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Title:
ENERGY TRANSMITTER FOR ELECTRICAL ENERGY-CONSUMING DEVICES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/100673
Kind Code:
A1
Abstract:
In the case of low-power electrical energy-consuming devices (22), energy can be transmitted from a main unit in a household electrical appliance (1) to a device (18) that is movable relative to the main unit and does not have its own energy supply. This is particularly useful for transmitting small amounts of electrical power for illumination devices or to and from a sensor (22) on a movable detergent drawer (18) or a condensation collector or the door of a laundry treatment machine. In order to avoid hazards from electrical wires that could cause short circuits or give electric shocks if poorly insulated, it is proposed that the electrical energy be transmitted using a transformer-type transmission device (20, 24) which only provides a power coupling when the movable device (18) is in a position in which power must be available for the electrical energy-consuming device (22), namely, for example, the 'open' position of a detergent drawer (18).

Inventors:
ALBAYRAK HASAN GOEKCER (DE)
KNOPP LOTHAR (DE)
LUDENIA THOMAS (DE)
MEERPOHL HANSJOERG (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/051649
Publication Date:
October 27, 2005
Filing Date:
April 14, 2005
Export Citation:
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Assignee:
BSH BOSCH SIEMENS HAUSGERAETE (DE)
ALBAYRAK HASAN GOEKCER (DE)
KNOPP LOTHAR (DE)
LUDENIA THOMAS (DE)
MEERPOHL HANSJOERG (DE)
International Classes:
D06F37/00; D06F39/02; H01F38/14; (IPC1-7): D06F37/00; D06F39/02; H01F38/14
Foreign References:
EP0530542A11993-03-10
DE1056699B1959-05-06
DE4126966A11993-02-18
DE3843386A11990-07-05
DE4426074C11995-10-26
Attorney, Agent or Firm:
BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH (München, DE)
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Description:
Beschreibung

Energieübertragungseinrichtung für elektrische Verbraucher [001] Die Erfindung betrifft eine Energieübertragungseinrichtung für elektrische Verbraucher mit kleiner Leistung von einem mit elektrischer Energie versorgten HauptDgerät eines elektrischen Haushaltgerätes auf eine zu dem Hauptgerät bewegliche Einrichtung ohne eigene Energieversorgung, insbesondere zur Übertragung von kleiner elektrischer Leistung für eine Beleuchtungseinrichtung oder zu und von einem Sensor auf eine bewegliche Waschmitteleinspülschale oder einen KondenDsatsammelbehälter oder eine Tür einer Wäschebehandlungsmaschine. [002] Zur Beleuchtung von Waschmaschineninnenräumen sind Beleuchtungsein¬ richtungen bekannt (DE 41 26 966 Al), durch die von der Beschickungsöffnung der Waschmaschine bzw. der Wäschetrommel her Licht in die Wäschetrommel ein¬ gestrahlt wird. Dazu ist beispielsweise in einem quer zur Hauptachse einer das Gehäuse mit dem Laugenbehälter dichtend verbindenden Faltenmanschette liegenden Kanal ein Leuchtenkörper eingebettet, der ein Leuchtmittel (Glühlampe o. ä.) enthält, dessen Licht durch eine vorn transparente und evtl. Strahlen bündelnde Scheibe in den Trommelraum gestrahlt wird. [003] Beleuchtungseinrichtungen dieser Art benötigen in jedem Fall eine elektrische Zuleitung. Sofern die Beleuchtungseinrichtung an einem beweglichen Teil, als Al¬ ternative zur Waschmaschine gemäß DE 41 26 966 Al beispielsweise an der Be¬ schickungstür, angeordnet ist, muss diese Leitung sogar hochflexibel sein, damit sie viele Wechsellastfälle schadlos übersteht. Ein großer Vorteil wäre daher, wenn auf die Verwendung von Leitungen zur Energiezufuhr verzichtet werden könnte. