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Dokumentenidentifikation DE10062668A1 20.06.2002
Titel Mess- und Anzeigevorrichtung eines Hausgerätes
Anmelder BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH, 81669 München, DE
Erfinder Holzer, Stefan, Dipl.-Ing., 89537 Giengen, DE
DE-Anmeldedatum 15.12.2000
DE-Aktenzeichen 10062668
Offenlegungstag 20.06.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.06.2002
IPC-Hauptklasse G01D 5/00
IPC-Nebenklasse G01D 11/24   G08C 17/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Mess- und Anzeigevorrichtung eines Hausgerätes, wobei das Hausgerät einen ortsfesten und mindestens einen beweglichen Gehäuseteil umfasst, wobei die Mess- und Anzeigevorrichtung mindestens einen Messwertaufnehmer, mindestens einen Messwertumformer, mindestens eine Auswerteelektronik und mindestens ein Anzeigeelement umfasst. Dazu wird eine vom Messwertumformer bereitgestellte messwertabhängige Größe einem Sender zugeführt. Gegenüber des Senders ist am anderen Gehäuseteil ein Empfänger angeordnet, wobei der Sender durch eine von der messwertabhängigen Größe gesteuerte Energieabstrahlung unmittelbar auf den Empfänger wirkt. Die vom Empfänger drahtlos empfangene Energieeinstrahlung wird in der Auswerteeinheit in eine im Anzeigeelement darstellbare Information gewandelt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Mess- und Anzeigevorrichtung geschaffen, die abstandsvariabel, sicher und wartungsfrei ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Mess- und Anzeigevorrichtung eines Hausgerätes, wobei das Hausgerät einen ortsfesten und mindestens einen beweglichen Gehäuseteil umfasst, wobei die Mess- und Anzeigevorrichtung mindestens einen Messwertaufnehmer, mindestens einen Messwertumformer, mindestens eine Auswerteelektronik und mindestens ein Anzeigeelement umfasst.

Es sind derartige Mess- und Anzeigevorrichtungen bekannt. Bei diesen wird der Messwert entweder über eine Kabelverbindung oder über mechanische Kontakte zwischen dem festen und dem beweglichen Gehäuseteil übertragen.

Bei Hausgeräten ist es häufig erforderlich, z. B. den Anschlag einer Tür alternativ rechts und links vorzusehen. Hierfür wäre es erforderlich, den feststehenden und den beweglichen Gehäuseteil mit Verdrahtungen für beide Varianten vorzubereiten, die alternativ angeschlossen werden können. Dies ist aufwendig und teuer.

Bei einer mechanischen Übertragung durch Kontakte müssen der ortsfeste und der bewegliche Gehäuseteil aneinander angepasst werden. Ist beispielsweise der Abstand zwischen den Kontaktpartnern zu groß, funktioniert die Übertragung nicht zuverlässig. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine Mess- und Anzeigevorrichtung zu entwickeln, die abstandsvariabel, sicher und wartungsfrei ist. Gleichzeitig soll sie für unterschiedliche Varianten einer Verbindung zwischen einem ortsfesten und einem beweglichen Gehäuseteil geeignet sein.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu wird eine vom Messwertumformer bereitgestellte messwertabhängige Größe einem Sender zugeführt. Gegenüber des Senders ist am anderen Gehäuseteil ein Empfänger angeordnet, wobei der Sender durch eine von der messwertabhängigen Größe gesteuerte Energieabstrahlung unmittelbar auf den Empfänger wirkt. Die vom Empfänger drahtlos empfangene Energieeinstrahlung wird in der Auswerteelektronik in eine im Anzeigeelement darstellbare Information gewandelt.

Durch die drahtlose Übertragung zwischen der Mess- und der Anzeigevorrichtung lässt die Mess- und Anzeigevorrichtung große Toleranzen der Lage des ortsfesten zum beweglichen Gehäuseteil zu. Das ortsfeste und das bewegliche Gehäuseteil können auch windschief zueinander angeordnet sein. Da die Übertragungsstrecke über die Trennfuge zwischen dem ortsfesten und dem beweglichen Gehäuseteil keine beweglichen Teile umfasst, ist sie sicher gegen Beschädigungen und übliche Verschmutzungen und erfordert keine Wartung. Der ortsfeste und der bewegliche Gehäuseteil sind z. B. über ein Schwenk- oder ein Schubgelenk miteinander verbunden. Die Mess- und Anzeigevorrichtung kann z. B. sowohl in einem Gehäuse mit rechtsseitigem als auch in einem Gehäuse mit linksseitigem Türanschlag eingebaut werden. Der bewegliche Gehäuseteil kann beispielsweise auch ein Schubfach sein, das einen Teil eines Gehäusedeckels oder einer Tür umfasst.

