DE202006003115U1 - Bedieneinrichtung für ein Elektrogerät, Sensorelement dafür und damit versehenes Elektrogerät - Google Patents

Bedieneinrichtung für ein Elektrogerät, Sensorelement dafür und damit versehenes Elektrogerät Download PDF

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Abstract

Bedieneinrichtung (11) für ein Elektrogerät (31), vorzugsweise ein Elektro-Haushaltsgerät, wobei die Bedienung durch Drücken auf ein formveränderliches oder elastisches Bedien-Feld (13) mit einem kapazitiven Sensorelement (18, 118) darunter erfolgt, wobei das Sensorelement eine elektrisch leitfähige Sensor-Fläche (20, 120) als eine Kondensatorplatte aufweist, mit dem Bedien-Feld (13) über dem Sensorelement sowie einer Dielektrikums-Schicht (22) zwischen Sensorelement und Bedien-Feld, wobei das Bedien-Feld (13) metallisch bzw. elektrisch leitfähig ist und durch Drücken auf das Bedien-Feld eine Annäherung an die Sensor-Fläche (20, 120) mit einer Kapazitätsänderung daran erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (18, 118) einen in seinem Außenbereich angeordneten Abstandshalter (24, 124a, 124b) aufweist und unter Anlage des Abstandshalters gegen das Bedien-Feld (13) gedrückt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für ein Elektrogerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Sensorelement dafür sowie ein damit versehenes Elektrogerät.
  • Es ist aus der DE 10 2004 002 825 A1 bekannt, ein Bedien-Feld aus Metall bzw. Edelstahl mit metallischer Oberfläche so mit einer darunter angeordneten Sensorelement-Vorrichtung zu versehen, dass ein Durchbiegen des Bedien-Feldes durch Auflegen eines Fingers eine Änderung eines kapazitiven Signals bewirkt. Das Problem hierbei liegt darin, dass durch den Fingerdruck an einer Metallfläche nur eine sehr geringe Verformung im Bereich weniger Mikrometer entsteht. Bekannte Lösungsvorschläge sind darauf angewiesen, entweder direkt mit der Bedienfläche verbunden zu sein oder aber sie müssen mechanisch sehr genau zu der Bedienfläche positioniert werden. Als Positionierung eignet sich beispielsweise ein Aufkleben oder aber ein Verbund wie bei der genannten DE 10 2004 002 825 A1 mit mehreren Schichten. Bei Reparatur bzw.
  • Austausch in einem Servicefall ist eine Neumontage bzw. eine neue Justierung nur sehr schwierig möglich. Auch für eine Serienproduktion werden dadurch Nachteile bedingt, die insgesamt die Kosten erhöhen.
  • Aufgabe und Lösung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Bedieneinrichtung, ein Sensorelement dafür sowie ein eingangs genanntes Elektrogerät zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und insbesondere eine einfache Montage des Sensorelements an dem Bedien-Feld möglich ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bedieneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Sensorelement dafür mit den Merkmalen des Anspruchs 17 sowie ein Elektrogerät mit den Merkmalen des Anspruchs 19. 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. Manche der nachfolgend aufgeführten Merkmale werden nur einmal erwähnt, gelten jedoch unabhängig davon sowohl für Bedieneinrichtung, Sensorelement als auch für das Kochfeld.
  • Das Bedien-Feld ist formveränderlich bzw. elastisch, insbesondere aus einem dünnen flächigen Material hergestellt, und metallisch bzw. elektrisch leitfähig. Darunter ist ein kapazitives Sensorelement angeordnet mit einer elektrisch leitfähigen unteren Sensor-Fläche, welche als Kondensatorplatte funktioniert bzw. verwendet wird. Über dem Sensorelement verläuft das Bedien-Feld. Zwischen den beiden liegt bzw. verläuft eine Dielektrikums-Schicht. Wird beispielsweise durch Auflegen eines Fingers Druck auf das Bedien-Feld ausgeübt, so nähert es sich der unteren Sensor-Fläche mit einer Kapazitätsänderung, welche an der Sensor-Fläche erkannt werden kann. Wichtig hierbei ist auch, dass das Be dien-Feld geerdet ist, und zwar sowohl aus Sicherheitsgründen als auch für die Sensorfunktion bzw. Auswertung des Bedienzustandes.
