DE10235947A1

DE10235947A1 - Verfahren zur Übertragung von Energie und Daten und Elektrogerät zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE10235947A1
Application number: DE10235947A
Authority: DE
Inventors: Horst Gwiosda
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-02-19
Also published as: CN100341034C; ITMI20031605A1; CN1487647A; TR200301149A2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Übertragung von Energie und Daten von einem mit einer Tür schließbaren Elektrogerät auf die Tür des Elektrogerätes vorgeschlagen, bei dem sowohl Energie als auch Daten drahtlos, vorzugsweise mittels elektromagnetischer Wechselfelder, übertragen werden. Ein Elektrogerät zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen drahtlosen Übertrager (3) mit einem im Elektrogerät angeordneten und mit einer Steuerelektronik (1) des Elektrogeräts wirkverbundenen Primärteil (4) und einem in der Tür des Elektrogeräts angeordneten und mit einer Türelektronik (2) wirkverbundenen Sekundärteil (5) auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Energie und Daten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Elektrogerät zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß Anspruch 5.
Es ist bekannt, in Türen von Elektrogeräten wie z. B. Kühl- oder Gefrierschränken Anzeigevorrichtungen oder Funktionstasten anzuordnen,. damit die bedienende Person von außen erkennen kann, welcher Betriebszustand im Elektrogerät vorherrscht, und diesen beeinflussen kann, ohne die Tür öffnen zu müssen.
Die hierzu notwendige Übertragung von Energie und Daten von dem Elektrogerät auf dessen Tür erfolgt dabei mittels Kabel. Dies hat die Nachteile, dass der Anschlag der Türe vorbestimmt sein muss, dass bei der Produktion Fädelarbeit zu leisten ist und dass durch wiederholtes Öffnen und Schließen der Türe die Gefahr eines Kabelbruchs besteht.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Übertragung von Energie und Daten sowie ein Elektrogerät zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, bei welchem die genannten Nachteile nicht auftreten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Elektrogerät gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Durch die drahtlose Übertragung von Energie und Daten von dem Elektrogerät auf dessen Tür entfällt die Notwendigkeit einer Verkabelung zwischen dem Gerät und der Tür. Dadurch kann der Anschlag der Türe jederzeit frei gewählt werden, entfällt die Fädelarbeit bei der Produktion und besteht keine Gefahr eines Kabelbruchs durch wiederholtes Öffnen und Schließen der Türe.
Die Übertragung von Energie und/oder Daten erfolgt vorzugsweise mittels eines elektromagnetischen Wechselfeldes, welches durch eine Primärwicklung auf einem ersten ferromagnetischen Kern erzeugt und mit einer Sekundärwicklung auf einem zweiten ferromagnetischen Kern empfangen wird. In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Daten optisch, vorzugsweise mittels Infrarotstrahlung, übertragen werden.
Das Elektrogerät zur Durchführung des Verfahrens weist neben einer Steuerelektronik im Elektrogerät und einer Türelektronik in der Tür des Elektrogerätes einen Übertrager mit Primär- und Sekundärteil auf, wobei der mit der Steuerelektronik wirkverbundene Primärteil im Elektrogerät und der mit der Türelektronik wirkverbundene Sekundärteil in der Tür des Elektrogerätes angeordnet ist.
Primär- und Sekundärteil bestehen vorzugsweise jeweils aus einem mit einer Wicklung versehenen elektromagnetischen Kern, welcher U- oder Halbring-Form aufweist.
Zur optischen Datenübertragung kann zusätzlich ein zweiter Übertrager vorgesehen sein, welcher einen im Elektrogerät angeordneten Infrarotsender und einen in der Tür des Elektrogerätes angeordneten Infrarotempfänger aufweist. Um eine bidirektionale optische Datenübertragung zu ermöglichen, ist ein weiterer Übertrager vorgesehen, dessen Infrarotsender in der Tür des Elektrogerätes und dessen Infrarotempfänger im Elektrogerät angeordnet ist.
