DE19712137A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgerätes mit einem wenigstens teilweise metallischen Bedienelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgeräts.

Unter einem Haushaltsgerät wird dabei und im folgenden ein Gerät zum automatisierten Verrichten von Tätigkeiten und Funktionen in einem privaten Haushalt verstanden.

Beispiele für solche Haushaltsgeräte sind Haushaltsgargeräte wie Kochfelder (Kochmulden) oder Back- und Bratöfen zum Garen von Lebensmitteln, Waschmaschinen, Geschirrspüler und Kühl- und/oder Gefriergeräte zum Kühlen bzw. Gefrieren von Lebensmitteln, die im Fachjargon als "Weiße Ware" bezeichnet werden. Die Erfindung betrifft nicht sonstige elektrische oder elektronische Hausgeräte, die nicht in diesem Sinne Haushaltsgeräte sind, wie lediglich der Unterhaltung dienende Geräte (TV-Geräte, Musikwiedergabegeräte oder Spielgeräte), im Fachjargon als "Braune Ware" bezeichnet, oder lediglich der Datenverarbeitung dienende Geräte (Computer).

Der Betriebszustand eines Gargerätes (Herdes) wie einer Kochmulde, eines Backofens oder eines kombinierten Herdes mit Kochmulde und Backofen wird im allgemeinen über eine an der Gerätevorderseite angeordnete Bedienblende mit Schaltknebeln oder ein am Kochfeld vorgesehenes Bedienfeld mit kapazitiven Berührungssensoren ("Touch-Sensoren", Tastsensoren) oder berührungslosen optischen oder Infrarot-Sensoren eingestellt.

Aus EP-A-0 054 306 ist ein kapazitiver Berührungsschalter für elektrische Haushaltsgeräte, insbesondere für Kochmulden aus Glas oder Glaskeramik, bekannt mit einer Platte aus dielektrischem Material und einer an dieser Platte angebrachten kapazitiven Sensoranordnung mit mehreren Eingabestellen. An jeder Eingabestelle sind auf einer Bedienseite der Platte eine Kondensatorfläche aus Metall und auf der gegenüberliegenden Seite zwei Kondensatorflächen aus Metall angeordnet, so daß mit der Kondensatorfläche auf der Bedienseite der Platte und einer der Kondensatorflächen auf der gegenüberliegenden Seite jeweils ein Kondensator gebildet ist. Eine Berührung der Kondensatorfläche auf der Bedienseite mit einem Finger ändert die Kapazitäten der Kondensatoren. Diese Kapazitätsänderung wird durch Anlegen eines Wechselfeldes und mittels einer Auswerteschaltung zum Schalten oder Einstellen des Betriebszustandes des Haushaltsgerätes ausgenutzt.

Aus DE 42 07 772 A1 ist ein berührungsloses Tastenfeld zum Bedienen eines Glaskeramikkochfeldes bekannt mit einer unterhalb der Glaskeramik angeordneten Lichtquelle, für deren Licht die Glaskeramik durchlässig ist, und wenigstens einem ebenfalls unterhalb der Glaskeramik neben der Lichtquelle angeordneten Lichtsensor. Wenn nun ein Finger oberhalb der Glaskeramik über die Stelle der Glaskeramik geführt wird, unter der Lichtquelle und Lichtsensor angeordnet sind, ändert sich wegen der veränderten Reflektivität das Ausgangssignal des Lichtsensors. Dieses geänderte Ausgangssignal wird zum Einstellen des gewünschten Betriebszustand verwendet.

Bei kapazitiven Sensoren muß das Trägermaterial somit ein elektrischer Isolator sein und bei optischen Sensoren ein transparentes Material. Metallische Bedienoberflächen für das Bedienfeld sind deshalb bei diesen bekannten Bediensystemen nicht möglich. Ferner sind die bekannten Bediensysteme empfindlich gegenüber Verschmutzungen, beispielsweise durch übergelaufene Flüssigkeiten auf Kochfeldern.