  • Erfindungsgemäß weist das Sensorelement in seinem Außenbereich einen daran angeordneten Abstandshalter auf. Mit diesem Abstandshalter ist es gegen die Unterseite des Bedien-Feldes gedrückt bzw. liegt daran an. Damit ist es also möglich, nicht nur irgendwie einen Abstand zwischen der Unterseite des Bedien-Feldes und dem Sensorelement bzw. der Sensor-Fläche zu erreichen, sondern ihn durch den Abstandshalter genau zu definieren. Dadurch, dass der Abstandshalter auch an dem Sensorelement befestigt ist, ist die Zuordnung fest vorgegeben, und zwar so, dass das Bedien-Feld möglichst nahe an dem Sensorelement ist.
  • Der Abstandshalter ist vorteilhaft entlang des Außenrandes des Sensorelementes angeordnet. Besonders vorteilhaft verläuft die Fläche des Sensorelementes in ihm bzw. innerhalb seiner Umrandung. So ragen keine Bereiche der Sensor-Fläche seitlich über ihn hinaus.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstandshalter am Außenrand der Sensor-Fläche gleichmäßig verteilt vorgesehen, wobei sein Verlauf vorteilhaft ringartig ist. Es ist also einerseits möglich, mehrere punktförmige Abstandshalter vorzusehen. Andererseits ist es besonders vorteilhaft möglich, den Abstandshalter geschlossen auszubilden bzw. eben ringartig umlaufend. Dadurch wird eine stabile Ausbildung sowie eine einfache Herstellung erreicht. Eine ringartige Ausgestaltung des Abstandshalters ermöglicht im Inneren, also gegenüber dem Großteil der Sensor-Fläche, ein Durchbiegen des Bedien-Feldes, was als Bedienung ausgewertet wird.
  • Vorteilhaft besteht der Abstandshalter aus elektrisch isolierendem Kunststoff. Besonders vorteilhaft ist der Abstandshalter starr und nicht elastisch, damit auch bei größerem Druck die Funktion des Haltens des Abstandes gewährleistet ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet der Abstandshalter eine Baueinheit mit dem Sensorelement. Dies ist insbesondere dadurch vorteilhaft, dass dann eben beispielsweise im Servicefall, unter Umständen aber auch bereits bei Montage, weniger Fehler beim Zusammenbau auftreten können. Dadurch ist die für die Funktion der Bedieneinrichtung sehr notwendige sehr hohe Genauigkeit des Abstandes zwischen Sensor-Fläche und Unterseite des Bedien-Feldes erreichbar. Vorteilhaft ist diese Baueinheit untrennbar, so dass sich die Geometrie bzw. die Abmessungen der Baueinheit bei Transport oder auch im Zusammenbau nicht ändern. Dies kann durch Kleben erreicht werden.
  • Es ist auch möglich, Sensorelement und Abstandshalter in Zweikomponenten-Bauweise herzustellen aus zwei verschiedenen Materialien. Unter Umständen können dabei auch noch weitere Teile eingeschlossen bzw. umschlossen werden. Vorzugsweise besteht der Abstandshalter aus Kunststoff. Hierfür eignet sich Zweikomponenten-Kunststoffspritzen besonders, wobei erst ein Teil für sich hergestellt wird und dann das andere Teil fest damit verbunden sozusagen daran angebaut wird.
  • Während der Abstandshalter aus Kunststoff bestehen kann, ist das Sensorelement vorteilhaft aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt. Hierfür eignet sich einerseits Metall und andererseits ein elektrisch leitfähiger Kunststoff. Auch Metall kann in Kunststoff eingespritzt werden. Hier bewirkt ein starrer Aufbau auch den Vorteil, dass sowohl durch einen gewissen Anlagedruck des Sensorelements gegen die Unterseite des Bedien-Feldes keine Verformung auftritt als auch erst recht nicht bei Betätigen durch Drücken auf das Bedien-Feld.
  • Grundsätzlich kann die Geometrie des Sensorelementes beliebig sein, solange sie im Wesentlichen flächig ist, also nicht zu sehr langgestreckt oder schmal. Vorteilhaft ist sie rund bzw. kreisrund, alternativ quadratisch oder rechteckig. Der Verlauf des Sensorelements ist vorteilhaft der gleiche wie des Abstandshalters, insbesondere auch dann, wenn der Abstandshalter am Außenrand des Sensorelementes verläuft.
