Kältegerät mit Funktionsanzeige Refrigeration device with function display
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem wärmeisolierenden Gehäuse und einem an dem Gehäuse angebrachten Funktionsanzeigefeld zum Anzeigen von Funktionszuständen und/oder Betriebsparametern des Kältegeräts.The present invention relates to a refrigeration device with a heat-insulating housing and a function display field attached to the housing for displaying functional states and / or operating parameters of the refrigeration device.
Derartige Funktionsanzeigefelder enthalten herkömmlicherweise eine Mehrzahl von Leuchtelementen wie etwa Glühlämpchen, Leuchtdioden etc. oder eine Flüssigkristallanzeige.Function display fields of this type conventionally contain a plurality of lighting elements such as light bulbs, light-emitting diodes etc. or a liquid crystal display.
Die Leuchtelemente müssen, um zu funktionieren, ständig mit Energie versorgt werden, was die Leistungsaufnahme des Kältegeräts erhöht. Die Leistungsaufnahme einer Flüssigkristallanzeige ist zwar wesentlich geringer als die einer Leuchtanzeige, doch ist bei ungünstigem Lichteinfall eine von außen beleuchtete Flüssigkristallanzeige häufig schwierig abzulesen, so dass zur Verbesserung ihrer Lesbarkeit derartige Anzeigen häufig mit eingebauten Lichtquellen versehen werden, was den Vorteil der geringeren Leistungsaufnahme zunichte macht.The lighting elements must be constantly supplied with energy in order to function, which increases the power consumption of the refrigerator. The power consumption of a liquid crystal display is considerably lower than that of a light display, but in the case of unfavorable light, an externally illuminated liquid crystal display is often difficult to read, so that to improve its readability, such displays are often provided with built-in light sources, which negates the advantage of the lower power consumption ,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit einem energiesparenden Funktionsanzeigefeld zu schaffen.The object of the present invention is to provide a refrigerator with an energy-saving function display field.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kältegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a refrigerator with the features of claim 1.
Derartige elektrisch geladene Pigmentträger sowie mit derartigen Pigmentträgern versehene Substrate werden von der Firma E-Ink Corporation, Cambridge, Massachusetts, USA vertrieben.Such electrically charged pigment carriers and substrates provided with such pigment carriers are sold by E-Ink Corporation, Cambridge, Massachusetts, USA.
Um die Beweglichkeit der Pigmentträger zu gewährleisten, sind diese vorzugsweise in einer flüssigen Trägerschicht eingebettet.In order to ensure the mobility of the pigment carriers, they are preferably embedded in a liquid carrier layer.
Einer ersten Ausgestaltung zufolge enthält das Anzeigefeld zwei Typen von Pigmentträgern, die jeweils entgegengesetzte elektrische Ladung tragen und verschiedene Farben aufweisen. Unter dem Einfluss eines auf die Pigmentträger
einwirkenden elektrischen Feldes bewegen sich die unterschiedlich geladenen Pigmentträger in verschiedene Richtungen, so dass ein Typ von Pigmentträgern sich an einer freien Oberfläche des Funktionsanzeigefeldes versammelt und so dessen für einen Benutzer sichtbare Farbe bestimmt, während der zweite Typ von Pigmentträgern sich in einer tieferen Schicht des Anzeigefeldes sammelt, wo er durch den ersten Typ von Pigmentträgern verdeckt und für den Betrachter nicht sichtbar ist.According to a first embodiment, the display panel contains two types of pigment carriers, each carrying opposite electrical charges and having different colors. Under the influence of one on the pigment carrier the different charged pigment carriers move in different directions, so that one type of pigment carrier gathers on a free surface of the function display panel and thus determines its color visible to a user, while the second type of pigment carrier moves in a deeper layer of the display panel collects where it is covered by the first type of pigment carrier and is not visible to the viewer.
