DE202009009373U1

DE202009009373U1 - An ein Haushaltsgerät, insbesondere an einen Glaskeramik-Herd, angepasste Steuerungseinrichtung

Info

Publication number: DE202009009373U1
Application number: DE200920009373
Authority: DE
Original assignee: Eika SCL
Current assignee: Eika SCL
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: ES1068526U; ES1068526Y

Abstract

Steuerungseinrichtung, die an ein Haushaltsgerät, insbesondere an einen Glaskeramik-Herd (1), angepasst ist, der mindestens eine unter einer Kochplatte (3) angeordnete Heizquelle (2) umfasst, wobei die Steuerungseinrichtung für die Leistungszufuhr zu dieser Heizquelle (2) ausgestaltet ist und diese Steuerungseinrichtung mindestens eine kapazitive Berührungstaste (4) umfasst, die unter dem Kochfeld (3) angeordnet ist und eine Sendeelektrode (7) und eine kapazitiv mit der Sendeelektrode (7) gekoppelte Empfangselektrode (8) umfasst, und diese Steuerungseinrichtung eine Leiterplatte (5) umfasst, auf der die Sendeelektrode (7) und die Empfangselektrode (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Zwischenelement (6) enthält, das ein Polymermaterial enthält und zwischen der Berührungstaste (4) und einer Innenfläche (3b) des Kochfeldes (3) angeordnet ist, wobei dieses Zwischenelement (6) elektrisch isolierend, kompressibel, um sich an die Innenfläche (3b) anzupassen, und demontierbar bezüglich der Leiterplatte (5) ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung, die an ein Haushaltsgerät, insbesondere an einen Glaskeramik-Herd, angepasst ist, der mindestens eine unter einem Kochfeld angeordnete Heizquelle enthält.
Stand der Technik
Nach dem Stand der Technik sind Haushalts-Wärmegeräte bekannt, insbesondere Glaskeramik-Herde, die Berührungstasten umfassen, welche kapazitive Sensoren enthalten. Diese Berührungstasten umfassen eine dünne Metallschicht, die auf der Oberfläche des Kochfeldes angeordnet ist, wobei diese Metallschicht die Sendeelektrode des kapazitiven Sensors ist, während die Empfangselektrode dieses kapazitiven Sensors auf einer Leiterplatte unter dem Kochfeld angeordnet ist, wobei das Kochfeld selbst oder die Luft als Dielektrikum dient. Wenn der Benutzer den Finger auf die Metallschicht legt, wird der Stromkreis über den Körper des Benutzers an Masse gelegt, und die Steuerungseinrichtung des Glaskeramik-Herds erkennt eine Änderung des Ausgangssignals.
Eines der mit diesem Typ von Berührungstasten verbundenen Probleme ist die Schwierigkeit, das Kochfeld zu metallisieren, ohne dieses Kochfeld zu durchbohren oder eine Lötung oder andere Hilfsmittel einzusetzen. Eine Lösung für dieses Problem ist in ES 2035759 T3 beschrieben, worin die Steuerungseinrichtung mindestens eine Berührungstaste umfasst, die aus zwei metallenen, von einer Leiterplatte getragenen Belägen besteht, wobei diese Leiterplatte an dem Kochfeld befestigt ist. Einer der beiden Beläge hat ein allgemein umhüllendes Profil, das den zweiten Belag so umgibt, dass die Annäherung des Fingers senkrecht zum Kondensator dessen Kapazität verändert und einen Zustandswechsel am Ausgang eines an diesen zweiten Belag angeschlossenen Komparators hervorruft. Die Armaturen des Kondensatorplatten brauchen nicht im direkten Kontakt mit der Innenfläche des Kochfeldes zu stehen, daher kann die Leiterplatte zwischen letzterer und den beiden Kondensatorplatten angeordnet sein.
Darstellung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerungseinrichtung vorzuschlagen, die an ein Haushaltsgerät, insbesondere einen Glaskeramik-Herd, angepasst ist, der mindestens eine unter einem Kochfeld angeordnete Heizquelle umfasst, wie in den Ansprüchen beschrieben.
Die Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung umfasst mindestens eine kapazitive Berührungstaste, die unter dem Kochfeld angeordnet ist und die eine Sendeelektrode und eine kapazitiv mit der Sendeelektrode gekoppelte Empfangselektrode umfasst, eine Leiterplatte, auf der die Sendeelektrode und die Empfangselektrode angebracht sind, und ein Zwischenelement, das ein Polymermaterial enthält und zwischen der Berührungstaste und einer Innenfläche des Kochfeldes angeordnet ist.
Das Zwischenelement ist elektrisch isolierend und flexibel, um sich an die Innenfläche des Glaskeramik-Kochfeldes anzupassen, sodass keine Luftlöcher zwischen dem Kochfeld und dem Zwischenelement vorhanden sind. Andererseits ist dieses Zwischenelement bezüglich der Leiterplatte leicht demontierbar, womit man eine leicht zu montierende und optimierte Steuerungseinrichtung erhält, da die erforderlichen elektronischen Bauteile auf derselben Leiterplatte enthalten sein können.
Diese und andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden beim Anschauen der Figuren und der detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Glaskeramik-Herdes, der eine Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung enthält.
2 ist eine schematische Ansicht eines elektronischen Schaltkreises der in 1 gezeigten Steuerungseinrichtung.
3 ist eine Schnittansicht einer ersten Ausführung der in 1 gezeigten Steuerungseinrichtung.
4 ist eine Schnittansicht einer zweiten Ausführung der in 1 gezeigten Steuerungseinrichtung.
Detaillierte Darstellung der Erfindung
In der 1 wird ein Glaskeramik-Herd 1 gezeigt, der einige Heizquellen 2, die unter einem Glaskeramik-Kochfeld 3 angeordnet sind, und eine Steuerungseinrichtung umfasst, über welche ein Benutzer das Ein- und Ausschalten sowie die diesen Heizquellen 2 zugeführte Leistung steuert.
