WO2004019150A1 - Bedieneinheit für ein elektrisches haushaltsgerät - Google Patents

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WO2004019150A1
WO2004019150A1 PCT/EP2003/007951 EP0307951W WO2004019150A1 WO 2004019150 A1 WO2004019150 A1 WO 2004019150A1 EP 0307951 W EP0307951 W EP 0307951W WO 2004019150 A1 WO2004019150 A1 WO 2004019150A1
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WO
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control knob
unit according
magnet
control unit
operating
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PCT/EP2003/007951
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Blumenthal
Bernward Reinker
Bernd Stitzl
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Publication date
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Priority to AT03792219T priority patent/ATE459032T1/de
Priority to AU2003246724A priority patent/AU2003246724A1/en
Priority to EP03792219A priority patent/EP1530749B1/de
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Priority to US11/059,085 priority patent/US8440945B2/en

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    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
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    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/083—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on tops, hot plates
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    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/02—Controlling members for hand actuation by linear movement, e.g. push buttons
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    • H01H36/0066—Permanent magnet actuating reed switches magnet being removable, e.g. part of key pencil
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    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
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    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/94057—Rotary switches
    • H03K2217/94068—Rotary switches with magnetic detection

Definitions

  • the present invention relates to an operating unit for an electrical household appliance for setting operating functions and parameters with an operating knob held on an operating surface, which can be shifted from an initial position into a selection position for selecting an operating function, such as the selection of a hotplate, and for setting the Operating parameters, such as a heating level, is rotatable about a toggle axis.
  • a generic control unit for an electrical household appliance is described in EP 0 962 707 A1.
  • An operating knob held on an operating surface is used to set operating functions, for example to select a specific hotplate of an electric cooker, and for this purpose can be pushed or swiveled from a starting position into a selection position.
  • an operating parameter for example a heating level
  • the control knob can still be rotated about a knob axis.
  • One embodiment of this generic control unit provides a closed control surface on which the control knob is removably held by means of magnetic force.
  • the maximum permissible displacement paths are predefined by a guide pin of the control knob that engages in a guide link of the control surface and slides there.
  • the object of the present invention is to improve an operating unit according to the preamble of patent claim 1 in such a way that it is easy to use and has a simply constructed and functionally improved coupling to the household appliance.
  • an operating unit according to the preamble of claim 1 in that a magnet arrangement with a plurality of fixedly arranged magnets is provided for magnetically holding the operating knob in the area of the plate, said magnet arrangement being based on at least one permanent magnet and / or a ferromagnetic element of the Control knob exerts a magnetic attraction and allows the control knob to rotate and move.
  • the control unit according to the invention enables simple and clear operation of the electrical household appliance.
  • an operating function can be selected, for example by selecting a specific hotplate of an electric cooker.
  • An operating parameter of the previously selected operating function can be influenced by rotating the control knob in a conventional manner.
  • each operating step is assigned its own characteristic type of movement of the control knob. Due to the interacting permanent magnets of the control surface and the control knob, it can be pulled off the plate and moved and / or rotated on the plate almost as desired. The plate can be designed completely flat and can be optimally cleaned of adhering dirt in this way. All possible shifting and rotating movements of the control knob are defined solely by the design of the interacting magnetic elements.
  • a stop position in each of the selection positions can be indicated by an optical and / or acoustic signal according to an embodiment of the invention. In this way, the operator is shown that the control knob is in the selection position and should not be pushed beyond it.
  • a safety function can consist, for example, in that the previously selected operating function is switched off when the control knob is removed or when it is pushed too far beyond its stop position.
  • a first embodiment of the invention provides that the control knob automatically slides back into the starting position from each of the selection positions.
  • An alternative embodiment can consist in that the control knob remains in each or only in some of the selection positions and must be brought out of these by pushing them back into the starting position.
  • a central magnet and a plurality of ring magnets grouped at a predetermined spacing from each other are preferably provided in an evenly annular manner.
  • Each of the ring magnets defines one of the possible selection positions into which the control knob can be pushed. If there are four operating functions, for example four hotplates of an electric cooker, at least four different selection positions are necessary.
  • additional selection positions can be provided, which are assigned additional functions. For example, in the case of an electric cooker, six selection positions can be provided for selecting four hotplates and for controlling additional functions. Such additional functions can be, for example, a timer control, a central zone activation or the like. If six such selection positions are provided, six ring magnets grouped around the central magnets are necessary.
  • One embodiment of the invention provides a holding magnet and a ferromagnetic disk with at least three arms on an underside of the control knob.
  • the ferromagnetic disc which can be designed as a pole spider made of soft iron, for example, preferably has as many arms as there are ring magnets in or on the operating surface.
  • the soft iron pole spider magnetizes the arms in a polarity opposite to the underside of the holding magnet. In this way, the positioning of the arms on the corresponding ring magnets can cause repulsion or attraction, depending on how the ring magnets are oriented.
  • the ring magnets are preferably arranged in the same polarity as the central magnet of the control surface.