In einem Prospekt der Firma Seppelfricke ist ein "Selectronic-Einschaltpult SES 860" beschrieben mit mehreren Piezo-Tasten zum Einstellen von Betriebszuständen eines Einbaubackofens und eines Einbaukochfeldes und mit den Piezo-Tasten zugeordneten Leuchtdiodenanzeigen für die mit den Piezo-Tasten eingestellten Funktionen oder Betriebszustände. Die Piezo-Tasten und die Leuchtdiodenanzeigen sind in einer Ebene nebeneinander und hinter einer durchsichtigen Glasblende angeordnet, die von einem Edelstahlrahmen allseitig umgeben ist. Die Berührflächen der Piezo-Tasten bestehen somit aus Glas. Bei dieser elektronischen Schalteinheit der Firma Seppelfricke sind wie bei den meisten modernen Bedieneinrichtungen für Gargeräte elektronische Bauelemente (Halbleiterbauelemente) beispielsweise zur Ausführung logischer Funktionen oder zur Signalverarbeitung hinter der Bedienblende angeordnet. Diese elektronischen Bauelemente sind empfindlich gegenüber Spannungspulsen, die beispielsweise durch elektrostatische Entladung (ESD) einer bedienenden Person bei Berührung der Bedienblende erzeugt werden können, und auch gegenüber externen elektromagnetischen Feldern (EMV).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgerätes mittels wenigstens eines Bedienelements anzugeben, bei denen die genannten Probleme beim Stand der Technik vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7.

Der Erfindung liegt dabei die erste Überlegung zugrunde, die Berührfläche eines zum Wählen des Betriebszustandes vorgesehenen Bedienelements zumindest weitgehend aus Metall auszubilden und damit eine Abschirmung von hinter der Berührfläche oder in der Nähe der Berührfläche liegenden elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Entladungen bei der Berührung der Berührfläche sowie gegen äußere elektromagnetische Felder zu erreichen. Die Erfindung beruht ferner auf der zweiten Überlegung, zum Registrieren einer Betätigung des Bedienelements einen auf die metallische Berührfläche ausgeübten Druck mit wenigstens einem druckempfindlichen Meßaufnehmer zu erfassen und den Betriebszustand des Haushaltsgerätes abhängig von diesem Druck einzustellen. Mit dieser Auswertung eines Betätigungsdruckes wird zum einen der metallischen Beschaffenheit der Berührfläche Rechnung getragen, die eine Verwendung der bekannten optischen oder kapazitiven Touch-Sensoren unmöglich macht, und zum anderen die Ergonomie berücksichtigt, der eine deutlich wahrnehmbare, drückende Bewegung zur Bedienung eines Schalters entgegenkommt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 bzw. Anspruch 7 jeweils abhängigen Ansprüchen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird zum Erfassen einer Druckänderung an der metallischen Berührfläche des Bedienelements der piezoelektrische Effekt ausgenutzt. In einem Material, das den piezoelektrischen Effekt zeigt, werden aufgrund von, insbesondere durch Materialverformungen (Deformationen) erzeugten, mechanischen Spannungen in dem Material meßbare elektrische Spannungen erzeugt. Da eine Druckänderung (Kraftstoß) an der Berührfläche zu einer Deformation des Bedienelements führt, kann somit mit Hilfe des piezoelektrischen Effekts ein Drücken oder Loslassen des Bedienelements an seiner Berührfläche als elektrisches Meßsignal erfaßt werden. Aus diesem Meßsignal kann dann das Steuersignal zum Einstellen des gewünschten Betriebszustandes abgeleitet werden. Ein solches Piezo-Bediensystem ist vergleichsweise unempfindlich gegenüber Verschmutzungen an der Berührfläche, da es nur auf mechanische Kräfte oder Drücke reagiert.

In einer ersten Weiterbildung dieses Piezosystems besteht ein von der metallischen Berührfläche elektrisch isolierter Teil des Bedienelements selbst aus piezoelektrischem Material, und es wird an zwei Elektroden direkt an diesem piezoelektrischen Teil des Bedienelement von einer Meßeinrichtung ein elektrisches Meßsignal abgegriffen.

In einer anderen Weiterbildung des Piezosystems ist dem Bedienelement wenigstens ein piezoelektrischer Sensor zugeordnet, der Verformungen im Bedienelement detektiert und ein entsprechendes elektrisches Meßsignal erzeugt.