Einer zweiten Ausgestaltung zufolge enthält das Anzeigefeld einen Typ von Pigmentträgern, der ein elektrisches Dipolmoment aufweist und zwei verschiedene Pigmente enthält, von denen eines in der Nähe des elektrischen Pluspols und das andere in der Nähe des elektrischen Minuspols angeordnet ist. Ein solcher Pigmentträger neigt unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes dazu, eine Drehbewegung durchzuführen, bei der sich die Dipolmomente jeweils in Feldrichtung ausrichten. Mit Hilfe von Elektroden, die von einer Oberflächennormalen des Funktionsanzeigefeldes abweichend orientierte Felder erzeugen, können bei dieser Ausgestaltung nicht nur die reinen Farben der zwei Pigmente, sondern auch Übergangstöne zur Anzeige gebracht werden.According to a second embodiment, the display panel contains a type of pigment carrier which has an electrical dipole moment and contains two different pigments, one of which is arranged in the vicinity of the electrical positive pole and the other in the vicinity of the electrical negative pole. Under the influence of an electric field, such a pigment carrier tends to perform a rotary movement in which the dipole moments are aligned in the field direction. With the aid of electrodes which produce fields oriented differently from a surface normal of the function display field, not only the pure colors of the two pigments but also transition tones can be displayed in this embodiment.
Unter den Elektroden des Anzeigefeldes befinden sich zwangsläufig solche, die abwechselnd an eine positive und eine negative Versorgungsspannung anschließbar sind, um einen Farbwechsel eines der betreffenden Elektrode zugeordneten Anzeigeelements herbeizuführen. Bei dem erfindungsgemäßen Kältegerät können jedoch auch Elektroden vorhanden sein, die fest an eine positive bzw. eine negative Versorgungsspannung angeschlossen sind, so dass die Farbe des ihnen zugeordneten Anzeigefeldes u nveränderlich i st. D adurch i st es m öglich, statische grafische E lemente wie etwa eine Herstellermarke oder eine Modell-Bezeichnung, die bei einem herkömmlichen Kältegerät nicht im Anzeigefeld realisiert sondern in der Umgebung des Anzeigefeldes am Gehäuse des Geräts aufgedruckt sind, in das Anzeigefeld einzubeziehen und ebenfalls mit Hilfe der Pigmente anzuzeigen. Auf unterschiedliche Aufdrucke der Anzeigefeldern bei verschiedenen Kältegerätemodellen kann daher völlig verzichtet werden; eine Individualisierung der verschiedenen Modelle erfolgt ausschließlich über das Muster der auf die Pigmentträger einwirkenden Elektroden.Under the electrodes of the display field there are inevitably those which can be connected alternately to a positive and a negative supply voltage in order to bring about a color change of a display element assigned to the relevant electrode. In the refrigeration device according to the invention, however, electrodes can also be present which are firmly connected to a positive or a negative supply voltage, so that the color of the display field assigned to them is unchangeable. This makes it possible to include static graphic elements, such as a manufacturer's brand or a model name, which are not realized in a conventional refrigeration device in the display panel but are printed on the housing of the unit in the vicinity of the display panel, and also with the help of pigments. Different imprints on the display panels in different refrigeration unit models can therefore be completely dispensed with; The different models are individualized exclusively via the pattern of the electrodes acting on the pigment carriers.
Da die Pigmente in Abwesenheit elektrischer Felder ihre Position dauerhaft oder zumindest über lange Zeiträume unverändert beibehalten, ist es nicht n otwendig, dass
ständig eine Versorgungsspannung an den Elektroden anliegt. Um ein eventuelles Verblassen der Anzeige durch thermisch induzierte Bewegungen der Pigmentträger zu verhindern, kann eine Zeitschaltung vorgesehen sein, die den Hauptschalter in Zeitabständen von z.B. Tagen oder Wochen, je nach Stabilität der Anzeige, jeweils für eine kurze Zeit schließt.Since the pigments retain their position permanently or at least over long periods of time in the absence of electrical fields, it is not necessary that there is always a supply voltage at the electrodes. In order to prevent the display from possibly fading due to thermally induced movements of the pigment carriers, a time switch can be provided which closes the main switch for a short time at intervals of, for example, days or weeks, depending on the stability of the display.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further features and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment with reference to the attached figures. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kältegerätes vor der erstmaligen Inbetriebnahme;1 shows a perspective view of a refrigeration device according to the invention before the initial start-up;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein Funktionsanzeigefeld des Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;2 shows a schematic section through a function display field of the refrigeration device according to a first embodiment of the invention;
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Funktionsanzeigefeld gemäß einer zweitenFig. 3 shows a section through a function display field according to a second
Ausgestaltung; unddesign; and
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Leiterplatte mit Elektroden zum Ansteuern des Anzeigefeldes.Fig. 4 is a plan view of a circuit board with electrodes for driving the display panel.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kältegeräts. An ein wärmeisolierendes Gehäuse 1 des Kältegeräts ist eine Tür 2 angeschlagen. Oberhalb der Tür 2 ist eine hohle Blende 3 aus Kunststoff an das Gehäuse 1 angefügt. Die gesamte mit der Tür 2 bündige Vorderseite der Blende 3 ist von einem Anzeigefeld 4 ausgefüllt, dessen Struktur mit Bezug auf Fig. 2 und 3 genauer beschrieben wird. Im Inneren der hohlen B lende 3 befindet s ich e ine S teuerelektronik d es Kältegerätes, die z .B. a nhand von Erfassungsergebnissen eines im Inneren des Kältegeräts angebrachten Temperatursensors und einer von einem Benutzer vorgegebenen Solltemperatur den Betrieb eines Verdichters steuert. Eine Mehrzahl von Tasten 5 zum Steuern des Betriebs des Kältegeräts, z.B. zum Einstellen der Solltemperatur, erstrecken sich durch Bohrungen des Anzeigefeldes 4. Vor erstmaliger Inbetriebnahme ist das Anzeigefeld 4 leer.
