DE102013215846A1

DE102013215846A1 - Haushaltsgerät mit Tonausgabeeinheit

Info

Publication number: DE102013215846A1
Application number: DE201310215846
Authority: DE
Inventors: Andreas Hundhammer; Bernhard Koch
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Das Haushaltsgerät (1) weist mindestens einen Elektromotor, insbesondere bürstenlosen Gleichstrommotor (2), welcher mittels eines elektrischen Antriebssignals (ATS, mATS, mATS2) antreibbar ist, und mindestens eine Tonausgabeeinheit, welche auf Grundlage mindestens eines elektrischen Tonerzeugungssignals (TES) mindestens ein akustisches Signal erzeugt, auf, wobei mindestens ein Elektromotor (2) auch als eine Tonausgabeeinheit dient, indem das Antriebssignal (ATS) mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals (TES) modulierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, aufweisend mindestens einen Elektromotor, welcher mittels elektrischer Antriebssignale antreibbar ist, und aufweisend mindestens eine Tonausgabeeinheit, welche auf Grundlage elektrischer Tonerzeugungssignale akustische Signale erzeugt.
Es sind Haushaltsgeräte der betreffenden Art, bei denen die Tonausgabeeinheit ein Lautsprecher oder ein Summer ist, welcher auf einen Eintritt bestimmter Betriebsbedingungen hin (z.B. auf ein Ende eines Betriebsprogramms oder einen Fehlerfall hin) Tonfolgen oder Melodien abspielt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine vereinfachte und kostengünstige Möglichkeit zur Ausgabe auch komplexer Töne und Tonfolgen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushaltsgerät, aufweisend mindestens einen Elektromotor, welcher mittels mindestens eines elektrischen Signals (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Antriebssignale“ bezeichnet) antreibbar ist, und mindestens eine Tonausgabeeinheit, welche auf Grundlage elektrischer Signale (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Tonerzeugungssignale“ bezeichnet) akustische Signale erzeugt, wobei mindestens ein Elektromotor auch als eine Tonausgabeeinheit dient, indem das (ursprüngliche) Antriebssignal mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals modulierbar oder variierbar ist. Das Haushaltsgerät ist in anderen Worten dazu eingerichtet, das Antriebssignal des Elektromotors so mit Hilfe des mindestens einen Tonerzeugungssignals zu modulieren, dass der Elektromotor auch als eine Tonausgabeeinheit dienen kann. Dies ergibt den Vorteil, dass auf einen gesonderten Summer oder Lautsprecher verzichtet werden kann, was die vereinfachte und kostengünstige Möglichkeit zur Ausgabe auch komplexer Töne und Tonfolgen ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist eine Rückfallmöglichkeit zur Erzeugung von akustischen Signalen bei Ausfall des Lautsprechers oder Summers.
Bei diesem Haushaltsgerät wird ausgenutzt, dass bei einem Elektromotor die durch das mindestens eine Tonerzeugungssignal erzeugten Stromänderungen in den Spulen eine Änderung der Magnetfeldstärke und somit eine mechanische Bewegung am Rotor oder Stator des Motors bewirken. Diese Bewegungen erzeugen Schallwellen. Als Resonanzkörper können beispielsweise der Elektromotor selbst, eine Motorwelle, ein damit verbundenes drehbares Funktionsteil (ein Lüfterrad usw.) und jedes weitere Element, das eine mechanische Verbindung mit dem Elektromotor hat, wirken.
Dadurch, dass das Antriebssignal mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals modulierbar ist bzw. moduliert werden kann, können Töne und Tonfolgen also insbesondere auch bei laufendem Elektromotor erzeugt werden. Dies erweitert die Anwendungsmöglichkeiten zur Tonausgabe erheblich.
