DE102011118564A1

DE102011118564A1 - Kontaktlose Stromversorgung und Signalübertragung durch Verkleidungselement für Gebäudeteile

Info

Publication number: DE102011118564A1
Application number: DE102011118564A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schimanski
Original assignee: GROSSENBACHER SYSTEM AG
Current assignee: GROSSENBACHER SYSTEM AG
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-05-16
Also published as: US20140300205A1; EP2780999A1; CA2854597A1; EA201400440A1; WO2013072045A1

Abstract

Flächenförmiges Verkleidungselement (4) für Oberflächen flächiger Gebäudeteile, welches mit einer Übertragungsvorrichtung (1) für elektrische Energie und/oder elektrische Signale ausgestattet ist, die ein Zufuhrmodul (5) für elektrische Energie und/oder elektrische Signale und ein Stromableitungsmodul (6) für elektrischen Strom und/oder elektrische Signale umfasst, die derart lösbar miteinander verbindbar sind, dass die elektrische Energie und/oder die elektrischen Signale übertragen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass in der eingangs genannten Übertragungsvorrichtung (4) das Zufuhrmodul (5) durchbruchfrei hinter dem Verkleidungselement (4) angeordnet ist, während das Ableitungsmodul (6) durchbruchfrei vor dem Verkleidungselement (4) angeordnet ist, und beide Modulen (5, 6) Elemente zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und/oder elektrische Signale vom Zufuhrmodul (5) zum Ableitungsmodul (6) und/oder im Falle elektrischer Signale in umgekehrter Richtung sowie Einrichtungen zum durchbruchfreien und lösbaren Befestigen des Ableitungsmoduls (6) beinhalten. Korrelierende Verwendungen und Verfahren sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