Fig. 2 zeigt e inen s chematischen S chnitt d urch d as Anzeigefeld 4 g emäß e iner e rsten Ausgestaltung. E ine S chicht 7 a us e iner viskosen F lüssigkeit i st zwischen e iner festen Außenschicht 6 aus einem transparentem Kunststoff und einer Innenschicht 10 eingeschlossen, die aus einer Kunststofffolie oder einem beliebigen anderen für die Flüssigkeit d er S chicht 7 u ndurchlässigen Material bestehen kann. D ie Außenschicht 6 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie das Anzeigefeld 4 umgebende Teile der Blende 3 und ist einteilig mit ihnen ausgebildet.1 is a perspective view of a refrigerator according to the invention. A door 2 is attached to a heat-insulating housing 1 of the refrigerator. A hollow plastic cover 3 is attached to the housing 1 above the door 2. The entire front side of the panel 3 flush with the door 2 is filled by a display field 4, the structure of which is described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. Inside the hollow cover 3 there is an expensive electronic unit of the refrigeration device, e.g. The operation of a compressor is controlled on the basis of detection results of a temperature sensor installed in the interior of the refrigeration device and a target temperature specified by a user. A plurality of keys 5 for controlling the operation of the refrigeration device, for example for setting the target temperature, extend through bores in the display field 4. Before the initial start-up, the display field 4 is empty. 2 shows a chemical section through the display field 4 according to a first embodiment. A layer 7 of a viscous liquid is enclosed between a solid outer layer 6 made of a transparent plastic and an inner layer 10 made of a plastic film or any other material impermeable to the liquid of the layer 7 can. The outer layer 6 preferably consists of the same plastic material as parts of the panel 3 surrounding the display field 4 and is formed in one piece with them.
In der Flüssigkeitsschicht 7 schwimmen Pigmentträger 8 und 9, die z.B. schwarzes bzw. weißes Pigment und jeweils entgegengesetzte elektrische Ladung tragen.In the liquid layer 7, pigment carriers 8 and 9 float, which e.g. carry black or white pigment and opposite electrical charge.
Jenseits der Innenschicht 10 sind Elektroden 11 , 12, 13 zum Anlegen eines elektrischen Feldes im wesentlichen normal zur Oberfläche zur Außenschicht 6 angeordnet. Eine (nicht dargestellte) transparente Masseelektrode liegt an der Außenschicht 6 den Elektroden 11 , 12, 13 gegenüber.Beyond the inner layer 10, electrodes 11, 12, 13 for applying an electric field are arranged essentially normal to the surface of the outer layer 6. A transparent ground electrode (not shown) lies on the outer layer 6 opposite the electrodes 11, 12, 13.
