die Abdeckung, so wird die Kapazität an der Berührfläche verändert. Dieses kann durch eine entsprechende Ansteuer- und Auswerteschaltung detektiert werden.

Aus der DE 19700836 C1 ist es bekannt, mittels eines Licht-Senders Lichtstrahlen bzw. Lichtimpulse auszusenden. Durch Auflegen eines Fingers darüber, welche einer Bedienung entsprechen, wird das Licht reflektiert. Dieses wiederum kann ausgewertet werden und als entsprechende Bedienung erkannt werden. Dazu ist eine lichtdurchlässige Bedienfläche notwendig.

Aufgabe und Lösung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedienvorrichtung zu schaffen, mit welcher die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine Bedienvorrichtung für elektrisch leitfähige oder optisch undurchlässige Flächen zu schaffen, bei welchen kapazitive oder optische Verfahren nicht angewendet werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Sender Schall-Impulse gegen die der Bedienfläche, bevorzugt die Unterseite oder Rückseite, sendet. Ein Empfänger empfängt die abgestrahlten bzw. reflektierten Signale. Es ist eine Auswerte-Einrichtung vorgesehen. Mit der Auswerte-Einrichtung können die Signale durch Vergleich der abgestrahlten bzw. reflektierten Signale jeweils mit und ohne Anlegen eines Fingers oder Körperteils erfasst und verglichen werden. So kann ein Funktionsprinzip für eine Bedienvorrichtung, insbesondere einen Berührschalter, geschaffen werden, welche mittels Schall arbeitet.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Frequenz der Schall-Impulse sowie die Ausbildung der Bedienfläche so gewählt werden, dass die Frequenz der Eigenfrequenz entspricht oder relativ nahe bei ihr liegt. So kann die Bedienfläche durch die Schall-Impulse angeregt werden und mit ihrer Eigenfrequenz schwingen. Das ergibt eine besonders prägnante Schwingung. Dies kann der Empfänger registrieren, wobei durch Anlegen eines Fingers oder Körperteils die Schwingfrequenz der Bedienfläche stark verändert wird und somit auch ein stark verändertes Signal abgibt. Der Vorteil einer Schwingung mit Eigenfrequenz liegt vor allem darin, dass sich diese sozusagen selbst verstärkt und bei relativ schwacher Anregung ein prägnantes Signal abstrahlt. Die Änderung der Schwingungsfrequenz bei Anlegen eines Fingers ist hier besonders groß und die Auswertung demzufolge sehr sicher.

Es können vorteilhaft Schall-Impulse im Ultraschallbereich verwendet werden. Dabei sollte besonders vorteilhaft zwischen dem Sender und der Rückseite der Bedienfläche ein Koppelmedium vorgesehen sein. Als Koppelmedium kann beispielsweise ein entsprechend ausgebildeter Festkörper verwendet werden. Der Vorteil von Ultraschall liegt vor allem darin, dass dieser für das menschliche Ohr nicht hörbar ist und somit nicht als störend angesehen wird.

Es ist möglich, den Sensor direkt oder über eine Kopplung mit der Bedienfläche, insbesondere der Rückseite, zu verbinden. So können die Schall-Impulse möglichst wirksam auf die Bedienfläche übertragen werden. Es ist für eine einfachere Bedienung von Vorteil, die Schall-Impulse auf die Rückseite bzw. Unterseite zu richten. So kann eine Bedienung von vorne problemloser und komfortabler erfolgen.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Bedienvorrichtung temperaturbeständig ausgebildet ist. Somit kann sie beispielsweise auch in einem Elektro-Kochfeld eingesetzt werden. Die Temperaturbeständigkeit ist vor allem für die Verbindung zwischen Sender und Bedienfläche oder ein hierfür verwendetes Koppelmedium von Bedeutung.

Eine Möglichkeit zur Ausbildung des Senders, insbesondere auch des Empfängers, ist die Piezo-Technik. Sender oder Empfänger aus Piezo-Keramik sind vielfach in Gebrauch, relativ leicht erhältlich, energiesparend und werden als Sender und als Empfänger von Schallwellen verwendet.

Es ist möglich, bei einer vorbeschriebenen Bedienvorrichtung mehrere Bedienflächen vorzusehen. Diese Bedienflächen sollten jeweils unterschiedliche Funktionen haben. Jeder Bedienfläche ist dabei ein eigener Empfänger zugeordnet. Des weiteren beaufschlagt vorteilhaft ein Sender mehrere, insbesondere alle, Bedienflächen mit Schall-Impulsen. Auf diese Art und Weise kann eine Art Bedienfeld geschaffen werden, beispielsweise für ein Elektro-Kochfeld mit vier Kochstellen. Wenn die Anzahl der Sender geringer ist als diejenige der Bedienflächen, insbesondere nur ein einziger Sender vorgesehen ist, kann Aufwand eingespart werden. Dies senkt den Herstellungsaufwand sowie die Anfälligkeit für Betriebsstörungen. Der Sender kann alle Bedienflächen anstrahlen bzw. über die ausgestrahlten Schall-Impulse anregen. Über Empfänger, die jeweils jeder Bedienfläche zugeordnet sind, kann der Zustand jeder einzelnen Bedienfläche individuell ausgewertet werden.