Description

Die Anmeldung betrifft ein (ggf. mindestens teilweise transparentes) flächenförmiges Verkleidungselement (Abdeckelement) für Oberflächen flächiger Gebäudeteile, welches mit einer Übertragungsvorrichtung für elektrische Energie und/oder elektrische Signale (zur Datenüberragung) ausgestattet ist, die ein Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale und ein Ableitungsmodul für Strom und/oder elektrische Signale umfasst (insbesondere daraus besteht), die derart lösbar miteinander verbindbar sind, dass die elektrische Energie und/oder die elektrischen Signale übertragen werden können, sowie einen mit ein oder mehreren derartigen Verkleidungselementen ausgestatteten Gebäudeinnenraum und/oder ein Gebäude mit mindestens einer damit ausgestatteten Außenfläche. Auch unten näher erläuterte Verwendungen und Verfahren sind Verkörperungen der vorliegenden Erfindung.
In Operationssälen geht eine neuere Technologie dahin, deren Wände innenseitig mit Glaswänden zu versehen, um möglichst fugenlose und glatte, somit gut sauber zu haltende Oberflächen zu erhalten, die das Verwirklichen hoher Hygienestandards ermöglichen. Dies ist insbesondere angesichts zunehmender Risiken beispielsweise durch gegen viele Antibiotika resistense Erreger (wie MRSA = Multidrug Resistant Staphylococcus Aureus) im chirurgischen Bereich geboten. Die entsprechend ausgestatteten Operationssäle werden auch als „blauer OP” bezeichnet, da eine entsprechende Tönung und/oder (z. B. LED-)Beleuchtung möglich ist bzw. vorherrscht.
Es ist jedoch auch notwendig, eine Stromversorgung von Geräten im Operationssaal selbst, wie z. B. OP-Feld-Kameras, C-Bögen, Ultraschallgeräte, Beleuchtungsvorrichtungen, Ultraschallgeräte, endoskopische Schaltelemente, Aufzeichnungsgeräte zur Protokollierung einer Operation, Beatmungsvorrichtungen, Vorrichtungen für die Anästhesie, Monitoring-Vorrichtungen, Herz-Lungenmaschinen, elektrisch betriebenen chirurgischen Vorrichtungen, Videokonferenzsysteme und dergleichen mehr, sicherzustellen. Hierfür werden übliche Anschlüsse, wie Steckdosen zur Stromübertragung und geeignete Anschlüsse zur Signalübertragung (einschließlich Datenübertragung), wie Ethernet, verwendet. Diese müssen jedoch innerhalb der Wände in Durchbrüchen durch die Glaswände eingebracht werden, so dass neue Fugen und mögliche Nischen entstehen, die versteckte Keime und Schmutz speichern können. Auch im häuslichen Bereich sind Verkleidungen von Wänden mit Glas aus designtechnischen oder anderen Gründen eine neben den hygienischen Aspekten auch architektonisch reizvolle Variante, die neben Beleuchtungseffekten (z. B. durch LEDs) auch das Unterbringen von Bildschirmen oder dergleichen hinter dem Glas ermöglichen. Auch hier wäre es wünschenswert, die Stromversorgung von elektrischen Geräten und Vorrichtungen im Rauminneren über Stromanschlüsse zu ermöglichen, ohne dabei wegen Durchbrüchen die Zahl der Fugen (beispielsweise auch die Hygiene beeinträchtigende, z. B. das Ablagern von Staub gestattende) zu erhöhen.
An Außenwänden und -flächen besteht darüber hinaus die Schwierigkeit, Strom oder elektrische Signale über Steckdosen oder Buchsen oder dergleichen zugänglich zu machen, die gegen Feuchtigkeit, wie Niederschläge oder Nebel, hinreichend gesichert sind, um gegen Korrosion und Kurzschlüsse gesichert sind. Auch in feuchten Innenräumen bestehen entsprechende Schwierigkeiten.
Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe, eine Stromversorgung von Geräten und/oder zur Signalübertragung bei (z. B. mit Glas) an der Oberfläche verkleideten Gebäudeflächen zu ermöglichen, dabei aber die Zahl von Fugen möglichst gering zu halten und die anderen genannten Nachteile und Schwierigkeiten zu überwinden.
Diese Aufgabe wird im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung gelöst, indem in der eingangs genannten Übertragungsvorrichtung das Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale durchbruchfrei (jeweils aus der Sicht eines vor einer Wand stehenden Betrachters) hinter dem flächenförmigen Verkleidungselement (substratseitig) angeordnet ist, während das Ableitungsmodul durchbruchfrei vor dem Verkleidungsmodul auf der Betrachterseite (aufsichtsseitig) angeordnet ist, und beide Modulen Elemente zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale vom Zufuhrmodul zum Ableitungsmodul sowie Einrichtungen zum durchbruchfreien und lösbaren Befestigen des Ableitungsmoduls (insbesondere auf Höhe des Zufuhrmoduls) beinhalten.