DE102019209683A1

DE102019209683A1 - Device for the wireless provision of electrical energy and refrigeration device

Info

Publication number: DE102019209683A1
Application number: DE102019209683.2A
Authority: DE
Inventors: Dieter Urban
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie, wobei die Vorrichtung (1) an einer Außenwand (51) eines Kältegeräts (5), insbesondere eines Kühlgefriergeräts, anordenbar ist, mit einer Sendeeinrichtung (11), welche dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung auszusenden und an eine Empfängereinrichtung (21) im Inneren des Kältegeräts (5) zu übertragen, sodass die Empfängereinrichtung (21) mindestens eine energieverbrauchende Komponente (2; 201-207) im Inneren des Kältegeräts (5) drahtlos mit Energie versorgen kann.The invention relates to a device (1) for the wireless provision of electrical energy, the device (1) being able to be arranged on an outer wall (51) of a refrigeration device (5), in particular a refrigerator-freezer, with a transmitting device (11) designed for this purpose is to emit electromagnetic radiation and transmit it to a receiver device (21) inside the refrigeration device (5) so that the receiver device (21) wirelessly supply at least one energy-consuming component (2; 201-207) inside the refrigeration device (5) with energy can.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie und ein Kältegerät, insbesondere ein Kühlgefriergerät.The invention relates to a device for the wireless provision of electrical energy and a refrigeration device, in particular a refrigerator-freezer.

Stand der TechnikState of the art

Kältegeräte umfassen eine Vielzahl von elektronischen Komponenten, welche mit elektrischer Energie versorgt werden müssen. Neben Kühlkammern, Ventilatoren und elektronischen Anzeigen ist insbesondere bei intelligenten Kältegeräten auch eine Energieversorgung von Komponenten erforderlich, welche in beweglichen Elementen verbaut sind, oder frei im Kühlschrank positioniert sind, etwa von Sensoren zur Überwachung des Inneren des Kühlschranks. Eine drahtgebundene Energieversorgung ist hierbei schwierig zu bewerkstelligen oder mit Sicherheitsrisiken sowie Zuverlässigkeitsproblemen verbunden, insbesondere, da sich die Stromleitungen in einer feuchten Umgebung befinden würden.Refrigeration devices comprise a large number of electronic components that have to be supplied with electrical energy. In addition to cooling chambers, fans and electronic displays, intelligent refrigeration devices in particular also require a power supply for components that are built into movable elements or positioned freely in the refrigerator, such as sensors for monitoring the interior of the refrigerator. A wired power supply is difficult to achieve or is associated with safety risks and reliability problems, especially since the power lines would be in a humid environment.

Die US 8657392 B2 und die US 8106539 B1 schlagen daher die Verwendung einer drahtlosen Energieübertragung vor, wobei eine induktive Kopplung verwendet wird. Die zur drahtlosen Energieübertragung verwendeten Module sind direkt in das Kältegerät integriert. Ähnliche Anordnungen sind aus DE 10 2011 100041 A1 , EP 3173772 A1 und KR 2018 0025008 A bekannt.The US 8657392 B2 and the US 8106539 B1 therefore propose the use of wireless power transmission using inductive coupling. The modules used for wireless energy transmission are integrated directly into the refrigeration device. Similar arrangements are off DE 10 2011 100041 A1 , EP 3173772 A1 and KR 2018 0025008 A known.

Häufig besteht jedoch der Wunsch bei Anwendern, auch in bestehenden Kältegeräten auf nachgerüstete Sensorik zurückgreifen zu können, ohne das gesamte Kältegerät auszutauschen.However, users often want to be able to use retrofitted sensors in existing refrigeration devices without having to replace the entire refrigeration device.

Vor diesem Hintergrund ist es wünschenswert, eine nachrüstbare Lösung zur Energieversorgung bereitzustellen.Against this background, it is desirable to provide an energy supply solution that can be retrofitted.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Kältegerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5.The present invention creates a device for the wireless provision of electrical energy with the features of patent claim 1 and a refrigeration device with the features of patent claim 5.

