Einrichtung zur drahtlosen elektrischen Übertragung physikalischer Zustandsgrössen von rotierenden Rädern zu nicht rotierenden Empfangsstellen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur drahtlo sen elektrischen Übertragung physikalischer Zustands- grössen von rotierenden Rädern zu nicht rotierenden Empfangsstellen mit einem Hochfrequenzsender und einem Hochfrequenzempfänger sowie einer Anzeige vorrichtung.
Die Übertragung von physikalischen Zustandsgrös- sen an rotierenden Rädern oder ähnlichen Gebilden zu ortsfesten Empfangsstellen geschieht im allgemeinen durch galvanische Abnahme von Strom oder Spannung an Schleifringen oder kollektorartigen Vorrichtungen.
Diese Vorrichtungen haben wegen ihrer mecha nisch bewirkten Kontakte mechanische und elektrische Nachteile und sind auf die Dauer kaum auf einfache Weise störungsfrei zu gestalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf rotierenden Rädern von physikalischen Zustandsgrös sen abgeleitete elektrische Signale durch Induktion auf drahtlosem Wege zu mit dem Radlager starr verbunde nen festen Punkten zu übertragen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass an einem drehbaren Rad ein durch einen Schaltkontakt schliessbarer Schwingungskreis vorgesehen ist, um eine mit dem Lager des Rades starr verbundene Spule des Hochfrequenzsenders und eine ebenfalls mit dem Rad lager starr verbundene Spule des Hochfrequenzemp- fängers derart miteinander zu koppeln, dass die Emp fangsspule ein vom Hochfrequenzsender erzeugtes Signal empfängt,
das nach Gleichrichtung und Verstär kung von der Anzeigevorrichtung angezeigt wird oder eine Steuereinrichtung betätigt, wobei Sende-, Emp fangs- und Radschwingungskreis auf eine Sendefre quenz abgestimmt sind und der durch Schliessen oder Öffnen des Schaltkontakts gesteuerte Schwingungskreis seine Koppeleigenschaft weitgehend verliert, wenn der Schaltkontakt in geöffnetem Zustand ist.
Zur Kontrolle der Betriebsbereitschaft des Systems bei sich ausser Resonanz befindlichen rotierenden Radschwingungskreis werden die schwachen Impulse, die von der Hochfrequenzsenderspule auf die Empfän- gerspule gekoppelt werden, vorzugsweise durch einen empfindlichen Indikator gesondert wahrnehmbar ge macht.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird im fol genden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 das Arbeitsprinzip als Blockschaltbild und Fig. 2 die schematische Anordnung des rotierenden Koppelkreises auf dem Rad.
Ein Hochfrequenzgenerator 10 ist über die Leitung 11 an die Senderspule 12 angeschlossen, die mit der Kapazität 13 auf die Sendefrequenz abgestimmt ist. Die Empfängerspule 32, die durch den Kondensator 33 auf die Frequenz des Senders 10 abgestimmt ist, ist über die Leitung 34 an den Gleichrichter 40 ange schlossen, der über den Verstärker 41 die Anzeige oder Steuervorrichtung 42 betätigt, sobald ein Signal empfangen wird. Die Kopplung zwischen Senderspule 12 und Empfängerspule 32 geschieht durch die auf dem rotierenden Element befindliche aus zwei Teilen bestehende Spule 21 und 22, die bei Einschalten des Schalters 24 mit dem Kondensator 23 zur Resonanz mit der Sendefrequenz gebracht werden kann.
Im Falle der Resonanz wirkt der Radschwingungskreis als Kop pelelement zwischen der Senderspule 12 und der Emp- fängerspule 32. Der Schalter 24 wird automatisch betä tigt, sobald die Änderung eines zu kontrollierenden Zustandes des Rades eine vorher bestimmte Grenze übersteigt.
Zur Rückmeldung, ob das System bei geöff netem Schalter 24 funktionsbereit ist und bei Schlies- sen des Schalters 24 den gewünschten Vorgang in der Vorrichtung 42 auszulösen imstande ist, wird durch den den Schalter 24 überbrückenden Kondensator 25 der Radschwingungskreis in bezug auf die Senderfre- quenz soweit verstimmt, dass die Anzeigevorrichtung 42 zwar nicht anspricht, aber dass trotzdem schwache Signale auf den Gleichrichter 40 treffen.
Diese werden durch den im Vergleich mit dem Verstärker 41 emp findlicheren Verstärker 43 verstärkt und der Anzeige vorrichtung 44 zugeführt, die ein Signal auslöst, sobald überhaupt keine Hochfrequenzsignale empfangen wer den. Diese Anzeige deutet dann darauf hin, dass ent weder das Rad in Ruhe ist oder aber das System vom Sender 10 über die Senderspule 12, die Koppelspulen 21, 22, die Empfangsspule 32 bis zum Gleichrichter 40 nicht betriebsbereit ist.