Für den Fall, dass der Messwertaufnehmer nicht im gleichen Gehäuseteil wie der Messwertumformer angeordnet ist, benötigt die Mess- und Anzeigevorrichtung mindestens ein weiteres Sender/Empfängersystem.

Der Messwertaufnehmer und der Sender können im ortsfesten Gehäuseteil angeordnet sein, während der Empfänger und das Anzeigeelement im beweglichen Gehäuseteil befestigt sein können. Die Übertragung des Messwertes vom Messwertaufnehmer zum Messwertumformer kann dann drahtgebunden innerhalb des ortsfesten Gehäuseteils erfolgen. Ebenso kann der Empfänger mit dem Anzeigeelement fest verdrahtet sei und geschützt im beweglichen Gehäuseteil sitzen.

Der Sender kann in einem am Messwertumformer angebundenen, geschlossenen Stromkreis angeordnet sein. Er ist dann beispielsweise ein Widerstand im Stromkreis, an dem Energie freigesetzt wird. Der Sender kann zum Beispiel ein Elektromagnet oder eine Lichtquelle, z. B. eine IR-Sende-Diode sein. Der Empfänger ist dann entsprechend z. B. ein Reedkontakt oder z. B. eine Photodiode.

Die vom Messwertumformer bereitgestellte messwertabhängige Größe kann eine Folge von Stromimpulsen einer diskreten Stromstärke und einer diskreten Impulslänge sein, deren Folgefrequenz abhängig vom Messwert ist. Zwischen den Impulsen kann die Stromstärke Null sein. Durch die gleichartige Form jedes einzelnen Impulses ist das vom Sender übertragene Signal jedes einzelnen Impulses gleich. Eventuelle Störungen, die die Stromstärke oder die Impulslänge beeinträchtigen würden, sind unkritisch, da diese beiden Parameter keine messwertabhängigen Informationen transportieren.

Der Messwertumformer erzeugt beispielsweise bis zu 10 Impulse pro Sekunde. Die Impulse selbst können somit relativ lang werden. So ist sichergestellt, dass selbst bei extremen äußeren Störungen eine sichere Übertragung zwischen dem festen und dem beweglichen Gehäuseteil gewährleistet ist.

Die Änderung der Folgefrequenz der vom Messwertumformer erzeugten Impulse kann zumindest bereichsweise proportional der Änderung des vom Messwertaufnehmer gemessenen Wertes sein. Die Genauigkeit des dem Sender bereitgestellten Signals ist dann zumindest über den proportionalen Bereich konstant.

Die vom Messwertaufnehmer aufgenommene Messgröße kann eine Temperatur sein. Beispielsweise kann in einem Gefriergerät die Temperatur im Inneren des Gerätes auf ein in der Tür des Gerätes angeordnetes Anzeigeelement übertragen werden.

Die vom Messwertumformer bereitgestellte Größe kann ein Gleichstrom sein, dessen Stromstärke pulsartig verändert wird. Der Sender ist dann beispielsweise eine Spule, in der der sie durchfließende Strom ein Magnetfeld aufbaut. Dieses Magnetfeld wirkt dann auf den der Spule gegenüber angeordneten Empfänger. Die Stärke des Magnetfeldes am Empfänger ist u. a. abhängig von dem die Spule durchfließenden Strom und vom Quadrat des Abstandes zwischen dem Sender und dem Empfänger. Der Empfänger ist in diesem Falle beispielsweise ein Reedkontakt, der unter der Wirkung des Magnetfeldes den Stromfluss in einem Schaltkreis auf der Empfängerseite öffnet und schließt. Hierbei kann der Stromfluss im Schaltkreis des Empfängers im Ruhezustand des Reedkontaktes, bei geöffnetem Kontakt, unterbrochen sein. Sobald der Reedkontakt schließt, wird der Schaltkreis des Empfängers geschlossen. Wird das senderseitige Magnetfeld wieder abgeschwächt oder ganz abgebaut, öffnet der Kontakt wieder. Der Schaltkreis des Empfängers wird wieder unterbrochen. Durch das An- und Ausschalten des Schaltkreises des Empfängers werden die Impulse des Messwertumformers auf den Schaltkreis des Empfängers abgebildet. Die Ansprechschwelle des Reedkontaktes kann so eingestellt werden, dass zu schwache oder störende Signale ausgefiltert werden. Werden beispielsweise vom Messwertumformer aus Impulse gleicher Impulsstärke übertragen, werden diese als Impulse mit der Stromstärke des Schaltkreises des Empfängers und der Impulslänge der von Messwertumformer ausgesandten Impulse abgebildet.

