DE102006025458A1 - Arrangement comprises primary conductor system and device arranged with transmitter head along conductor system in moving manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Übertragerkopf und eine Anlage.The The invention relates to a transmitter head and a plant.
Aus
der
Aus
der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine komplexe Anlage mit geringem Aufwand herstellbar zu machen.Of the Invention is therefore the object of a complex system to make producible with little effort.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der nach dem Übertragerkopf nach den in Anspruch 13 und bei der Anlage nach den in Anspruch 1 oder 11 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention Task at the after the transmitter head according to claim 13 and in the system according to claim 1 or 11 specified characteristics solved.
Wichtige
Merkmale bei der Anlage sind, dass sie ein Primärleitersystem und zumindest
eine daran entlang bewegbar angeordnete Vorrichtung mit einem Übertragerkopf
umfasst,
wobei die Anlage zumindest eine Kreuzung mindestens
zweier im Boden vorgesehenen Nuten umfasst, in welchen das Primärleitersystem
verlegbar ist,
wobei im Bereich der Kreuzung ein Unterteil
vorgesehen ist, das zumindest kraftschlüssig mit dem Boden verbunden
ist und Führungsteile
umfasst, insbesondere zur Führung
der Primärleiter.Important features of the system are that it comprises a primary conductor system and at least one device movably arranged along it with a transmitter head,
the installation comprising at least one intersection of at least two grooves provided in the floor, in which the primary conductor system can be laid,
wherein a lower part is provided in the region of the intersection, which is connected at least non-positively to the ground and comprises guide parts, in particular for guiding the primary conductors.
Von Vorteil ist dabei, dass das Unterteil schnell und einfach verlegbar ist. Außerdem sind Führungen für die Verlegung der Primärleiter vorgesehen, die somit schnell und einfach verlegbar sind. Das Unterteil ist beispielsweise in einer Sacklochbohrung im Boden einklemmbar als kraftschlüssige Verbindung.From The advantage here is that the lower part can be laid quickly and easily is. Furthermore are guides for the Laying the primary conductors provided, which are thus quickly and easily deployable. The lower part is for example clamped in a blind hole in the ground as a positive connection.
In Weiterbildung ist statt der kraftschlüssigen Verbindung auch ein Einrasten verwendbar.In Training is instead of the non-positive connection and a Snap-in usable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Führungsteile zur Umlenkung der Richtung eines Primärleiters um etwa 90° vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Primärleiter derart verlegbar sind, dass im Bereich der Kreuzungen effektiv größere wirksame Primärströme erreichbar sind, indem der effektive Primärstrom in zwei geschlossenen Schleifen innerhalb der Kreuzung wirksam.at an advantageous embodiment, the guide parts for deflecting the Direction of a primary conductor provided by about 90 °. The advantage here is that the primary conductors are laid in such a way that In the area of intersections effectively larger effective primary flows can be reached are by the effective primary current effective in two closed loops within the intersection.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die kraftschlüssige Verbindung durch am Unterteil ausgeformte elastische Bereiche vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Verbindung in einfacher Art und Weise schnell und kostengünstig herstellbar ist.at an advantageous embodiment is the frictional connection provided by formed on the lower part of elastic regions. From The advantage here is that the connection in a simple manner fast and inexpensive can be produced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf das Unterteil ein Deckel stoffschlüssig verbindbar, insbesondere auf die Führungsteile des Unterteils, insbesondere wobei der Deckel vom Wagen überfahrbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass Kräfte beim Überfahren des Deckels oder Betreten des Deckels ableitbar sind über das Unterteil und dessen Auflageflächen an den Boden.at an advantageous embodiment is a lid on the lower part cohesively connectable, in particular to the guide parts of the lower part, in particular the cover of the car can be driven over is. The advantage here is that forces when driving over the lid or Entering the lid are derivable via the lower part and its support surfaces to the ground.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Unterteil zwei hervor ragende Ausprägungen als Führungsteile auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Führungsteile durch bloße Ausformungen einstückig herstellbar sind und somit das Unterteil als kostengünstiges schnell herstellbares Teil vorsehbar ist.at an advantageous embodiment, the lower part has two out outstanding characteristics as management parts on. The advantage here is that the guide parts by mere formations one piece can be produced and thus the lower part as cost-effective quickly manufacturable part is providable.
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst ein Primärleitersystem
und zumindest eine daran entlang bewegbar angeordnete Vorrichtung
mit einem Übertragerkopf,
wobei
die Anlage zumindest eine Kreuzung mindestens zweier Strecken des
Primärleitersystems,
insbesondere linienhafte Strecken, umfasst,
wobei jede Strecke
zumindest einen Streckenabschnitt vor der Kreuzung und einen Streckenabschnitt
nach der Kreuzung umfasst,
wobei jeder Streckenabschnitt einen
Hinleiter und einen Rückleiter,
insbesondere einen zum Hinleiter parallel verlegten Rückleiter,
als Primärleitersystem
umfasst,
jeder Hinleiter eines Streckenabschnittes einer ersten
Strecke derart in der Kreuzung verlegt ist, dass er Rückleiter
eines Streckenabschnittes einer anderen Strecke ist.In an advantageous embodiment, a primary conductor system and at least one device arranged movably therealong comprise a transducer head,
the installation comprising at least one intersection of at least two sections of the primary conductor system, in particular linear sections,
each route comprising at least one section of road in front of the intersection and one section of the route after the intersection,
wherein each route section comprises a forward conductor and a return conductor, in particular a return conductor laid parallel to the forward conductor, as a primary conductor system,
each leader of a link of a first link is routed in the intersection such that it is the return link of a link of another link.