Primär- und Sekundärteile der Übertrager sind bevorzugt jeweils derart angeordnet, dass sie bei geschlossener Tür einander nahe gegenüberliegen.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der Tür des Elektrogerätes ein Energiezwischenspeicher, vorzugsweise ein Kondensator oder ein Akkumulator, vorgesehen ist. Dieser kann zumindest bei geschlossener Tür über den ersten Übertrager aufgeladen werden und versorgt die in der Tür des Elektrogerätes untergebrachten elektrischen Verbraucher mit Energie, wenn – z. B. bei geöffneter Tür – die Energieversorgung über den ersten Übertrager kurzfristig unterbrochen ist.
Anhand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 Eine Prinzipskizze für die Energie- und Datenübertragung und
2 eine Prinzipskizze eines Übertragers.
Eine Steuerelektronik 1 eines Kühlschrankes bezieht die benötigte elektrische Energie aus dem öffentlichen Stromnetz. In der Tür des Kühlschranks ist eine Türelektronik 2 zur Steuerung einer Anzeigeeinrichtung und von Bedientasten untergebracht. Über einen Übertrager 3 wird die Türelektronik 2 von der Kühlschrankelektronik 1 mit Energie versorgt. Außerdem werden über den Übertrager 3 die Daten für die Anzeigeeinrichtung (z. B. im Kühlschrank herrschende Temperatur, Ablauf eines Abtau-Vorganges) zur Türelektronik 2 übermittelt. In entgegengesetzter Richtung werden Daten betreffend die Betätigung der in der Kühlschranktür untergebrachten Bedientasten (z. B. Veränderung der Kühltemperatur, Einschalten eines Abtau-Vorganges) von der Türelektronik 2 über den Übertrager 3 zur Kühlschrankelektronik 1 übertragen, wo sie weiterverarbeitet werden.
Der Übertrager 3 besteht aus einem Primärteil 4 und einem Sekundärteil 5. Sowohl Primär- 4 als auch Sekundärteil 5 bestehen aus einem U-förmigen elektromagnetischen Kern 6 bzw. 7 mit einer rechteckigen oder runden Querschnittsfläche, welcher jeweils zwei Wicklungen 8 und 9 bzw. 10 und 11 trägt. Alternativ zur U-Form der Kerne 6 und 7 können auch zwei Hälften eines ringförmigen Kerns verwendet werden.
Primärteil 4 und Sekundärteil 5 sind hinter einer Kühlschrankverkleidung 12 bzw. einer Türverkleidung 13 derart angeordnet, dass sie zumindest bei geschlossener Türe einander nahe gegenüberliegen.
Die Energieübertragung vom Primärteil 4 auf das Sekundärteil 5 erfolgt dadurch, dass die Wicklung 8 von einem Wechselstrom durchflossen wird, dass dadurch im Kern 6 ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird, das sich aufgrund der örtlichen Nähe von Primärteil 4 und Sekundärteil 5 auf den Kern 7 überträgt und in der Wicklung 10 eine Wechselspannung induziert, welche an den Enden der Wicklung 10 abgegriffen werden kann. Die Übertragung von Daten erfolgt in analoger Weise über die Wicklungen 9 und 11. Daten können aber auch über dieselben Wicklungen übertragen werden wie die Energie. Es ist aber darauf zu achten, dass die Daten mit einer anderen Frequenz als die Energie oder mit einem sich ändernden Tastverhältnis übertragen werden, damit auf der Sekundärseite des Übertragers die Daten mittels geeigneter Filter von der Energie unterschieden und getrennt werden können. Die Datenübertragung ist – im Gegensatz zur Energieübertragung – bidirektional ausgeführt, sodass Daten sowohl von der Wicklung 9 des Primärteils 4 auf die Wicklung 11 des Sekundärteils 5 als auch von der Wicklung 11 des Sekundärteils 5 zurück zur Wicklung 9 des Primärteils 4 übertragen werden können.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Datenübertragung optisch mittels eines infraroten Sende- und eines infraroten Empfangselementes erfolgt. Bei einer bidirektionalen Ausgestaltung der optischen Datenübertragung ist dabei ein Paar aus Sende- und Empfangselement für jede Richtung erforderlich.