Im beweglichen Gehäuseteil kann eine eigene Energieversorgung angeordnet sein. Diese ist zum Beispiel eine Batterie, ein Akkumulator, ein Kondensator, etc.. Der Empfänger im beweglichen Gehäuseteil ist dann unabhängig von den Einbautoleranzen des beweglichen in das ortsfeste Gehäuseteil und von der Anordnung der Führungselemente zwischen dem ortsfesten und dem beweglichen Gehäuseteil. So lässt sich z. B. ein Wechsel des Türanschlages ohne Umverlegen elektrischer Leitungen verwirklichen.

Hierbei kann die Energieversorgung zum Beispiel auch von der Stromversorgung des ortsfesten Gehäuseteils aus gepuffert sein. Bei Verwendung eines Akkumulators kann dessen Ladestrom z. B. durch induktive Auskopplung und Gleichrichtung aus einer Wechselspannungsquelle des ortsfesten Gehäuseteils erzeugt werden.

Wird der Schaltkreis des Empfängers unterbrochen oder werden z. B. nach dem Öffnen einer Tür keinen neuen Signale mehr übertragen, kann die Anzeige den letzten Wert weiterhin anzeigen. Hiermit wird zum Beispiel die zuletzt gemessene Temperatur eines Backofens weiterhin angezeigt, um vor unvorsichtigem Hineingreifen zu warnen. Das Anzeigeelement ist dabei z. B. auch bei geöffneter Tür gut sichtbar angeordnet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.

Fig. 1: Mess- und Anzeigevorrichtung eines Hausgerätes.

Fig. 1 zeigt eine Mess- und Anzeigevorrichtung für ein Hausgerät. Das Hausgerät besteht u. a. aus einem ortsfesten (10) und einem beweglichen Gehäuseteil (30). Letzteres ist beispielsweise eine das Gerät verschließende Tür.

Im ortsfesten Gehäuseteil (10) befinden sich u. a. ein Messwertaufnehmer (22), wie z. B. ein Temperatursensor, ein Messwertumformer (24) und ein Sender (26). Der Sender (26) ist Teil eines geschlossenen Stromkreises (28), der vom Messwertumformer (24) aus gespeist wird. Im beweglichen Gehäuseteil (30) sind u. a. ein Empfänger (42), eine Auswertelektronik (44) und ein Anzeigeelement (46) angeordnet. Der Empfänger (42) ist hierbei in einen von einer Energiequelle (60) gespeisten Schaltkreis (48) eingebunden.

Die vom Messwertaufnehmer (22) aufgenommenen Messwerte, beispielsweise die Temperaturen eines Kühlgerätes, werden ggf. als messwertproportionale Ströme an den Messwertumformer (24) geleitet. Im Messwertumformer (24) werden diese Ströme aufbereitet und als Signale über den Sender (26) an den Empfänger (42) des beweglichen Gehäuseteils (30) übertragen.

Im Empfänger (42) werden die vom Sender (26) empfangenen Signale ausgewertet und als elektrische Größen an die Auswerteelektronik (44) geleitet. Dort werden sie in Ansteuerungssignale für das Anzeigeelement (46) umgewandelt. Im Anzeigeelement (46) wird der vom Messwertaufnehmer (22) ermittelte Wert optisch sichtbar dargestellt. Werden Grenzwerte erreicht, kann beispielsweise außerdem ein akustisches Alarmsignal erzeugt werden.

Im Messwertumformer (24) werden bei der Aufbereitung der vom Messwertaufnehmer (22) übertragenen Ströme letztere im Ausführungsbeispiel in einzelne Gleichstromimpulse gleicher Stärke und gleicher Länge umgewandelt. Die Folgefrequenz dieser Impulse ist abhängig von der vom Messwertaufnehmer (22) gelieferten Stromstärke. Zwischen den Impulsen wird der Strom des Messwertumformers (24) abgesenkt oder unterbrochen. Die Änderung der Impulsfolgefrequenz kann beispielsweise proportional der Änderung der Stromstärke sein, die vom Messwertaufnehmer (22) übertragen wird. Diese Impulse werden auf den Stromkreis (28) aufgebracht. Der Sender (26) in diesem Stromkreis (28) ist eine Spule (26), die einen Eisenkern umfassen kann. Beim Durchfließen der Spule (26) erzeugt der im Stromkreis (28) fließende Strom ein Magnetfeld um die Spule (26).

Der Empfänger (42) ist beispielsweise ein Reedkontakt (42), der unter der Einwirkung des magnetischen Feldes schließt.

Dieser Reedkontakt (42) schließt den Schaltkreis (48), in dem jetzt von der Energiequelle (60) aus ein Strom fließt.

Endet der von der Messwertumformer (24) an die Spule (26) gesendete Impuls, bricht das von der Spule (26) erzeugte Magnetfeld zusammen. Beim Unterbrechen der Energieeinstrahlung auf den Reedkontakt (42) im beweglichen Gehäuseteil (30) öffnet der Reedkontakt (42) und unterbricht damit den Schaltkreis (48).