Von Vorteil ist dabei, dass durch die genannte Verlegung eine derartige Struktur entsteht, dass durch den Übertragerkopf im Bereich der Kreuzung effektiv zwei Stromschleifen sieht und somit ohne wesentlichen Verlust an Wirkungsgrad weiter den Verbraucher versorgbar ist. Dies gilt insbesondere auch für das Drehen der verfahrbaren Vorrichtung.From The advantage here is that by said laying such a Structure is created by the transformer head in the area of Intersection effectively sees two current loops and thus without significant Loss of efficiency continues to supply the consumer. This especially applies to turning the traveling device.
Insbesondere ist der erste Streckenabschnitt und der andere Streckenabschnitt rechtwinklig zueinander vorsehbar. Somit ist eine bloße Links- oder Rechtskurve beim Verlegen des Primärleiters auszuführen.Especially is the first section and the other section at right angles to each other. Thus, a mere left or right turn when laying the primary conductor.
Wichtig ist insbesondere, dass Hinleiter und Rückleiter nicht in beiden Streckenabschnitten der ersten Strecke vorgesehen sind. Dies gilt zumindest für eine Anlage mit einer einzigen Kreuzung. Durch die Hinzufügung weiterer Kreuzungen oder Weichen sind andere Verhältnisse erreichbar. Jedoch ist die Erfindung aus Sicht der direkten Umgebung einer Kreuzung in einer Anlage formuliert. Dass jeder die Kreuzung tangierende Streckenabschnitt an seinem von der Kreuzung entfernten anderen Ende andere Anschlussverhältnisse aufweisen kann, ist für die Erfindung unerheblich.It is particularly important that the forward and return conductors are not provided in both sections of the first route. This is true at least for a single intersection facility. By adding more intersections or points Other conditions are achievable. However, the invention is formulated from the perspective of the immediate vicinity of a junction in a plant. The fact that each section tangent to the intersection may have different connection conditions at its other end remote from the intersection is irrelevant to the invention.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Streckenabschnitt der ersten Strecke ein Streckenabschnitt vor der Kreuzung und der Streckenabschnitt der anderen Strecke ein Streckenabschnitt nach der Kreuzung. Von Vorteil ist dabei, dass der Hinleiter des ersten Streckenabschnittes seine Funktionalität beim Durchlaufen der Kreuzung wechselt und in einem anderen Streckenabschnitt wirkt, also beispielsweise in einem um 90° versetzt angeordneten Abschnitt.at an advantageous embodiment of the stretch of the first stretch a stretch of track in front of the intersection and the stretch of track the other route a section of track after the intersection. From The advantage here is that the forward of the first section its functionality when passing through the intersection changes and in another section of the route acts, so for example in a staggered by 90 ° section.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Übertragerkopf entlang eines langgestreckten Primärleiters, insbesondere Hinleiter und/oder Rückleiter, verfahrbar vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass der Übertragerkopf an einem Wagen anordenbar ist. Es sind schienengebundene oder schienenlose Anordnungen vorteilhaft verwendbar.at an advantageous embodiment, the transmitter head along a elongated primary conductor, in particular forward conductor and / or return conductor, movably provided. The advantage here is that the transmitter head can be arranged on a cart. They are rail-bound or trackless Arrangements advantageously usable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verlegung der Hinleiter und Rückleiter in der Kreuzung innerhalb einer Dose vorgesehen, insbesondere einer mit einem Deckel lösbar verschließbaren Dose. Von Vorteil ist dabei, dass die Kreuzung in einem geschützten Bereich verlegbar ist. Außerdem ist die Dose mit Deckel überfahrbar ausstattbar. Darüber hinaus ist die Dose beispielsweise aus Kunststoff ausführbar.at An advantageous embodiment is the laying of Hinleiter and return conductor provided in the junction within a can, in particular a detachable with a lid lockable Can. The advantage here is that the intersection in a protected area can be laid. Furthermore the can is passable with lid be equipped. About that In addition, the box is made of plastic, for example.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst zur einfachen Verlegung die Dose Führungsmittel zum Führen der Hinleiter und Rückleiter. Von Vorteil ist dabei, dass die Verlegung einfach ausführbar ist und Fehler beim Verlegen verhinderbar sind.at an advantageous embodiment comprises for easy installation the can of guiding means to lead the forward and return conductors. The advantage here is that the installation is easy to carry out and mistakes in routing are preventable.
Wichtige
Merkmale bei der alternativen Anlage sind, dass sie ein Primärleitersystem
zur berührungslosen
Versorgung zumindest einer daran entlang bewegbar angeordneten Vorrichtung
umfasst,
wobei das Primärleitersystem
mittels eines Systems von Verbindungsstellen verlegt ist, welches
mindestens zwei verschiedene Varianten von Verbindungsstellen umfasst,
wobei
jede Verbindungsstelle eine Sacklochbohrung, insbesondere eine abgesetzte
Sacklochbohrung, und ein darin vorgesehenes Unterteil, umfassend Führungsteile
zur Führung
der Primärleiter,
umfasst.Important features in the alternative system are that it comprises a primary conductor system for non-contact supply of at least one device arranged movably therealong,
the primary conductor system being laid by means of a system of connection points comprising at least two different variants of connection points,
wherein each connection point comprises a blind bore, in particular a stepped blind bore, and a lower part provided therein, comprising guide parts for guiding the primary conductors.