  • control knob with its holding magnet can be pushed onto one of the ring magnets and is subject to a magnetic attraction. Since the soft iron pole spider prefers the Has opposite polarity as the underside of the control knob, when the control knob is turned, a detent is brought about, which is caused by the repulsive forces when the arm of the pole spider is swept over the ring magnet b or the central magnet.
  • an operating knob can optionally be provided, which accordingly has two or three selection positions.
  • a control knob can have several selection positions, for example six or eight, so that a control knob can be sufficient for comprehensive control of an electrical device.
  • an activation area is provided at a distance from the outer circumference of the central magnet, into which the control knob must be pushed to select the control function.
  • the distance to the activation area prevents the control knob from being unintentionally moved into the selection position when it is turned in its starting position. A certain eccentric rotary movement of the control knob in its starting position is therefore possible without inadvertently selecting a selection position.
  • a distance of at least 5 mm between the activation region and the central magnet has proven to be particularly advantageous.
  • an outer boundary of the activation area is spaced approximately up to 15 mm from the circumference of the central magnet. Sufficiently large magnetic restoring forces of the central magnet are thereby ensured to support a return of the control knob from the activation area to the starting position. This also results in a short and therefore comfortable deflection path length of the control knob for the operator. At the same time, the space requirement of the entire control unit in the household appliance is sufficiently reduced.
  • the flat design of the activation area also ensures reliable detection of a sliding movement of the control knob. This is particularly important when the control knob is inductively and / or optically scanned only at time intervals.
  • the selection of an operating function made with the control knob can only be detected if the control knob is returned to its starting position after a predetermined time interval. If this is not the case, the selection process may be disrupted.
  • the time interval is preferably between two to five seconds.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a hob with an operating unit
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of an operating knob of the operating unit
  • FIG. 3 shows an exploded view of the control unit according to the invention to clarify the interacting magnetic elements of the control surface and the control knob
  • Figures 4 and 5 are schematic representations of the interacting magnetic elements of the control surface and the control knob and
  • FIGS. 6 and 7 basic representations of different actuation variants of the control unit.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a hob 2 with an operating unit arranged thereon in the form of an operating knob 10.
  • the hob 2 has a glass ceramic plate 4 which ends in a plate facet 6 on the front.
  • four hotplates 8 which can be heated in a manner known per se are provided on the glass ceramic plate 4 and can be appropriately marked with decor.
  • a display element or a plurality of display elements can be attached in the front plate facet 6 or on the surface of the glass ceramic plate 4, which display selected operating functions or operating parameters.
  • an operating knob 10 is arranged, which is rotated about a knob axis 12 and in different defined directions can be shifted from a medium starting position to selection positions.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of the glass ceramic plate 4 with the control knob 10 attached to it. This is held on the glass ceramic plate 4 by means of magnetic force and can be moved parallel to its surface or rotated about its knob axis 12.
  • the displacement movements of the control knob 10 in its various selection positions and the possible rotary movements about its toggle axis 12 are defined exclusively by the arrangement of permanent magnets or one or more magnetic elements in the control knob 10.
  • a central magnet 24 is arranged on the underside of the glass ceramic plate 4, around which a plurality of ring magnets 26 are grouped at a defined distance. The central magnet 24 has a stronger magnetization than the ring magnets 26, which is indicated by the different sizes.
  • a pole spider 18 is attached in the form of a star-shaped disk with arms 22 pointing outwards, which preferably consists of soft iron and thus has the same polarity as the upper side of the holding magnet 14. Since the ring magnets 26 are preferably mounted in the same polarity direction as the central magnet 24, there are repulsive magnetic forces between the arms 22 of the pole spider 18 and the tops of the ring magnets 26.
  • the detection of the displacement movements of the control knob 1 0 to select the available operating functions and the rotary movements to select the available operating parameters of the electrical household appliance can be carried out in a known manner, for example by means of inductive and / or optical scanning. These scanning methods enable precise, contact-free signal transmission and thus reliable operation of the electrical household appliance.
  • FIG. 3 shows a schematic exploded illustration of the control knob 10 lifted from the surface of the glass ceramic plate 4.
  • the grouping of the permanent magnets is below the glass ceramic plate 4 and the arrangement of the magnetic elements of the control knob 10 is clearly visible.
  • six ring magnets 26 are provided, each grouped uniformly and equally spaced around the central magnet 24, the north pole N of which points upwards in the direction of the control knob 10 and the south pole S of which in the opposite direction.
  • the central magnet 24 has the same polarity with the north pole N upwards.
  • the south pole S of the holding magnet 14 of the control knob 10 faces the underside 16 of the knob and is therefore attracted by the central magnet 24.
  • the arms 22 of the pole spider 18 lying on a central region 20 on the north pole N of the holding magnet 14 and pulled sideways downward have the same polarity as the top of the holding magnet 14 and are therefore repelled by the ring magnets 26.
  • This repulsive effect between the arms 22 and the ring magnets 26 thus causes a number of locking positions of the control knob 10 rotated about its toggle axis 12. In the exemplary embodiment shown, these are six locking stages.