Die im Detail in den 3 und 4 gezeigte Steuerungseinrichtung umfasst eine Leiterplatte 5, die unter dem Kochfeld 3 angeordnet ist, und einige kapazitive Berührungstasten 4, wobei jede davon eine Sendeelektrode 7 und eine Empfangselektrode 8 umfasst, die als Leiterbahnen auf der Leiterplatte 5 angeordnet sind. Die genannte Sendeelektrode 7 ist mit einer Sendeleitung X verbunden, die in den 3 und 4 nicht dargestellt ist, über welche die Berührungstaste 4 sequenziell durch ein Wechselsignal in Form von Hochfrequenz-Pulsfolgen erregt wird, und die kapazitiv mit der Sendeelektrode 7 gekoppelte Empfangselektrode 8 ist mit einer Empfangsleitung Y verbunden, die in den 3 und 4 nicht dargestellt ist. Auf diese Weise bestimmt man durch Messen der Amplitude des Impuls-Wechselsignals zwischen der Sendeleitung X und der Empfangsleitung Y sowie der Dauer dieser Veränderungen, ob ein Benutzer die betreffende Berührungstaste 4 betätigt hat, da die Gegenwart eines Fingers eines Benutzers auf dieser Berührungstaste 4 zu einer Veränderung beim Spannungsmesswert auf der Empfangsleitung Y führt.
Andererseits enthält die Steuerungseinrichtung einige jeder Heizquelle 2 zugeordnete Leuchtanzeigeelemente 9, die auf der Leiterplatte 5 befestigt angeordnet sind und dem Benutzer das Leistungsniveau anzeigen, auf dem die entsprechende Heizquelle 2 betrieben wird. Die Leuchtanzeigeelemente 9 sind auf derselben Fläche der Leiterplatte 5 wie die jeder Berührungstaste 4 entsprechende Sendeelektrode 7 und die Empfangselektrode 8 angeordnet; auf diese Weise benutzt man eine einzige Leiterplatte 5 sowohl für die Leuchtanzeigeelemente als auch für die Berührungstasten 4.
Die Steuerungseinrichtung umfasst ein Zwischenelement 6, das zwischen der Berührungstaste 4 und dem Kochfeld 3 angeordnet ist, wobei dieses Zwischenelement 6 bezüglich der Leiterplatte 5 demontierbar ist. Dieses Zwischenelement 6 ist elektrisch isolierend, hat gute dielektrische Eigenschaften und ist flexibel, sodass es sich perfekt an eine Innenfläche 3b des Kochfeldes anpasst, wobei diese Innenfläche 3b runzelig ist und so die zwischen der entsprechenden Berührungstaste 4 und dieser Fläche 3b vorhandene Luft minimiert. Außerdem muss dieses Zwischenelement 6 gegen erhöhte Temperaturen beständig sein, um durch die Wärme des Kochfeldes 3 oder der auf diesem Kochfeld 3 stehenden Kochgefäße verursachte Verformungen zu vermeiden.
Dazu enthält das Zwischenelement 6 ein Polymermaterial, vorzugsweise einen Silikonschaum, wobei eine Rohdichte dieses Schaums von 0,5 g/ml vorzuziehen ist. Das Zwischenelement 6 hat eine Dicke zwischen 3 und 6 mm, beide eingeschlossen, wobei die Dicke für Silikonschaum der Dichte 0,5 g/ml vorzugsweise 4,5 mm beträgt, ist zusammengedrückt zwischen dem Kochfeld 3 und der Leiterplatte 5 angeordnet, sobald das Kochfeld 3 montiert ist und vermeidet jeden Luftspalt zwischen dem Kochfeld 2 und diesem Zwischenelement 6.
In einer ersten Ausführung der Erfindung, die in 3 gezeigt ist, umfasst das Zwischenelement 6 einen einzigen Körper, der auf der Leiterplatte 5 angeordnet ist. Das Zwischenelement 6 enthält einige durchgehende Aussparungen 10, in denen jeweils ein einziges Leuchtanzeigeelement 9 untergebracht ist. Darüber hinaus enthält das Zwischenelement 6 einige nicht dargestellte Aussparungen, in denen andere, nicht dargestellte elektronische Bauteile untergebracht sind, die auf der Leiterplatte 5 vorhanden sein könnten, und die empfindlich gegenüber hohen Temperaturen sind. Das Zwischenelement 6 wird mechanisch mit Hilfe jedes nach dem Stand der Technik bekannten Mittels auf der oberen Fläche 5a der Leiterplatte 5 befestigt.
In einer zweiten Ausführung der Erfindung, die in 4 gezeigt wird, ist ein Zwischenelement 6 auf jeder Berührungstaste 4 angeordnet und mittels eines Klebers an der Sendeelektrode 7 bzw. der Empfangselektrode 8 befestigt.
Schließlich wird in 2 ein Schaltbild des elektronischen Schaltkreises der Steuereinrichtung gezeigt, der einen Haupt-Mikrocontroller 11, einen mit dem Haupt-Mikrocontroiler 11 über einen Kommunikationsanschluss verbundenen Lese-Mikrocontroller 12 sowie eine Vielzahl untereinander in einer Matrix-Konfiguration verbundener Berührungstasten umfasst. Die jeweiligen Sendeelektroden 7 jeder der in derselben Reihe i angeordneten Berührungstasten 4 sind mit der jeweiligen Sendeleitung Xi verbunden, während die jeweiligen Empfangselektroden 8 jeder der in derselben Spalte j angeordneten Berührungstasten 4 mit der jeweiligen Empfangsleitung Yj verbunden sind. Der Lese-Mikrocontroller 12 tastet die Berührungstasten 4 nacheinander ab; dazu gibt er ein Hochfrequenz-Wechselsignal in Form von Pulsfolgen auf die Sendeleitungen Xi und liest die Antwort auf den jeweiligen Empfangsleitungen Yj.
Falls sich der Finger eines Benutzers über einer der Berührungstasten 4 befindet, verändert sich das Auslesen des Signals auf der Empfangsleitung Yj bezüglich der Sendeleitung Xi, die dieser in der Reihe i und der Spalte j positionierten Berührungstaste 4 zugeordnet ist, und somit sendet der Lese-Mikrocontroller 11 ein Signal an den Haupt-Mikrocontroller 10 mit der Information darüber, welche Berührungstaste 4 durch den Benutzer aktiviert wurde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- ES 2035759 T3 [0003]

