DE102004028824A1 - Gerät mit einer integrierten Steuerelektronik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät mit einer innerhalb eines Ventilators (1) oder eines Elektromotors (2) integriert angeordneten Steuerelektronik (6) sowie mit einer Einrichtung zur drahtlosen, uni- oder bidirektionalen Übertragung von Datensignalen zu und/oder von der integrierten Steuerelektronik (6) mittels einer Infrarot-Schnittstelle (18) über eine nach außen in den Umgebungsbereich führende Lichtleitverbindung (20).

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät mit einer innerhalb eines Ventilators oder eines Elektromotors integriert angeordneten Steuerelektronik.
• 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.
• 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 erreicht durch eine Einrichtung zur drahtlosen, uni- oder bidirektionalen Übertragung von Datensignalen zu und/oder von der integrierten Steuerelektronik mittels einer Infrarot-Schnittstelle über eine nach außen in einen sichtbaren Umgebungsbereich führende Lichtleitverbindung. 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.

Claims (8)

1. Gerät mit einer innerhalb eines Ventilators (1) oder eines Elektromotors (2) integriert angeordneten Steuerelektronik (6), gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur drahtlosen, uni- oder bidirektionalen Übertragung von Datensignalen zu und/oder von der integrierten Steuerelektronik (6) mittels einer Infrarot-Schnittstelle (18) über eine nach außen in den Umgebungsbereich führende Lichtleitverbindung (20).
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Schnittstelle (18) einen IR-Empfänger (22) und/oder einen IR-Sender (24) umfasst.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitverbindung (20) von einer Öffnung gebildet ist, die sich vorzugsweise als axialer Kanal durch eine Motorachse (26) bis in den Bereich der IR-Schnittstelle (18) erstreckt.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitverbindung (20) von einem mit einem Ende im Bereich der IR-Schnittstelle (18) angeordneten Lichtleiterelement (28) gebildet ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitverbindung (20) in ihrem nach außen geführten Endbereich mit einem beispielsweise dom- oder linsenartigen Abschlusselement zur weitgehend vom Licht-Einfallswinkel unabhängigen Lichtführung versehen ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Schnittstelle (18) gemeinsam mit der Steuerelektronik (6) auf einer Leiterplatte (8) im Inneren eines Motorgehäuses (14) angeordnet ist.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Schnittstelle (18) als optisches Anzeigenelement eine Leuchte, insbesondere eine Leuchtdiode, umfasst, deren sichtbares Licht über die Lichtleitverbindung (20) als Signal nach außen geführt wird.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7; dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Schnittstelle (18) mit einem Mikrokontroller der Steuerelektronik (16) zusammenwirkt.