DE3879189T2

DE3879189T2 - Bedienungseinrichtung fuer elektrische kochherde.

Info

Publication number: DE3879189T2
Application number: DE8888909600T
Authority: DE
Inventors: William Crossley; William Worrall
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1987-11-03
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2008-11-01
Also published as: GB2211928B; US4983812A; GB8725737D0; GB2211928A; ATE86788T1; EP0342213A1; WO1989004543A1; GB8825391D0; DE3879189D1; EP0342213B1

Description

Die Erfindung betrifft Steuersysteme für Elektro-Kochherde mit einer Keramik-Kochplatte und im Einzelnen einen Schalterbetätigungsmechanismus zum Wählen verschiedener Funktionen des Kochherds.
Ein herkömmliches Steuersystem für einen Elektro- Kochherd weist manuell betätigbare Schalter oder Wählscheiben auf, welche von dem Benutzer eingestellt werden, um festzulegen, welches Rochplatten-Heizelement eingeschaltet werden soll und um die erreichte Temperatur zu steuern. Solche mechanischen Steuerungseinrichtungen haben den Nachteil, daß sie unbeabsichtigt betätigt werden können und bergen somit die Gefahr in sich, daß ein Benutzer Verbrennungen erleidet, wenn er mit einem versehentlich eingeschalteten Element in Berührung kommt. Solch eine unbeabsichtigte Betätigung der Steuerung eines Kochherds ist insbesondere bei der Gegenwart von Kindern ein Problem.
Die Erfindung betrifft die Benutzung dieser Art von Elektro-Kochherden mit einer ebenen Kochplatte aus Keramikglasscheibe, welche zumindest einen Teil oder manchmal die gesamte obere Oberfläche des Kochherds bedeckt. Die elektrischen Heizelemente sind unter der Kochplatte angeordnet. Es stellt einen wesentlichen Vorteil dar, wenn die Kochplatte durchgehend ohne Unterbrechung durch Löcher oder Vorsprünge gestaltet sein kann, was ein Entfernen von versehentlich ausgeschütteten Stoffen erleichtert, ohne die Gefahr einzugehen, andere Teile des Kochherds zu verschmutzen. Wenn vorspringende Steuerelemente in der Oberfläche der Keramikglasscheibe ausgebildet sind, stellen diese Stellen dar, welche schwierig zu reinigen sind und eine Ansammlung von Speiseablagerungen um diese herum zur Folge haben. Jedoch hat es wesentliche Vorteile, die Steuerelemente auf der Kochplatten-Oberfläche anzuordnen, weil bei einer solchen Position diese für den Benutzer leicht sichtbar sind, welcher so schnell sehen kann, welche Einstellungen vorgenommen wurden. Auch ist es sehr schwer, Löcher in eine Keramikglasscheibe zu bohren, um zu ermöglichen, daß die mechanischen Steuereinheiten auf der Kochplatten-Oberfläche angeordnet werden können.
Um diese technischen Probleme zu überwinden, ist gemäß der Erfindung eine Anordnung von auf ein magnetisches Feld reagierenden Magnetschaltern vorgesehen.
Die Grundidee, eine Anordnung von auf ein magnetisches Feld reagierenden Magnetschaltern für ein Steuersystem vorzusehen, ist für sich genommen nicht neu. Ein derartiger Vorschlag wurde beispielsweise in der DE-B-1 463 275 unterbreitet, wonach ein Betätigungselement in Form eines Dachziegels vorgeschlagen wurde, in welchem mehrere verschiedenartige Permanentmagnete untergebracht sind und welches in einer Ausnehmung positioniert werden kann, welche in einer stirnseitigen Schalttafel angebracht ist, um ein bestimmtes Steuerprogramm bei einer Waschmaschine auszuwählen. Aus der FR-A-2 556 127 ist ein Eingangs-Steuersystem bekannt, wobei eine Anordnung von auf ein magnetisches Feld reagierenden Magnetschaltern vorgesehen ist, welche von Magneten betätigt werden, welche auf der Vorderseite von Hohlräumen angeordnet sind, wobei sich diese Hohlräume hinter einer vertikalen stirnseitigen Tafel befinden.
Bei derartigen Systemen gemäß dem Stand der Technik ist eine Buchse oder eine andere Art von Änderungen in der Oberfläche der Vorrichtung stets vorhanden und wie bereits weiter oben erläutert stellt das Vorsehen von solchen Ausnehmungen oder Buchsen in der Oberfläche einer Keramikglasscheibe ein technisches Problem dar.
Aus der US-A-3 711 672 ist eine magnetisch gekuppelte Steueranordnung bekannt, bei welcher ein magnetischer Steuerknopf magnetisch mit einem verschiebbaren Magnet gekuppelt wird, welcher auf einer nichtmagnetischen dünnen Platte auf der von dem Steuerknopf abgewandten Seite angeordnet ist. Die Verschiebebewegung des Magnets betätigt mechanisch einen Wärmeregler mit einem Potentiometer. Dies steht in der Hinsicht im Gegensatz zu der Erfindung, daß hier keine magnetischen Reedschalter verwendet werden, welche die Leistungszufuhr unterbrechen können, wenn der Steuerknopf von der Kochplatten-Oberfläche entfernt wird.