Claims

Steuerungseinrichtung, die an ein Haushaltsgerät, insbesondere an einen Glaskeramik-Herd (1), angepasst ist, der mindestens eine unter einer Kochplatte (3) angeordnete Heizquelle (2) umfasst, wobei die Steuerungseinrichtung für die Leistungszufuhr zu dieser Heizquelle (2) ausgestaltet ist und diese Steuerungseinrichtung mindestens eine kapazitive Berührungstaste (4) umfasst, die unter dem Kochfeld (3) angeordnet ist und eine Sendeelektrode (7) und eine kapazitiv mit der Sendeelektrode (7) gekoppelte Empfangselektrode (8) umfasst, und diese Steuerungseinrichtung eine Leiterplatte (5) umfasst, auf der die Sendeelektrode (7) und die Empfangselektrode (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Zwischenelement (6) enthält, das ein Polymermaterial enthält und zwischen der Berührungstaste (4) und einer Innenfläche (3b) des Kochfeldes (3) angeordnet ist, wobei dieses Zwischenelement (6) elektrisch isolierend, kompressibel, um sich an die Innenfläche (3b) anzupassen, und demontierbar bezüglich der Leiterplatte (5) ist.
Steuerungseinrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (6) Silikonschaum enthält.
Steuerungseinrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (6) eine angenäherte Rohdichte von 0,5 g/ml aufweist.
Steuerungseinrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vielzahl von Berührungstasten (4) enthält, von denen jede jeweils eine Sendeelektrode (7) und eine Empfangselektrode (8) umfasst, die untereinander auf der Leiterplatte (5) in einer Matrixkonfiguration verbunden sind.
Steuerungseinrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Leuchtanzeigeelement (9) enthält, das auf der Leiterplatte (5) angeordnet ist, und das Zwischenelement (6) einen einzigen Körper umfasst, der auf dieser Leiterplatte (5) angeordnet ist und mindestens eine Aussparung (10) enthält, in der das jeweilige Leuchtanzeigeelement (9) untergebracht ist.
Steuerungseinrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (6) nach der Montage des Kochfeldes (3) komprimiert zwischen dem Kochfeld (3) und der Leiterplatte (5) angeordnet ist.
Steuerungseinrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (6) eine Dicke zwischen 3 und 6 mm aufweist.
Steuerungseinrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (6) mechanisch an der Leiterplatte (5) befestigt wird.
Steuerungseinrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (6) an der jeweiligen Berührungstaste (4) mittels einer Kleberschicht befestigt wird.