Dass das Antriebssignal mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals modulierbar oder variierbar ist, mag insbesondere umfassen, dass anstelle des ursprünglichen Antriebssignals ein moduliertes Antriebssignal erzeugbar ist oder erzeugt wird.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Elektromotor ein bürstenloser Elektromotor ist. Die Verwendung eines bürstenlosen Elektromotors weist den Vorteil auf, dass eine Drehbewegung einer Antriebswelle auch bei höheren Strömen gezielt verhindert werden kann, und zwar durch Nichtanlegen eines Drehfelds. Dadurch kann eine Drehbewegung des bürstenlosen Elektromotors von seiner Bestromung (z.B. durch Erzeugung des Antriebssignals) zumindest teilweise entkoppelt werden, so dass er auf eine Erzeugung akustischer Signale hin optimiert ansteuerbar ist, ohne dass sich dies in einer nachteiligen Drehbewegung zu äußern braucht. Zudem ist bei bürstenlosen Elektromotoren in der Regel aufgrund ihrer elektronischen Kommutierung in der Regel bereits eine Elektronik vorhanden, welche für die Tonerzeugung genutzt werden kann. Der bürstenlose Elektromotor mag ein bürstenloser Gleichstrommotor oder ein bürstenloser Wechselstromstrommotor sein.
Jedoch mag der Elektromotor grundsätzlich auch ein Bürstenmotor sein, z.B. ein Gleichstrommotor oder ein Wechselstrommotor.
Es ist eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Tonerzeugungssignal mindestens ein analoges elektrisches Signal umfasst, welches bei Aufgabe auf den Elektromotor das gewünschte akustische Signal bzw. die gewünschten Töne (einschließlich Tonfolgen und/oder Sprache) erzeugt. Diese analogen Tonerzeugungssignale können insbesondere eine Frequenz im hörbaren Bereich aufweisen.
Das elektrische Antriebssignal mag ein durchgehendes elektrisches Signal oder eine Folge mehrerer elektrischer Einzelsignale (z.B. eine Folge von Pulsen) sein.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Antriebssignal des Elektromotors ein pulsweitenmoduliertes Signal („PWM-Signal“) ist. Das PWM-Signal lässt sich besonders einfach erzeugen, da Elektromotoren, insbesondere bürstenlose Gleichstrommotoren, bereits eine solche PWM-basierte Motorsteuerung besitzen können. Das PWM-Signal mag insbesondere eine periodische Folge von pulsweitenmodulierbaren Pulsen gleicher Breite darstellen. Um beispielsweise durch einen bürstenlosen Gleichstrommotor eine Drehbewegung ausführen zu lassen, wird an seine Spulen ein Drehfeld angelegt, dessen Kraft und damit meist auch Drehzahl durch die Pulsweitenmodulation bzw. eine Änderung oder Variation der Weite oder Breite der angelegten Pulse gesteuert wird: je breiter die Pulse sind, desto höher wird die Kraft bzw. die Drehzahl. Die Frequenz der PWM sollte insbesondere wesentlich höher als eine Drehfeldfrequenz sein, um die Bestromungsreihenfolge der Spulen sicherzustellen. Beispielsweise bei den meisten BLDC-Motoren liegt die PWM-Frequenz zwischen 15 kHz und 30 kHz.
Durch Modulation dieses PWM-Antriebssignals mit einem Tonerzeugungssignal kann ein akustisches Signal im hörbaren Bereich erzeugt werden. Dass das PWM-Antriebssignal mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals modulierbar oder variierbar ist, mag insbesondere umfassen, dass anstelle einer ursprünglichen Pulsfolge eine entsprechend modulierte oder geänderte Pulsfolge erzeugbar ist oder erzeugt wird. Als Modulation eignen sich insbesondere eine Pulsdichtenmodulation, eine Frequenzmodulation, eine Pulsweitenmodulation und/oder eine Pulspausen- oder Pulsweiten-Pausenmodulation. Auch mag eine Deltamodulation angewandt werden.