Die vorliegende Erfindung schafft demnach eine Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie. Die Vorrichtung ist an einer Außenwand eines Kältegeräts, und insbesondere eines Kühlgefriergeräts, anordenbar. Die Vorrichtung weist eine Sendeeinrichtung auf, welche elektromagnetische Strahlung aussendet und an eine Empfängereinrichtung im Inneren des Kältegeräts überträgt. Die Empfängereinrichtung kann dadurch mindestens eine energieverbrauchende Komponente im Inneren des Kältegeräts drahtlos mit Energie versorgen.The present invention accordingly creates a device for the wireless provision of electrical energy. The device can be arranged on an outer wall of a refrigeration device, and in particular of a refrigerator-freezer. The device has a transmission device which transmits electromagnetic radiation and transmits it to a receiver device inside the refrigeration device. The receiver device can thereby wirelessly supply at least one energy-consuming component inside the refrigeration device with energy.

Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Kältegerät, und insbesondere ein Kühlgefriergerät, mit mindestens einer Empfängereinrichtung, welche zum Empfangen elektromagnetischer Strahlung ausgebildet ist. Das Kältegerät umfasst weiter eine im Inneren des Kältegeräts angeordnete energieverbrauchende Komponente. Weiter umfasst das Kältegerät eine an einer Außenwand des Kältegeräts angebrachte Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie für die mindestens eine energieverbrauchende Komponente.The present invention also provides a refrigeration device, and in particular a fridge-freezer, with at least one receiver device which is designed to receive electromagnetic radiation. The refrigeration device further comprises an energy-consuming component arranged inside the refrigeration device. The refrigeration device further comprises a device attached to an outer wall of the refrigeration device for the wireless provision of electrical energy for the at least one energy-consuming component.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, auch nachträglich Kältegeräte mit energieverbrauchenden Komponenten, insbesondere Sensoren und Aktoren, ausrüsten zu können und diese drahtlos mit Energie zu versorgen. Indem die Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie direkt an einer Außenwand des Kältegeräts angeordnet werden kann, ist die Installation problemlos möglich, ohne bestehende Komponenten des Kältegeräts verändern zu müssen. Die Anordnung der Vorrichtung an einer Außenwand des Kältegeräts hat den weiteren Vorteil, dass die in der Sendeeinrichtung entstehende Verlustwärme außerhalb des gekühlten Bereichs bleibt, wodurch die Energieeffizienz des Kältegeräts nicht beeinflusst wird. Durch drahtlose Stromversorgung (englisch: Wireless Power, WP) kann auf Kabelanschlüsse oder Batterien bzw. Akkus verzichtet werden. Weiter kann eine im Wesentlichen beliebige Anzahl von energieverbrauchenden Komponenten, insbesondere von Sensoren und/oder Aktoren, drahtlos mit elektrischer Energie versorgt werden.One idea of the present invention is to be able to retrofit refrigeration devices with energy-consuming components, in particular sensors and actuators, and to supply them wirelessly with energy. Since the device for the wireless provision of electrical energy can be arranged directly on an outer wall of the refrigeration device, installation is possible without any problems, without having to change existing components of the refrigeration device. The arrangement of the device on an outer wall of the refrigeration device has the further advantage that the heat loss generated in the transmitting device remains outside the cooled area, which does not affect the energy efficiency of the refrigeration device. With wireless power supply (English: Wireless Power, WP) there is no need for cable connections or batteries or accumulators. Furthermore, essentially any number of energy-consuming components, in particular sensors and / or actuators, can be supplied wirelessly with electrical energy.