  • Die Sensor-Fläche ist vorteilhaft im oberen Bereich bzw. an der Oberseite des Sensorelements angeordnet bzw. wird davon gebildet. Vorteilhaft ist sie eben. Insbesondere ist die Sensor-Fläche einfach die Oberseite des Sensorelementes. Der Abstand zwischen der Sensor-Fläche und dem Bedien-Feld sollte relativ gering sein und weniger als zwei Millimeter betragen. Besonders vorteilhaft liegt der Abstand bei etwa 100 bis 200 Mikrometern. Durch einen geringen Abstand wird der eingangs genannte Bedienweg bei Drücken auf ein metallisches Bedien-Feld von wenigen Mikrometern immer noch als ausreichend starke Kapazitätsänderung und somit ausreichend deutliche Bedienung erkannt. Andererseits darf der Abstand auch nicht zu klein sein, da sich ansonsten gewisse unvermeidbare Toleranzen zu stark auswirken könnten.
  • Das Sensorelement bzw. die Sensor-Fläche wird elastisch gegen das Bedien-Feld gedrückt, beispielsweise durch ein Federelement. Die Federkraft sollte für ein stets sicheres und gleichmäßiges Anliegen ausreichen, braucht jedoch nicht allzu stark sein. Als Federelement kann einerseits eine metallische Feder verwendet werden und andererseits ein elastisches Kunststoffteil. Es kann ebenfalls als Baueinheit fest bzw. unlösbar mit dem Sensorelement verbunden sein, beispielsweise eingeklemmt oder festgeklebt.
  • Das vorgenannte Federelement kann gleichzeitig als elektrische Kontaktierung des Sensorelementes an eine Auswertung oder Steuerung verwendet werden. Dazu ist es elektrisch leitfähig mit der Sensor-Fläche verbunden. Wenn, wie vorgenannt, die Sensor-Fläche die Oberseite des Sensorelementes ist bzw. ein und dasselbe Bauteil, braucht das Federelement lediglich an dem Sensorelement anzuliegen. Das Federelement kann aus elektrisch leitfähigem Kunststoff bestehen. Besonders vorteilhaft wird hierfür ein Silikonschaumstoff verwendet, der durch die Einlagerung von elektrisch leitfähigen Partikeln, beispielsweise Ruß, die gewünschten Eigenschaften erhält. Alternativ kann es eine metallische Feder sein.
  • Die genannte elektrische Kontaktierung kann an einen Bauteilträger für elektrische Bauteile reichen, vorzugsweise eine Leiterplatte mit entsprechenden Schaltungsbauteilen darauf. Hier kann das Federelement anliegen und die elektrische Verbindung herstellen zwischen Sensor-Fläche und einer Ansteuer- bzw. Auswerteschaltung, welche beispielsweise als integrierter Schaltkreis auf dem Bauteilträger angeordnet ist. Für einen vorgenannten Service- oder Reparaturfall ist es von Vorteil, wenn das Federelement zwar an dem Bauteilträger anliegt, nicht jedoch zwingend fest damit verbunden ist. Der Bauteilträger kann an der Kontaktstelle ein Kontaktfeld aufweisen, an dem das Federelement anliegt.
  • Um einerseits die Stelle des Drückens mit dem Finger auf das Bedien-Feld genau lokalisieren zu können und andererseits sowohl für ein einziges Sensorelement die Durchbiegung möglichst in einem kleinen Bereich und möglichst stark zu erhalten als auch bei mehreren nebeneinander angeordneten Sensorelementen die Durchbiegung unterscheiden zu können, kann in einem Bereich neben oder um ein Sensorelement herum eine Abstützung zwischen dem Bauteilträger oder sonstiger Anlage des Sensorelementes einerseits und dem Bedien-Feld andererseits vorgesehen sein. Diese Abstützung bewirkt, dass an ihrer Stelle oder entlang ihres Verlaufs das Bedien-Feld weniger bzw. möglichst wenig durchgedrückt werden kann. Insbesondere wenn eine Abstützung um ein Sensorelement herum verläuft oder entlang einer Trennlinie zwischen Sensorelementen, erfolgt ein Durchdrücken im wesentlichen nur in diesem Bereich. Somit wird das Bedien-Feld über den Sensorelemen ten durchgedrückt an der Stelle, an der der Finger aufgelegt wird. Die Durchbiegung überträgt sich möglichst gering in die Bereiche anderer Sensorelemente. Ansonsten gelten für die Abstützung ähnliche Merkmale wie für den Abstandshalter bezüglich Materialwahl und elektrischer Eigenschaften.
