-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät mit einer innerhalb eines
Ventilators oder eines Elektromotors integriert angeordneten Steuerelektronik und
einer drahtlosen Verbindung zur Übertragung von
Datensignalen.
-
Bei
elektronisch gesteuerten Elektromotoren müssen häufig bestimmte Parameter der
Steuerelektronik eingestellt werden, beispielsweise bei einem Ventilator
die Drehzahl, der Volumenstrom und/oder dergleichen. Bei Ventilatoren
(Gebläsen) mit
integrierter Steuerelektronik befindet sich diese üblicherweise
auf der Ausblasseite (bei Axialventilatoren), unterhalb einer Bodenscheibe
des Laufrades (bei Radialventilatoren), im Inneren von doppelseitig saugenden
Gebläsen
oder innerhalb des Motors selbst, zum Beispiel in einem Motor- bzw.
Elektronikgehäuse.
In bestimmten Einbausituationen ist die Elektronik von außen nicht
zugänglich,
zum Beispiel bei Filterfan-Units für die Reinraumtechnik. Bei
diesen Einbaufällen
ist es bekannt, Datensignale über Anschlußleitungen
des Motors oder über
Funk zu übertragen.
Beide Möglichkeiten
sind aber aufwändig.
-
Als
Stand der Technik sei hierzu die Druckschrift WO 96/09683 zitiert,
die eine integriert angeordnete Steuerelektronik und eine drahtlose
Verbindung zur Datenübertragung
für einen
elektronisch kommutierten Reluktanzmotor offenbart. Dabei steht die
effiziente elektromechanische Energiewandlung durch Steuerung des
Magnetflusses und durch Kommutierungsschaltkreise im Vordergrund.
Auf die Möglichkeit
einer drahtlosen Datenübertragung
wird lediglich am Rande hingewiesen.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache
und wirtschaftliche Möglichkeit
zur sicheren und störungsfreien Übertragung
von Datensignalen zwischen der integrierten Steuerelektronik und
einem Umgebungsbereich zu schaffen.
-
Erfindungsgemäß wird dies
dadurch erreicht, dass die Datensignale zu/von der integrierten
Steuerelektronik über
eine nach außen
in einen Umgebungsbereich führende
Lichtleitverbindung mittels einer am innenseitigen Ende der Lichtleitverbindung angekoppelten
Infrarot-Schnittstelle zu einer von dem Umgebungsbereich sichtbaren
optischen Schnittstelle am außenseitigen
Ende der Lichtleitverbindung uni- oder bidirektional übertragen
werden. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es trotz
der integrierten und daher von außen nicht zugänglichen
Steuerelektronik vorteilhafterweise möglich, eine Übertragung
von Datensignalen über
eine Infrarot-Verbindung vorzusehen, indem die IR-Signale über die
Lichtleitverbindung zwischen einem von außen sichtbaren Bereich des
Elektromotors bzw. des Ventilators und der IR-Schnittstelle der
Steuerelektronik geführt
werden. Durch eine bidirektionale Ausführung können einerseits der Steuerelektronik bestimmte
Steuersignale zur Einstellung bestimmter Parameter zugeführt werden,
und andererseits kann die Steuerelektronik bestimmte Zustandsdaten
zur Auswertung nach außen übermitteln.
In einer weiteren Ausgestaltung kann zusätzlich als optisches Anzeigeelement
eine Leuchte, insbesondere eine Leuchtdiode, vorgesehen sein, deren
sichtbares Licht über
die Lichtleitverbindung als Signal nach außen geführt wird. Die Verwendung der
IR-Technik ist vorteilhaft,
weil sie sich durch gute Funktionalität und Störungsunanfälligkeit auszeichnet. Dabei
kann ein genormtes Datensignal-Protokoll eingesetzt werden, beispielsweise
IRDA (eingetragene Marke der Infrared Data Association), oder es
kann eine Programmierbarkeit der Signal-Codierung vorgesehen sein, wie
es von programmierbaren Fernbedienungen, zum Beispiel bei Fernsehgeräten und
dergleichen bekannt ist.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der
folgenden Beschreibung enthalten.
-
Anhand
von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungs- und Anwendungsbeispielen
soll die Erfindung genauer erläutert
werden. Dabei zeigen:
-
1 einen
Halb-Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Elektromotor in einer ersten Ausführungsform,
-
2 eine
Ansicht analog zu 1 einer zweiten Ausführungsform
und
-
3 eine
stark schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventilators
in einer Ausführung
als Radialventilator bzw. -gebläse.
-
In 3 ist
schematisch ein Ventilator 1 veranschaulicht, der ein von
einem Elektromotor 2 angetriebenes Laufrad 4 aufweist.
Der Ventilator 1 weist eine integrierte Steuerelektronik 6 auf,
die gemäß 1 und 2 in
diesem Fall innerhalb des Elektromotors 2 integriert angeordnet
ist, deren auf einer Leiterplatte 8 angeordnete Bauelemente
aber nicht im Einzelnen dargestellt sind. Der Elektromotor 2 ist bevorzugt
als Außenläufermotor
ausgeführt
und besteht aus einem Stator 10 und einem Außenläufer 12. Dabei
ist auf der dem Außenläufer 12 axial
gegenüberliegenden
Seite des Stators 10 ein Motor- bzw. Elektronikgehäuse 14 zur
Aufnahme der Steuerelektronik 6 gebildet. Zweckmäßig ist
dabei ein statorseitiger Abschlußdeckel 16 vorgesehen.