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Sendeeinrichtung dazu ausgebildet, die elektromagnetische Strahlung über eine Entfernung von mindestens 10 Zentimetern, bevorzugt von mehreren 10 Zentimetern an die Empfängereinrichtung zu übertragen. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität zur Platzierung der energieverbrauchenden Komponenten im Inneren des Kältegeräts.According to a preferred development, the transmitting device is designed to transmit the electromagnetic radiation over a distance of at least 10 centimeters, preferably several tens of centimeters, to the receiving device. This enables a high degree of flexibility for placing the energy-consuming components inside the refrigeration device.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung ein Netzteil zum Verbinden mit einem Stromnetz auf. Die Stromversorgung der Vorrichtung ist somit unabhängig von der Stromversorgung des Kältegeräts selbst.According to a preferred development, the device has a power supply unit for connection to a power grid. The power supply of the device is thus independent of the power supply of the refrigeration device itself.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung eine Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen von Steuersignalen von einem externen Gerät auf. Das Bereitstellen der elektrischen Energie ist mittels der Steuersignale steuerbar. Bei dem externen Gerät kann sich insbesondere um ein mobiles Gerät, etwa ein Smartphone, ein Laptop oder ein Tablet handeln, wobei die Vorrichtung über eine dort installierte App steuerbar ist. Gemäß einer Weiterbildung können über dieselbe App auch die energieverbrauchenden Komponenten im Inneren des Kältegeräts gesteuert werden oder Sensorsignale von den energieverbrauchenden Komponenten empfangen werden. Das Steuern der Vorrichtung kann jedoch auch über ein in das Kältegerät integriertes Element, etwa über ein Display des Kältegeräts erfolgen.According to a preferred development, the device has a communication interface for receiving control signals from an external device. The provision of the electrical energy can be controlled by means of the control signals. The external device can in particular be a mobile device, for example a smartphone, a laptop or a tablet, with the device being controllable via an app installed there. According to a further development, the energy-consuming components in the Inside the refrigeration device are controlled or sensor signals are received from the energy-consuming components. The device can, however, also be controlled via an element integrated into the refrigeration device, for example via a display of the refrigeration device.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Sendeeinrichtung dazu ausgebildet, drahtlos Energie über ein Magnetresonanzverfahren bereitzustellen. Dadurch kann elektromagnetische Strahlung über eine Distanz von typischerweise einigen 10 Zentimetern bis zu etwa einem Meter übertragen werden. Die energieverbrauchenden Komponenten sind im Wesentlichen frei im Kältegerät platzierbar. Im Unterschied zu Technologien, wobei typischerweise Energie nur über einige Millimeter bis etwa einen Zentimeter übertragen wird, ist die Sensorposition erfindungsgemäß kaum eingeschränkt, sondern kann vom Anwender beliebig gewählt werden. Andere Möglichkeiten der Energieübertragung umfassen das Aussenden von elektromagnetischen Wellen im Hochfrequenzbereich bzw. Radiofrequenz-Bereich (englisch: radio frequency, RF).According to a preferred development of the device, the transmission device is designed to provide energy wirelessly via a magnetic resonance method. As a result, electromagnetic radiation can be transmitted over a distance of typically a few tens of centimeters up to about one meter. The energy-consuming components can essentially be placed freely in the refrigeration device. In contrast to technologies, in which energy is typically only transmitted over a few millimeters to approximately one centimeter, the sensor position is hardly restricted according to the invention, but can be selected as desired by the user. Other possibilities of energy transmission include the emission of electromagnetic waves in the high frequency range or radio frequency range (English: radio frequency, RF).