  • Gemäß einer Ausbildung der Erfindung ist die Dielektrikums-Schicht Luft. Bei einer anderen Ausbildung kann sie vorteilhaft aus einer leicht verformbaren Masse bestehen, die isolierend sein sollte. Besonders vorteilhaft ist die Dielektrikums-Schicht silikonhaltig bzw. besteht aus Silikon. Dabei kann sie beispielsweise ein Silikonöl oder Silikongel sein, insbesondere als verformbares Plättchen. Dadurch kann wegen der höheren Dielektrizitätskonstanten von Silikon eine höhere Kapazitätsänderung am Sensorelement erzeugt werden.
  • Das erfindungsgemäße Elektrogerät kann die Bedieneinrichtung unter einer vertikalen Frontfläche genauso wie unter einem horizontalen Rahmen aufweisen. Mögliche Anwendungsbeispiele sind Backöfen, Mikrowellen oder Dampfgarer genauso wie Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen wie auch Wäschetrockner. Geräte mit der Anordnung der Bedieneinrichtung in einem horizontal verlaufenden Rahmen aus Edelstahl oder Aluminium sind vor allem Kochfelder.
  • 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 zeigt:
  • 1 einen Seitenschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sensorelement unter einem Bedien-Feld,
  • 2 mehrere der Sensorelemente aus 1 nebeneinander,
  • 3 eine Schrägansicht eines Kochfeldes, bei dem im Rahmen eine Bedieneinrichtung ähnlich 2 integriert ist und
  • 4 einen Schrägschnitt durch ein alternatives Sensorelement ähnlich 1.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist schematisch ein Ausschnitt einer Bedieneinrichtung 11 dargestellt im Schnitt. Ein Bedien-Feld 13 an einer Metalloberfläche oder Metallplatte 25 dient zur Bedienung. Auf einer unter der Metallplatte 25 mit Abstand dazu verlaufenden Leiterplatte 15 sitzt ein Sensorelement 18. Das Sensorelement 18 weist einen Sensorelementkörper 19 auf, beispielsweise aus elektrisch leitfähigem Kunststoff. Alternativ ist es aus Metall. Die Oberseite des Sensorelements 18 bzw. des Sensorelementkörpers 19 bildet die Sensorfläche 20. Es ist zu erkennen, dass die Sensor-Fläche 20 parallel verläuft zu der Metallplatte 25. Vorteilhaft ist der Sensorelementkörper 19 rotationssymmetrisch um eine Achse senkrecht zur Metallplatte 25.
  • Zwischen der Sensor-Fläche 20 und der Unterseite der Metallplatte 25 bzw. des Bedien-Feldes 13 befindet sich ein Dielektrikum 22. Dieses ist im dargestellten Beispiel ein Silikongel, besonders vorteilhaft nach Art einer weichen Scheibe mit den Abmessungen des Zwischenraums, wie er in 1 dargestellt ist. Die Höhe des Zwischenraums kann wenige 100 Mikrometer betragen und ist hier lediglich der Deutlichkeit halber vergrößert dargestellt.
  • Um den gleichbleibenden Abstand zu gewährleisten bzw. eine eindeutige Zuordnung zu erreichen ist am Außenrand der Sensor-Fläche 22 eine stufige Aussparung 23 vorgesehen. Diese trägt einen umlaufend ausgebildeten Abstandsring 24. Wie eingangs erwähnt, besteht der Abstandsring 24 aus starrem und elektrisch isolierendem Material. Insbesondere wenn sowohl Sensorelementkörper 19 als auch Abstandsring 24 aus zwei verschiedenen Kunststoffen bestehen, ist eine integrierte bzw. einstückige Herstellung möglich. Dazu dient das vorgenannte Zweikomponenten-Kunststoffspritzen. Alternativ kann der Abstandsring 24 lösbar durch Klemmen oder unlösbar durch Verkleben oder ähnliche Verfahren an dem Sensorelementkörper 19 befestigt werden. Vor allem eine einstückige bzw. unlösbare Befestigung unter Bildung einer Baueinheit weist den Vorteil auf, dass dann bei Anlegen an die Unterseite des Bedien-Feldes 13 bzw. der Metallplatte 25 eine definierte und stets gleichbleibende Zuordnung zwischen Sensor-Fläche 20 und dieser Unterseite gegeben ist.