Das Steuersignal wird von einer Steuereinrichtung vorzugsweise nur dann erzeugt, wenn das elektrische Meßsignal der Meßeinrichtung oder des wenigstens einen piezoelektrischen Sensors innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls sowohl die positive als auch die negative elektrische Polarität jeweils wenigstens einmal gezeigt hat.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird ein Steuersignal generiert, wenn ein Meßsignal einer Polarität detektiert wurde und innerhalb einer vorgegebenen Betätigungszeit kein Meßsignal der entgegengesetzten Polarität registriert wurde.

Diese von der Steuereinrichtung überwachten Zusatzbedingungen stellen sicher, daß der Betriebszustand des Haushaltsgeräts nur eingestellt wird, wenn ein bewußtes Bedienen des Bedienelements durch die bedienende Person erfolgt ist, und schließt somit ein unbeabsichtigtes Auslösen eines Steuersignals beispielsweise durch Aufstellen eines Kochtopfes oder aufgrund thermischer Spannungen praktisch aus.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere Bedienelemente mit zugeordneten Berührflächen vorgesehen, die jeweils in einem zugeordneten Teilbereich eines Bedienfelds integriert sind. Die Bedienelemente können wieder selbst als piezoelektrische Sensoren dienen. Es können aber auch dem Bedienfeld vorzugsweise mindestens ebenso viele piezoelektrische Sensoren zugeordnet sein wie Bedienelemente. Diese piezoelektrischen Sensoren können an dem Bedienfeld insbesondere versetzt zu den Berührflächen der Bedienelemente angebracht sein. Die Steuereinrichtung bestimmt dann aus den Meßsignalen aller piezoelektrischer Sensoren, welche Berührfläche betätigt wurde, und erzeugt ein entsprechendes Steuersignal. Vorzugsweise ist jede Berührfläche des Bedienfelds zwischen jeweils wenigstens zwei piezoelektrischen Sensoren angeordnet, und die Steuereinrichtung findet durch Betrachtung aller Meßsignale, insbesondere durch Differenzbildung der Meßsignale von jeweils zwei verschiedenen piezoelektrischen Sensoren, das gerade bediente Bedienelement heraus.

Als Metall für die Berührfläche bzw. die Berührflächen ist insbesondere Edelstahl oder Aluminium oder eine Aluminiumlegierung geeignet.

Jedes Bedienelement oder das Bedienfeld ist in einer besonderen Ausführungsform aus einem Glaskörper und einem davor angeordneten Metallkörper mit der Berührfläche gebildet.

Ferner kann jedem Bedienelement neben seiner Berührfläche eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen von Betriebszuständen zugeordnet sein.

Das Steuersignal wird vorzugsweise zum Einstellen des Betriebszustandes wenigstens einer Kochstelle, insbesondere einer Heizeinrichtung der Kochstelle, und/oder eines Brat- und Backofens verwendet.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung jeweils schematisch veranschaulicht sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgeräts mit einem Bedienelement und einem zugeordneten Piezosensor in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgeräts mit einem als Piezosensor wirkenden Bedienelement in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgeräts mit einem Bedienelement und einer zugeordneten Anzeigeeinrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf eines Meßsignals während des Betätigens eines Bedienelements in einem Diagramm und

Fig. 5 ein Bedienfeld zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgeräts in einer Draufsicht.

Einander entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgerätes 6. Das Haushaltsgerät 6 kann ein Haushaltsherd, eine Haushaltskochmulde oder ein Haushaltskochfeld, eine Geschirrspülmaschine, eine Waschmaschine oder auch ein Kühlgerät oder ein Gefriergerät sein. Unterschiedliche Betriebszustände können insbesondere die dem Haushaltsgerät 6 oder einer Komponente des Haushaltsgeräts 6 zugeführte Leistung und/oder Betriebsart sein, beispielsweise bei einem Kochfeld die Schaltzustände der einzelnen Kochzonen oder Kochplatten sowie deren Kochstufen. Die Bedienvorrichtung zum Einstellen des Betriebszustandes des Haushaltsgerätes 6 kann unmittelbar am Haushaltsgerät 6 oder auch räumlich entfernt (Fernbedienung) von diesem angeordnet sein.