  • the control knob can optionally be pushed with its holding magnet 14 over one of the ring magnets 26 and is found in one of six selection positions. Depending on the selected distance between the ring magnet 26 and the central magnet 24, the control knob 10 automatically slides back into its starting position, in which the holding magnet 14 and the central magnet 24 are congruent one above the other. If the distance between the central magnet 24 and the ring magnet 26 is selected to be sufficiently large, the magnetic force exerted by the central magnet on the holding magnet 14 becomes too weak, so that it remains in its selected selection position and must be pushed back into the starting
  • FIGS. 4 and 5 illustrate in chemical representation the arrangement of the pole spider 18 relative to the magnets 24, 26 of the control surface.
  • the pole spider 4 is located with its central region 20, under which the holding magnet 14 is arranged, above the uppermost of six ring magnets 26.
  • FIG. 4 the situation of a repulsive magnetic force between the two ring magnets 26 adjacent to the top and the arms 22 the pole spider 18 shown.
  • Figure 5 illustrates a rest position of the control knob, in which the arms 22 of the pole spider 18 are each in spaces between adjacent ring magnets 26 of the control surface.
  • a typical deflection path can be between 3 and 20 mm.
  • An activation region 32 is shown in FIG. 5 with dashed lines. The six ring magnets 26 are arranged within the activation region 32.
  • An inner first boundary 33 of the ring-shaped activation area 32 extends at a distance a1 of 5 mm concentrically around the central magnet 24. To select one of the selection positions 30 assigned to the ring magnet 26, the control knob 10 must be pushed into the activation area 32.
  • the distance a1 is dimensioned such that eccentric rotary movements of the control knob in its initial position do not result in an unintentional deflection of the control knob 10 relative to the ring magnets 26.
  • an outer second boundary 34 of the activation region 32 extends concentrically around the inner boundary 33 and is spaced a distance a2 of 15 mm in the radial direction from the outer circumference of the central magnet 24. If the control knob 10 is between the first and second boundaries 33, 34 of the activation area 32, the magnetic restoring forces of the central magnet 24 are still sufficiently large to reset the control knob 10 to its initial position 28 to support.
  • the entire selection process for the control knob should not take longer than 2 seconds in accordance with the exemplary embodiment in fig. 5. If the time interval is exceeded, the selection of the operating function, for example the selection of one of the hotplates 8, is not recorded.
  • an optical and / or acoustic acknowledgment by means of a signal device 31, as shown in FIGS. 6 and 7, makes sense with a defined deflection range. It prompts the user not to deflect the control knob any further, but to leave it in this position or to let it automatically return to its central position by means of magnetic restoring forces.
  • an annular light segment 31 is preferably used as an optical stop at the defined deflection width and deflection direction. The light segment preferably lights up at the moment when the edge of the control knob has just reached the defined deflection range. The light mark under the glass ceramic cover is just reached from the edge of the control knob without covering it. A brief warning tone can be used as a support at this moment.
  • the same functionality is fulfilled without a light mark.
  • Both types of acknowledgment can also be used in combination. to distinguish, for example, main deflection directions from subordinate deflection directions.
  • the light marking is used for the selection of hotplates and lights up until a different hotplate is selected. Then you can set the cooking level of the selected and displayed hotplate by turning the control knob in the center position and change it directly at any time without prior deflection.
  • the rotary toggle can be pushed, for example according to FIG. 6, in a view from above out of the central starting position 28 into six different selection positions 30.
  • the control knob can then be rotated in each of these selection positions 30.
  • the control knob can thus be pushed into the corresponding selection position 30 and rotated counterclockwise by turning. Because of the sufficient distance between the central magnet and the ring magnet, the operating pin remains in the selected selection position 30 and can be rotated there.
  • the control knob can be operated in an alternative manner as follows. To select an operating function, that is to say the desired hotplate 8, the operating knob is pushed by the operator out of the central starting position 28 into the corresponding selection position 30. After selection of one of the hotplates 8, the operator moves the control knob back into the central starting position 28. The setting of the operating parameter, that is to say the heating level of the selected hotplate 8, is then carried out by turning the control knob in the central starting position 28. Additionally or alternatively it can also be provided that, for example, a gradual increase or decrease in the heating level of a selected hotplate 8 by repeated pushing of the control knob from the starting position 28 into the corresponding selection position 30.
  • control knob according to the invention can be connected to additional touch sensors, for example in order to implement an independent main switch. Removing the control knob during operation could switch off all hotplates after a warning phase and thus interfere with the main switch on one side. This warning can be given acoustically and / or optically. Additional functions can be performed in both variants by repeated Deflections in the same direction can also be occupied in a so-called toggle mode, such as a zone activation.
  • control unit is easy to clean and remove and in this way also enables the cleaning of the completely flat glass ceramic plate, which also has no openings or shoulders.