Vorteilig ist dabei, dass mit einfachsten und kostengünstigen Mitteln ein System von Verbindungsstellen geschaffen ist, die verschiedene Funktionen ausführen können. Somit können unterschiedlichste Aufgaben der Streckenbereiche vorgesehen werden. Insbesondere ist
- – bei einer ersten Variante die Verbindungsstelle als Ausdehnungsstelle, insbesondere zur Kompensation thermischer Ausdehnungen, und/oder
- – bei einer weiteren Variante die Verbindungsstelle als Anschlussstelle, insbesondere zur Anschließen von die Streckeninduktivität kompensierendes Kapazitäten, insbesondere zur Bildung eines Schwingkreises mit einer Resonanzfrequenz, die im Wesentlichen der Mittelfrequenz des Primärstromes entspricht, und/oder
- – bei einer weiteren Variante die Verbindungsstelle als Kreuzung, insbesondere als Kreuzung zweier geradlinig ausgeführten Strecken des Primärleitersystems, und/oder
- – bei einer weiteren Variante die Verbindungsstelle als Kreuzung, wobei die Primärleiter derart verlegt sind, dass im Kreuzungsbereich mindestens zwei effektiv wirksame Stromschleifen entstehen, und/oder
- – bei einer weiteren Variante die Verbindungsstelle als Abschluss einer Strecke des Primärleitersystems, insbesondere umfassend eine Umlenkung eines Hinleiters in einen Rückleiter, und/oder
- – bei einer weiteren Variante die Verbindungsstelle als Übergangsstelle von einem einfachen Streckenbereich zu einem Streckenbereich mit zwei- oder mehrfach effektiv wirksamem Primärstrom,
- - In a first variant, the connection point as an expansion point, in particular for the compensation of thermal expansions, and / or
- - In another variant, the junction as a connection point, in particular for connecting the line inductance compensating capacitance, in particular for forming a resonant circuit having a resonant frequency which substantially corresponds to the center frequency of the primary current, and / or
- - In another variant, the junction as an intersection, in particular as an intersection of two rectilinear sections of the primary conductor system, and / or
- - In another variant, the junction as an intersection, wherein the primary conductors are laid so that at least two effectively effective current loops arise in the crossing region, and / or
- - In a further variant, the connection point as a conclusion of a route of the primary conductor system, in particular comprising a deflection of a Hinleiters in a return conductor, and / or
- In a further variant, the connection point as a transition point from a simple route area to a route area with two or more effectively effective primary current,
Alle Verbindungsstellen sind mit einem überfahrbaren Deckel abdeckbar.All Junctions can be covered with a drive-over lid.
Wichtige Merkmale bei dem Übertragerkopf sind, dass er für eine Anlage zur berührungslosen Energieübertragung vorgesehen ist, wobei die Spulenwicklung ein Flachbandkabel umfasst, welches mindestens zwei parallel geführte Leitungen umfasst, insbesondere auf Abstand voneinander hält und/oder gegeneinander isoliert.Important Features are the transmitter head, that he is for a system for contactless energy transfer is provided, wherein the coil winding comprises a ribbon cable, which comprises at least two parallel lines, in particular keeps at a distance from each other and / or isolated from each other.
Von Vorteil ist dabei, dass eine Spulenwicklung mit vielen Teilwicklungen, welche in Reihe schaltbar sind, ohne großen Aufwand herstellbar ist. Denn es muss die Wicklung nur mit dem Flachbandkabel ausgeführt werden. Für die Herstellung der Teilwicklungen ist kein weiterer Aufwand notwendig.From The advantage here is that a coil winding with many partial windings, which are switchable in series, can be produced without great effort. Because The winding must only be carried out with the ribbon cable. For the Production of part windings is no further effort necessary.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Spulenwicklung aus zwei oder mehr Flachbandkabeln ausgeführt ist, wobei die von innen nach außen die Flachbandkabel in periodischer Reihenfolge angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr große Anzahl von Teilwicklungen mit geringem Aufwand herstellbar ist. Außerdem sind die benachbarten Leitungen eines Flachbandes axial zueinander benachbart. Jedoch sind die benachbarten Leitungen zweier Leitungen in verschiedenen Flachbandkabeln sind radial nebeneinander vorsehbar. Somit treten zwischen benachbarten Teilwicklungen nur kleine Spannungen auf.at an advantageous embodiment, the coil winding of two or more ribbon cables running is, with the inside out the ribbon cables in periodic Order are arranged. The advantage here is that a very large number Partial windings can be produced with little effort. Besides, they are the adjacent lines of a flat band axially adjacent to each other. However, the adjacent lines of two lines are different Ribbon cables are radially next to each other vorsehbar. Thus occur between adjacent partial windings only small voltages.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Leitungen Litzenleitungen sind, deren einzelne Litzendrähte gegeneinander isoliert. Von Vorteil ist dabei, dass der Skineffekt verringert ist.at According to an advantageous embodiment, the cables are stranded conductors are, their individual stranded wires isolated against each other. The advantage here is that the skin effect is reduced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jede Leitung als Teilwicklung der gesamten Spulenwicklung vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Leitungen in einem Flachbandkabel zusammengefasst sind und somit die Spulenwicklung, umfassend alle Teilwicklungen, schnell und einfach herstellbar ist.at In an advantageous embodiment, each line is a partial winding provided the entire coil winding. The advantage here is that the cables are combined in a ribbon cable and thus the coil winding, comprising all part windings, quickly and easily can be produced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist Übertragerkopf für eine Anlage zur berührungslosen Energieübertragung vorgesehen, wobei das Gehäuse des Übertragerkopfes eine Sekundärspule samt deren Spulenkern umgibt sowie Kondensatoren zur Bildung einer elektrisch mit der Spule verbundenen Kapazität.at An advantageous embodiment is a pick-up head for a system for contactless energy transfer provided, the housing of the transmitter head a secondary coil velvet whose coil core surrounds and capacitors to form a electrically connected to the coil capacity.