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, dass die Räume, die zu beleuchten sind, meistens mit ag¬ gressiven Medien erfüllt sind, beispielsweise mit Lauge oder Tauwasser oder heißen Dämpfen oder Aerosolen. Leuchten, die über elektrische Leitungen mit Energie versorgt werden müssen, sind daher sorgfältig abzudichten, weil sonst die Gefahr einer Ableitung von Kriechströmen über den menschlichen Körper oder von Kurzschlüssen zu befürchten ist. Wegen des Einbaus solcher Beleuchtungseinrichtungen in stark bewegte Einrichtungen (durch Schwingungen oder Vibrationen) sind elektrische Kontakte, Verbindungsteile und Zuleitungskabel extrem gefährdet. Andere Lösungen mit Übertragungen von Licht durch lichtleitende Bauteile sind zu teuer oder wegen der Verschmutzungsgefahr zu unsicher. [004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Energieübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, durch die Gefährdungen und teure Lösungen der vorbeschriebenen Art vermieden werden können. [005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass für die elektrische Übertragung eine transformatorische Übertragungseinrichtung vorgesehen ist, deren Leistungskoppelung nur in einer Position der beweglichen Einrichtung vorhanden ist, in der für den elektrischen Verbraucher Leistung verfügbar sein soll. Diese Maßnahme ist vor allem dadurch so vorteilhaft, dass nun die Leuchtkörper mit ihren sekundären Energiequellen galvanisch vom allgemeinen Energieversorgungsnetz getrennt sind, so dass weder Gefährdungen bei der Berührung mit elektrisch oder elektrolytisch leitenden Teilen des Haushaltgerätes noch Kriech- oder Kurzschlussströme zu befürchten sind. Eine solche Maßnahme lässt sich im allgemeinen mit einfachen Mittel umsetzen, da der Zweck keine hohen Anforderungen an die Effizienz stellt. [006] Wenn die Übertragungseinrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung aus einer Primärinduktivität und einer Sekundärinduktivität besteht und die Primärinduktivität an dem Hauptgerät befestigt ist und die Sekundärinduktivität mit der beweglichen Einrichtung wirkverbunden ist, lässt sich eine standardisierte Ausbil¬ dungsform für den Einsatz in Massenartikeln finden, die im Hausgerätemarkt an¬ zutreffen sind. [007] So kann die bewegliche Einrichtung eine Waschmitteleinspülschublade einer Haus¬ haltwaschmaschine sein, in der die Waschmitteleinspüleinrichtung einen elektrischen Verbraucher aufweist. Dabei sind im unbeweglichen Gehäuse der Waschmitteleinspü¬ leinrichtung die Primärquelle, beispielsweise die Primärinduktivität, und in oder an der beweglichen Waschmittelschublade die Sekundärquelle, beispielsweise die Sekun¬ därinduktivität angebracht. Immer dann, wenn beispielweise die Waschmittelschublade sich in einer aus dem Gehäuse herausgezogenen Position befindet, wird die Sekun¬ därinduktivität mit der Primärinduktivität induktiv gekoppelt, und die Energie¬ übertragung kann stattfinden.. Dann wird also beispielsweise eine in der Waschmittel¬ schublade angeordnete Leuchte durch die zwangsweise Kopplung automatisch ein¬ geschaltet. [008] Ebenso vorteilhaft ist eine Weiterbildung der Erfindung, wenn die bewegliche Einrichtung ein Kondensatsammelbehälter eines Wäschetrockners ist, der mit einem elektrischen Verbraucher wixkverbunden ist. Auch hierbei kann eine in ausgezogener Position eingeschaltete Beleuchtungseinrichtung zur besseren Erkennbarkeit des im Behälter vorherrschenden Fiillgrades dienen. [009] Auch eine Tür einer Waschmaschine, eines Wäschetrockners, eines Herdes oder eines Kühl- oder Gefriergerätes als bewegliche Einrichtung ist besonders vorteilhaft, wenn an deren Tür ein elektrischer Verbraucher befestigt ist, dessen Energiezufuhr über eine erfindungsgemäße Energieübertragungseinrichtung erfolgt. [010] Bei den vorgenannten elektrischen Verbrauchern kann es sich vorteilhafterweise um eine Beleuchtungseinrichtung oder um eine Sensoreinrichtung handeln. Als Sensorein¬ richtungen kommen beispielsweise infrage: Sensoren für eine Füllstands-, für eine Temperatur- oder für eine Feuchtigkeitsmessung. [011] Sofern es sich bei dem elektrischen Verbraucher um eine Beleuchtungseinrichtung handelt, kann gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Beleuchtungseinrichtung eine Leuchtstoffröhre sein. [012] Dann