In der US-A-4 389 627 ist ein Wechselschalter beschrieben, welcher eine Schaltung zwischen einer Anzahl von Kontakten durchführen kann, wobei das Schalten von einem Magnet verwirklicht wird, welcher sich nur längs einer kreisförmigen Bahn bewegen kann, und nacheinander eine Anordnung von Reedschaltern passieren kann, welche in einer kreisförmigen Anordnung im Bereich der Bahn des Magneten angeordnet sind. Die Schalter sind auf zwei Substrate montiert, welche parallel zu der Ebene einer drehbaren Scheibe angeordnet sind. Der Magnet ist auf der drehbaren Scheibe im Abstand von der Mitte der Scheibe angeordnet. Der Magnet kann von seiner kreisförmigen Bahn nicht entfernt werden und kann die Schalter nur in einer bestimmten Reihenfolge nacheinander betätigen, im Gegensatz zu den Möglichkeiten gemäß der Erfindung.
Aus der DE 31 47 673 A1 ist ein Phasensteuersystem bekannt, bei welchem sich zwei magnetische Felder überlappen und die Überlagerung der beiden Felder an einem Punkt zwischen der Magnetquelle mittels eines Hall-Sensors erfaßt wird. Der Hall-Sensor veranlaßt einen Schaltvorgang eines Schaltungs- Schaltkreises, wenn das magnetische Feld an dem vorgenannte Punkt größer als ein Schwellenwert wird. Eine der Magnetquellen erzeugt ein magnetisches Feld mit einem zeitlichen Sägezahnkurven-Verlauf, welches den Hall-Sensor-Schaltkreis zu einem Ein- und Ausschalten veranlaßt. Wenn das andere magnetische Feld geändert wird, ändert die Stärke des magnetischen Felds an der Stelle des Hall-Sensors aufgrund der Überlagerung der beiden Felder den Nullwert der Sägezahnkurve. Dies ändert die Phase der Triggerung des Schaltungs- Schaltkreises, was für eine Steuerung der Leistung einer elektrischen Vorrichtung verwendet werden kann. Im Gegensatz zu der Erfindung sind zwei einander überlagerte magnetische Felder erforderlich, wobei die Steuerung auf grund der Phasenänderung verwirklicht wird, welche durch die Überlagerung hervorgerufen wird. Andere Unterschiede gemäß dem Stand der Technik liegen darin, daß der herkömmliche Magnet gelenkig befestigt ist, und daß der Magnetschalter gemäß diesem Stand der Technik ein Hall- Sensor ist, welcher mit einem Schaltkreis verbunden ist.
Das System gemäß der Erfindung, wie es in Anspruch 1 definiert ist, löst diese Probleme durch die Verwendung eines einfachen Betätigungselements, welches auf der markierten Oberfläche der Kochplatte ruhen kann. Solch ein System erfordert keine Löcher in der Kochplatte und keine Ausnehmungen oder Buchsen irgend einer anderen Art. Der Benutzer kann eine Anzahl von Betätigungselementen handhaben, welche je nach Bedarf benutzt werden können, um die Steuerfunktionen der Elemente der Kochplatte des Kochherds einzustellen. Wenn der Kochherd sich nicht im Einsatz befindet, können die Betätigungselemente entfernt werden und an einem sicheren Platz untergebracht werden, wodurch die Gefahr einer unbeabsichtigten Betätigung der Steuerung beseitigt wird und die ebene Oberfläche der Kochplatte leicht gereinigt werden kann.
Die Betätigungselemente können eine rechteckige Form aufweisen, so daß sie entlang eines linearen Wegs verschoben werden können, unter welchem die auf ein magnetisches Feld reagierenden Magnetschalter angeordnet sind. Alternativ kann das Betätigungselement kreisförmig sein und zusammen mit dem Permanentmagnet drehbar sein, welcher in der Nähe des Umfangs angeordnet ist, so daß dieser mit einer Anordnung von auf ein magnetisches Feld reagierenden Magnetschaltern zusammenwirkt, welche um den Umfang eines Kreises angeordnet sind.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Rückkopplungseinrichtung vorgesehen, welche eine visuelle Anzeige liefert, welcher Schalter oder welche Schalter der Anordnung betätigt wurden. Solch eine Rückkopplungseinrichtung kann durch ein entsprechendes Feld von LED's bereitgestellt werden, welche unter der Kochplatte angeordnet sind, wobei jede aufleuchtet, wenn der zugehörige Schalter geschlossen ist.
Die auf ein magnetisches Feld reagierende Magnetschalter können Reedschalter oder Hall-Effekt- Vorrichtungen sein, welche beide zu annehmbaren Preisen leicht erhältlich sind und zuverlässig arbeiten.
Ein Steuerungssystem für einen erfindungsgemäßen Kochherd wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Teildarstellung des Kochherds mit einem herausgeschnittenen Teil der Keramikscheibenoberfläche, um die Schalteranordnung schematisch zu zeigen;
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild des elektronischen Schaltkreises; und
Fig. 3 eine Form des Betätigungselements.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Kochplatte 1 eine Keramikglasscheibe, unter welcher die Heizelemente angeordnet sind. Auf der rechten Seite der Kochplatte und unmittelbar darunter liegt eine Anordnung von Reedschaltern 2 und auf der Kochplatte ist ein entfernbares Betätigungselement 3 angeordnet, an dessen Boden eine Form aus Kunststoff ausgebildet ist, in welche ein kleiner Keramikmagnet eingebettet ist. Dieses Betätigungselement 3 wird näher anhand von Fig. 3 beschrieben.