Von Vorteil ist dabei, dass der Übertragerkopf als Einheit montierbar ist und eine gemeinsame Entwärmung der Bauteile vorsehbar ist. Außerdem ist nur ein Gehäuse für alle Bauteile notwendig und diese sind kompakt anordenbar und isolierbar. Weiter wesentlicher Vorteil ist aber auch, dass die auftretenden großen Spannungen, insbesondere beim Reihenschwingkreis, oder großen Ströme, insbesondere beim Parallelschwingkreis, einfach beherrschbar sind und es vermieden wird lange elektrische Leitungen zwischen der Induktivität und der Kapazität zu verlegen, was aufwendig und kostspielig wäre sowie erhöhte Abstrahlungen und Verluste zur Folge hätte. Außerdem wird zum Verbraucher hin nur eine Anschlussleitung vorgesehen, die den Verbraucherstrom und die Verbraucherspannung übertragen muss. Höhere Ströme oder Spannungen, die nur innerhalb oder wegen des parallelen oder seriellen Schwingkreises auftreten, bleiben räumlich innerhalb des Übertragerkopfes. Somit sind die zugehörigen technischen Mittel, wie Stromschienen für Starkstrom und/oder Isoliermittel für hohe Spannungen, innerhalb des Übertragerkopfes, also auf räumlich eng begrenztem Bereich angeordnet. Somit sind die Mittel kompakt ausführbar.From The advantage here is that the transmitter head as a unit is mountable and a common cooling of the Components is providable. Besides that is only one case for all Components necessary and these are compact and can be arranged isolable. Another significant advantage is also that the occurring huge Voltages, in particular in the case of the series resonant circuit, or large currents, in particular in the case of Parallel resonant circuit, are easily manageable and avoided will be long electrical lines between the inductor and the capacity to relocate, which would be costly and expensive and increased emissions and losses would result. In addition, will to the consumer only a connecting line provided, the Load current and the consumer voltage must be transmitted. Higher currents or Voltages only within or because of the parallel or serial resonant circuit occur, stay spatially within the transmitter head. Thus, the associated technical Means, such as busbars for Heavy current and / or high voltage insulation, inside the transmitter head, So on spatial arranged in a narrow area. Thus, the funds are compact executable.
Außerdem ist das Gehäuse des Übertragerkopfes zur Isolierung und als Berührschutz mit verwendbar. Des Weiteren ist die Verdrahtung, also die elektrischen Verbindungen und Verbindungsstellen, mit Ausnahme der Anschlussleitung vorsehbar auf diesem räumlich eng begrenzten Gebiet.Besides that is the housing of the transmitter head for insulation and as protection against contact with usable. Furthermore, the wiring, so the electrical Connections and connection points, with the exception of the connecting cable foreseeable on this spatially narrow area.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind im Übertragerkopf zumindest eine Induktivität und Kapazität als Schwingkreis, insbesondere Parallel- oder Reihen-Schwingkreis, vorgesehen, wobei die Resonanzfrequenz der Mittelfrequenz des Primärstromes im Wesentlichen entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass die elektromagnetischen Abstrahlungen und der Aufwand für elektrische Verbindungen verringerbar ist.at an advantageous embodiment, at least one in the transmitter head inductance and capacity as a resonant circuit, in particular parallel or series resonant circuit, provided, wherein the resonant frequency of the center frequency of the primary current in Essentially corresponds. The advantage here is that the electromagnetic Radiations and the effort for electrical connections can be reduced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse aus Gehäuseteilen zusammengesetzt, insbesondere dicht, lösbar verbindbar und/oder in hoher Schutzart. Von Vorteil ist dabei, dass der Übertragerkopf auch in feuchter Umgebung oder nasser Umgebung oder sogar Wasser-Umgebung einsetzbar ist. Durch Vergussmasse innerhalb des Übertragekropfes lässt sich eine noch höhere Dichtigkeit und bessere mechanische Stabilität erreichen.at an advantageous embodiment, the housing is composed of housing parts, in particular tight, detachable connectable and / or in high degree of protection. The advantage here is that the transmitter head even in humid or wet environment or even water environment can be used. By potting compound within the transfer drop let yourself an even higher one To achieve tightness and better mechanical stability.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenkern aus Ferrit ausgeführt, insbesondere aus einer Vielzahl von Ferritteilen zusammengesetzt ist, insbesondere gleichen Ferritteilen. Von Vorteil ist dabei, dass verschiedene Spulenkerne aus stets denselben Teilen herstellbar sind. Es ist also eine ganze Baureihe von Spulenkernen oder entsprechend Übertragerköpfen herstellbar, wobei nur eine oder wenige Sorten von teilen bevorratet werden muss. Die somit hohe erreichbare Varianz innerhalb eines solchen Baukastens benötigt trotzdem nur ein geringes Lagervolumen und entsprechend geringen Aufwand und Kostenbedarf.at In an advantageous embodiment, the coil core is made of ferrite executed in particular composed of a plurality of ferrite parts is, in particular equal ferrite parts. It is advantageous that different coil cores from always the same parts produced are. So it is a whole series of coil cores or according to transmitter heads produced, only one or a few varieties of parts need to be stored. The thus high achievable variance within such a kit needed nevertheless only a small storage volume and correspondingly low Effort and cost requirements.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind eine, zwei oder mehr Sorten von Ferritteilen verwendet innerhalb des Gehäuses. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Varianz im Baukasten unter geringem Aufwand herstellbar ist.at an advantageous embodiment are one, two or more varieties of ferrite parts used within the housing. It is advantageous that a high variance in the kit can be produced with little effort is.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Übertragerkopf eine elektrische Verbindung zu einem Verbraucher, welcher aus dem Übertragerkopf mit Energie versorgbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass nur eine einzige Anschlussleitung nach außen zum Verbraucher hin notwendig ist. Somit sind die weiter notwendigen Verbindungsmittel und Verbindungen innerhalb des Übertragerkopfes vorsehbar und mit der Vergussmasse und/oder dem Gehäuse schützbar, isolierbar und mechanisch festlegbar.at In an advantageous embodiment, the transmitter head comprises an electrical Connection to a consumer, which from the transmitter head can be supplied with energy. The advantage here is that only one single connection line to the outside to the consumer necessary is. Thus, the further necessary connection means and connections within the transmitter head providable and protectable with the potting compound and / or the housing, isolable and mechanically fixable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Kondensatoren auf mindestens einer Leiterplatte angeordnet, deren Leiterbahnen elektrisch mit der Sekundärspule verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Verbindungen in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar sind.In an advantageous embodiment, capacitors are on at least one circuit board ordered, the interconnects are electrically connected to the secondary coil. The advantage here is that the compounds can be produced in a simple and cost-effective manner.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgeben die Spulenwicklung oder Spulenwicklungen den Spulenkern und an der äußeren Oberfläche der Spule sind Ferritplatten vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine Verminderung des Streufeldes und somit eine Verbesserung des Wirkungsgrades erreichbar ist.at an advantageous embodiment surround the coil winding or Coil windings the coil core and on the outer surface of the Coil are provided ferrite plates. The advantage here is that a reduction of the stray field and thus an improvement of the Efficiency is achievable.