Das Verfahren kann selbstver ständlich in der Wirkungsweise insofern umgekehrt werden, als die Anzeigevorrichtung 42 nur dann an spricht, wenn der Schalter 24 geöffnet wird. In diesem Falle erübrigt sich u. U. die Kontrollübertragung schwacher Impulse und deren Anzeige, da die Be triebsbereitschaft unmittelbar in der Anzeigevorrich tung 42 angezeigt werden kann.
Die Einrichtung lässt sich vorzugsweise überall dort anwenden, wo in einem rotierenden System bei Erreichen eines kritischen Grenzwertes automatisch ein Schalter betätigt werden kann, wenn ein Alarm- oder Steuersignal für diesen Fall erzeugt werden soll. Es kann z. B. dazu dienen, bei Unterschreiten eines be stimmten Reifendruckes von Automobil- oder Flug zeugreifen einen Alarm auszulösen. Es kann ferner benutzt werden, um Steuervorgänge zu bewirken, wenn z. B. bei Über- oder Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl die Grösse einer Antriebskraft durch die Be tätigung des Kontaktes verändert werden soll.
Device for wireless electrical transmission of physical state variables from rotating wheels to non-rotating receiving points The invention relates to a device for wireless electrical transmission of physical state variables from rotating wheels to non-rotating receiving points with a high-frequency transmitter and a high-frequency receiver and a display device.
The transmission of physical state variables on rotating wheels or similar structures to stationary receiving points is generally done by galvanic removal of current or voltage on slip rings or collector-like devices.
These devices have mechanical and electrical disadvantages because of their mechanically effected contacts and can hardly be made trouble-free in the long term in a simple manner.
The invention is based on the object of wirelessly transmitting electrical signals derived from physical state variables on rotating wheels by induction to fixed points rigidly connected to the wheel bearing.
According to the invention, this is achieved in that an oscillating circuit that can be closed by a switching contact is provided on a rotatable wheel in order to couple a coil of the high-frequency transmitter that is rigidly connected to the bearing of the wheel and a coil of the high-frequency receiver that is also rigidly connected to the wheel bearing that the receiving coil receives a signal generated by the high-frequency transmitter,
which is displayed after rectification and amplification of the display device or actuates a control device, with the transmission, reception and wheel oscillation circuit being matched to a transmission frequency and the oscillation circuit controlled by closing or opening the switch contact largely loses its coupling property when the switch contact is in is open.
To check the operational readiness of the system when the rotating wheel oscillation circuit is out of resonance, the weak pulses that are coupled from the high-frequency transmitter coil to the receiver coil are preferably made separately perceptible by a sensitive indicator.
Based on the accompanying drawings, an embodiment of the invention is described in more detail in the fol lowing. 1 shows the operating principle as a block diagram and FIG. 2 shows the schematic arrangement of the rotating coupling circuit on the wheel.
A high-frequency generator 10 is connected via the line 11 to the transmitter coil 12, which is matched with the capacitance 13 to the transmission frequency. The receiver coil 32, which is matched by the capacitor 33 to the frequency of the transmitter 10, is connected via the line 34 to the rectifier 40, which operates the display or control device 42 via the amplifier 41 as soon as a signal is received. The coupling between the transmitter coil 12 and the receiver coil 32 is done by the two-part coil 21 and 22 located on the rotating element, which can be made to resonate with the transmission frequency when the switch 24 is switched on with the capacitor 23.
In the case of resonance, the wheel oscillation circuit acts as a coupling element between the transmitter coil 12 and the receiver coil 32. The switch 24 is automatically actuated as soon as the change in a state of the wheel to be controlled exceeds a predetermined limit.
For feedback as to whether the system is operational when the switch 24 is open and is able to initiate the desired process in the device 42 when the switch 24 is closed, the capacitor 25 bridging the switch 24 is used to set the wheel oscillation circuit in relation to the transmitter frequency So far out of tune that the display device 42 does not respond, but that weak signals still hit the rectifier 40.
These are amplified by the amplifier 43, which is more sensitive than the amplifier 41, and fed to the display device 44, which triggers a signal as soon as no high-frequency signals are received at all. This display then indicates that either the wheel is at rest or the system from the transmitter 10 via the transmitter coil 12, the coupling coils 21, 22, the receiver coil 32 to the rectifier 40 is not ready for operation.
The method can of course be reversed in the mode of operation insofar as the display device 42 only speaks when the switch 24 is opened. In this case, u. U. the control transmission of weak pulses and their display, since the readiness for operation can be displayed directly in the device 42 display device.
The device can preferably be used anywhere in a rotating system where a switch can be automatically operated when a critical limit value is reached, if an alarm or control signal is to be generated for this case. It can e.g. B. serve to trigger an alarm when falling below a certain tire pressure of automobile or aircraft tires. It can also be used to effect control operations when e.g. B. when exceeding or falling below a certain speed, the magnitude of a driving force is to be changed by actuating the contact.