  • Im unteren Bereich weist der Sensorelementkörper 19 eine Ausnehmung 27 auf. Darin sitzt ein Federelement 28 aus elastischem Kunststoff, beispielsweise Schaumstoffmaterial. Es ist elektrisch leitfähig, so dass durch Anlegen der Unterseite des Federelementes 28 auf einem Kontaktfeld 17 auf der Leiterplatte 15 eine elektrische Kontaktierung an das Sensorelement 18 erfolgt. Das Federelement 28 weist einen Durchbruch 29 auf um die Federkraft einzustellen bzw. nicht zu groß werden zu lassen. Selbstverständlich ist es möglich, anstelle des Federelementes 28 aus einem Schaumstoffblock gemäß 1 eine Metallfeder zu verwenden, beispielsweise eine Z-Feder oder eine Schraubenfeder.
  • Für die Funktionsweise bzw. Ansteuerung und Auswertung des Sensorelements 18 wird im Wesentlichen auf die eingangs genannte DE 10 2004 002 825 A1 verwiesen, deren Inhalt diesbezüglich hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
  • In 2 sind mehrere der Sensorelemente 18 gemäß 1 nebeneinander dargestellt und bilden so eine Bedieneinrichtung 11. Hier ist auch zu erkennen, wie auf der Leiterplatte 15 noch eine Steuerung 16 in Form eines Mikrocontrollers sitzt. Selbstverständlich kann sie auch an der abgewandten Seite der Leiterplatte 15 befestigt sein.
  • Zwischen den Sensorelementen 18 bzw. um diese herum sind Abstützungen 30 vorgesehen. Diese können entweder säulenartig sein, beispielsweise ähnlich wie sonstige Abstandshalter für Leiterplatten bzw. Platinen. Des Weiteren können sie nach Art von Wänden ausgebildet sein. Insbesondere können sie eine Art Gitterrahmen bilden, der als vorzugsweise zusammenhängendes Teil um die einzelnen Sensorelemente 18 herum verläuft. Durch die Federkraft des Federelementes 28 ist stets sichergestellt, dass der Abstandsring 24 vollständig an der Unterseite des Bedien-Feldes 13 anliegt zur Wahrung des gleichbleibenden Spaltes zwischen Sensor-Fläche 20 und der Unterseite.
  • Diese Abstützungen 30 verhindern, dass sich die Metallplatte 25 beim dargestellten Auflegen eines Fingers 14 mit gewissem Druck zu stark durchdrückt. Im Wesentlichen stellt die Abstützung 30 neben bzw. um das ganz links dargestellte Sensorelement 18 herum sicher, dass nur in dem Innenbereich ein Durchdrücken möglich ist, welches eine maximale Durchbiegung genau unter dem Finger 14 bzw. in der Mitte der Sensor-Fläche 20 bewirkt. Dies bewirkt wiederum eine möglichst große Annäherung der Unterseite des Bedien-Feldes 13 bzw. der Metallplatte 25 an die Sensorfläche 20 und damit eine möglichst große messbare Kapazitätsänderung.
  • In 3 ist als beispielhaftes Elektrogerät ein Kochfeld 31 dargestellt, insbesondere als sogenanntes Glaskeramik-Kochfeld. Dieses weist auf an sich übliche Art einen umlaufenden Kochfeld-Rahmen 33 auf, der an seiner linken unteren Seite als zu einem Bediener hin weisende Vorderseite ausgebildet ist. Der Rahmen 33 weist verschiedene Bedien-Felder 13 auf, und zwar ganz links in Form eines EIN-/AUS Schalters sowie wie im Mittelbereich als Schalter zur Leistungseinstellung der einzelnen Kochstellen, welche kreisförmig schematisch dargestellt sind. Durch Druck auf die Bedien-Felder 13 kann die jeweils zugeordnete Funktion ausgelöst werden. Vom Aufbau her befindet sich unter dem Kochfeld-Rahmen 33 eine Bedieneinrichtung ähnlich derjenigen aus der 1. Dabei kann die Oberfläche des Kochfeld-Rahmens 33 durchgängig aus einer Metallschicht oder Metallplatte bzw. Metallfolie gebildet sein, welche der Metallplatte 25 aus 1 entspricht. Da nur unterhalb der Bedien-Felder 13 der Schichtaufbau gemäß 1 vorzusehen ist, kann das Metall im sonstigen Bereich des Kochfeld-Rahmens 33 sozusagen massiv unterfüttert sein.