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenkern U-förmig, C-förmig oder
E-förmig
ausgeführt,
insbesondere mit an ihrem Ende verbreiterten Schenkeln des U, E
oder C. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung bei verschieden
ausführbaren Spulenkernen
und somit auch bei verschiedenen Arten der Anordnung der Primärleiter,
wie sie beispielhaft in der
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen Leiterplatte und Spulenkern ein Isolierkörper vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine räumlich sehr kompakte Anordnung ausführbar ist.at an advantageous embodiment is between circuit board and Coil core provided an insulating body. The advantage here is that a spatially very compact arrangement executable is.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sekundärspule aus Teilwicklungen zusammengesetzt, welche jeweils mit einer zugehörigen Kapazität als Reihenschwingkreis ausgeführt sind, wobei die Resonanzfrequenz der Mittelfrequenz des Primärstromes im Wesentlichen entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass bei dem Reihen-Schwingkreis die auftretenden Spannungen reduzierbar sind im Vergleich zur Ausführung des Übertragerkopfes mit nur einer einzigen Induktivität und einer einzigen Kapazität. Bei analoger Ausführung mit Parallelschwingkreis, der aus parallel geschaltete Schwingkreise aus jeweiligen Teilwicklungen und zugehörigen, entsprechend abgestimmten Kapazitäten zusammengesetzt ist, lassen sich entsprechend Ströme reduzieren.at According to an advantageous embodiment, the secondary coil is composed of partial windings, which each with an associated Capacity as Series resonant circuit executed are, wherein the resonant frequency of the center frequency of the primary current essentially corresponds. The advantage here is that in the Series resonant circuit, the voltages occurring can be reduced in comparison to the execution of the transmitter head with only a single inductance and a single capacitance. At analog execution with parallel resonant circuit consisting of parallel resonant circuits from respective partial windings and associated, correspondingly coordinated capacities is composed, can be correspondingly reduce currents.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Übertragerkopf eine Reihenschaltung der Reihenschwingkreise, umfassend jeweilige Teilwicklung und jeweils zugehörige Kapazität. Von Vorteil ist dabei, dass die auftretenden Spannungen innerhalb des Übertragerkopfes reduzierbar sind und somit eine einfachere Isolierung ausführbar ist.at According to an advantageous embodiment, the transmitter head comprises a series circuit the series resonant circuits comprising respective partial winding and respectively associated Capacity. The advantage here is that the voltages occurring within the transmitter head are reducible and thus a simpler insulation is executable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Übertragerkopf eine Reihenschaltung der Reihenschwingkreisen, umfassend Teilwicklung und jeweils zugehörige Kapazität. Von Vorteil ist dabei, dass die im Übertragerkopf auftretenden Spannungen, insbesondere an den Wicklungsabgriffen, klein haltbar sind.at According to an advantageous embodiment, the transmitter head comprises a series circuit the series resonant circuits, comprising part winding and respective associated capacity. Advantageous is in the process of being in the transmitter head occurring voltages, in particular at the winding taps, are small durable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Spulenwicklung als Flachwicklung ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass der Übertragerkopf besonders kompakt ausführbar ist.at In an advantageous embodiment, the coil winding is a flat winding executed. The advantage here is that the transmitter head particularly compact executable is.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse als Metall, insbesondere Aluminium, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass Streufelder beziehungsweise Wirbelstromverluste gering haltbar sind. Außerdem wird die Wärmeaufspreizung verbessert, also die von der Spule erzeugte Wärme schneller auf dem Gehäuse verteilt und somit die Spitzentemperatur am Gehäuse verringert. Das Metall bewirkt des Weiteren eine Verbesserung der Abschirmung von aus dem Übertragerkopf austretenden magnetischen Streufeldern. Somit ist sogar eine Montage des Übertragerkopfes auf Stahl ermöglicht.at According to an advantageous embodiment, the housing is a metal, in particular Aluminum, executed. The advantage here is that stray fields or eddy current losses are low durable. Furthermore becomes the heat dissipation improves, so distributed the heat generated by the coil faster on the housing and thus reduces the peak temperature at the housing. The metal causes further improvement of the shield from the transmitter head leaking magnetic stray fields. Thus, even an assembly of the transmitter head on steel allows.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Inneren des Übertragerkopfes Vergussmasse vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass elektrische Isolierung, mechanische Haltekraft, Stabilität gegen Schwingungsneigung und die Wärmeableitung an die Umgebung verbesserbar ist.at An advantageous embodiment is in the interior of the transmitter head Potting compound provided. The advantage here is that electrical Insulation, mechanical holding force, stability against vibration tendency and the heat dissipation can be improved on the environment.