Liegen die Schall-Impulse im Ultraschall-Bereich, ist eine Kopplung bzw. ein Koppelmedium zwischen Sender und Bedienfläche notwendig.

Einerseits ist es möglich, dass bei einem unter der Bedienfläche angeordneten Sender auch der Empfänger unter der Bedienfläche liegt. In diesem Fall werden die zurück reflektierten Schall-Impulse ausgewertet. Alternativ ist es möglich, den Empfänger auf der anderen Seite der Bedienfläche anzuordnen als den Sender. Dies erweitert die Möglichkeiten der Ausbildung und Anordnung der Bedienvorrichtung.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Darstellung einer ersten Ausführungsmöglichkeit der Erfindung mit einem Sender und zwei Empfängern unter einer Abdeckung sowie einem Empfänger über einer Abdeckung und
2 eine Darstellung einer zweiten Ausführung der Erfindung, bei der sowohl Sender als auch Empfänger über Kopplungsstücke an die Unterseite der Abdeckung verbunden sind.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung 11 dargestellt, und zwar von der Seite. Die Bedienvorrichtung 11 ist im wesentlichen unterhalb einer Abdeckung 13 angeordnet. Die Abdeckung 13 weist zwei gestrichelt dargestellte Bedienflächen 15a und 15b auf. Diese Bedienflächen 15 können einerseits optisch gekennzeichnet sein, beispielsweise durch ein aufgedrucktes Dekor oder eine Beleuchtung von unten. Andererseits können sie durch entsprechende Erhebungen oder Vertiefungen an der Abdeckung 13, insbesondere an der Oberseite, verdeutlicht werden. Die Bedienflächen 15 haben die Aufgabe, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, dass durch das Auflegen eines Fingers 17 darauf eine Bedienung stattfindet, indem dieses Auflegen von der Bedienvorrichtung 11 erkannt wird. Die entsprechende Bedeutung der Bedienung wird von einer Steuerung festgelegt und zugeordnet.
Des weiteren sind unterhalb der Abdeckung 13 ein Sender 20 und Empfänger 22a und 22b angeordnet. Deren Anordnung ist so, dass der Schallweg 21 vom gemeinsamen Sender 20 ausgehend nach Auftreffen auf die Unterseite der Abdeckung 13 oder die Bedienflächen 15a und 15b abgestrahlt bzw. reflektiert wird. Ein Teil des reflektierten Schalls trifft auf die Empfänger 22a und 22b, wie zu erkennen ist.
Im unbetätigten Zustand ergibt sich als an den Empfängern 22 ankommendes Schallsignal ein bestimmtes charakteristisches Signal. Im betätigten Zustand dagegen ergibt sich ein anderes Signal. Dieses entsteht dadurch, dass durch die Berührung der Bedienfläche 15 mit dem Finger 17 das Echo bzw. das Schwingungsverhalten der Bedienfläche 15, eventuell auch der Abdeckung 13 in diesem Bereich, anders wird. Vor allem rührt dies daher, dass in der Regel durch die Berührung mit dem Finger 17 die Trägheit der aufgrund der Beschallung schwingenden Bedienfläche 15 größer wird. Die reflektierten bzw. abgestrahlten Schallwellen werden so gedämpft.
In 1 ist gestrichelt dargestellt ein weiterer Schallweg 21, der von der Oberseite der Bedienfläche 15b nach oben läuft. Er trifft auf den Oberhalb der Abdeckung 13 angeordneten Empfänger 22c. Zum einen wird aus dieser angedeuteten Alternative deutlich, dass neben einer Reflektion der Schallwellen von der Bedienfläche 15 ausgehend auch ein Wei terleiten der Schallwellen, quasi durch die Bedienfläche hindurch, im Rahmen der Erfindung möglich ist. Diese abgestrahlten bzw. weitergeleiteten Schallwellen können von dem oberhalb angeordneten Empfänger 22c empfangen werden.
Wird ein Finger 17 auf die Bedienfläche 15b gelegt, so verändert sich nämlich zum einen auch wieder dessen Schwingungsverhalten, was anhand der veränderten Schallwellen erfasst werden kann. Des weiteren kann der Effekt genutzt werden, dass der Finger 17 im Abstrahlweg bzw. im Schallweg 21 nach oben liegt. Es kommen weitaus weniger oder gar keine Schallwellen mehr am Empfänger 22c an. Auch dieses kann ausgewertet werden, und zwar als Bedienung.
Zur Auswertung jeweils der ausgesandten wie empfangenen Schallwellen oder Schallsignale sind Sender 20 und Empfänger 22a bis 22c mit einer Auswert-Einrichtung 24 verbunden. Diese Auswerte-Einrichtung 24 kann einen Mikroprozessor aufweisen und im wesentlichen nach bekannten Prinzipien aufgebaut sein. Insbesondere kann die Auswerte-Einrichtung 24 Leistungssteuergeräte oder sonstige elektrische Einrichtungen, insbesondere eines Elektrogeräts, ansteuert.
In 2 ist eine weitere Ausführung der Erfindung anhand einer Bedieneinrichtung 111 dargestellt. Die Abdeckung 113 samt der Bedienflächen 115 und dem Finger 117 sowie der Auswerte-Einrichtung 124 entspricht im wesentlichen derjenigen aus 1. Ein Sender 120 ist über ein Koppelstück 126a mit der Unterseite der Abdeckung 113 und somit auch mit den Bedienflächen 115a und 115b verbunden. Das Koppelstück 126a ist dabei verzweigt bzw. in etwa gabelförmig ausgebildet. Sollen damit mehr als zwei Bedienflächen 115 angesteuert werden, so ist das Koppelstück mit einer entsprechenden Anzahl von Abzweigungen zu versehen. Alternativ können mehrere Sender 120 mit jeweils einem einzelnen Koppelstück pro Bedienfläche 115 vorgesehen sein.
Während über das Koppelstück 126 der Schall von dem Sender 120 an die Abdeckung 113 sowie die Bedienflächen 115 eingekoppelt wird, wird der reflektierte Schall, ähnlich dem Schallweg 21 aus 1, über die weiteren Koppelstücke 126b und 126c an die Empfänger 122a und 122b geleitet. Dort können wiederum die veränderten oder gedämpften Schallwellen bzw. Schwingungen der Bedienflächen 115 entsprechend empfangen und von der Auswertung 124 als eventuelle Bedienung ausgewertet werden. Es ist hierbei auch möglich, die Koppelstücke 126a, 126b und 126c als ein einziges auszuführen. Dann kann die Bedienung durch Auflegen eines Fingers auf die Bedienfläche 115 nicht mehr als Änderung der Reflektion, sondern als Bedämpfung ausgewertet werden.
Der Vorteil dieser beschriebenen Bedienvorrichtungen 11 und 111 liegt darin, dass die Abdeckungen 13 bzw. die Bedienflächen 15 und 115 auch aus Metall bzw. elektrisch leitfähig oder optisch undurchlässig sein können. Sowohl Sender 20 bzw. 120 als auch Empfänger 22 bzw. 122 können dabei in Piezo-Technik ausgeführt sein.