So ist es noch eine weitere Ausgestaltung, dass das (ursprüngliche) Antriebssignal mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals pulsdauermodulierbar ist. Anstelle des ursprünglichen PWM-Antriebssignals wird also insbesondere ein mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals pulsdauermoduliertes Antriebssignal erzeugt. Dabei wird die Pulsdauer oder Pulsweite eines Pulses des ursprünglichen PWM-Antriebssignals entsprechend einer Stärke, insbesondere Amplitude, des Tonerzeugungssignals zum Zeitpunkt des Pulses (z.B. zum Zeitpunkt des Beginns des Pulses) verändert. Beispielsweise mag die Pulsdauer amplitudenabhängig vergrößert werden, wenn sich die Stärke, insbesondere Amplitude, des Tonerzeugungssignals oberhalb eines vorbestimmten Schwellwerts (z.B. Null) befindet und amplitudenabhängig verkleinert werden, wenn sich die Stärke, insbesondere Amplitude, des Tonerzeugungssignals unterhalb dieses Schwellwerts befindet. Mit geänderter Pulsdauer ändert sich auch die Stärke des durch die Spulen fließenden Stroms, was akustische Signale erzeugen kann. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass sich die Pulsdauer bei PWM-gesteuerten Elektromotoren ohne weiteren Aufwand ändern lässt.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Antriebssignal mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals pulsdichtenmodulierbar ist. Anstelle des ursprünglichen PWM-Antriebssignals wird also insbesondere ein mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals pulsdichtemoduliertes Antriebssignal erzeugt. Dabei wird die Dichte oder Zahl einer Reihe von Pulsen des ursprünglichen PWM-Antriebssignals entsprechend einer Stärke, insbesondere Amplitude, des Tonerzeugungssignals zum Zeitpunkt des Pulses (z.B. zum Zeitpunkt des Beginns des Pulses) verändert, insbesondere verringert. Beispielsweise mag die Pulsdauer amplitudenabhängig vergrößert werden, wenn sich die Stärke, insbesondere Amplitude, des Tonerzeugungssignals oberhalb eines vorbestimmten Schwellwerts (z.B. Null) befindet und die Zahl oder Dichte der Pulse amplitudenabhängig verkleinert bzw. verringert werden, wenn sich die Stärke, insbesondere Amplitude, des Tonerzeugungssignals unterhalb dieses Schwellwerts befindet. Mit geänderter Pulsdauer und Pulsdichte ändert sich auch die Stärke des durch die Spulen fließenden Stroms, was akustische Signale erzeugen mag. Diese Ausgestaltung weist ebenfalls den Vorteil auf, dass sich die Pulsdauer bei PWM-gesteuerten Elektromotoren ohne weiteren Aufwand ändern lässt, z.B. indem einzelnen Pulsen eine größere Weite oder Breite oder eine Weite Null zugewiesen wird.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass das Antriebssignal mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals pulspausenmodulierbar ist.
Es ist zudem noch eine Ausgestaltung, dass das Antriebssignal mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals frequenzmodulierbar ist. Auch die Frequenzmodulation ist einfach umsetzbar, da viele Motorsteuerungen dazu vorgesehen sind, die Pulsfrequenz zu variieren. Dabei wird amplitudenabhängig nicht die Pulsdauer variiert, sondern die Pulsfrequenz. Insbesondere mag die Pulsfrequenz zu höherer Stärke, insbesondere Amplitude, des mindestens einen Tonerzeugungssignals hin erhöht werden (also die Abstände zwischen benachbarten Pulsen verringert werden) und zu geringerer Stärke, insbesondere Amplitude, des mindestens einen Tonerzeugungssignals hin erniedrigt werden. Auch durch die Frequenzmodulation wird an dem Elektromotor, insbesondere bürstenlosen Gleichstrommotor, ein erkennbares akustisches Signal ausgegeben.
Falls der Elektromotor, insbesondere Bürstenmotor, nicht in Betrieb sein soll, mag die Pulsdauer so gering eingestellt sein, dass der Gleichstrommotor bzw. ein davon angetriebenes Funktionsteil (z.B. ein Lüfterrad) zwar dennoch betrieben werden, aber mit einer so geringen Stromstärke oder Drehzahl, dass dadurch eine Funktion des Haushaltsgeräts nicht beeinträchtigt wird. Beispielsweise mag ein Elektromotor zum Antrieb eines Umluftlüfters mit einer so geringen Drehzahl betrieben werden, dass ein so erzeugter Luftstrom praktisch vernachlässigbar ist.