  • the entire operating area with its printing and the illuminated markings grouped near it can be made very small and thus space-saving. It is just as easy to clean as a hob with touch control, without the disadvantages associated with it, such as the inevitable fingerprints and the effects of heat when touching a potentially hot glass ceramic surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein elektrisches Haushaltsgerät zum Einstellen von Betriebsfunktionen und -parametern mit wenigstens einem an einer Bedienfläche mittels Magnetkraft gehalterten Bedienknebel (10), der zum Auswählen einer der Betriebsfunktionen, bspw. der Auswahl einer bestimmten Kochstelle (8), aus einer Ausgangsstellung (28) in eine Auswahlstellung (30) schiebbar ist und der zum Einstellen des Betriebsparameters, bspw. einer Heizstufe, um eine Knebelachse (12) drehbar ist. Es ist wenigstens ein mehrere Permanentmagneten (24, 26) umfassendes, mit wenigstens einem Permanentmagneten (14) und/oder einem ferromagnetischen Element des wenigstens einen Bedienknebels (10) zusammen wirkendes Halteelement an bzw. in der weitgehend planen Bedienfläche vorgesehen, das die Dreh- und Verschiebebewegungen des Bedienknebels (10) auf der Bedienfläche definiert.

Description

Bedieneinheit für ein elektrisches Haushaltsgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein elektrisches Haushaltsgerät zum Einstellen von Betriebsfunktionen und -parametern mit einem an einer Bedienfläche gehalterten Bedienknebel, der zum Auswählen einer Betriebsfunktion, wie der Auswahl einer Kochstelle, aus einer Ausgangsstellung in eine Auswahlstellung verschiebbar ist und der zum Einstellen des Betriebsparameters, wie einer Heizstufe, um eine Knebelachse drehbar ist.
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 B edienknebel a bnehmbar m ittels M agnetkraft g ehaltert ist. Die maximal zulässigen Verschiebewege sind hierbei durch einen in eine Führungskulisse der Bedienfläche eingreifenden und dort entlang gleitenden Führungszapfen des Bedienknebels vorgegeben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bedieneinheit nach dem O- berbegriff des Patentanspruchs 1 so zu verbessern, dass sich eine leichte Bedienbarkeit sowie eine einfach aufgebaute und in der Funktion verbesserte Koppelung mit dem Haushaltsgerät ergibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Bedieneinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zur magnetischen Halterung des Bedienknebels im Bereich der Platte eine Magnetanordnung mit mehreren ortsfest angeordneten Magneten vorgesehen ist, die auf wenigstens einen Permanentmagneten und/oder ein ferromagne- tisches Element des Bedienknebels eine magnetische Anziehungskraft ausübt und Dreh- und Verschiebebewegungen des Bedienknebels ermöglicht. Mit einer solchen erfin- dungsgemäßen Bedieneinheit ist eine einfache und übersichtliche Bedienung des elektrischen Haushaltsgeräts ermöglicht. So kann durch Verschieben des Bedienknebels aus einer Ausgangsstellung in eine Auswahlstellung eine Betriebsfunktion ausgewählt werden, d ie b eispielsweise i n d er Auswahl einer bestimmten Kochstelle eines elektrischen Herdes besteht. Durch Drehen des Bedienknebels in herkömmlicher Art und Weise kann ein Betriebsparameter der zuvor ausgewählten Betriebsfunktion beeinflusst werden. Durch Drehen des Bedienknebels um seine Knebelachse kann beispielsweise eine Heizstufe der zuvor ausgewählten Kochstelle beeinflusst werden. 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. Durch die zusammenwirkenden Permanentmagneten der Bedienfläche und des Bedienknebels kann dieser von der Platte abgezogen werden und nahezu beliebig auf der Platte verschoben und/oder verdreht werden. Die Platte kann völlig plan ausgestaltet sein und kann auf diese Weise optimal von anhaftendem Schmutz gereinigt werden. Alle möglichen Verschiebe- und Drehbewegungen des Bedienknebels werden ausschließlich durch die Gestaltung der zusammenwirkenden magnetischen Elemente definiert.
Eine Anschlagsstellung in jeweils einer der Auswahlstellungen kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung durch ein optisches und/oder akustische Signal angezeigt werden. Auf diese Weise wird der Bedienperson angezeigt, dass sich der Bedienknebel in d er 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.
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. Eine erste Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Bedienknebel aus jeder der Auswahlstelllungen selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückgleitet. Eine alternative Ausgestaltung kann darin bestehen, dass der Bedienknebel in jeder oder nur in einigen der Auswahlstellungen verbleibt und aus diesen durch Zurückschieben in die Ausgangs- Stellung gebracht werden muss. Diese alternativen Konfigurationen können jeweils durch geeignete Gestaltungen und Anordnungen der miteinander kommunizierenden magnetischen Elemente realisiert werden.