Die Türelektronik 2 ist mit einem Kondensator oder mit einer aufladbaren Batterie als Energiezwischenspeicher wirkverbunden, welcher bei geschlossener Tür über den Übertrager 3 aufgeladen wird und bei geöffneter Tür die Türelektronik 2 samt Anzeigeelement und Bedientasten mit elektrischer Energie vorsorgt. Falls der Übertrager derart ausgebildet ist, dass auch bei geöffneter Tür Energie übertragen werden kann, entfällt natürlich die Notwendigkeit für einen solchen Zwischenspeicher.

Claims

Verfahren zur Übertragung von Energie und Daten von einem mit einer Tür schließbaren Elektrogerät, vorzugsweise Haushaltsgerät, insbesondere Kühl- oder Gefrierschrank, auf die Tür des Elektrogerätes, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Energie als auch die Daten drahtlos übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Energie und/oder Daten mittels eines elektromagnetischen Wechselfeldes übertragen werden.
Verfahren nach Anspruche 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Wechselfeld durch eine Primärwicklung (8, 9) auf einem ersten ferromagnetischen Kern (6) erzeugt und mit einer Sekundärwicklung (10, 11) auf einem zweiten ferromagnetischen Kern (7) empfangen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Daten optisch, vorzugsweise mittels Infrarotstrahlung, übertragen werden.
Elektrogerät, vorzugsweise Haushaltsgerät, insbesondere Kühl- oder Gefrierschrank, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche und mit einer Steuerelektronik (1) im Elektrogerät und einer Türelektronik (2) in der Tür des Elektrogerätes, dadurch gekennzeichnet, dass ein drahtloser Übertrager (3) mit Primär- (4) und Sekundärteil (5) vorgesehen ist, wobei der mit der Steuerelektronik (1) wirkverbundene Primärteil (4) im Elektrogerät und der mit der Türelektronik (2) wirkverbundene Sekundärteil (5) in der Tür des Elektrogerätes angeordnet ist.
Elektrogerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Primär- (4) und Sekundärteil (5) jeweils aus einem mit einer Wicklung (8 bis 11) versehenen elektromagnetischen Kern (6 bzw. 7) bestehen, der vorzugsweise U- oder Halbring-Form aufweist.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur optischen Datenübertragung zusätzlich ein zweiter Übertrager vorgesehen ist, welcher einen Infrarotsender und einen Infrarotempfänger aufweist, wobei der Infrarotsender im Elektrogerät und der Infrarotempfänger in der Tür des Elektrogerätes angeordnet ist.
Elektrogerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur bidirektionalen optischen Datenübertragung zusätzlich ein weiterer Übertrager mit einem Infrarotsender und einem Infrarotempfänger vorgesehen ist, wobei der Infrarotempfänger im Elektrogerät und der Infrarotsender in der Tür des Elektrogerätes angeordnet ist.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Primär- (4) und Sekundärteile (5) der Übertrager (3) derart angeordnet sind, dass sie einander bei geschlossener Tür nahe gegenüberliegen.
Elektrogerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Tür des Elektrogerätes ein Energiezwischenspeicher, vorzugsweise ein Kondensator oder ein Akkumulator, vorgesehen ist, der über den ersten Übertrager (3) zumindest bei geschlossener Tür aufladbar ist und zumindest bei einer kurzfristigen Unterbrechung der Energieversorgung über den ersten Übertrager (3) die Energiequelle für in der Tür des Elektrogerätes untergebrachte elektrische Verbraucher darstellt.