Die Bedienvorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt ein vorzugsweise plattenförmiges Bedienelement 2 mit einer Berührfläche 20 und einer von der Berührfläche 20 abgewandten Rückseite 29, einen an der Rückseite 29 des Bedienelements 2 angeordneten piezoelektrischen Sensor 4 sowie eine Steuereinrichtung 5. Das Bedienelement 2 besteht zumindest weitgehend und vorzugsweise ganz aus Metall, insbesondere aus Edelstahl oder Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Der piezoelektrische Sensor 4 ist mit dem Bedienelement 2 an dessen Rückseite 29 fest (starr) verbunden, beispielsweise durch Verkleben, so daß Verformungen des Bedienelements 2 unmittelbar auf den Piezosensor 4 übertragen werden. Der piezoelektrische Sensor 4 ist ferner mit der Steuereinrichtung 5 elektrisch verbunden. Die Steuereinrichtung 5 wertet ein von dem piezoelektrischen Sensor 4 geliefertes Meßsignal M aus und bildet in Abhängigkeit von dieser Auswertung ein Steuersignal S für das Haushaltsgerät 6. Wenn nun eine bedienende Person das Bedienelement 2 beispielsweise mit einem Finger 9 an der Berührfläche 20 mit einem auch nur leichten Druck P drückt, so ändert sich aufgrund der dadurch verursachten mechanischen Deformationen im Bedienelement 2 das Meßsignal M des piezoelektrischen Sensors 4. Die Deformationen werden nämlich von dem piezoelektrischen Sensor 4 aufgrund der starren Verbindung mit dem Bedienelement 2 registriert. Das geänderte Meßsignal M des piezoelektrischen Sensors 4 wird von der Steuereinrichtung 5 als Bedienvorgang an dem Bedienelement 2 gewertet. Die Steuereinrichtung 5 veranlaßt daraufhin über das Steuersignal S eine entsprechende Änderung des Betriebszustandes des Haushaltsgerätes 6. Vorzugsweise ist das Bedienelement 2 in der oder an der Peripherie der Berührfläche 20 für die benutzende Person durch Symbole, Schriftzeichen oder Markierungen gekennzeichnet, um der Person anzuzeigen, welche Betriebszustände sie mit dem Bedienelement 2 verändern oder einstellen kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Piezosensor 4 unmittelbar gegenüber der Berührfläche 20 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform kann der Piezosensor 4 aber auch seitlich versetzt zur Berührfläche 20 an der Rückseite 29 des Bedienelements 2 angeordnet sein. Die dadurch erhöhte Dämpfung der übertragenen mechanischen Spannungen und des Meßsignals M kann durch eine zusätzliche Signalverstärkung oder eine höhere Meßempfindlichkeit des Piezosensors ausgeglichen werden.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes, bei der das Bedienelement 2 selbst teilweise aus piezoelektrischem Material besteht. Das Bedienelement 2 umfaßt einen vorzugsweise flachen piezoelektrischen Körper (Piezokörper) 13, auf den ein vorzugsweise ebenfalls flacher Metallkörper 12 aufgeklebt ist. Die Kleberschicht zwischen dem Piezokörper 13 und dem Metallkörper 12 ist mit 14 bezeichnet und besteht aus einem im Endzustand starren (rigiden) und zudem elektrisch isolierenden (dielektrischen) Kleber, beispielsweise einem Epoxidharz-Kleber oder einem PUR-Kleber (Polyurethanharz-Kleber). Solch Kleber können im übrigen auch zum Verkleben des Piezosensors 4 gemäß Fig. 1 verwendet werden. Die vom Piezokörper 13 abgewandte Flachseite des Metallkörpers 12 ist als Berührfläche 20 des Bedienelements 2 vorgesehen.

Der Piezokörper 13 weist zwei Elektroden 27 und 28 auf, an denen eine aufgrund von Deformationen im Piezokörper 13 erzeugte elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom als Meßsignal M abgegriffen wird. Die Elektroden 27 und 28 können, wie dargestellt, seitlich an dem Piezokörper 13 angeordnet sein, so daß ein Piezoquereffekt gemessen wird, oder auch an der an die Kleberschicht 14 angrenzenden Flachseite und der davon abgewandten Flachseite des Piezokörpers 13, wobei dann ein Piezolängseffekt erfaßt wird. Eine Meßeinrichtung 3 greift das Meßsignal (die Meßspannung) M an den Elektroden 27 und 28 des Bedienelements 2 über elektrisch isoliert durch die Metallplatte 11 geführte Leitungen ab und führt den gemessenen Wert (Meßwert) M' des Meßsignals M einer Auswerteeinrichtung 7 zu. Meßeinrichtung 3 und Auswerteeinrichtung 7 sind Bestandteile der Steuereinrichtung 5. Die Auswerteeinrichtung 7 erzeugt in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Meßsignals M das Steuersignal S zum Einstellen des Betriebszustands des Haushaltsgeräts 6 und enthält dazu vorzugsweise einen Mikroprozessor.