Alternativ oder zusätzlich können der Modulation Pulse des ursprünglichen Antriebssignals mit einer Pulsdauer zugrunde gelegt werden, die eine deutliche Ausgabe akustischer Signale sicher ermöglichen. Hierbei wird berücksichtigt, dass eine Dauer akustischer Signale in der Regel gering ist und die elektrischen Signale folglich keinen Dauerbetrieb des Elektromotors bedingen. Dabei ist die Wirkung der Ausgabe akustischer Signale über den ansonsten nicht betriebenen Elektromotor für dessen Antriebsfunktion in der Regel vernachlässigbar. Dabei spielt z.B. auch die Trägheit der angetriebenen Bauteile (z.B. eines Lüfterrads) eine Rolle. Der Antriebsmotor mag also auch nur zur Ausgabe akustischer Signale betrieben werden, während seine Antriebsfunktion nicht genutzt wird.
Bei Verwendung eines bürstenlosen Elektromotors ist es hingegen möglich, den durch die Spulen fließenden Strom von der Drehbewegung des bürstenlosen Elektromotors zu entkoppeln, beispielsweise durch Nichtanlegen eines Drehfelds. Daher ist es in diesem Fall vorteilhafterweise auch möglich, beliebige elektrische Tonerzeugungssignal auf den bürstenlosen Elektromotor aufzugeben, ohne eine Drehbewegung auszulösen oder zu beeinträchtigen.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, zwischen mindestens zwei Modulationsarten (z.B. Pulsdichtenmodulation, Frequenzmodulation, Pulsdauermodulation und Pulspausen- oder Pulsweiten-Pausenmodulation usw.) zu wechseln. Dadurch mag eine besonders günstige (z.B. laute und/oder deutliche) Ausgabe akustischer Signale erreicht werden.
Es ist insbesondere eine Weiterbildung, dass das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, zwischen mindestens zwei Modulationsarten abhängig von einer Pulsdauer des nicht mit dem Tonerzeugungssignal modulierten PWM-Antriebssignals zu wechseln. Dabei wird berücksichtigt, dass ggf. eine oder mehrere Modulationsarten eine günstige Ausgabe akustischer Signale bei einer geringeren Änderung der Antriebscharakteristik des Elektromotors erlauben als andere Modulationsarten.
Es ist darüber hinaus eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, mindestens ein Tonerzeugungssignal oder moduliertes Antriebssignal zur Ausgabe von akustischen Signalen in Form von Sprache zu erzeugen. Denn es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass sogar komplexe Sprache (Worte usw.) durch den Elektromotor verständlich wiedergegeben werden kann.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, mindestens ein Tonerzeugungssignal oder moduliertes Antriebssignal zur Ausgabe von akustischen Signalen in Form von tonfrequenzvariierten Tonfolgen zu erzeugen. Insbesondere hat es sich überraschenderweise gezeigt, dass sogar Melodien erkennbar durch den Elektromotor wiedergegeben werden können.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Elektromotor eine Motorsteuerung aufweist oder mit einer solchen verbunden ist. Die Motorsteuerung wiederum mag mit einer zentralen Steuereinrichtung verbunden sein. Die modulierten Antriebssignale mögen von der Steuervorrichtung erzeugt werden und an die Motorsteuerung übertragen werden, wobei mittels der Motorsteuerung entsprechende Ströme durch die Spulen des Motors geleitet werden. In einer anderen Variante wird von der Steuervorrichtung beispielsweise nur die gewünschte Drehzahl und/oder das mindestens eine Tonerzeugungssignal (z.B. eine gewünschte Tonfolge als analoges Tonsignal oder als kodierte Daten, z.B. „032“, „Alarm 2“ oder „Wäsche fertig“) an die Motorsteuerung übertragen und von der Motorsteuerung das entsprechend modulierte Antriebssignal erzeugt.