Auf der Oberfläche der Kochplatte unmittelbar über der Anordnung von Reedschaltern ist ein Satz von Markierungen vorgesehen, welche die erforderliche Position des Betätigungselements anzeigen, um verschiedene Leistungsstufen bei einem der Kochplatten-Heizelemente einstellen zu können. Die Markierungen auf der Kochplatte können mittels eines Siebdruckverfahrens unter Anwendung bekannter Techniken während des Herstellungsvorgangs aufgebracht werden.
Darüberhinaus ist eine Anordnung von kleinen Lämpchen wie LED's 4 vorgesehen, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wodurch eine Anzeige durch die heiße Platte hindurch gewährleistet ist, wenn irgend einer der Schalter sich in seiner geschlossenen Stellung befindet.
Wie Fig. 2 zeigt, ist jeweils ein Anschluß von jedem der Schalter des Feldes von Reedschaltern 2 geerdet und der andere Anschluß ist über jeweils eines der LED's 4 mit einer logischen Steuereinheit 10 mittels eines eigenen Drahtes verbunden. Die logische Steuereinheit übermittelt eine Spannung zu den Schaltern und erfaßt den geschlossenen Zustand von jedem der Schalter. Die logische Steuereinheit liefert auch ein Steuersignal zu einem Leistungs-Regelungsschaltkreis 12.
Wenn alle Schalter geöffnet sind, wird kein Signal von der logischen Steuereinheit 10 zu dem Leistungs- Regelungsschaltkreis übermittelt, und keine Leistung wird von dem Leistungs-Regelungsschaltkreis zu dem zugehörigen Kochplatten-Heizelement 14 unterhalb der Kochplatte 1 zugeführt.
Wenn nun irgend einer der Schalter 2 durch Anordnen des Betätigungselements 3 in der geeigneten, auf der heißen Kochplatte 1 markierten Stellung geschlossen wird, leuchtet die in Reihe geschaltete LED 4 auf und die logische Steuereinheit erfaßt, daß der entsprechende Schalter geschlossen ist, während die anderen Schalter in ihrer geöffneten Stellung verbleiben, und sendet ein geeignetes Signal zu dem Leistungs- Regelungsschaltkreis 12, wodurch dieser ein Leistung geeigneter Stärke zu dem zugehörigen Kochplatten-Heizelement 14 überträgt. Wenn eine weitere Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, um die Information über den Regelungszustand der Kochplatte anzuzeigen, kann die logische Steuereinheit auch derart ausgebildet sein, daß sie das Aufleuchten einer geeigneten Anzeigelampe auf dieser Anzeigeeinrichtung veranlaßt.
Wenn das Betätigungselement 3 über die Oberfläche bewegt wird, wird dadurch der nächste Schalter geschlossen. Aufgrund der Reedschaltern innewohnenden Hysterese, geschieht dies üblicherweise, bevor sich der vorhergehende Schalter wieder öffnet. Die logische Steuereinheit ist derart programmiert, daß sie einen solchen Zustand erkennt und das gewünschte Leistungsniveau einstellt (oder, bei anderen Anwendungen, die Programmfolge). Die logische Steuereinheit kann auch derart programmiert werden, daß sie bestimmte Schalterkombinationen als fehlerhafte Zustände diagnostiziert, und daraufhin den Strom abschaltet und/oder ein akustisches oder optisches Warnsignal liefert.
Gemäß einer Weiterbildung des beschriebenen Kochherd- Regelungssystems ist der Leistungs-Regelungsschaltkreis ein elektronischer Regelungsschaltkreis, welcher auf ein Temperatursignal reagiert, welches von einem mit dem Kochplatten-Heizelement verbundenen Thermostat geliefert wird, und liefert in einer Stärke Leistung zu dem Kochplatten- Heizelement, welche von der Differenz zwischen einem Steuersignal und dem die tatsächliche Temperatur anzeigenden Temperatursignal abhängt. Die logische Steuereinheit 10 reagiert auf das Schließen des geeigneten Reedschalters, um ein geeignetes Steuersignal zu dem Leistungs-Regelungsschaltkreis zu übermitteln.
Wie Fig. 3 zeigt, weist das Betätigungselement eine Kunststoff-Gußform 15 auf, in deren Basis ein schmaler Permanentmagnet 16 eingebettet ist. Die Größe des Magneten ist derart gewählt, daß wenn das Betätigungselement auf die Kochplatte in einer durch die Leistungsniveau-Markierungen vorgegebenen Position aufgebracht wird, der Magnet nur den unmittelbar unter ihm befindlichen Reedschalter schließt, wodurch die logische Steuereinheit ein geeignetes Leistungsniveau auswählt. Ein darauf folgendes Bewegen des Betätigungselements zu einem benachbarten Bereich veranlaßt das Öffnen oder Schließen von weiteren Schaltern, woraufhin die logische Steuereinheit entsprechende Anderungen in dem Leistungsniveau veranlaßt. Die Basis des Betätigungselements ist flach, so daß sie in einer stabilen Position auf der Oberfläche der Kochplatte ruhen kann. Das System bietet damit eine hohe Betriebssicherheit, weil für den Fall, daß das Betätigungselement versehentlich von der Kochplatte heruntergestoßen wird, das Heizelement ausgeschaltet wird.