-
Erfindungsgemäß ist eine
Einrichtung zur drahtlosen Übertragung
von Datensignalen zu und/oder von der integrierten Steuerelektronik 6 mittels
einer Infrarot-Schnittstelle 18 und über eine nach außen in einen
sichtbaren Umgebungsbereich führende
Lichtleitverbindung 20 vorgesehen. Die Infrarot-Schnittstelle 18 weist
zumindest für
eine unidirektionale Kommunikation einen IR-Empfänger 22 (Empfangsdiode)
auf. Für
eine bidirektionale Datenkommunikation kann mit Vorteil zusätzlich ein IR-Sender 24 (Sendediode)
vorgesehen sein.
-
Die
Lichtleitverbindung 20 kann im einfachsten Fall von einer Öffnung gebildet
sein, die sich beispielsweise gemäß 1 als axialer
Kanal (Bohrung) durch eine Motorachse 26 bis in den Bereich der
IR-Schnittstelle 18 erstreckt. Vor allem durch Verwendung
eines lichtstarken Senders genügt
seine solche Bohrung ohne gesondertes Lichtleitelement, da durch
eine metallische Innenfläche
der Bohrung und eine daraus resultierende Reflexionfähigkeit
eine Lichtleitwirkung erreicht wird. Die Lichtleitwirkung kann aber
durch ein zusätzliches,
in diesem Fall stabförmiges
Lichtleiterelement 28 verbessert werden. Bei der Ausführung gemäß 1 erstreckt
sich die Lichtleitverbindung 20 somit zentrisch und axial
zur läuferseitigen
Stirnfläche.
Bei dem Ventilator 1 gemäß 3 ist dies
die Ansaugseite, die von außen erreichbar
bzw. sichtbar ist, zum Beispiel vom sog. Plenum einer Reinraumdecke.
Somit ist der Außenläufer 12 aus
dieser Richtung her sichtbar, so dass IR-Signale über die
Lichtleitverbindung 20 und die IR-Schnittstelle 18 der
Steuerelektronik 6 zugeführt oder von dieser erhalten
werden können.
-
Bei
der Ausführung
gemäß 2 und 3 ist
als Lichtleitverbindung 20 ein flexibles Lichtleiterelement 28 vorgesehen,
welches aus einem einzelnen Lichtleiter oder einem Bündel von
Lichtleitfasern bestehen kann. Auch in diesem Fall ist das Lichtleiterelement 28 mit
einem Ende im Bereich der IR-Schnittstelle 18 angeordnet.
Das andere Ende kann aufgrund der Flexibilität zu jedem beliebigen Punkt
geführt werden,
der vom Umgebungsbereich her sichtbar ist, zum Beispiel zur Ansaugseite
oder Ausblasseite des Ventilators 1.
-
In
einer in der Zeichnung nicht dargestellten Weiterbildung der Erfindung
kann die Lichtleitverbindung 20 in ihrem nach außen geführten Endbereich mit
einem beispielsweise dom- oder linsenartigen Abschlußelement
zur weitgehend vom Licht-Einfallswinkel
bzw. Ausfallswinkel unabhängigen
Lichtführung
versehen sein.
-
Mit
Vorteil kann zusätzlich
als optisches Anzeigeelement eine Leuchte, insbesondere eine Leuchtdiode,
vorgesehen sein (nicht dargestellt), die im Bereich der Infrarot-Schnittstelle 18 angeordnet
ist und deren sichtbares Licht dadurch über die Lichtleitverbindung 20 als
Signal nach außen
geführt
wird. Dadurch kann ein Anwender eine Rückmeldung über den jeweiligen Betriebszustand
der Steuerelektronik 6 erhalten.
-
Die
Infrarot-Schnittstelle 18 wirkt zweckmäßig mit einem Mikrokontroller
der Steuerelektronik 6 zusammen. Dadurch kann eine Programmierbarkeit der
Signal-Codierung
erreicht werden, oder es kann ein genormtes Protokoll genutzt werden
(zum Beispiel IRDA).
-
Bei
den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Infrarot-Schnittstelle 18 gemeinsam
mit der Steuerelektronik 6 auf der Leiterplatte 8 im
Inneren des Motorgehäuses 14 angeordnet.
Alternativ sind aber auch Ausführungen
möglich,
bei denen die Steuerelektronik 6 an einer anderen Stelle,
also außerhalb
des Elektromotors, aber innerhalb des Ventilators oder eines anderen
Gerätes, integriert
und dadurch ebenfalls nicht von außen zugänglich angeordnet ist. Insofern
ist die Erfindung nicht auf die Integration der Steuerelektronik 6 in
dem Elektromotor 2 beschränkt, aber auch nicht auf einen Ventilator.
Die Erfindung kann auch für
beliebige andere Geräte
bzw. Antriebsaufgaben von Elektromotoren angewandt werden.
-
Die
Erfindung ist demnach nicht auf die dargestellten und beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
umfaßt
auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen.
Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch
1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch
jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller
insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet,
dass grundsätzlich
praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch
mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal
ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein
erster Formulierungsversuch für
eine Erfindung zu verstehen.