Es ist eine zur noch verständlicheren, insbesondere lauteren, Wiedergabe von Tönen (einschließlich Melodien und/oder Sprache) bevorzugte Ausgestaltung, dass der Elektromotor mit einem als Resonanzkörper dienenden Bauteil des Haushaltsgeräts mechanisch verbunden ist.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das als Resonanzkörper dienende Bauteil ein inneres Gehäuse des Haushaltsgeräts ist, welches Gehäuse einen Behandlungsraum des Haushaltsgeräts begrenzt. So wird ein besonders großer Klang- oder Resonanzkörper genutzt.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das als Resonanzkörper dienende Bauteil ein äußeres Gehäuse des Haushaltsgeräts ist. Dies ermöglicht eine besonders dämpfungsfreie Schallabstrahlung.
Es ist auch noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät ein Gargerät ist. Der Behandlungsraum mag dann insbesondere ein von einer Garraumwandung begrenzter Garraum sein. Es ist eine spezielle Weiterbildung, dass das Gargerät einen Ofen aufweist (z.B. ein eigenständiger Ofen oder ein Herd). Dann mag das innere Gehäuse beispielsweise eine Ofenmuffel sein, welche einen besonders guten Resonanzkörper abgibt. Er kann eine besonders große breite Bandbreite und starke Amplitude des akustischen Signals bewirken. Die Nutzung einer Garraumwandung, insbesondere einer Ofenmuffel, mag den weiteren Vorteil aufweisen, dass durch die mittels des Elektromotors daran erzeugten starken Vibrationen insbesondere im hörbaren Bereich und/oder im Ultraschallbereich deren Reinigung ermöglicht wird, z.B. indem anhaftende Speisereste durch die Vibrationen von dem Wänden gelöst werden.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der Elektromotor ein Umluftmotor ist, insbesondere eines Gargeräts wie eines Backofens, eines Dampfgargeräts, eines Mikrowellengeräts oder einer Kombination davon. Der Umluftmotor mag insbesondere dazu dienen einen Lüfter oder Ventilator zu betreiben, beispielsweise um Luft in dem Garraum umzuwälzen, z.B. während eines Umluft- oder eines Heißluft-Betriebs eines Backofens. Jedoch mag der Elektromotor auch ein anderer Antriebsmotor sein, z.B. um Frischluft in den Garraum zu blasen oder um als Teil eines Wrasenlüfters Wrasen aus dem Garraum abzuziehen.
Jedoch ist die Erfindung nicht auf Gargeräte beschränkt und mag z.B. auch Kühlgeräte und Wäschepflegegeräte betreffen. So mag der Elektromotor ein Antriebsmotor einer Wäschetrommel, einer Waschmaschine oder eines Wäschetrockners sein. Auch mag der Elektromotor ein Antriebsmotor eines Antriebs einer Wärmepumpe eines Wäschetrockners sein, insbesondere ein Antriebsmotor eines Kompressors einer Kompressor-Wärmepumpe.