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Sendeeinrichtung dazu ausgebildet, die drahtlose Energieübertragung zeitgesteuert zu beginnen bzw. zu beenden, d.h. ein- und auszuschalten.According to a preferred development of the device, the transmission device is designed to start or end the wireless energy transmission in a time-controlled manner, i.e. to switch it on and off.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Sendeeinrichtung dazu ausgebildet, die drahtlose Energieübertragung in Abhängigkeit von einer Versorgungszeit, welche bei einer vorherigen Energieübertragung von der entsprechenden energieverbrauchenden Komponente angefordert wurde, einzustellen. Etwa kann die energieverbrauchende Komponente ein erneutes Bereitstellen von Energie zu einem vorgegebenen Zeitpunkt, etwa in 2 Stunden, bei der Vorrichtung anfordern.According to a preferred development of the device, the transmission device is designed to set the wireless energy transmission as a function of a supply time which was requested by the corresponding energy-consuming component during a previous energy transmission. For example, the energy-consuming component can request the device to provide energy again at a predetermined point in time, for example in 2 hours.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Kältegerät passive Feldkopplungselemente, d.h. Komponenten zum Einkoppeln bzw. zum Verstärken der ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung. Dadurch kann die Reichweite der Energieübertragung vergrößert werden. Die Feldkopplungselemente können beispielweise als Einlegeböden oder Auflagematten ausgebildet sein.According to a preferred development, the refrigeration device comprises passive field coupling elements, i.e. components for coupling in or for amplifying the emitted electromagnetic radiation. This can increase the range of energy transmission. The field coupling elements can be designed, for example, as shelves or support mats.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Kältegeräts umfasst die mindestens eine energieverbrauchende Komponente mindestens eine Sensoreinrichtung, welche chemische oder physikalische Messgrößen ermittelt und basierend auf den ermittelten Messgrößen ein Sensorsignal drahtlos aussendet. Die Sensoreinrichtung ist vorzugsweise autark ausgebildet, umfasst somit ein eigenes Funkmodul für die Übertragung der Sensorsignale sowie die zum Steuern des Funkmoduls erforderliche Elektronik. Bei der Sensoreinrichtung kann es sich beispielweise um einen Gewichtssensor handeln, welcher das Gewicht oder den Füllgrad der zu kühlenden Waren messen kann. Die Sensoreinrichtung kann auch einen VOC-Sensor (englisch: volatile organic compounds) zum Erfassen von flüchtigen organischen Komponenten umfassen, welcher der Geruchs- oder Verderbserkennung dient. Alternativ oder zusätzlich können Temperatursensoren, Feuchtesensoren, Kamerasensoren oder Sensoren zum Erkennen der Anwesenheit von Objekten, etwa in Form einer Platte, vorgesehen sein.According to a preferred development of the refrigeration device, the at least one energy-consuming component comprises at least one sensor device which determines chemical or physical measured variables and wirelessly transmits a sensor signal based on the determined measured variables. The sensor device is preferably designed to be self-sufficient and thus comprises its own radio module for the transmission of the sensor signals as well as the electronics required to control the radio module. The sensor device can, for example, be a weight sensor which can measure the weight or the degree of filling of the goods to be cooled. The sensor device can also include a VOC sensor (English: volatile organic compounds) for detecting volatile organic components, which is used to detect odor or spoilage. Alternatively or additionally, temperature sensors, humidity sensors, camera sensors or sensors for detecting the presence of objects, for example in the form of a plate, can be provided.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Kältegeräts umfasst die mindestens eine energieverbrauchende Komponente mindestens einen Aktor, welcher chemisch oder physikalisch auf zu kühlende Objekte im Inneren des Kältegeräts einwirkt. Insbesondere kann es sich bei der energieverbrauchenden Komponente um eine UV-Lampe für die Sterilisation eines Bereichs des Kältegeräts handeln.According to a preferred development of the refrigeration device, the at least one energy-consuming component comprises at least one actuator which acts chemically or physically on objects to be cooled inside the refrigeration device. In particular, the energy-consuming component can be a UV lamp for sterilizing an area of the refrigeration device.