Vorzugsweise sind im Bereich der Platte ein Zentralmagnet und mehrere in einem vorge- gebenen A bstand j eweils gleichmäßig ringförmig um diesen gruppierte Kranzmagneten vorgesehen. Jeder der Kranzmagneten definiert 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 W eiterbildung d er E rfin- düng 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 Aus- Wahlstellungen vorgesehen, sind entsprechend sechs um den Zentral magneten gruppierte Kranzmagneten notwendig.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht an einer Unterseite des Bedienknebels einen Haltemagneten sowie eine ferromagnetische Scheibe mit wenigstens drei Armen vor. Vor- zugsweise weist die ferromagnetische Scheibe, die beispielsweise als Polspinne aus Weicheisen ausgebildet sein kann, ebenso viele Arme auf, wie Kranzmagneten in bzw. an der Bedienfläche vorhanden sind. Die Polspinne aus Weicheisen bewirkt eine Magnetisierung der Arme in einer zur Unterseite des Haltemagneten entgegengesetzten Polung. Auf diese Weise können die Positionierungen der Arme auf den entsprechenden Kranz- magneten eine Abstoßung oder Anziehung bewirken, je nachdem wie die Kranzmagneten orientiert sind. Vorzugsweise sind die Kranzmagneten in gleicher Polung angeordnet wie der Zentralmagnet der Bedienfläche. Auf diese Weise kann der Bedienknebel mit seinen Haltemagneten auf einen der Kranzmagneten geschoben werden und unterliegt dabei einer magnetischen Anziehung. Da die Polspinne aus Weicheisen vorzugsweise die ent- gegengesetzte Polung wie die Unterseite des Bedienknebels aufweist, wird beim Drehen des Bedienknebels eine Rastung bewirkt, die durch die abstoßenden Kräfte beim Überstreichen d er A rme d er P olspinne ü ber d ie K ranzmagneten b zw. d en Zentralmagneten bewirkt wird.
Zur Steuerung von zwei oder drei Betriebsfunktioneπ 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.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einem Abstand vom Außenumfang des Zentralmagneten ein Aktivierungsbereich vorgesehen ist, in den der Bedienknebel zum Auswählen der Bedienfunktion geschoben werden muß. Der Abstand zum Aktivierungsbereich ver- hindert, dass der Bedienknebel bei einer Drehbewegung in seiner Ausgangsstellung unbeabsichtigt in die Auswahlstellung verschoben wird. Daher ist eine gewisse exzentrische Drehbewegung des Bedienknebels in seiner Ausgangsstellung ermöglicht, ohne unbeabsichtigt eine Auswahlstellung auszuwählen. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Abstand zwischen dem Aktivierungsbereich und dem Zentralmagneten von zumindest 5 mm er- wiesen.
Ferner ist es von Vorteil, wenn eine äußere Begrenzung des Aktivierungsbereiches etwa bis zu 15 mm von dem Umfang des Zentralmagneten beabstandet ist. Dadurch sind noch ausreichend große magnetische Rückstellkräfte des Zentralmagneten gewährleistet, um ein Zurückstellen des Bedienknebels vom Aktivierungsbereich in die Ausgangsstellung zu unterstützen. Außerdem ergibt sich daraus für die Bedienperson eine kurze und daher komfortable Auslenkweglänge des Bedienknebels. Zugleich ist der Platzbedarf der gesamten Bedieneinheit in dem Haushaltsgerät hinreichend reduziert. Die flächige Ausbildung des Aktivierungsbereiches gewährleistet zudem ein zuverlässiges Erfassen einer Verschiebebewegung des Bedienknebels. Dies ist insbesondere bei einer nur in Zeitintervallen erfolgenden induktiven und/oder optischen Abtastung des Bedienknebels von Bedeutung. Sicherheitstechnisch vorteilhaft kann die mit dem Bedienknebel vorgenommene Auswahl einer Betriebsfunktion nur dann erfasst werden, wenn der Bedienknebel nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalles wieder in seine Ausgangsstellung zurückgestellt wird. Ist dies nicht der Fall, kann von einer Störung des Auswahlvorgangs ausgegangen wer- den. Das Zeitintervall liegt bevorzugt zwischen zwei bis fünf Sekunden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Bedieneinheit am Beispiel eines Kochfeldes beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Kochfeldes mit einer Bedieneinheit,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht eines Bedienknebels der Bedieneinheit,
Figur 3 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Bedieneinheit zur Ver- deutlichung der zusammen wirkenden magnetischen Elemente der Bedienfläche und des Bedienknebels,
Figuren 4 und 5 schematische Darstellungen der zusammen wirkenden magnetischen Elemente der Bedienfläche und des Bedienknebels und