kann die Leuchtstoffröhre als zu erregende Sekundäreinrichtung der transfor¬ matorischen Übertraguαgseinrichtung eingesetzt und die zu übertragende Energie eine hochfrequente Energie sein. Damit würde die Sekundärinduktivität eingespart werden, weil das übertragende Energiefeld die Gasentladung in der Leuchtstoffröhre un¬ mittelbar anregt und das Gas zu Leuchten bringt. [013] Um den jeweiligen Teil der Übertragungseinrichtung insbesondere bei Erzeugung einer hochfrequenten Energie vor Berührung und Korrosion zu schützen wird der einer aggressiven Umgebung ausgesetzte Teil der transformatorischen Übertragungs¬ einrichtung wassergeschützt vergossen. [014] Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen [015] Fig. 1 die Frontansicht einer Waschmaschine mit einer Griffplatte für eine Wasch- mitteleinspüleinrichtung und einem Bullaugenfenster, [016] Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt des Bereiches der Einfüllöffnung der Waschmaschine entlang der Schnittlinie IM und [017] Fig. 3 einen teil weisen Querschnitt des Bereiches der WaschmittelDeinspüleinrichtung entlang der Schnittlinie III-III. [018] Von der Waschmaschine 1 gemäß Fig.l ist nur die Frontseite mit der Ge¬ häusewand 2 und der Bedienblende 3 sichtbar. Die Gehäusewand 2 enthält eine Be¬ schickungstür 4 mit einem Rahmen 5, in dem ein bullaugenförmiges Schauglas 7 befestigt ist und der durch einen Verschluss 6 in der Schließlage gehalten und aus der Schließlage geöffnet werden kann. Neben der Bedienblende 3 ist im oberen Teil der Waschmaschine 1 noch die Griffplatte 8 für eine Waschmittelschublade einer Wasch- mitteleinspüleinrichtung (Fig. 3) angeordnet. [019] Im Schnitt der Fig. 2 ist oberhalb des Fensterrahmens 5 der Beschickungstür 4 mit dem vom Rahmen gehaltenen Schauglas 7 ein Teil der Maschinen-Frontwand 2 zu sehen, die um die Bescnickungsöffnung so ausgebildet ist, dass sie die Vorderseite einer ringförmigen Gummimanschette 9 halten kann. Die vorderseitigen Dichtlippen 10 legen sich bei geschlossener Tür 4 gegen die Innenseiten 11 des Rahmens 5 und des Schauglases 7. [020] Oberhalb der Beschickungsöffnung trägt die Frontwand 2 eine Primärin¬ duktivität 12, die über ZΛvei Leitungen 13 von der nicht dargestellten elektrischen Ausrüstung der Waschmaschine mit einer Spannung von normaler Netzfrequenz gespeist wird, solange die Maschine eingeschaltet ist. Der Abstand zwischen der Innenseite 11 des Rahmens 5 und der im Bereich der Beschickungsöffnung ein¬ gezogenen Vorderseite der Frontwand 2 ist klein genug, damit von der Primärin¬ duktivität 12 erzeugte elektromagnetische Felder auf eine Sekundärinduktivität 14 übertragen werden können, die ganz dicht an der Oberfläche der Innenseite 11 des Rahmens angeordnet ist. Diese Felder induzieren in der Sekundärinduktivität 14 eine Spannung, die ausreicht um ein über eine im Rahmen 5 verlegte Doppeldrahtleitung 15 angeschlossenes Leuchtmittel 16 so hell zum Leuchten zu bringen, dass seine Lichtstrahlen den Innenbereich der nicht dargestellten Trommel der Waschmaschine 1 durch das Schauglas 7 hindurch erleuchten. [021] Sobald aber die Tür 4 geöffnet wird, sind die beiden Induktivitäten 12 und 14 voneinander entkoppelt, so dass jedenfalls nicht mehr genug Feldstärke vorhanden ist, um eine ausreichend hohe Spannung in der Sekundärinduktivität 14 zu erzeugen. Das Leuchtmittel 16 - beispielsweise eine Glühla-mpe - würde erlöschen. [022] Die Primärinduktivität 12 kann aber in einem Fall der Entkopplung von der Sekun¬ därinduktivität 14 durch die elektrische Ausrüstung nur so gering mit Strom versorgt sein, dass eine nicht dargestellte Vergleichsschaltung gerade mal erkennen kann, ob überhaupt eine Koppelung mit einem Strorm^erbraucher vorliegt. Erst bei Erkennung eines Verbrauchers würde diese Vergleichsschaltung die volle Energie auf die Primä¬ rinduktivität 12 schalten. [023] Die in Fig. 3 unterhalb der Arbeitsplatte 1 7 (siehe auch Fig. 1) angeordnete Wasch¬ mittelschublade 18 ist in einem im