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Kältegerät einen Metallkäfig auf, welcher mindestens eine Öffnung aufweist. Die Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie ist im Bereich der Öffnung angeordnet. Die Sendeeinrichtung ist derart ausgerichtet, dass die elektromagnetische Strahlung durch die Öffnung des Metallkäfigs zur Empfängereinrichtung gelangen kann. Typische Kältegeräte umfassen bereits Gehäuse mit verkleideten Metallkäfigen, welche insbesondere Öffnungen an der Oberseite des Geräts aufweisen können. Die Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie kann somit beispielweise auf der Oberseite des Kältegeräts angeordnet werden.According to a preferred development, the refrigeration device has a metal cage which has at least one opening. The device for the wireless provision of electrical energy is arranged in the region of the opening. The transmitting device is oriented in such a way that the electromagnetic radiation can reach the receiving device through the opening in the metal cage. Typical refrigeration devices already include housings with clad metal cages, which in particular can have openings on the top of the device. The device for the wireless provision of electrical energy can thus be arranged, for example, on the top of the refrigeration device.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Kältegeräts sind die mindestens eine energieverbrauchende Komponente und die Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie dazu ausgebildet, kontaktlos Daten auszutauschen, etwa über eine RFID- oder NFC-Verbindung. Die Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie ist dazu ausgebildet, die Energie erst dann drahtlos bereit zu stellen, wenn die Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie die mindestens eine energieverbrauchende Komponente unter Verwendung des kontaktlosen Datenaustausches identifiziert hat.According to a preferred development of the refrigeration device, the at least one energy-consuming component and the device for the wireless provision of electrical energy are designed to exchange data in a contactless manner, for example via an RFID or NFC connection. The device for the wireless provision of electrical energy is designed to only provide the energy wirelessly when the device for the wireless provision of electrical energy has identified the at least one energy-consuming component using the contactless data exchange.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Kältegeräts ist die Empfängereinrichtung in die energieverbrauchende Komponente integriert. Die energieverbrauchende Komponente umfasst dadurch sämtliche zur Versorgung erforderlichen Bauelemente und ist somit autark.According to a preferred development of the refrigeration device, the receiver device is integrated into the energy-consuming component. The energy-consuming component thus includes all the components required for supply and is therefore self-sufficient.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Kältegeräts kann vorgesehen sein, dass die Empfängereinrichtung mehrere energieverbrauchende Komponenten mit Energie versorgt. Insbesondere können mehrere energieverbrauchende Komponenten, etwa Sensoren oder Aktoren, an eine einzige Empfängereinrichtung, angeschlossen sein, wobei sich die Empfängereinrichtung ebenfalls im Inneren des Kältegeräts befinden kann. Die Empfängereinrichtung kann hierbei auch in eine der energieverbrauchenden Komponenten integriert sein. Durch Verwendung nur einer einzigen Empfängereinrichtung können Kosten und der erforderliche Platzbedarf reduziert werden.According to a preferred development of the refrigeration device, it can be provided that the receiver device supplies several energy-consuming components with energy. In particular, several energy-consuming components, such as sensors or actuators, can be connected to a single receiver device, the receiver device also being able to be located inside the refrigeration device. The receiver device can also be integrated into one of the energy-consuming components. By using only a single receiver device, costs and the required space can be reduced.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Kältegeräts kann die energieverbrauchende Komponente einen temporären Energiespeicher, insbesondere einen Akku oder Kondensator, aufweisen. Dadurch können Zeiten, in denen eine drahtlose Energieübertragung nicht bereit steht, überbrückt werden.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.According to a preferred development of the refrigeration device, the energy-consuming component can have a temporary energy store, in particular a rechargeable battery or capacitor. This means that times when wireless energy transmission is not available can be bridged.
The configurations and developments described can be combined with one another as desired.

Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.The accompanying drawings are intended to provide a further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, in conjunction with the description, serve to explain principles and concepts of the invention.

Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.Other embodiments and many of the advantages mentioned emerge with a view to the drawings. The elements shown in the drawings are not necessarily shown true to scale with one another.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
2 eine schematische Darstellung eines Kältegeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Show it:

1 a schematic representation of a device for the wireless provision of electrical energy according to an embodiment of the invention; and
2 a schematic representation of a refrigeration device according to an embodiment of the invention.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures of the drawings, the same reference symbols denote the same or functionally identical elements, parts or components, unless stated otherwise.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie für eine energieverbrauchende Komponente 2. Die Vorrichtung 1 kann ein eigenes Gehäuse aufweisen, welches an einer Außenwand eines Kältegeräts angeordnet werden kann. Die Vorrichtung 1 kann beispielweise auf eine Oberseite des Kältegeräts gestellt werden. Es kann auch vorgesehen sein, die Vorrichtung 1 mit dem Kältegerät fest zu verbinden, etwa durch Verkleben oder Verschrauben, wozu das Kältegerät und die Vorrichtung speziell vorgesehene Verbindungselemente aufweisen können. 1 shows a schematic representation of a device 1 for the wireless provision of electrical energy for an energy-consuming component 2 . The device 1 can have its own housing, which can be arranged on an outer wall of a refrigerator. The device 1 can, for example, be placed on an upper side of the refrigerator. It can also be provided the device 1 to be firmly connected to the refrigeration device, for example by gluing or screwing, for which purpose the refrigeration device and the device can have specially provided connecting elements.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Sendeeinrichtung 11, welche über ein Netzteil 12 über ein Stromnetz 3 mit elektrischer Energie gespeist wird, und elektromagnetische Strahlung aussenden kann. Die Sendeeinrichtung 11 kann vorzugsweise mindestens eine Spule aufweisen, welche mit einer entsprechenden Spule einer Empfängereinrichtung 21 der energieverbrauchenden Komponente 2 derart zusammen wirkt, dass über ein Magnetresonanzverfahren drahtlos Energie übertragen wird. Die Empfängereinrichtung 21 kann dadurch die energieverbrauchenden Module der Komponente 2 mit Energie versorgen, etwa eine Sensoreinrichtung 22 zum Erfassen von chemischen oder physikalischen Messgrößen und zum Generieren eines Sensorsignals, eine Kommunikationsschnittstelle 24 zum Aussenden des Sensorsignal und zum Empfangen von Steuersignalen zum Steuern der Komponente 2, sowie die für die Sensoreinrichtung 22 und die Kommunikationsschnittstelle 24 erforderliche Elektronik 23. Die Kommunikationsschnittstelle 24 kann Daten beispielsweise mittels drahtloser Funkübertragung wie Zigbee, Bluetooth oder WLAN oder mittels Drahtloskommunikation im Frequenzbereich der drahtlosen Stromversorgung (englisch: wireless power, WP) aussenden und empfangen und dadurch mit einem externen Gerät 6 kommunizieren, etwa einem WLAN-Router.The device 1 comprises a transmitting device 11 which has a power supply 12th via a power grid 3 is fed with electrical energy, and can emit electromagnetic radiation. The sending facility 11 can preferably have at least one coil, which with a corresponding coil of a receiver device 21st the energy-consuming component 2 interacts in such a way that energy is transmitted wirelessly via a magnetic resonance method. The receiving device 21st can thereby reduce the energy-consuming modules of the component 2 supply with energy, such as a sensor device 22nd a communication interface for acquiring chemical or physical measured variables and for generating a sensor signal 24 for transmitting the sensor signal and for receiving control signals for controlling the component 2 , as well as those for the sensor device 22nd and the communication interface 24 required electronics 23 . The communication interface 24 can send and receive data for example by means of wireless radio transmission such as Zigbee, Bluetooth or WLAN or by means of wireless communication in the frequency range of the wireless power supply (English: wireless power, WP) and thus with an external device 6th communicate, for example a WLAN router.

Die Komponente 2 kann weiter optional einen temporären Energiespeicher, insbesondere einen Akku oder Kondensator, aufweisen.The component 2 can further optionally have a temporary energy store, in particular a battery or capacitor.

Die Vorrichtung 1 umfasst weiter eine Kommunikationsschnittstelle 13 zum Empfangen von Steuersignalen von einem weiteren externen Gerät 4, etwa einem mobilen Gerät zum Steuern der Vorrichtung 1. Das weitere externe Gerät 4 kann auch zum Steuern der energieverbrauchenden Komponente 2 über die Kommunikationsschnittstelle 24 der Komponente 2 ausgebildet sein. Auf dem weiteren externen Gerät 4 kann eine App zum Steuern oder Überwachen von Funktionen des Kältegeräts installiert sein. Eine Aktivierung der Vorrichtung 1, d. h. das Aussenden der elektromagnetischen Strahlung durch die Sendeeinrichtung 11, kann davon abhängig gemacht werden, ob das Kältegerät bereits mittels der App mit dem weiteren externen Gerät 4 verbunden ist. Die Vorrichtung 1 wird ebenfalls über die App mit dem weiteren externen Gerät 4 verbunden und mittels der App können die Vorrichtung 1 und das Kältegerät einander zugeordnet bzw. gepairt werden. Erst nachdem Pairing steht die Funktion der Vorrichtung 1 zur Verfügung. Alternativ oder zusätzlich kann die Nutzung der Vorrichtung 1 auch davon abhängig gemacht werden, dass eine Seriennummer des Kältegeräts mittels der für den Betrieb der Komponente 2 vorgesehenen App registriert wird.The device 1 further comprises a communication interface 13th for receiving control signals from another external device 4th , such as a mobile device for controlling the device 1 . The other external device 4th can also be used to control the energy consuming component 2 via the communication interface 24 the component 2 be trained. On the other external device 4th An app can be installed to control or monitor the functions of the refrigerator. Activation of the device 1 , ie that Emission of the electromagnetic radiation by the transmitting device 11 , can be made dependent on whether the refrigeration device is already connected to the other external device using the app 4th connected is. The device 1 is also connected to the additional external device via the app 4th connected and using the app, the device 1 and the refrigerator can be assigned or paired with one another. The device only works after pairing 1 to disposal. Alternatively or additionally, the device can be used 1 can also be made dependent on the fact that a serial number of the refrigeration device is used for operating the component 2 intended app is registered.