Das Öffnen und Schließen des Reedkontaktes (42) erfolgt mit der Folgefrequenz der von dem Messwertumformer (24) an die Spule (26) übertragenen Impulse. Somit ist auch die Änderung der Folgefrequenz der Impulse im Schaltkreis (48) des Empfängers (42) zum Beispiel proportional der Änderung der am Messwertaufnehmer (22) ermittelten Werte.

Der Schaltkreis (48) ist an die Auswerteelektronik (44) angeschlossen. In der Auswerteelektronik (44) werden die aufgenommenen Impulse mit einem Zählerbaustein gezählt und ein Ansteuerungssignal für das Anzeigeelement (46) erzeugt. Diese Anzeige (46) kann beispielsweise eine digitale Segmentanzeige, eine LCD-Anzeige, eine LED-Anzeige, eine Analoganzeige oder ähnliches sein.

Statt einer drahtlosen magnetischen Signalübertragung kann die Übertragung z. B. auch optisch erfolgen. Beispielsweise wird dann vom Messwertumformer (24) eine Infrarot- Sendediode mit den erzeugten Impulsen angesteuert. Im beweglichen Gehäuseteil (30) empfängt dann z. B. eine Photodiode, ein Phototransistor, etc. das ausgesandte Signal und bildet die vom Sender (26) ausgesandten Impulse auf den Schaltkreis (48) ab.

Der beweglichen Teil (30) verfügt über eine eigene Energiequelle (60), die getrennt ist von der Energieversorgung des Hausgerätes. Dies kann z. B. eine Batterie, ein Akkumulator oder ähnliches sein. Diese Energiequelle (60) versorgt dann sowohl den Schaltkreis (48) des Empfängers (42) als auch u. a. das Anzeigeelement (46).


Anspruch[de]
  1. 1. Mess- und Anzeigevorrichtung eines Hausgerätes, wobei das Hausgerät einen ortsfesten und mindestens einen beweglichen Gehäuseteil umfasst, wobei die Mess- und Anzeigevorrichtung mindestens einen Messwertaufnehmer, mindestens einen Messwertumformer, mindestens eine Auswerteelektronik und mindestens ein Anzeigeelement umfasst, dadurch gekennzeichnet,

    dass eine vom Messwertumformer (24) bereitgestellte messwertabhängige Größe einem Sender (26) zugeführt wird,

    dass gegenüber des Senders (26) am anderen Gehäuseteil ein Empfänger (42) angeordnet ist, wobei der Sender (26) durch eine von der messwertabhängigen Größe gesteuerte Energieabstrahlung unmittelbar auf den Empfänger (42) wirkt und

    dass die vom Empfänger (42) drahtlos empfangene Energieeinstrahlung in der Auswerteelektronik (44) in eine im Anzeigeelement (46) darstellbare Information gewandelt wird.
  2. 2. Mess- und Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Messwertaufnehmer (22) im ortsfesten Gehäuseteil (10) angeordnet ist, während mindestens das Anzeigeelement (46) im beweglichen Gehäuseteil (30) befestigt ist.
  3. 3. Mess- und Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (26) im ortsfesten Gehäuseteil (10) und der Empfänger (26) im beweglichen Gehäuseteil (30) angeordnet ist.
  4. 4. Mess- und Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (26) in einem am Messwertumformer (24) angebundenen, geschlossenen Stromkreis (28) angeordnet ist.
  5. 5. Mess- und Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Messwertumformer (24) bereitgestellte messwertabhängige Größe eine Folge von Stromimpulsen gleicher Stromstärke und gleicher Impulslänge ist, deren Folgefrequenz vom Messwert abhängig ist.
  6. 6. Mess- und Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertumformer (24) weniger als 10 Impulse pro Sekunde erzeugt.
  7. 7. Mess- und Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Folgefrequenz der vom Messwertumformer (24) bereitgestellten Signale zumindest bereichsweise proportional der Änderung der vom Messwertaufnehmer (22) aufgenommenen Größe ist.
  8. 8. Mess- und Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße eine Temperatur ist.
  9. 9. Mess- und Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Messwertumformer (24) bereitgestellte messwertabhängige Größe ein pulsierender Gleichstrom ist, der beim Durchfluss durch den Sender (26) ein pulsierendes magnetisches Feld erzeugt, und dass die auf den Empfänger (42) wirkende Energieabstrahlung ein entsprechendes Pulsieren des empfängerseitigen Schaltkreises (48) bewirkt.
  10. 10. Mess- und Anzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im beweglichen Gehäuseteil (30) eine eigene Energiequelle (60) angeordnet ist.






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