Die Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben mindestens eines Elektromotors, insbesondere bürstenlosen Gleichstrommotors, eines Haushaltsgeräts, wobei der Elektromotor mit elektrischen Tonerzeugungssignalen gespeist wird, welche eine Ausgabe akustischer Signale durch den bürstenlosen Gleichstrommotor bewirken. Das Verfahren kann analog zu dem Haushaltsgerät ausgestaltet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushaltsgerät mit einem Elektromotor in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors;
2 zeigt eine Auftragung eines Tonerzeugungssignals;
3 zeigt eine Auftragung eines Antriebssignals des bürstenlosen Gleichstrommotors;
4 zeigt eine Auftragung eines mit dem Tonerzeugungssignal modulierten Antriebssignals gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
5 zeigt eine Auftragung eines Tonerzeugungssignals zusammen mit dem durch das Tonerzeugungssignal modulierten Antriebssignal gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushaltsgerät in Form eines Backofens 1 mit einem Umluftmotor in Form eines als bürstenlosen Gleichstrommotor 2 ausgebildeten Elektromotors. Der bürstenlose Gleichstrommotor 2 weist eine Motorsteuerung 3 auf, die z.B. einen Mikrocontroller umfasst und die dazu vorgesehen ist, eine geeignete Bestromung von Spulen des Gleichstrommotors 2 zu dessen Antrieb herzustellen. Die Motorsteuerung 3 ist mit einer Steuereinrichtung des Backofens 1 verbunden, welche hier beispielsweise eine zentrale Steuereinrichtung 4 ist und unter anderem dazu dient, den Gleichstrommotor 2 einzustellen. Dazu mag die zentrale Steuereinrichtung 4 beispielsweise eine gewünschte Drehzahl an die Motorsteuerung 3 übertragen, welche die Bestromung der Spulen entsprechend regelt.
Die Motorsteuerung 3 ist hier dazu eingerichtet, ein pulsweitenmoduliertes Antriebssignal zur Bestromung der Spulen auszugeben. Je größer die zugehörige Pulsdauer ist, desto größer ist die Kraft auf eine Antriebswelle 5 des Gleichstrommotors 2 und desto höher ist eine Drehzahl des an der Antriebswelle 5 befestigten Lüfterrads 6. Das Lüfterrad 6 dient dazu, Luft in einem Garraum 7 des Backofens 1 umzuwälzen und so insbesondere einen Umluftbetrieb oder einen Heißluftbetrieb zu ermöglichen. Für den Heißluftbetrieb mag das Lüfterrad 6 z.B. von einem Ringheizkörper 8 umgeben sein. Lüfterrad 6 und Ringheizkörper 8 mögen von einer Prallwand 9 luftdurchlässig abgedeckt sein.
Der Gleichstrommotor 2 ist mechanisch fest mit einer den Garraum 7 begrenzenden Ofenmuffel 10 verbunden, durch welche auch die Antriebswelle 5 führt. Vibrationen oder Schwingungen des Gleichstrommotors 2 lassen sich auf die Ofenmuffel 10 übertragen, welche folglich als ein Resonanzkörper für den Gleichstrommotor 2 dient.
Die zentrale Steuereinrichtung 4 ist außerdem dazu eingerichtet, die Motorsteuerung 3 dazu zu veranlassen, das ursprüngliche Antriebssignal so zu verändern, insbesondere zu modulieren, dass der Gleichstrommotor 2 für einen Bediener des Backofens 1 verständliche akustische Signale ausgibt. Diese akustischen Signale werden auf die Ofenmuffel 10 übertragen und dort verstärkt. Der Gleichstrommotor 2 dient also als eine Tonausgabeeinheit.
Die zentrale Steuereinrichtung 4 mag für eine solche Änderung des ursprünglichen Antriebssignals z.B. ein analoges oder ein digital vorliegendes Tonerzeugungssignal an die Motorsteuerung 3 übertragen. Die Motorsteuerung 3 moduliert dann das ursprüngliche Antriebssignal entsprechend. Die zentrale Steuereinrichtung 4 mag alternativ nur eine entsprechende Befehlssequenz an die Motorsteuerung 3 senden, z.B. „Alarm 2“, und die Motorsteuerung 3 moduliert das ursprüngliche Antriebssignal entsprechend, z.B. zur Ausgabe eines bestimmten akustischen Alarmsignals, bzw. erzeugt das modulierte Antriebssignal anstelle des ursprünglichen Antriebssignals.
2 zeigt als durchgezogene Linie ein Tonerzeugungssignal TES als eine Auftragung einer dimensionslosen Signalamplitude A über die Zeit t in beliebigen Einheiten. Die Signalamplitude A mag z.B. ein Maß für eine elektrische Spannung darstellen. Das Tonerzeugungssignal TES ist hier eine sinusförmige Welle, die z.B. einem akustischen Signal entspricht.