Das externe Gerät 6 kann mit dem weiteren externen Gerät 4 identisch sein, d.h. die Kommunikationsschnittstelle 24 der Komponente 2 und die Kommunikationsschnittstelle 13 der Vorrichtung 1 können mit demselben externen Gerät 4, 6 kommunizieren.The external device 6th can with the further external device 4th be identical, ie the communication interface 24 the component 2 and the communication interface 13th the device 1 can use the same external device 4th , 6th communicate.

Die Vorrichtung 1 umfasst weiter ein Lesegerät 14, welches mit einem Transponder 25 der Komponente 2 ein RFID-System, etwa ein NFC-System bildet, sodass die Komponente 2 von der Vorrichtung 1 erkannt werden kann.The device 1 further comprises a reader 14th , which with a transponder 25th the component 2 an RFID system, such as an NFC system, forms the component 2 from the device 1 can be recognized.

2 zeigt ein Kältegerät 5, mit einer oben beschriebenen Vorrichtung 1 zum drahtlosen Bereitstellen von elektrischer Energie, welche auf einer Oberseite eines Gehäuses 51 des Kältegeräts 5 angeordnet ist. Die Vorrichtung 1 kann fester Bestandteil des Kältegeräts 5 sein oder als separate Komponente nachgerüstet worden sein. Die Vorrichtung 1 ist über ein Netzteil 12 an das Stromnetz anschließbar und umfasst eine Sendeeinrichtung 11, eine Kommunikationsschnittstelle 13 sowie ein Lesegerät 14, welche wie oben beschrieben ausgestaltet sind. 2 shows a refrigeration device 5 , with a device described above 1 for the wireless provision of electrical energy, which is on an upper side of a housing 51 of the refrigerator 5 is arranged. The device 1 can be an integral part of the refrigerator 5 or retrofitted as a separate component. The device 1 is through a power supply 12th can be connected to the power grid and comprises a transmitter 11 , a communication interface 13th as well as a reader 14th , which are designed as described above.

Das Gehäuse 51 des Kältegeräts 5 umfasst einen Metallkäfig mit Verkleidungen, wobei der Metallkäfig im Bereich der Oberseite des Kältegeräts 5 eine Öffnung aufweist. Die Sendeeinrichtung 11 der Vorrichtung 1 ist direkt oberhalb der Öffnung angeordnet, sodass die von der Sendeeinrichtung 11 ausgesendete elektromagnetische Strahlung durch die Öffnung durchdringt und in das Innere des Kältegeräts 5, d.h. in den Kühlbereich gelangen kann. Dort befinden sich mehrere energieverbrauchende Komponenten 201-207. Diese umfassen Gewichtssensoren 201-203, welche beispielweise den Füllgrad von Flüssigkeitsbehältern, wie Milchtüten oder Saftflaschen, messen können. Weiter kann ein VOC-Sensor 204 zur Verderbserkennung vorgesehen sein. Ein digitaler Sensor 205 erkennt, ob eine zu kühlende Komponente an der entsprechenden Stelle vorhanden ist. Eine Kamera 206 kann einen entsprechenden Bereich im Inneren des Kältegeräts 5 überwachen. Die beschriebenen Sensoren können dazu verwendet werden, Funktionalitäten wie Mengenerkennung oder Erkennung des Einlagerzeitpunkts oder Frischezustands der zu kühlenden Lebensmittel bereitzustellen. Zusätzlich zu derartigen Sensoren können auch Aktoren vorgesehen sein, etwa eine UV-Lampe 207 zum Sterilisieren eines entsprechenden Bereichs.The case 51 of the refrigerator 5 comprises a metal cage with panels, the metal cage in the area of the top of the refrigeration device 5 has an opening. The sending facility 11 the device 1 is arranged directly above the opening, so that the transmission device 11 emitted electromagnetic radiation penetrates through the opening and into the interior of the refrigerator 5 , ie can get into the cooling area. There are several energy-consuming components there 201-207 . These include weight sensors 201-203 which, for example, can measure the filling level of liquid containers such as milk cartons or juice bottles. A VOC sensor can also be used 204 be provided for spoilage detection. A digital sensor 205 recognizes whether a component to be cooled is present at the appropriate location. A camera 206 can a corresponding area inside the refrigerator 5 monitor. The sensors described can be used to provide functionalities such as quantity detection or detection of the time of storage or the freshness of the food to be cooled. In addition to sensors of this type, actuators can also be provided, for example a UV lamp 207 to sterilize an appropriate area.