Das gesamte Bedienelement 2 ist vorzugsweise in einer Metallplatte 11 als Träger und Bedienblende eingesetzt. Zwischen der Metallplatte 11 und dem Bedienelement 2 ist eine elektrische Isolierung 15 vorgesehen. Diese Isolierung 15 besteht vorzugsweise aus einem mechanisch dämpfenden (elastisch oder plastisch verformbaren) Material, beispielsweise aus einer Kunststoffolie oder aus Silikon, um das Bedienelement 2 von mechanischen Spannungen in der Metallplatte 11 mechanisch zu entkoppeln und unerwünschte Auswirkungen auf das Meßsignal M zu vermeiden. Außerdem kann das Bedienelement 2 in dieser Ausführungsform von vorne in die Metallplatte 11 eingesetzt und auch zur Reparatur oder zum Ersetzen leicht von vorne entnommen werden.

Als piezoelektrische Materialien für den piezoelektrischen Sensor 4 und den Piezokörper 13 des Bedienelementes 2 sind insbesondere Einkristalle, wie beispielsweise Quarzkristalle oder auch Lithiumtantalat-Kristalle, polykristalline keramische Körper, wie beispielsweise Bleizirkonat-Titanat (PZT), oder auch organische Polymere wie beispielsweise Polyvinylidendifluorid (PVDF) geeignet. Diese piezoelektrisch wirksamen dielektrischen Stoffe weisen eine elektrische Polarisationsrichtung auf und sind vorab mittels einer Polarisationsspannung in dieser Polarisationsrichtung polarisiert. Als piezoelektrischer Sensor 4 kann insbesondere auch ein invers betriebenes Piezomikrophon verwendet werden. Die Meßgenauigkeit des piezoelektrischen Sensors 4 oder der Meßeinrichtung 3 muß nicht sehr hoch sein, da praktisch nur binär zu überprüfen ist, ob eine Betätigung des Bedieneelements 2 stattgefunden hat, und nicht der auf das Bedienelement 2 ausgeübte Druck exakt bestimmt werden muß.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustands eines Haushaltsgeräts 6 in einem Querschnitt gezeigt mit einer Bedienblende, die einen scheibenförmigen Glaskörper 16 und eine von der Bedienerin/dem Bediener aus gesehen vor dem Glaskörper 16 angeordnete Metallblende 17 als Frontblende umfaßt. An der Metallblende 17 ist eine Berührfläche 20 eines Bedienelements 2 markiert. An der von der Metallblende 17 abgewandten Rückseite 29 des Glaskörpers 16 ist ein Piezosensor 4 befestigt zum Registrieren einer Betätigung des Bedienelements 2 an der Berührfläche 20 und Erzeugen eines entsprechendes Meßsignals M.

In der Metallblende 17 ist ferner eine Öffnung (Durchbruch) vorgesehen, durch die der Glaskörper 16 zu sehen ist. Es ist nun an dieser Öffnung hinter dem Glaskörper 16 eine Anzeigeeinrichtung 8 vorgesehen zum Anzeigen der am Bedienelement 2 auswählbaren Betriebszustände und vorzugsweise auch zum Anzeigen des eingestellten Betriebszustandes (Quittierung). Durch den transparenten Glaskörper 17 können von der Anzeigeeinrichtung 8 gezeigte Symbole und/oder Buchstaben und/oder Wörter und/oder Farbwechsel von dem Benutzer/der Benutzerin gesehen werden. Die Anzeigeeinrichtung 8 ist vorzugsweise eine Leuchteinrichtung, die Symbole und/oder Klartext und/oder Farbwechsel (z. B. bei Aktivierung) anzeigen kann und beispielsweise mit LEDs (Lichtemittierende Dioden) oder LCD (Flüssigkristallanzeige), insbesondere einer Sieben- Segment-Anzeige, oder auch mit einer hinter einem festen Symbol oder Schriftzug angeordneten Leuchte ausgestattet. Anstelle von Glas kann der Körper 16 auch aus einem anderen transparenten Material bestehen.