3 zeigt ein ursprüngliches pulsweitenmodulierbares Antriebssignals ATS des bürstenlosen Gleichstrommotors 2 als eine Auftragung einer dimensionslosen Signalamplitude A2 über die Zeit t in beliebigen Einheiten. Die Signalamplitude A2 mag z.B. ein Maß für einen elektrischen Strom oder eine elektrische Spannung darstellen. Das Antriebssignal ATS liegt als eine Folge von Pulsen P mit konstanter Pulsdauer W und konstanter Periodendauer T bzw. (Puls-)Frequenz f = 1/T vor. Sowohl die Pulsdauer W als auch die Pulsfrequenz f sind mittels der Motorsteuerung 3 variierbar, und damit auch ein Tastgrad W/T. Je höher der Tastgrad W/T ist, desto höher ist die Drehzahl des Gleichstrommotors 2. Die Pulsfrequenz f mag z.B. zwischen 15 kHz und 30 kHz variiert werden. Der nur durch ein ursprüngliches pulsweitenmodulierbares Antriebssignal ATS angetriebene Gleichstrommotor 2 erzeugt keine hörbaren akustischen Signale.
4 zeigt eine Auftragung eines mit dem Tonerzeugungssignal TES pulsdauermodulierten Antriebssignals mATS gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Zur Erzeugung des pulsdauermodulierten Antriebssignals mATS wird die grundsätzlich bekannte Methode der Pulsdauermodulation angewandt, wobei die Pulsdauer W der einzelnen Pulse P des ursprünglichen Antriebssignals ATS in Abhängigkeit von der dann vorliegenden Amplitude des Tonerzeugungssignals TES verändert wird, z.B. oberhalb eines vorbestimmten Amplituden-Schwellwerts vergrößert und unterhalb des vorbestimmten Amplituden-Schwellwerts verkleinert wird. Der Amplituden-Schwellwert braucht dabei nicht bei einem Amplitudenwert von Null zu liegen. Der Amplituden-Schwellwert mag in Abhängigkeit von einer Pulsdauer W des ursprünglichen Antriebssignals ATS festgesetzt werden.
Mit Ausgabe des pulsdauermodulierten Antriebssignals mATS erzeugt der Gleichstrommotor 2 die hörbaren akustischen Signale beruhend auf der Modulation. Und zwar wird durch das induktive Verhalten seiner Spulen das pulsdauermodulierte Antriebssignal mATS in einen Stromverlauf entsprechend dem Tonerzeugungssignal TES demoduliert. Da der Strom das Magnetfeld erzeugt, wird eine mechanische Schwingung an dem Gleichstrommotor 2 erzeugt, die als Schallwelle hörbar ist. Die Frequenzbreite der akustischen Signale mag insbesondere im Bereich einiger kHz liegen, z.B. von bis zu 5 kHz, insbesondere von bis zu 1 kHz.
5 zeigt als durchgezogene Linie das Tonerzeugungssignal TES als eine Auftragung der dimensionslosen Signalamplitude A über die Zeit t in beliebigen Einheiten. 5 zeigt ferner ein zugehöriges delta- oder pulsdichtenmoduliertes Antriebssignals mATS2 als eine Auftragung der dimensionslosen Signalamplitude A2 über die Zeit t. Zur Erzeugung des pulsdichtenmodulierten Antriebssignals mATS2 wird die grundsätzlich bekannte Methode der Pulsdichtenmodulation angewandt, wobei auch hierbei die Pulsdauer W der einzelnen Pulse P des ursprünglichen Antriebssignals ATS in Abhängigkeit von der dann vorliegenden Amplitude des Tonerzeugungssignals TES verändert wird, z.B. oberhalb eines vorbestimmten Amplituden-Schwellwerts vergrößert und unterhalb des vorbestimmten Amplituden-Schwellwerts ausgesetzt wird. Der Amplituden-Schwellwert braucht dabei nicht bei einem Amplitudenwert von Null zu liegen. Der Amplituden-Schwellwert mag in Abhängigkeit von einer Pulsdauer W des ursprünglichen Antriebssignals ATS festgesetzt werden. Mit Ausgabe des pulsdauermodulierten Antriebssignals mATS2 erzeugt der Gleichstrommotor 2 die hörbaren akustischen Signale beruhend auf der Modulation.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
So mag das ursprüngliche Antriebssignal auch zur Ausgabe akustischer Signale pulspausenmodulierbar und/oder frequenzmodulierbar sein.