Figuren 6 und 7 Prinzipdarstellungen verschiedener Betätigungsvarianten der Bedieneinheit.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kochfeldes 2 mit einer daran angeordne- ten Bedieneinheit in Gestalt eines Bedienknebels 10. Das Kochfeld 2 weist eine Glaskeramikplatte 4 auf, die frontseitig in einer Plattenfacette 6 endet. Auf der Glaskeramikplatte 4 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel vier in an sich bekannter Weise beheizbare Kochstellen 8 vorgesehen, die mit Dekor entsprechend 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 definier- te Richtungen aus einer mittleren Ausgangsstellung in Auswahlstellungen verschoben werden kann.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Glaskeramikplatte 4 mit dem dar- auf aufgebrachten Bedienknebel 10. Dieser ist mittels Magnetkraft auf der Glaskeramikplatte 4 gehaltert und kann parallel zu deren Oberfläche verschoben bzw. um seine Knebelachse 12 gedreht werden. Erfindungsgemäß sind die Verschiebebewegungen des Bedienknebels 10 in seinen verschiedenen Auswahlstellungen sowie die mögliche Drehbewegungen um seine Knebelachse 12 ausschließlich durch die Anordnung von Perma- nentmagneten bzw. eines oder mehrerer magnetischer Elemente im Bedienknebel 10 definiert. An der Unterseite der Glaskeramikplatte 4 ist ein Zentralmagnet 24 angeordnet, um den in einem definierten Abstand mehrere Kranzmagneten 26 gruppiert sind. Der Zentralmagnet 24 weist eine stärkere Magnetisierung auf als die Kranzmagneten 26, was durch die unterschiedliche Größe angedeutet ist. An einer Knebelunterseite 16 des Be- dienknebels 10 ist mittig ein Haltemagnet 14 angebracht, der eine entgegengesetzte Polung zum Zentralmagneten 24 und vorzugsweise ungefähr eine gleiche Größe wie dieser aufweist. Ausgehend von einer der Knebelunterseite 16 abgewandten Oberseite des Haltemagneten 14 ist eine Polspinne 18 in Gestalt einer sternförmigen Scheibe mit nach außen weisenden Armen 22 angebracht, die vorzugsweise aus Weicheisen besteht und damit die gleiche Polung wie die Oberseite des Haltemagneten 14 aufweist. Da die Kranzmagneten 26 vorzugsweise in gleicher Polungsrichtung montiert sind wie der Zentralmagnet 24, bestehen zwischen den Armen 22 der Polspinne 18 und den Oberseiten der Kranzmagneten 26 jeweils abstoßende magnetische Kräfte.
Die E rfassung d er Verschiebebewegungen d es B edienknebels 1 0 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.
Figur 3 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung des von der Oberfläche der Glaskeramikplatte 4 abgehobenen Bedienknebels 10. In dieser perspektivischen Darstellung sind die Gruppierung der Permanentmagneten unterhalb der Glaskeramikplatte 4 sowie die Anordnung der magnetischen Elemente des Bedienknebels 10 gut erkennbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiels sind sechs jeweils gleichmäßig in gleichem Abstand um den Zentralmagneten 24 gruppierte Kranzmagneten 26 vorgesehen, deren Nordpol N nach oben in Richtung zum Bedienknebel 10 und deren Südpol S in entgegengesetzte Richtung weist. Der Zentralmagnet 24 weist die gleiche Polung mit dem Nordpol N nach oben auf. Der Südpol S des Haltemagneten 14 des Bedienknebels 10 weist zur Knebelunterseite 16 und wird daher vom Zentralmagneten 24 angezogen. Die von einem Zentralbereich 20 auf dem Nordpol N des Haltemagneten 14 aufliegenden und seitlich nach unten gezogenen Armen 22 der Polspinne 18 weisen eine gleich gerichtete Polung auf wie die Oberseite des Haltemagneten 14 und werden daher von den Kranzmagneten 26 jeweils abgestoßen. Diese abstoßenden Wirkung zwischen den Armen 22 und den Kranzmagneten 26 bewirkt somit eine Anzahl von Raststellungen des um seine Knebelachse 12 gedrehten Bedienknebels 10. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind dies sechs Raststufen. Der Bedienknebel kann wahlweise mit seinem Haltemagneten 14 über einen der Kranzmagneten 26 geschoben werden u nd b efindet s ich d amit i n e iner von s echs Auswahlstellungen. J e n ach dem gewählten Abstand zwischen den Kranzmagneten 26 und dem Zentralmagneten 24 gleitet der Bedienknebel 10 nach dem Loslassen selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurück, in der sich Haltemagnet 14 und Zentralmagnet 24 deckungsgleich übereinander befinden. Bei ausreichend groß gewähltem Abstand zwischen Zentralmagnet 24 und Kranzmagneten 26 wird die vom Zentralmagneten auf den Haltemagneten 14 ausgeübte magnetische Kraft zu schwach, so dass dieser in seiner gewählten Auswahlstellung verbleibt und in die Ausgangsstellung zurückgeschoben werden muss.