Im Inneren des Kältegeräts 5 befindet sich weiter ein Einlegeboden 208 mit einem Feldkopplungselement zum Verstärken der von der Sendeeinrichtung 11 ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung.Inside the refrigerator 5 there is also a shelf 208 with a field coupling element for amplifying the transmission device 11 emitted electromagnetic radiation.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted thereto, but rather can be modified in a wide variety of ways. In particular, the invention can be changed or modified in manifold ways without deviating from the essence of the invention.

Beispielsweise kann die Anzahl, Art und Positionierung der Sensoren und/oder Aktoren im Wesentlichen beliebig gewählt werden. Weiter kann auch eine Ausnehmung zur Aufnahme der Vorrichtung 1 in der Außenwand 51 des Kältegeräts 5 vorgesehen sein.For example, the number, type and positioning of the sensors and / or actuators can essentially be selected as desired. A recess for receiving the device can also be provided 1 in the outer wall 51 of the refrigerator 5 be provided.

Weiter kann auch vorgesehen sein, dass das Kältegerät 5 keinen Metallkäfig aufweist.It can also be provided that the refrigeration device 5 does not have a metal cage.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 8657392 B2 [0003]
US 8106539 B1 [0003]
DE 102011100041 A1 [0003]
EP 3173772 A1 [0003]
KR 20180025008 A [0003]

Claims

Device (1) for the wireless provision of electrical energy, wherein the device (1) can be arranged on an outer wall (51) of a refrigeration device (5), in particular a fridge-freezer, with a transmitter device (11) which is designed to transmit electromagnetic radiation and transmitted to a receiver device (21) inside the refrigeration device (5) so that the receiver device (21) can wirelessly supply at least one energy-consuming component (2; 201-207) inside the refrigeration device (5) with energy.

Device (1) according to Claim 1 , further with a power supply unit (12) for connecting to a power grid (3).

Device (1) according to Claim 1 or 2 , further with a communication interface (13) for receiving control signals from an external device (4), the provision of the electrical energy being controllable by means of the control signals.

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the transmitting device (11) is designed to provide wireless energy via a magnetic resonance method.

Refrigeration device (5), in particular fridge-freezer, with at least one receiver device (21) for receiving electromagnetic radiation; at least one energy-consuming component (2; 201-207) which is arranged in the interior of the refrigeration device (5); and a device (1) arranged on an outer wall (51) of the refrigeration device (5) for the wireless provision of electrical energy for the at least one energy-consuming component (2; 201-207) according to one of the preceding claims.

Refrigeration device (5) Claim 5 wherein the at least one energy-consuming component (2; 201-207) comprises at least one sensor device (201-206) which is designed to determine chemical or physical measured variables and to wirelessly transmit a sensor signal based on the determined measured variables.

Refrigeration device (5) according to one of the Claims 5 or 6th , the at least one energy-consuming component (2; 201-207) comprising at least one actuator (207) which is designed to act chemically or physically on objects to be cooled inside the refrigeration device (5).

Refrigeration device (5) according to one of the Claims 5 to 7th , with a metal cage which has at least one opening, the device (1) for the wireless provision of electrical energy being arranged in the region of the opening.

Refrigeration device (5) according to one of the Claims 5 to 8th , wherein the at least one energy-consuming component (2; 201-207) and the device (1) for the wireless provision of electrical energy are designed to exchange data in a contactless manner, and the device (1) is designed for the wireless provision of electrical energy To provide energy wirelessly only when it has identified the at least one energy-consuming component (2; 201-207) using the contactless data exchange.

Refrigeration device (5) according to one of the Claims 5 to 9 , wherein the receiver device (21) is integrated into the energy-consuming component (2; 201-207).