Anstelle eines bürstenlosen Gleichstrommotors mag aber auch jeder andere geeignete Elektromotor verwendet werden, z.B. mittels eines Bürsten-Gleichstrommotors oder eines Wechselstrommotors, insbesondere bürstenlosen Wechselstrommotors,
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Backofen
2: bürstenloser Gleichstrommotor
3: Motorsteuerung
4: zentrale Steuereinrichtung
5: Antriebswelle
6: Lüfterrad
7: Garraum
8: Ringheizkörper
9: Prallwand
10: Ofenmuffel
A: dimensionslose Signalamplitude
A2: Signalamplitude
ATS: pulsweitenmodulierbares Antriebssignal
mATS: pulsdauermoduliertes Antriebssignal
mATS2: pulsdichtenmoduliertes Antriebssignal
P: Puls
t: Zeit
T: Periodendauer
TES: Tonerzeugungssignal
W: Pulsdauer
W/T: Tastgrad

Claims

Haushaltsgerät (1), aufweisend – mindestens einen Elektromotor (2), welcher mittels eines elektrischen Antriebssignals (ATS, mATS, mATS2) antreibbar ist, und – mindestens eine Tonausgabeeinheit, welche auf Grundlage mindestens eines elektrischen Tonerzeugungssignals (TES) mindestens ein akustisches Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elektromotor (2) auch als eine Tonausgabeeinheit dient, indem das Antriebssignal (ATS) mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals (TES) modulierbar ist.
Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein bürstenloser Elektromotor, insbesondere bürstenloser Gleichstrommotor (2), ist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssignal (ATS) des Elektromotors (2) ein pulsweitenmoduliertes Signal ist.
Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssignal (ATS) mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals (TES) pulsweitenmodulierbar ist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssignal (ATS) mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals (TES) pulsdichtenmodulierbar ist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssignal (ATS) mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals (TES) pulspausenmodulierbar ist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssignal (ATS) mittels des mindestens einen Tonerzeugungssignals (TES) frequenzmodulierbar ist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, mindestens ein elektrisches Tonerzeugungssignal (TES) zur Ausgabe mindestens eines akustischen Signals in Form von Sprache zu erzeugen.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, mindestens ein elektrisches Tonerzeugungssignal (TES) zur Ausgabe mindestens eines akustischen Signals in Form von tonfrequenzvariierten Tonfolgen, insbesondere Melodien, zu erzeugen.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) mit einem als Resonanzkörper dienenden Bauteil (10) des Haushaltsgeräts (1) mechanisch verbunden ist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Resonanzkörper dienende Bauteil ein inneres Gehäuse (10) des Haushaltsgeräts (1) ist, welches Gehäuse einen Behandlungsraum (7) des Haushaltsgeräts (10) begrenzt.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Resonanzkörper dienende Bauteil ein äußeres Gehäuse des Haushaltsgeräts (1) ist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät ein Ofen, insbesondere Backofen (1), ist.
Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) ein Umluftmotor ist.
Verfahren zum Betreiben mindestens eines Elektromotors (2) eines Haushaltsgeräts (1), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antriebssignal (ATS) des Elektromotors, insbesondere bürstenlosen Gleichstrommotors (2), mittels mindestens eines elektrischen Tonerzeugungssignals (TES) so moduliert wird, dass eine Ausgabe mindestens eines akustischen Signals durch den Elektromotor (2) bewirkt wird.