Die Figuren 4 und 5 verdeutlichen i n s chematischen D arstellungen d ie Anordnung d er Polspinne 18 relativ zu den Magneten 24, 26 der Bedienfläche. Die Polspinne 4 befindet sich dabei mit ihrem Zentralbereich 20, unter dem der Haltemagnete 14 angeordnet ist, jeweils über dem obersten von sechs Kranzmagneten 26. In Figur 4 ist die Situation einer abstoßenden magnetischen Kraft zwischen den beiden dem obersten benachbarten Kranzmagneten 26 und den Armen 22 der Polspinne 18 gezeigt. Figur 5 verdeutlicht eine Ruheposition des Bedienknebels, bei dem sich die Arme 22 der Polspinne 18 jeweils in Zwischenräumen zwischen benachbarten Kranzmagneten 26 der Bedienfläche befinden. Ein typischer Auslenkweg kann zwischen 3 und 20 mm liegen. In der Figur 5 ist mit gestrichelten Linien ein Aktivierungsbereich 32 dargestellt. Innerhalb des Aktivierungsbereiches 32 sind die sechs Kranzmagnete 26 angeordnet. Eine innere erste Begrenzung 33 des ringförmigen Aktivierungsbereiches 32 erstreckt sich in einem Abstand a1 von 5 mm konzentrisch um den Zentralmagneten 24. Zum Auswählen einer der den Kranzmagneten 26 zugeordneten Auswahlstellungen 30 muss der Bedienknebel 10 in den Aktivierungsbereich 32 geschoben werden. Der Abstand a1 ist derart bemessen, dass exzentrische Drehbewegungen des Bedienknebels in seiner Ausgangsstellung kein unbeabsichtigtes Auslenken des Bedienknebels 10 zu den Kranzmagneten 26 ergeben. Eine äußere zweite Begrenzung 34 des Aktivierungsbereiches 32 erstreckt sich ge- maß der Figur 5 konzentrisch um die innere Begrenzung 33 und ist über einen Abstand a2 von 15 mm in radialer Richtung von dem Außenumfang des Zentralmagneten 24 beabstandet. Befindet s ich d er Bedienknebel 1 0 zwischen d en ersten und zweiten Begrenzungen 33, 34 d es Aktivierungsbereiches 32, so sind die magnetischen Rückstellkräfte d es Zentralmagneten 24 n och a usreichend g roß, u m e ine Rückstellung des Be- dienknebels 10 in seine Ausgangsstellung 28 zu unterstützen.
Aus s icherheitstechnischen G runden d arf g emäß d em A usf ührungsbeispiel d er F igur 5 der gesamte Auswahlvorgang des Bedienknebels nicht länger als 2 Sekunden andauern. Bei einem Überschreiten des Zeitintervalls wird die Auswahl der Betriebsfunktion, etwa die Auswahl einer der Kochstellen 8, nicht erfasst.
Während des Auslenkvorgangs ist eine optische und/oder akustische Quittierung mittels einer Signaleinrichtung 31, wie in Figur 6 und 7 gezeigt, bei einer festgelegten Auslenkweite sinnvoll. Sie fordert den Benutzer auf, den Bedienknebel nicht noch weiter auszu- lenken, 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 ringförmiges Leuchtsegment 31 bei der festgelegten Auslenkweite und Auslenkrichtung als optischer Anschlag benutzt. Das Leuchtsegment leuchtet bevorzugt in dem Augenblick auf, wo der Rand des Bedienknebels die festgeleg- te 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 k urzer S ignalton eingesetzt werden. Bei e iner ausschließlich vorgesehenen akustischen Quittierung wird die gleiche Funktionalität ohne Lichtmarke erfüllt. Beide Quittierungsarten können auch gemischt zur Anwendung kom- men, um z.B. Hauptauslenkrichtungen von untergeordneten Auslenkrichtungen zu unterscheiden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Lichtmarkierung zur Auswahl von Kochstellen verwendet u nd l euchtet so lange, b is eine a ndere Kochstelle angewählt wird. Anschließend kann durch Drehen des Bedienknebels in der Mittenpositi- on die Kochstufe der gewählten und angezeigten Kochstelle eingestellt und jederzeit ohne vorheriges Auslenken direkt verändert werden.
Zum Bedienen der Bedieneinheit kann der Drehknebel beispielsweise gemäß Figur 6 in einer Ansicht von oben aus der zentralen Ausgangsstellung 28 in sechs verschiedene Auswahlstellungen 30 geschoben werden. In diesen Auswahlstellungen 30 kann der Bedienknebel dann jeweils gedreht werden. Zur Verringerung der Heizstufe einer Kochstelle 8 kann der Bedienknebel somit in die entsprechende Auswahlstellung 30 geschoben und durch Drehen entgegen des Uhrzeigersinns gedreht werden. Aufgrund des ausreichenden Abstandes zwischen Zentralmagneten und Kranzmagneten verbleibt der Bedienkne- bei in der jeweils gewählten Auswahlstellung 30 und kann dort gedreht werden.
Gemäß Figur 7 kann die Betätigung des Bedienknebels auf alternative Weise wie folgt erfolgen. Zur Auswahl einer Betriebsfunktion, also der gewünschten Kochstelle 8 , wird der Bedienknebel von der Bedienperson aus der mittleren Ausgangsstellung 28 in die entsprechende Auswahlstellung 30 geschoben. Nach erfolgter Auswahl einer der Kochstellen 8 verschiebt die Bedienperson den Bedienknebel wieder in die zentrale Ausgangsstellung 28 zurück. Die Einstellung des Betriebsparameters, also der Heizstufe der ausgewählten Kochstelle 8, erfolgt anschließend 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.
In beiden gezeigten Varianten 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 den Hauptschalter einseitig eingreifen. Diese Warnung kann akustisch und/oder optisch erfolgen. Weitere Funktionen können in beiden Varianten durch mehrmaliges Auslenken in die selbe Richtung auch in einem sogenannten Toggle-Modus belegt werden, wie beispielsweise eine Zonenzuschaltung.