Claims

Bedienvorrichtung (11, 111), vorzugsweise für ein Elektrogerät wie beispielsweise ein Elektrokochgerät, mit einer auslösenden Bedienfläche (15, 115), auf welche ein Finger (17, 11) oder Körperteil gelegt wird zur Bedienung durch Auslösung eines Signals, wobei ein Sender (20, 120) Schall-Impulse gegen die Bedienfläche (15, 115) sendet und ein Empfänger (22, 122) die abgestrahlten bzw. reflektierten Signale empfängt und mittels einer Auswerte-Einrichtung (24, 124) auswertet durch Vergleich der abgestrahlten bzw. reflektierten Signale mit und ohne Anlegen eines Fingers (17, 117) oder Körperteils.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Schall-Impulse relativ nahe bei der Eigenfrequenz der Bedienfläche (15, 115) liegt, wobei durch die Schall-Impulse des Senders (20, 120) die Bedienfläche angeregt mit der Eigenfrequenz schwingt und der Empfänger (22, 122) bzw. die Auswerte-Einrichtung die Schwingung bei Eigenfrequenz ohne Anlegen eines Fingers (17, 117) oder Körperteils auswerten und bei Bedienung mit angelegtem Finger oder Körperteil auswerten.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schall-Impulse im Ultraschallbereich liegen, wobei vorzugsweise zwischen Sender (120) und Rückseite der Bedienfläche (115) ein Koppelmedium (126) vorgesehen ist, insbesondere als Festkörper.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (20, 120) die Schall- Impulse gegen die Rückseite bzw. Unterseite der Bedienfläche (15, 115) richtet.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (20, 120) zumindest teilweise direkt an der Bedienfläche (15, 115), insbesondere an der Rückseite, anliegt oder damit direkt durch eine Kopplung (126) bzw. ein Koppelmedium verbunden ist, vorzugsweise mit einem Großteil seiner Sendefläche.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (126) bzw. das Koppelmedium temperaturbeständig ist.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (20, 120), vorzugsweise auch der Empfänger (22, 122), in Piezo-Technik ausgeführt ist, insbesondere als Piezo-Keramik.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienfläche (15, 115) elektrisch leitfähig und/oder optisch undurchlässig ist.
Bedienvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Bedienflächen (15, 115) mit jeweils unterschiedlichen zugeordneten Funktionen, wobei vorzugsweise jeder Bedienfläche (15, 115) ein eigener Empfänger (22, 122) zugeordnet ist, und insbesondere ein Sender (20, 120) für mehrere Bedienflächen vorgesehen ist.