Um zu verhindern, daß nicht beabsichtigte Verformungen der Bedienfelder, beispielsweise durch Aufstellen von Kochgeschirr oder durch thermische Spannungen, zu einer Fehleinstellung eines Betriebszustands führen, kann eine besondere Auswertung der Meßsignale M vorgesehen werden, bei der nur bewußte und beabsichtigte Betätigungen des Bedienelements 2 berücksichtigt werden. Dazu wird der zeitliche Verlauf des Meßsignals M berücksichtigt.

Fig. 4 zeigt einen solchen zeitlichen Verlauf eines Meßsignals M bei einem beabsichtigten Betätigen des Bedienelements 2. Es ist die von dem Piezosensor 4 oder dem Piezokörper 13 gelieferte Meßspannung als Meßsignal M über der Zeit t aufgetragen. Im Signalverlauf treten zwei Signalpulse 30 und 31 auf, die unterschiedliche elektrische Polarität aufweisen. Der erste Signalpuls 30 entspricht dem Drücken des Bedienelements 2 und der Signalpuls 31 mit der entgegengesetzten Polarität entspricht dem Loslassen des Bedienelements 2 durch die bedienende Person. Diese Signalform erklärt sich dadurch, daß die durch den Druck bzw. das Nachlassen des Druckes aufgebaute elektrische Spannung durch das Abfließen der entsprechend verschobenen Ladungen aus dem piezoelektrischen Material über die elektrischen Verbindungen schnell innerhalb von Bruchteilen einer Millisekunde wieder abgebaut wird. Bei einer Dauerbetätigung des Bedienelements 2 wird deshalb nach dem anfänglichen Signalpuls keine Meßspannung mehr registriert.

Die Steuereinrichtung 5 erzeugt nun in einer Ausführungsform nur dann ein Steuersignal S, wenn beide Signalpulse 30 und 31 innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls (maximale Betätigungszeit), das beispielsweise bei einigen Sekunden liegen kann, registriert werden.

In einer anderen Ausführungsform erzeugt die Steuereinrichtung 5 das Steuersignal S zum Ändern oder Einstellen des Betriebszustandes, wenn der erste Signalpuls 30 registriert wird und innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls (minimale Haltezeit) kein zweiter Signalpuls 31 registriert wird, der/die Benutzer(in) das Bedienelement 2 also noch nicht losgelassen hat. Dazu enthält die Steuereinrichtung 5 vorzugsweise einen Zähler oder eine Zählfunktion, die bei Auftreten des ersten Signalpulses 30 anfängt hochzuzählen. Wenn das Zählergebnis einen bestimmten Wert erreicht, ohne daß ein zweiter Signalpuls 31 beobachtet worden ist, wird das Steuersignal 5 ausgelöst.

Als weiteres Kriterium zum Erkennen einer Betätigung des Bedienelements 2 bzw. 21 bis 26 kann überprüft werden, ob das Meßsignal M oder die Signalpulse 30 und 31 jeweils einen vorbestimmten Mindestwert überschritten haben. Die bedienende Person muß dann das Bedienelement 2 mit einer bestimmten Mindestkraft betätigen.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Einstellen einer Vielzahl von Betriebszuständen mit einem Bedienfeld 10, das mehrere, im Beispiel der Fig. 5 sechs, Berührflächen 21 bis 26 von zugehörigen Bedienelementen aufweist, die vorzugsweise matrixförmig angeordnet sind. Die Berührflächen 21 bis 26 sind auf dem Bedienfeld 10 an ihren Rändern markiert und vorzugsweise durch Symbole oder Schriftzeichen gekennzeichnet. An der Rückseite des Bedienfeldes 10 sind mehrere piezoelektrische Sensoren 41 bis 49 angeordnet, vorzugsweise ebenfalls in einer matrixförmigen Anordnung. Jede Berührfläche 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ist dabei in der Projektion auf die Rückseite des Bedienfeldes 10 von jeweils zwei piezoelektrischen Sensoren 41 und 44 bzw. 42 und 45 bzw. 43 und 46 bzw. 44 und 47 bzw. 45 und 48 bzw. 46 und 49 eingerahmt. Es können natürlich auch die Piezosensoren unmittelbar gegenüber den Berührflächen angeordnet sein.