Claims

1. Elektro-Kochherd mit einer ebenen Keramikglasscheiben- Kochplatte (1), unter welcher zumindest ein Heizelement (14) angeordnet ist, mit einem Steuersystem mit einer Mehrzahl von auf ein magnetisches Feld reagierenden Magnetschaltern (2), welche unter der Kochplatte (1) angeordnet sind, mit einer von der oberen Oberfläche der Kochplatte (1) her sichtbaren Markierungseinrichtung, welche die Lage der Schalter anzeigt, und mit einem Betätigungselement (3), welches von der oberen Oberfläche der Kochplatte (1) entfernbar ist und einen Permanentmagneten (16) aufweist, wobei das Betätigungselement eine ebene Bodenfläche aufweist, welche auf der oberen Oberfläche der Kochplatte (1) derart ruhen kann oder über diese gleiten kann, daß wenn das Betätigungselement (3) über einem der Schalter positioniert wird, nur dieser Schalter geschlossen wird und dadurch nur das zugehörige Heizelement mit Leistung versorgt wird, während dieser eine, zugehörige Schalter der Mehrzahl von Schaltern durch das über diesem angeordnete Betätigungselement geschlossen gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem (2, 10, 12) einen Steuerschaltkreis (10) aufweist, welcher auf eine Anordnung der vorgenannten, auf ein magnetisches Feld reagierenden Magnetschalter (2) reagiert, welche mit einem einzelnen Heizelement (14) derart verbunden sind, daß jeder Schalter der Anordnung, wenn dieser mittels des Betätigungselements geschlossen ist, ein entsprechendes Leistungsniveau dem einzelnen Heizelement (14) signalisiert.

2. Elektro-Kochherd nach Anspruch 1, wobei weiter eine Rückkopplungseinrichtung (4) vorgesehen ist, welche eine visuelle Anzeige liefert, welcher Schalter mittels des Betätigungselements (3) geschlossen ist.

3. Elektro-Kochherd nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Schalter der Mehrzahl von Schaltern einem unterschiedlichen, setzbarem Teperaturwert des zugehörigen Heizelements (14) entspricht.

4. Elektro-Kochherd nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anordnung von Schaltern eine lineare Anordnung (2) darstellt.

5. Elektro-Kochherd nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-3, wobei die Anordnung von Schaltern eine kreisförmige Anordnung ist und das Betätigungselement (3) einen exzentrisch angeordneten Magnet (16) in seiner Basis aufweist, so daß eine Drehung des Betätigungselements über die Anordnung jeden der Schalter der Reihe nach betätigt.

6. Elektro-Kochherd nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei weiter ein Leistungs-Regelungsschaltkreis (12) vorgesehen ist, welcher thermostatisch geregelt wird, wobei der Steuerschaltkreis (10) derart ausgebildet ist, daß die Thermostateinstellung in Abhängigkeit der Stellung der Schalter der Anordnung (2) geregelt wird.

7. Elektro-Kochherd nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die auf ein magnetisches Feld reagierenden Magnetschalter (2) Reedschalter oder Hall-Effekt-Vorrichtungen sind.