Gehäuse der Waschmaschine 1 befestigten Schacht 19 nach vorn herausziehbar längsverschieblich geführt. Am oberen Rand der Wasch¬ mittelschublade 18 ist eine SekundärinduküVität 20 befestigt, die über eine kurze elektrische Leitung 21 mit einem Strahlungssensor 22 verbunden ist. Sobald der Strah¬ lungssensor 22 mit einer hochfrequenten Energie versorgt wird, kann die Reflexion bzw. die Absorption seiner Strahlung eine Belastungsänderung an die nicht dargestellte Versorgungseinrichtung melden, die daraus eine Information über das Vorhandensein bzw. die ausreichende Höhe einer Waschmittelportion 23 in der Waschmittelschublade erzeugt. [024] Die Versorgung mit Hochfrequenzenergie erfolgt jedoch erst, wenn die Waschmit¬ telschublade 18 an der Griffplatte 8 soweit aus dem Schacht 19 herausgezogen worden ist (dargestellt durch die mit dünnen Linien gezeichnete Kontur der Waschmittel¬ schublade 18), dass die Sekundärinduktivität 20 in den Einflussbereich der unter die dicht an der Unterseite der Arbeitsplatte 17 montierten Primärinduktivität 24 gelangt. Dann entsteht eine derart innige Kopplung zxvischen den beiden Induktivitäten, dass eine ausreichende Übertragung der Versorgixngsenergie und der Energiebelastung an den und durch den Verbraucher „Strahlungssensor 22" stattfindet. [025] In der herausgezogenen Stellung der Waschmittelschublade 18 ist die Primärin- duktivität 24 mit der Sekundärinduktivität 20 induktiv gekoppelt, so dass - wenn nötig - eine aktive Spannungsversorgung der Sekundjarinduktivität 20 bzw. ihres Ver¬ brauchers 22 stattfinden kann. In Gegenrichtung kann aber auch eine Signalmodulation der induktiv übertragenen Energie stattfinden, deren Signal Auskunft über die Größe eines sensierten Parameters enthalten kann. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Parameter um die Höhe einer Waschmittelportion 23. Der Sensor 22 meldet also im herausgezogenen Zustand der Waschmittelschublade 18 die Höhe der ein¬ gefüllten Waschmittelportion 23 über die induktive Koppelung der Sekundärin¬ duktivität 20 und der Primärinduktivität 24 an eine nicht dargestellte, in der Waschmaschine angeordnete Steueranordnung, die daraus diverse Operationen ableiten kann. Einerseits kann das Messergebnis angezeigt werden. Andererseits können aus diesem Messergebnis und anderen Parameterwerten aus der Maschine, die ebenfalls gemessen oder auch durch die Bedienongsperson eingegeben worden sein können, Variationen des Behandlungsprogramms für den gerade vorliegenden Wä¬ scheposten errechnet und vorgegeben werden, die zur Anpassung des Programms sachdienlich sind. [026] Sobald die Waschmittelschublade 18 wieder in die Betriebsposition geschoben wurde (dicke Linien in der Zeichnung), sind die beiden Induktivitäten 20 und 24 wieder voneinander entkoppelt. Der zuletzt empfangbare Wert für die Höhe der Waschmittelportion 23 war in der Steuerung gespeichert worden, so dass keine weitere Messung mehr erforderlich ist. [027] In Abweichung von den dargestellten Ausführungsbeispielen können auch andere Verbraucher innerhalb der Maschine, die an relativ zueinander bewegbaren Teilen angebracht sind, durch induktive Koppelung ein,- und Entkoppelung ausgeschaltet werden. Auch die Umkehrung ist denkbar, wenn durch die Koppelung eine Dämpfung oder Abschaltung der Energieversorgung erzielt werden kann. [028] Andere Verbraucher, die auf diese oder ähnliche Weise, wie in den dargestellten Ausführungsbeisielen dargestellt, mit Energie versorgt werden können, könnten Be¬ leuchtungseinrichtungen und/oder Sensoren sein bei einem Kondensatsammelbehälter in einem Wäschetrockner, bei Türen, Deckel oder Klappen eines Wäschetrockners oder einer anderen Wäschebehandlungsmaschime, eines Herdes, eines Kühlschrankes, eines Gefrierschrankes oder einer Gefriertruhe, einer Geschirrspülmaschine, Getränke¬ bereitungsmaschine, Dunstabzugshaube, eines Staubsaugers oder irgend eines ähnlichen Haushaltgerätes, dass relativ zueinander bewegliche Teile aufweist.