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Spulenwicklung Litzen-Flachband, wobei die einzelnen Litzendrähte gegeneinander isoliert sind, insbesondere ein spiralförmig oder rechteck-spiralförmig aufgewickeltes Flachband. Von Vorteil ist dabei, dass HF-Litze kostengünstig erhältlich ist und die Auswirkungen des Skin-Effektes verringerbar sind. Somit sind auch bei Frequenzen des Wechselstromes zwischen 10 und 100 kHz hohe Wirkungsgrade erreichbar.at According to an advantageous embodiment, the coil winding comprises stranded flat strip, the individual stranded wires isolated from each other, in particular a spiral or rectangular spiral wound ribbon. The advantage here is that HF strand is available at low cost and the effects of the skin effect are reducible. Consequently are also at frequencies of alternating current between 10 and 100 kHz high efficiencies achievable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Teilwicklung eine zugeordnete Kapazität in Reihe nachgeschaltet, welcher wiederum eine andere Teilwicklung in Reihe nachgeschaltet ist, wobei die Teilwicklungen in räumlicher Nähe angeordnet sind, insbesondere benachbart. Von Vorteil ist dabei, dass räumlich benachbarte Teilwicklungen eine geringe Spannungsdifferenz zueinander aufweisen. Somit sind die Anforderungen an Isolierabstand zwischen diesen benachbarten Teilwicklungen gering.at an advantageous embodiment, each sub-winding is an associated capacity connected in series, which in turn another part winding is connected in series, the partial windings in spatial Arranged close to are, in particular adjacent. The advantage here is that spatially adjacent Partial windings have a small voltage difference to each other. Thus, the requirements for isolation distance between these adjacent ones Partial windings low.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Teilwicklung eine zugeordnete Kapazität in Reihe geschaltet, welcher wiederum eine andere Teilwicklung in Reihe nachgeschaltet ist, wobei die erste Teilwicklung einem ersten Flachbandkabel und die andere Teilwicklung einem anderen Flachbandkabel zugeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Flachbandkabel miteinander aufwickelbar sind zur Bildung der Spule. Außerdem hat jedes Flachbandkabel ein Ende und einen Anfang. Vorteil ist dabei, dass eine Vielzahl von Teilwicklungen schnell und einfach mit einer Vielzahl von Kapazitäten und diese wiederum mit einer Vielzahl weiterer Teilwicklungen verbindbar sind, indem ein Ende des ersten und ein Anfang des anderen Flachbandkabels auf eine Leiterplatte geführt und elektrisch verbunden wird. Somit ist eine umfangreiche Reihenschaltung einer Vielzahl von Induktivitäten und Kapazitäten schnell und einfach herstellbar.In an advantageous embodiment, each sub-winding an associated capacitance is connected in series, which in turn is followed by another sub-winding in series, wherein the first sub-winding is associated with a first ribbon cable and the other sub-winding another ribbon cable. The advantage here is that the two ribbon cables are wound together to form the coil. In addition, every flat band has cable an end and a beginning. The advantage here is that a plurality of partial windings can be connected quickly and easily with a large number of capacitances and these in turn can be connected to a multiplicity of further partial windings, by guiding one end of the first and one beginning of the other ribbon cable onto a printed circuit board and electrically connecting it. Thus, an extensive series connection of a variety of inductances and capacities can be produced quickly and easily.
Wichtige Merkmale bei der Anlage sind, dass ein vorbeschriebener Übertragerkopf entlang eines langgestreckten Primärleiters verfahrbar vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders kompakte Anlage vorsehbar ist, bei der aus einer Einspeisung ein Primärleitersystem speisbar ist, aus dem bewegbar angeordnete Verbraucher berührungslos über eine schwache induktive Kopplung, also auch großen Luftspalt, versorgbar ist.Important Features of the system are that a prescribed transformer head is provided movable along an elongated primary conductor. The advantage here is that a particularly compact system providable in which a primary conductor system can be fed from an infeed, from the movably arranged consumer contactlessly via a weak inductive Coupling, so big too Air gap, can be supplied.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Übertragerkopf entlang eines langgestreckten Primärleiters verfahrbar vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass Energie an einen bewegbar angeordneten Verbraucher übertragbar ist, also beispielsweise einen elektrischen Antrieb eines Fahrzeuges.at an advantageous embodiment, the transmitter head along a elongated primary conductor movably provided. The advantage here is that energy to one movably arranged consumer is transferable, so for example an electric drive of a vehicle.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Primärleiter in Richtung der Achse der Spulenwicklung einen Abstand zum Spulenkern auf, der kleiner ist als der Abstand zweier Schenkel des Spulenkerns zueinander. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad erzielbar ist, obwohl die Primärleiter in einer ersten Ebene angeordnet sind, beispielsweise im Boden verlegt sind, und der Übertragerkopf über dieser Ebene ungestört verfahrbar ist.at an advantageous embodiment, the primary conductor in the direction of the axis of the coil winding a distance from the bobbin on, which is smaller than the distance between two legs of the spool core to each other. The advantage here is that a high efficiency can be achieved is, though the primary conductor are arranged in a first plane, for example, laid in the ground are, and the transmitter head over this Plain undisturbed is movable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Schnitt des Spulenkerns derart E-förmig, dass ein Mittelschenkel und zwei äußere Schenkel an in einer Ebene angeordneten Rückenteilen vorgesehen ist, insbesondere wobei die Normalenrichtung der Schnittebene in Richtung der langgestreckten Primärleiter verläuft. Von Vorteil ist dabei, dass die Primärleiter jeweils im Bereich zwischen dem äußeren und mittleren Schenkel vorsehbar sind, wobei allerdings der Primärleiter einen Abstand von den Schenkeln aufweist und der Abstand zwischen Primärleiter und dem die Schenkel verbindenden Teil größer ist als jede Schenkellänge. Bei einem E-förmigen Spulenkern ist das Teil dabei das Rückenteil des E.at An advantageous embodiment is a section of the spool core so E-shaped, that one middle thigh and two outer thighs on in one plane arranged back parts is provided, in particular wherein the normal direction of the cutting plane extends in the direction of the elongated primary conductor. From The advantage here is that the primary conductor each in the area between the outer and Middle leg can be provided, although the primary conductor has a distance from the legs and the distance between Primary conductor and the part connecting the legs is larger than each leg length. at an E-shaped Spool core is the part of the back part of the E.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Advantages emerge from the subclaims.