Ein bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung der Bedieneinheit liegt darin, dass der zentrale Bedienknebel leicht reinigbar und abnehmbar ist und auf diese Weise auch die 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 Berühr- Steuerung, ohne dass damit deren Nachteile verbunden sind, wie beispielsweise den unvermeidlichen Fingerabdrücken sowie den Wärmeeinflüssen bei der Berührung einer e- ventuell heißen Glaskeramikoberfläche.
Bezugszeichenli:
2 Kochfeld
4 Glaskeramikplatte
6 Plattenfacette
8 Kochstelle
10 Bedienknebel
12 Knebelachse
14 Haltemagnet
16 Knebelunterseite
18 Polspinne
20 Zentralbereich
22 Arm
24 Zentralmagnet
26 Kranzmagnet
28 Ausgangsstellung
30 Auswahlstellung
31 Signaleinrichtung
32 Aktivierungsbereich
33 Erste Begrenzung
34 Zweite Begrenzung
N Nordpol (Magnet)
S Südpol (Magnet)

Claims

Patentansprüche
1. Bedieneinheit für ein elektrisches Haushaltsgerät zum Einstellen von Betriebs- funktionen und -parametern mit wenigstens einem auf einer Platte (4) magnetisch gehalterten Bedienknebel (10), der zum Auswählen einer Betriebsfunktion, wie der Auswahl einer Kochstelle (8), aus einer Ausgangsstellung (28) in eine Auswahlstellung (30) schiebbar ist und der zum Einstellen des Betriebsparameters, wie einer Heizstufe, um eine Knebelachse (12) drehbar ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass zur magnetischen Halterung des Bedienknebels (10) im Bereich der Platte (4) eine Magnetanordnung mit mehreren ortsfest angeordneten Magneten (24, 26) vorgesehen ist, die auf wenigstens einen Permanentmagneten (14) und/oder ein ferromag netisches Element (18) des Bedienknebels (10) eine magnetische Anziehungskraft ausübt und Dreh- und Verschiebebewegun- gen des Bedienknebels (10) ermöglicht.
2. Bedieneinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine optische und/oder akustische Signaleinrichtung (31 ) die Auswahlstellung (30) des Bedienknebels (10) anzeigt.
3. Bedieneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienknebel (10) ausgelegt ist, um aus der Auswahlstellung (30) selbsttätig in die Ausgangsstellung (28) zurückzugleiten.
4. Bedieneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienknebel (10) ausgelegt ist, um aus der Auswahlstellung (30) durch Zurückschieben in die Ausgangsstellung (28) gebracht zu werden.
5. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die ortsfest angeordneten Magnete (24, 26) der Magnetanordnung einen Zentralmagneten (24) und eine Anzahl von, insbesondere wenigstens drei, jeweils um diesen verteilte Kranzmagneten (26) aufweisen.
6. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienknebel (10) einen Haltemagneten (14) sowie eine ferromagnetischen Scheibe (18) mit wenigstens drei Armen (22) an einer Unterseite (16) des Bedienknebels (10) aufweist.
7. Bedieneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetische Scheibe als Polspinne (18) aus Weicheisen gebildet ist.
8. Bedieneinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die An- zahl und die Anordnung von Armen (22) der Polspinne (18) der Anzahl von
Kranzmagneten (26) entspricht.
9. Bedieneinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausübung der magnetischen Anziehungskraft der Zentralmagnet (24) bzw. die Kranzmagnete (26) dem Haltemagneten (14) des Bedienknebels (10) gegenpolig gegenüberliegen.
10. Bedieneinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von abstoßend wirkenden Magnetkräften die Arme (22) der fer- romagnetischen Polspinne bzw. Scheibe (18) den Kranzmagneten (26) bzw. dem
Zentralmagneten (24) gleichpolig gegenüberliegen.
11. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienknebel (10) zum Einstellen von wenigstens zwei Be- triebsfunktionen ausgelegt ist.
12. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Platte (4) beabstandet vom Umfang des Zentralmagneten (24) ein Aktivierungsbereich (32) zur Aktivierung der ausgewählten Be- dienfunktion (8) vorgesehen ist.
13. Bedieneinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungsbereich (32) durch eine zum Zentralmagneten (24) benachbarte erste Be- grenzung (33) und durch eine zum Zentralmagneten (24) weiter beabstandete zweite Begrenzung (34) begrenzt ist.
14. Bedieneinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Be- grenzung (33) des Aktivierungsbereiches (32) über einen Abstand (a1) von wenigstens 5 mm vom Umfang des Zentralmagneten (24) entfernt.
15. Bedieneinheit nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Begrenzung (34) des Aktivierungsbereiches (32) über einen Abstand (a2) bis zu 15 mm vom Umfang des Zentralmagneten (24) entfernt ist.
16. Bedieneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Betriebsfunktion (8) durch den Bedienknebel (10) nur dann erfasst ist, wenn der Bedienknebel (10) nach einem vorgegebenen Zeitintervall wieder in die Ausgangsstellung (28) zurückgestellt ist.
17. Bedieneinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Zeitintervall zwischen zwei und fünf Sekunden liegt.
18. Bedieneinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kranzmagnete (26) gleichmäßig um den Umfang des Zentralmagneten (24) verteilt sind.
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