  • Alternativ dazu kann beispielsweise ein Backofen mit einer vertikalen Frontblende ähnlich dem Kochfeld-Rahmen 33 ausgeführt sein, nur eben viel breiter. Sonstige Merkmale wie Aussparungen für Anzeigen odgl. können selbstverständlich ebenfalls in der Metallplatte vorgesehen sein.
  • In 4 ist eine alternative Ausbildung eines Sensorelementes 118 dargestellt. Auch dieses ist aus zwei Teilen aufgebaut, nämlich einerseits einer Metallplatte als Sensorelementkörper 119. Diese ist flach und bildet mit ihrer im Wesentlichen kreisrunden Oberseite die Sensor-Fläche 120. Von dieser stehen an gegenüberliegenden Seiten zwei Seitenarme 121 ab. Andererseits besteht das Sensorelement 118 aus einem Kunststoffteil, welches den Abstandsring 124a bildet. Durch Ausnehmungen in den Seitenarmen 121 der Sensor-Fläche 120 ragen Abstandshalter 124b durch, die für eine sichere und unlösbare Verankerung des Sen sorelementkörpers 119 an dem Abstandsring 124a bzw. an dem Sensorelement 118 sorgen. In eine entsprechende Ausnehmung 127 des Sensorelements 118 ist ein Federelement 128 samt Durchbruch 129 entsprechend 1 eingesetzt.
  • Das elektrisch leitfähige Federelement 128 liegt mit seiner Oberseite an der Unterseite des Sensorelementkörpers 119 aus Metall an. Dadurch erfolgt wiederum die elektrische Kontaktierung entsprechend zu 1.
  • Zur Herstellung des Sensorelements 118 gemäß 4 wird zuerst der Sensorelementkörper 119 gefertigt, beispielsweise als metallisches Stanzteil aus Blech. Anschließend wird er in einer entsprechenden Form mit Kunststoff umspritzt, um so den Abstandsring 124a mit den Abstandshaltern 124b zu bilden. Abschließend wird das Federelement 128 eingesetzt.
  • Wie aus 4 zu erkennen ist, ist der Abstandsring 124a nicht vollständig geschlossen umlaufend. Zu den Abstandshaltern 124b hin ist eine kleine Lücke gegeben. Diese kann durch die Fertigung bedingt sein. Alternativ kann sie bewusst vorgesehen sein, beispielsweise für eine gewisse Entlüftung im Zwischenraum zwischen Sensor-Fläche 120 und Unterseite der Abdeckung bzw. der Metallplatte darüber. Wie zu den vorherigen Ausführungen beschrieben, kann auch hier auf der Sensor-Fläche 120 ein spezielles Dielektrikum als Plättchen, Kissen odgl. vorgesehen sein.

Claims (20)

  1. Bedieneinrichtung (11) für ein Elektrogerät (31), vorzugsweise ein Elektro-Haushaltsgerät, wobei die Bedienung durch Drücken auf ein formveränderliches oder elastisches Bedien-Feld (13) mit einem kapazitiven Sensorelement (18, 118) darunter erfolgt, wobei das Sensorelement eine elektrisch leitfähige Sensor-Fläche (20, 120) als eine Kondensatorplatte aufweist, mit dem Bedien-Feld (13) über dem Sensorelement sowie einer Dielektrikums-Schicht (22) zwischen Sensorelement und Bedien-Feld, wobei das Bedien-Feld (13) metallisch bzw. elektrisch leitfähig ist und durch Drücken auf das Bedien-Feld eine Annäherung an die Sensor-Fläche (20, 120) mit einer Kapazitätsänderung daran erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (18, 118) einen in seinem Außenbereich angeordneten Abstandshalter (24, 124a, 124b) aufweist und unter Anlage des Abstandshalters gegen das Bedien-Feld (13) gedrückt ist.