- 11
- Gehäusecasing
- 55
- Leiterplattecircuit board
- 66
- Kondensatorencapacitors
- 77
- Dichtungpoetry
- 88th
- Gehäuseplattehousing plate
- 1010
- Anschlussleitungconnecting cable
- 1111
- Ferritplatteferrite
- 1212
- Ferritteilferrite
- 1313
- Ferritplatteferrite
- 1414
- Ferritteilferrite
- 1515
- Ferritplatteferrite
- 2020
- Wicklung aus Litzen-Flachbandwinding made of stranded ribbon
- 2121
- seitliche Ferritplatten lateral ferrite
- 2222
- Primärleitungprimary line
- 3131
- Primärleiterprimary conductor
- 3232
- Primärleiterprimary conductor
- 3333
- Primärleiterprimary conductor
- 3434
- Primärleiterprimary conductor
- 4040
- Deckelcover
- 4141
- Dosecan
- 5151
- Unterteillower part
- 5252
- Ausnehmung für Kabelbinderrecess for cable ties
- 5353
- Führungsteilguide part
- 5454
- Zungentongues
- 6060
- Bodenground
- 6161
- KunststoffprofilPlastic profile
- 6262
- Primärleiter, wie Hinleiter oder RückleiterPrimary conductor, like lead or return conductor
- 6363
- Deckelcover
- 6464
- Nutgroove
- 7070
- Hinleitergo conductor
- 7171
- Rückleiterreturn conductor
- 9090
- Primärleiterprimary conductor
- 9191
- Primärleiterprimary conductor
- 100100
- Primärleiterprimary conductor
- 101101
- Primärleiterprimary conductor
Die
Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der
In the
Dabei handelt es sich um einen sogenannten Übertragerkopf, der beispielhaft an einem Verbraucher anbringbar ist. Der Verbraucher ist längs einem Primärleiter bewegbar angeordnet, wobei von einer Einspeisung in den Primärleiter ein mittelfrequenter Wechselstrom eingeprägt wird. Die Einspeisung ist vorzugsweise als Stromquelle ausgeführt, Vorzugsweise liegt die Mittelfrequenz zwischen 10 und 100 kHz.there it is a so-called transmitter head, the example attachable to a consumer. The consumer is along a primary conductor movably arranged, wherein from a feed in the primary conductor a medium-frequency alternating current is impressed. The feed is preferred designed as a power source, Preferably, the center frequency is between 10 and 100 kHz.
Im Übertragerkopf ist die zugehörige Sekundärwicklung, welche induktiv an den Primärleiter koppelbar ist, vorgesehen. Die Kopplung ist schwach, also über einen großen Luftspalt, ausgeführt. Damit aber trotzdem ein hoher Wirkungsgrad beim berührungslosen Übertragen der elektrischen Leistung vom Primärleitersystem an die Sekundärspule erfolgen kann, ist der Sekundärspule eine Kapazität derart in Serie beschaltet, dass der zugehörige Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, die im Wesentlichen der Mittelfrequenz entspricht.In the transformer head, the associated secondary winding, which is inductively coupled to the primary conductor, is provided. The coupling is weak, so over a large air gap executed. But nevertheless high efficiency in the contactless transmission of electrical power From the primary conductor system to the secondary coil, the secondary coil is connected to a capacitor in series such that the associated resonant circuit has a resonant frequency which substantially corresponds to the center frequency.
Der Übertragerkopf
weist ein Gehäuse
Am
seitlichen Ende des Gehäuses
Die
gesamte Anordnung aus Ferritkernen, Ferritteilen und Wicklung ist
innerhalb des Gehäuses
Dabei sind entsprechend den Figuren mehrere Leiterplatte im Inneren vorgesehen. Insbesondere sind diese parallel zueinander angeordnet. Vorteilhaft hat es sich erwiesen, entlang Zweier Innenseiten jeweils zwei Leiterplatten anzuordnen, wobei die Kondensatoren voneinander abgewandt angeordnet sind.there are provided according to the figures, several circuit board inside. In particular, these are arranged parallel to each other. Advantageous It has been proven, along two inner sides each two printed circuit boards to arrange, the capacitors are arranged facing away from each other.
Mittels
der Dichtung
Am
Gehäuse
Der im Schnitt E-förmige Spulenkern ist aus einer Vielzahl kleiner Ferritplatten und Ferritteilen zusammengesetzt. Somit ist die Fertigung verschiedener geometrischer Dimensionen und Ausformungen einfach, kostengünstig und schnell möglich.Of the on average E-shaped Coil core is made of a variety of small ferrite plates and ferrite parts composed. Thus, the production of various geometric Dimensions and shapes simple, inexpensive and fast.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Kapazität parallel statt in Reihe zur Induktivität der Sekundärspule ausgeführt.at further embodiments of the invention is the capacity executed in parallel instead of in series to the inductance of the secondary coil.