Vor dem erstmaligen Anlegen eines elektrischen Potentials an eine der Elektroden befinden sich die Pigmentträger 8, 9 in einem ungeordneten Zustand, in dem sie aufgrund ihrer ungleichnamigen elektrischen Ladungen dazu neigen, sich gegenseitig anzuziehen. Dieser Zustand ist im linken Teil der Fig. 2 oberhalb einer Elektrode 11 gezeigt. In einem solchen Zustand befindet sich das Anzeigefeld des in Fig. 1 gezeigten Kältegerätes; vor erstmaliger Inbetriebnahme, d.h. vor erstmaligem Anlegen eines Potentials an die Elektroden des Anzeigefeldes, sind die Pigmentträger 8, 9 im Anzeigefeld 4 zufällig verteilt und das Anzeigefeld weist eine unbestimmte graue Farbe auf, in Fig. 1 symbolisiert durch schraffierte Bereiche.Before the first application of an electrical potential to one of the electrodes, the pigment carriers 8, 9 are in a disordered state in which they tend to attract one another due to their electrical charges of the same name. This state is shown in the left part of FIG. 2 above an electrode 11. The display panel of the refrigerator shown in FIG. 1 is in such a state; before initial start-up, i.e. Before applying a potential to the electrodes of the display panel for the first time, the pigment carriers 8, 9 are randomly distributed in the display panel 4 and the display panel has an indefinite gray color, symbolized by hatched areas in FIG. 1.
Durch Anlegen eines ausreichend starken elektrischen Potentials, z.B. eines positiven Potentials an die Elektrode 12 bzw. eines negativen an die Elektrode 13 in Fig. 2, werden die Pigmentträger 8, 9 voneinander getrennt, und die negativ geladenen weißen Pigmentträger 8 wandern zur positiven Elektrode 12 bzw. der von der negativen Elektrode 13 abgewandten Seite der Flüssigkeitsschicht 7, und die positiv geladenen schwarzen Pigmentträger 9 sammeln sich an der negativen Elektrode 13 bzw. der von der positiven Elektrode 12 abgewandten Seite der Schicht 7. So zeichnen sich die Flächen der Elektroden 12 und 13 schwarz bzw. weiß auf dem Anzeigefeld 4 ab.
Ein ähnlicher Effekt wird mit dem in Fig. 3 im schematischen Schnitt gezeigten Anzeigefeld erreicht. Der Aufbau des Anzeigefeldes ist im wesentlichen der gleiche wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben; lediglich die Pigmentträger 14 sind elektrische Dipole und enthalten jeweils in der Nähe ihrer elektrischen Pole verschiedenfarbige Pigmente. Im hier betrachteten Fall befindet sich schwarzes Pigment am Pluspol und weißes am Minuspol. Durch Anlegen eines elektrischen Potentials an die Elektroden 12, 13 werden die ursprünglich, wie über der Elektrode 11 gezeigt, zufällig orientierten Pigmentträger 14 ausgerichtet, so dass sie oberhalb der positiven Elektrode 12 den schwarzen Pluspol der Außenschicht 6 zuwenden und oberhalb der negativen Elektrode 13 den weißen Minuspol.By applying a sufficiently strong electrical potential, for example a positive potential to the electrode 12 or a negative potential to the electrode 13 in FIG. 2, the pigment carriers 8, 9 are separated from one another and the negatively charged white pigment carriers 8 migrate to the positive electrode 12 or the side of the liquid layer 7 facing away from the negative electrode 13, and the positively charged black pigment carriers 9 collect on the negative electrode 13 or the side of the layer 7 facing away from the positive electrode 12 and 13 black or white on display field 4. A similar effect is achieved with the display field shown in schematic section in FIG. 3. The structure of the display panel is essentially the same as described with reference to FIG. 2; only the pigment carriers 14 are electrical dipoles and each contain different colored pigments in the vicinity of their electrical poles. In the case considered here, there is black pigment at the positive pole and white pigment at the negative pole. By applying an electrical potential to the electrodes 12, 13, the pigment carriers 14 originally oriented randomly, as shown above the electrode 11, are aligned so that they turn the black positive pole of the outer layer 6 above the positive electrode 12 and the one above the negative electrode 13 white negative pole.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine innerhalb der Blende 3 hinter der Innenschicht 10 angeordnete Leiterplatte mit der Innenschicht 10 zugewandten E lektroden. Es gibt drei Typen von Elektroden, eine Elektrode 15, in der Fig. weiß dargestellt, die den überwiegenden Teil der Oberfläche der Leiterplatte einnimmt und, sofern die Elektroden mit Spannung versorgt sind, fest mit einem negativen Potential verbunden ist, ElektrodenFig. 4 shows a plan view of a printed circuit board arranged inside the panel 3 behind the inner layer 10 with the inner layer 10 facing E electrodes. There are three types of electrodes, an electrode 15, shown in white in the figure, which occupies most of the surface of the circuit board and, if the electrodes are supplied with voltage, is firmly connected to a negative potential, electrodes