Die in Fig. 5 nicht dargestellte Steuereinrichtung 5 wertet nun sämtliche Meßsignale der Sensoranordnung mit den Sensoren 41 bis 49 aus und bestimmt, vorzugsweise durch Betrachtung von Differenzsignalen von jeweils zwei der Sensoren 41 bis 49, welche der Berührflächen 21 bis 26 bedient worden ist und scheidet gegebenenfalls ein gleichzeitiges Betätigen mehrerer Berührflächen 21 bis 26, beispielsweise durch in flächiges Bedienen mit der ganzen Hand oder Aufstellen eines Topfes, aus durch Plausibilitätsbetrachtungen. Im letzteren Fall kann die Steuereinrichtung 5 zusätzlich ein optisches oder akustisches Warnsignal erzeugen, damit der Topf wieder von dem Bedienfeld 10 entfernt wird. Für die genannten Funktionen enthält die Steuereinrichtung 5 entsprechende elektronische Mittel, beispielsweise eine Logikschaltung oder einen Mikroprozessor mit einer entsprechenden Software.

Da in allen bislang beschriebenen Ausführungsformen jede Berührfläche 20 aus Metall besteht, werden die hinter der Berührfläche 20 angeordneten Elektroniken, insbesondere in der Steuereinrichtung 5 gut gegen elektrostatische Entladungen vom Finger der bedienenden Person abgeschirmt (Schirmwirkung). Ferner wird auch die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Bedieneinrichtung erhöht.

Anstelle von Piezoelementen können auch andere druckempfindliche Meßaufnehmer verwendet werden, beispielsweise piezoresistive oder magnetostriktive Sensoren oder auch Membrandrucksensoren.

Bezugszeichenliste

2

Bedienelement

3

Meßeinrichtung

4

Sensor

5

Steuereinrichtung

6

Haushaltsgerät

7

Auswerteeinrichtung

8

Anzeigeeinrichtung

9

Finger

10

Bedienfeld

11

Metallplatte

12

Metallkörper

13

Piezokörper

14

Kleberschicht

15

Isolierung

16

Glaskörper

17

Metallblende

21

bis

26

Berührfläche

27

,

28

Elektrode

29

Rückseite

30

,

31

Signalpuls

41

bis

49

Sensor
M Meßsignal
S Steuersignal
t Zeit
T Zeitintervall

Claims (20)

1. Verfahren zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgerätes (6), bei dem in Abhängigkeit von einem Druck (P) auf eine zumindest überwiegend aus Metall bestehende Berührfläche (20) eines zum Wählen des Betriebszustandes vorgesehenen Bedienelements (2) ein Steuersignal (S) erzeugt wird, das zum Einstellen des gewählten Betriebszustandes des Haushaltsgerätes (6) verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem

• a) ein Bedienelement (2), das einen Metallkörper (12) mit der Berührfläche (20) und einen mit dem Metallkörper (12) starr verbundenen und elektrisch von dem Metallkörper (12) isolierten piezoelektrischen Körper (13) aufweist, verwendet wird,
• b) an dem piezoelektrischen Körper (13) des Bedienelementes (2) ein elektrisches Meßsignal (M) abgegriffen wird, das ein Maß für eine Verformung in dem Bedienelement (2) ist und
• c) das Steuersignal (S) in Abhängigkeit von dem Meßsignal (M) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem

• a) dem Bedienelement (5) wenigstens ein piezoelektrischer Sensor (4) zugeordnet wird, an dessen Ausgang ein elektrisches Meßsignal (M) als Maß für eine Verformung des Bedienelementes (2) ansteht, und
• b) das Steuersignal (S) in Abhängigkeit von dem Meßsignal (M) erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem das Steuersignal (S) nur erzeugt wird, wenn das elektrische Meßsignal (M) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls beide elektrischen Polaritäten jeweils wenigstens einmal angenommen hat.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem das Steuersignal (S) nur erzeugt wird, wenn ein Meßsignal (30) einer Polarität registriert wurde und innerhalb einer vorgegebenen Betätigungszeit ein Meßsignal (31) der entgegengesetzten Polarität nicht registriert wurde.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Betriebszustand wenigstens einer Kochstelle und/oder eines Brat- und Backofens eingestellt wird.

7. Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebszustandes eines Haushaltsgerätes (6) mit

• a) wenigstens einem Bedienelement (2) mit einer wenigstens überwiegend aus Metall bestehenden Berührfläche (20) zum Wählen eines Betriebszustandes des Haushaltsgerätes (6),
• b) einer Steuereinrichtung (5), die ein Steuersignal (S) zum Einstellen des gewählten Betriebszustandes in Abhängigkeit von einem Druck auf die Berührfläche (20) des Bedienelements (2) erzeugt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der

• a) das Bedienelement (2) einen Metallkörper (12) mit der Berührfläche (20) und einen mit dem Metallkörper (12) starr verbundenen und elektrisch von dem Metallkörper (12) isolierten piezoelektrischen Körper (13) aufweist und
• b) die Steuereinrichtung (5)
  b1) eine Meßeinrichtung (3), die als Maß für eine Verformung in dem Bedienelement (2) an dem piezoelektrischen Körper (13) ein elektrisches Meßsignal (M) abgreift, und
  b2) eine Auswerteeinrichtung (7), die aus dem Meßsignal (M) das Steuersignal (S) ableitet, enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der

• a) wenigstens ein dem Bedienelement (2) zugeordneter piezoelektrischer Sensor (4) vorgesehen ist, der an die Steuereinrichtung (5) ein von einer Verformung des Bedienelementes (5) abhängiges elektrisches Meßsignal (M) liefert, und
• b) die Steuereinrichtung (5) das Steuersignal (S) abhängig von diesem Meßsignal (M) erzeugt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei der die Steuereinrichtung (5) ein Steuersignal (S) nur erzeugt, wenn ein Meßsignal (30) einer Polarität und innerhalb eines darauffolgenden Betätigungszeitraums kein Meßsignal (31) der entgegengesetzten Polarität aufgetreten ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei der die Steuereinrichtung (5) das elektrische Steuersignal (S) nur erzeugt, wenn das elektrische Meßsignal (M) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls beide elektrischen Polaritäten jeweils wenigstens einmal angenommen hat.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei der das Metall der Berührfläche (20) des Bedienelements (2) Edelstahl ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei der das Metall der Berührfläche (20) des Bedienelements (2) Aluminum enthält.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei der das Bedienelement (2) einen Glaskörper (16) und einen auf dem Glaskörper (16) angeordneten Metallkörper (17) mit der Berührfläche (20) umfaßt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14 mit wenigstens einer Anzeigeeinrichtung (8) neben der Berührfläche (20) des Bedienelements (2) zum Anzeigen der auswählbaren Betriebszustände und/oder des ausgewählten Betriebszustandes.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15 mit einem Bedienfeld (10) mit mehreren Berührflächen (21 bis 26) unterschiedlicher Bedienelemente, die jeweils in einem zugeordneten Teilbereich des Bedienfelds (10) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 9 und Anspruch 16, bei der dem Bedienfeld (10) mindestens ebenso viele piezoelektrische Sensoren (41 bis 49) zugeordnet sind wie Berührflächen (21 bis 26).

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die piezoelektrischen Sensoren (41 bis 49) an dem Bedienfeld (10) seitlich versetzt außerhalb der Berührflächen (21 bis 26) angebracht sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, bei der die Steuereinrichtung (5) aus den Meßsignalen aller piezoelektrischer Sensoren (41 bis 49) ableitet, welche Berührfläche (21 bis 26) betätigt wurde und ein entsprechendes Steuersignal (S) erzeugt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der jede Berührfläche (21 bis 26) von jeweils wenigstens zwei piezoelektrischen Sensoren (41 bis 49) umgeben ist und die Steuereinrichtung (5) durch Differenzbildung der Meßsignale von jeweils zwei verschiedenen piezoelektrischen Sensoren (4) die gerade betätigte Berührfläche (21 bis 26) herausfindet.