  2. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (24, 124a, 124b) am Außenrand des Sensorelementes (18, 118) angeordnet ist und innerhalb einer flächenmäßigen Begrenzung verläuft bzw. keine Bereiche der Sensor-Fläche (20) ihn seitlich überragen.
  3. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (24) im Außenbereich der Sensor-Fläche (20) gleichmäßig verteilt angeordnet ist, wobei er vorzugsweise ringartig umlaufend ist, insbesondere geschlossen.
  4. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (24, 124a, 124b) aus elektrisch isolierendem Kunststoff besteht, insbesondere einem starren bzw. nicht elastischen Kunststoff.
  5. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (24, 124a, 124b) eine Baueinheit mit dem Sensorelement (18, 118) bildet, vorzugsweise eine untrennbare Baueinheit.
  6. Bedieneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorelement (18, 118) und Abstandshalter (24, 124a, 124b) in Zweikomponenten-Bauweise aus zwei verschiedenen Materialien zusammenhängend hergestellt sind, vorzugsweise aus Kunststoff für den Abstandshalter (24, 124a, 124b), insbesondere durch Kunststoff-Spritztechnik.
  7. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (18, 118) aus elektrisch leitfähigem starrem Material besteht, vorzugsweise Metall oder elektrisch leitfähigem Kunststoff.
  8. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorelement (18, 118) bzw. Sensor-Fläche (20, 120), insbesondere auch Abstandshalter (24, 124a, 124b), rund bzw. kreisrund ausgebildet sind.
  9. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Fläche (20, 120) oben an dem Sensorelement (18, 118) angeordnet ist und insbesondere der Abstand zwischen Sensor-Fläche (20,) und Bedien-Feld (13) weniger als zwei Millimeter beträgt, vorzugsweise etwa 100 bis 200 Mikrometer.
  10. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (18, 118) bzw. die Sensor-Fläche (20, 120) elastisch gegen das Bedien-Feld (13) gedrückt wird, vorzugsweise durch ein Federelement (28, 128), wobei insbesondere das Federelement eine metallische Feder oder ein elastisches Kunststoffteil ist.
  11. Bedieneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (28, 128) eine elektrische Kontaktierung an das Sensorelement (18, 118) bildet, wobei es elektrisch leitfähig mit der Sensor-Fläche (20, 120) verbunden ist und insbesondere ein elektrisch leitfähiger elastischer Kunststoff ist, vorzugsweise ein Silikonschaumstoff.
  12. Bedieneinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (28) an einem Bauteilträger (15) für elektrische Bauteile, vorzugsweise einer Schaltungsleiterplatte, anliegt und insbesondere die elektrische Verbindung herstellt zu einer Ansteuer- und Auswerteschaltung (16) auf dem Bauteilträger.
  13. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich neben oder um ein Sensorelement (18) eine Abstützung (30) zwischen Bauteilträger (15) oder sonstiger Versteifung und Bedien-Feld (13) vorgesehen ist zur Reduzierung eines Nachgebens des Bedien-Feldes (13) bei Auflegen eines Fingers (14).
  14. Bedieneinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (30) um die Sensorelemente (18) herum verteilt ist, insbesondere ringartig bzw. nach Art eines Abstützringes.
  15. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dielektrikums-Schicht (22) Luft ist.
  16. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dielektrikums-Schicht (22) leicht verformbar bzw. elastisch ist, insbesondere silikonhaltig, vorzugsweise verformbar bzw. als Silikonöl oder Silikongel.
  17. Sensorelement für eine Bedieneinrichtung (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine elektrisch leitfähige Sensor-Fläche (20, 120) als eine Kondensatorplatte aufweist, wobei das Sensorelement (18, 118) einen in seinem Außenbereich angeordneten Abstandshalter (24, 124a, 124b) aufweist zur Anlage des Abstandshalters gegen das Bedien-Feld (13) der Bedieneinrichtung (11).
  18. Sensorelement nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch mindestens eines der kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 2 bis 8.
  19. Elektrogerät, insbesondere Haushaltsgerät (31), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bedieneinrichtung (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, vorzugsweise in einem Bedien-Bereich (13).
  20. Elektrogerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Kochfeld (31) ist mit einem umlaufenden Rahmen (33) und dass die Bedieneinrichtung (11) in den Rahmen integriert ist, wobei vorzugsweise ein Bedien-Feld (13) von dem Rahmen (33) gebildet ist bzw. daraus herausgearbeitet ist.
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