16, in der Fig. durch eine schräg aufwärts gerichtete Schraffur gekennzeichnet, die bei Spannungsversorgung fest mit einem positiven Potential verbunden sind und Elektroden16, in the Fig. Characterized by an obliquely upward hatching, which are firmly connected to a positive potential when the power supply and electrodes
17, schräg abwärts schraffiert dargestellt, die über eine Steuerschaltung 18 sowohl mit positivem als auch mit negativem Potential beaufschlagbar sind. Die Elektroden 16 sind hier in Form von Buchstaben ausgebildet, um eine Hersteller- oder Modellbezeichnung oder andere unveränderliche grafische Elemente zur Anzeige zu bringen. Da unterschiedliche Modelle von Kältegeräten zumeist über unterschiedliche Steuerschaltungen verfügen, ist für diese ohnehin eine spezifisch gefertigte Leiterplatte erforderlich. Der Fertigungs-Mehraufwand, der mit dem Strukturieren der Elektroden 16 auf einer solchen Leiterplatte verbunden ist, ist gering. Es entfällt aber die Notwendigkeit, hersteiler- oder modellspezifische Aufdrucke an der Blende anzubringen, so dass völlig gleiche Blenden für verschiedene Modelle von Kältegeräten eingesetzt und so Kosten gespart werden können.17, shown obliquely downward hatched, which can be acted upon by a control circuit 18 with both positive and negative potential. The electrodes 16 are here in the form of letters in order to display a manufacturer or model name or other unchangeable graphic elements. Since different models of refrigeration devices mostly have different control circuits, a specifically manufactured printed circuit board is required anyway. The additional work involved in structuring the electrodes 16 on such a printed circuit board is low. However, there is no need to apply manufacturer-specific or model-specific imprints to the cover, so that completely the same covers can be used for different models of refrigeration devices and costs can thus be saved.
Elektroden 17, in Fig. 4 exemplarisch dargestellt als Elektroden einer Siebensegmentanzeige, sind über durch die Steuerschaltung 18 gesteuerte Schalter 19 wahlweise mit einer positiven oder einer negativen Versorgungsspannung verbindbar, um
die Farbe der den Elektroden 17 entsprechenden Elemente des Anzeigefeldes 4 umschalten zu können. Ein Hauptschalter 20 ist vorgesehen, um sämtliche Elektroden 15, 16, 17 sowie die Steuerschaltung 18 von ihrer Versorgungsspannung abtrennen und so den Leistungsverbrauch des Anzeigefeldes 4 auf Null reduzieren zu können. Der Hauptschalter 20 wird lediglich dann geschlossen, um das Anzeigefeld 4 zu aktivieren, wenn d ie Steuerelektronik 2 1 d es K ältegeräts meldet, d ass e in a uf d em A nzeigefeld 4 anzuzeigender Parameter wie etwa die Innentemperatur oder ein Betriebszustand seinen Wert geändert hat und deshalb die Farbe eines Anzeigeelementes des Feldes 4 geändert werden muss. Da zu einem solchen Zeitpunkt auch an die auf festem Potential liegenden Elektroden 15, 16 Spannung angelegt wird, werden auch die diesen Elektroden zugeordneten Anzeigefelder von Zeit zu Zeit aufgefrischt, und ein Kontrastverlust wird auch an diesen Anzeigefeldern vermieden .
Electrodes 17, exemplarily shown in FIG. 4 as electrodes of a seven-segment display, can optionally be connected to a positive or a negative supply voltage via switches 19 controlled by the control circuit 18 to be able to switch the color of the elements of the display panel 4 corresponding to the electrodes 17. A main switch 20 is provided in order to disconnect all electrodes 15, 16, 17 and the control circuit 18 from their supply voltage and thus to be able to reduce the power consumption of the display panel 4 to zero. The main switch 20 is only closed in order to activate the display field 4 when the control electronics 2 1 of the refrigeration device reports that its value changes in a parameter to be displayed on the display field 4, such as the internal temperature or an operating state has and therefore the color of a display element of field 4 must be changed. Since voltage is also applied to the electrodes 15, 16 which are at a fixed potential at such a time, the display fields assigned to these electrodes are also refreshed from time to time, and a loss of contrast is also avoided on these display fields.