Die Wicklung ist aus Hf-Litze hergestellt, also aus Litze, deren sich gegenseitig berührende Einzeldrähte gegeneinander elektrisch isoliert sind. Somit sind die Verluste verringert.The Winding is made of Hf strand, so from strand, whose mutually touching individual wires are electrically isolated from each other. Thus, the losses reduced.
Außerdem ist die Litze als Flachband ausgeführt. Somit eine hoher Wirkungsgrad auf kompaktem Raumbereich erreichbar.Besides that is the strand is designed as a flat band. Thus, a high efficiency in a compact space range achievable.
Die Wicklung ist als Flachwicklung, also als ebene konzentrische Wicklung ausgeführt. Dabei verläuft die Wicklung rechteck-spiralförmig. Das heißt, der Wicklungsdraht wird in ungefährer Rechteckform in einer Ebene gewickelt. Somit wird Bauraum eingespart.The Winding is a flat winding, so as a plane concentric winding executed. It goes the winding is rectangular-spiral. This means, the winding wire becomes approx Rectangular shape wrapped in a plane. Thus, space is saved.
Das Aluminiumgehäuse verringert die Verluste und verbessert somit den Wirkungsgrad der Anlage.The aluminum casing reduces the losses and thus improves the efficiency of the Investment.
Das
Primärleitersystem
umfasst zumindest einen langgestreckten Hinleiter und Rückleiter,
die zu einer geschlossenen Schleife des Primärleitersystems gehören. Beide
liegen außerhalb
des Übertragekropfes,
also insbesondere außerhalb
des E-förmigen
Spulenkerns. Die beiden Leiter sind dabei in Richtung der längeren Seite
des rechteckförmigen Übertragerkopfes
nach
In
Draufsicht gesehen, also in Blickrichtung gemäß
Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
ist Wicklung der Sekundärspule
aus Teilwicklungen zusammengesetzt, wobei jeder Teilwicklung eine
Kapazität
in Serie nachgeschaltet ist zur Reduzierung der auftretenden Spitzenspannung an
den Sekundärspulenanschlüssen, also
auch in der Anschlussleitung
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist eine der Kapazitäten oder die Kapazität durch Reihen- und/oder Parallelschaltung mehrerer Kondensatoren realisiert.at further embodiments of the invention is one of the capacities or the capacity by series and / or parallel connection of several capacitors realized.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt des im Wesentlichen E-förmigen Spulenkerns auch ein U-förmiger oder ein C-förmiger oder ein anders geformter Ferritkern verwendbar.at further embodiments of the invention is instead of the substantially E-shaped spool core also a U-shaped or a C-shaped one or a differently shaped ferrite core usable.
Wie
in
In
der
Der
Wagen mit seinem Übertragerkopf
mit Gehäuse
In
In
In
Die
Kabelführung
ist der
Analog
führen
die Primärleiter
Von
oben gesehen, wie
Somit wird während der Drehung der schneller drehenden Hälfte des Übertragerkopfes ein doppelter Primär-Strom zur Verfügung gestellt. Denn der als Primärstrom wirksame Strom scheint in beiden Schleifen zu fließen, nämlich der Kreisstromschleife und der Rechteckschleife. Selbst wenn also der langsam drehenden Hälfte des Übertragekropfes weniger Strom zugeordnet und effektiv wirksam ist, wird dennoch im Wesentlichen die Energieübertragung ohne wesentliche Änderung der Wirkungsgrade fortsetzbar.Consequently is during the rotation of the faster rotating half of the transmitter head a double Primary current to disposal posed. Because of the primary stream effective current seems to flow in both loops, namely the Circular loop and the square loop. Even if so slowly turning half of the transfer drop less power is allocated and effectively effective, nevertheless essentially the energy transfer without significant change the efficiencies continue.
Zur
Herstellung wird im Boden der Anlage eine erste Nut und eine dazu
senkrecht verlaufende Nut vorgesehen. An der so entstandenen Kreuzung wird
eine Dose
In
der
Vorzugsweise
sind die Führungsteile
Ein
weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
ist in der
In
der Kreuzung ist eine erste Sackloch-Bohrung mit großem Durchmesser
vorgesehen und eine weitere im Wesentlichen konzentrische Sackloch-Bohrung
mit kleinerem Durchmesser. Das unterteil ist somit einführbar in
diese Bohrung und liegt mit Laschen
Statt
der Auskoppelung eines Leitungspaars zur Streckenkompensation nach
Wie
in
Wie
in
Wie
in
Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
wird der Rückleiter
Wie
in
Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
gemäß
Die
Erfindung umfasst also auch eine Anlage, die mit einem System von
Sacklochbohrungen ausgeführt
ist, welche in jeweiliger Variante nach den
Die jeweils gleiche Sacklochbohrung und das jeweils gleiche Unterteil sind also in verschiedener Verwendung vorsehbar. Dabei ist die jeweilige Verwendung gekennzeichnet durch die Anzahl, Art und Richtung der in die Sacklochbohrung Primärleiter hinein führenden Nuten und durch die Verlegungsart der Primärleiter innerhalb der jeweiligen Sacklochbohrung, also Verbindungsstelle.The each same blind hole and the same bottom part are therefore predictable in various uses. Here is the particular use characterized by the number, type and direction of the blind hole primary conductor leading into it Grooves and by the method of laying the primary conductor within the respective blind hole, So connection point.
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