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung eines Zufuhrmoduls für elektrische Energie und/oder elektrische Signale, das durchbruchfrei hinter (substratseitig) einem besagten flächenförmigen Verkleidungselement für Oberflächen flächiger Gebäudeteile im Gebäudeinnenraum und/oder auf einer Gebäudeaußenfläche angeordnet ist, und eines Ableitungsmoduls für Strom und/oder elektrische Signale, das auf der dem Zufuhrmodul für elektrische Energie entgegengesetzten Seite des Verkleidungselements (aufsichtsseitig) durchbruchfrei und lösbar angeordnet ist, zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale vom Zufuhrmodul für elektrische Energie zum Ableitungsmodul und/oder (vor alter im Falle elektrischer Signale) umgekehrt (vom Ab- zum Zuleitungsmodul). Die übertragene elektrische Energie kann dann vom StromAbleitungsmodul aus als elektrischer Strom einem Stromverbraucher zugeleitet und/oder als Signale zur Datenübertragung zu einer signalverarbeitenden und/oder signalaussendenden Vorrichtung weitergeleitet werden, oder elektrische Signale können umgekehrt von einer solchen Vorrichtung über das Ableitungsmodul an das Zufuhrmodul weitergeleitet und dann an andere signalverarbeitende und/oder signalaussendende Vorrichtungen weitergeleitet werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale durch ein flächenförmiges Verkleidungselement für Oberflächen flächiger Gebäudeteile, bei dem Strom und/oder elektrische Signale in einem Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale, das hinter (substratseitig) dem besagten Verkleidungselement durchbruchfrei angeordnet ist, in ein magnetisches Wechselfeld umgewandelt wird bzw. werden, welches von einem Ableitungsmodul für elektrischen Strom und/oder elektrische Signale, das auf der dem Zufuhrmodul entgegengesetzten Seite des besagten Verkleidungselements (aufsichtsseitig) durchbruchfrei und lösbar angeordnet ist, mindestens teilweise empfangen und in eine Spannung, die in einem weiteren Verfahrensschritt (Schließung eines Stromkreises) einen Strom hervorrufen kann, der einem Stromverbraucher zugeleitet werden kann bzw. in Anwendung wird, und/oder in elektrische Signale, die an eine signalverarbeitende und/oder signalaussendende Vorrichtung weitergeleitet werden können bzw. in Anwendung werden, umgewandelt wird, und/oder vom besagten Ableitungsmodul umgekehrt elektrische Signale (beispielweise aus ein oder mehreren signalaussendenden Vorrichtungen) in ein magnetisches Wechselfeld umgewandelt und zum Zufuhrmodul übertragen und dort empfangen und in elektrische Signale gewandelt und an signalverarbeitende und/oder signalaussendende Vorrichtungen weitergeleitet werden können bzw. in Anwendung werden.
Spezielle Ausführungsformen der Erfindung betreffen ein Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale, wie vor- und nachstehend definiert, und/oder ein Ableitungsmodul für Strom und/oder elektrische Signale, wie vor- und nachstehend definiert.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verkleidungselement gemäß der vorliegenden Erfindung, welches zusätzlich mit einem Erkennungssystem für die Gegenwart und/oder Charakterisierung eines Objekts oder eines Stoffes (insbesondere einem Touchscreen) ausgestattet ist, sowie entsprechende Verfahren und Verwendungen wie oben und unten beschrieben. Ein derartiges Verkleidungs(dort Abdeck)-element ist in der DE 10 2011 116 000 beschrieben, die hier diesbezüglich durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Auch bei Außenwänden oder in feuchten Innenräumen sind die vorliegenden Erfindungsgegenstände vorteilhaft, ermöglichen Sie doch das Vorhandensein feuchtigkeitsunempfindlicher und nicht kurzschlussempfindlicher Zufuhrmodule hinter einem erfindungsgemäßen Verkleidungselement, während das Ableitungsmodul nur im Falle der Benutzung aufgebracht werden kann.
Die nachfolgenden Definitionen dienen als mögliche speziellere Beschreibung allgemeinerer Begriffe und Merkmale, die in den vor- und nachstehend genannten und den beanspruchten Ausführungsformen der Erfindung genannt sind, wobei allgemeinere Begriffe und Merkmale in den jeweils dargestellten Begriffs- und Merkmalsgruppen für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung einzeln, zu zwei oder mehreren oder alle durch die spezielleren Begriffe ersetzt werden können, was zu spezielleren Ausführungsformen der Erfindung führt, die in einer bevorzugten Auslegung der vorliegenden Offenbarung besonders bevorzugt sind.
Ein (ggf. mindestens teilweise transparentes) flächenförmiges Verkleidungselement (auch als Abdeckelement bezeichenbar oder vor- und nachstehend kurz als Verkleidungselement bezeichnet) für Oberflächen flächiger Gebäudeteile ist vorzugsweise wie folgt definiert: Das Verkleidungselement kann in einer Ausführungsform der Erfindung blickdicht sein, oder es kann mindestens teilweise transparent sein. Mindestens teilweise transparent bedeutet, dass das Verkleidungselement mindestens teilweise für elektromagnetische Wellen insbesondere im mit dem menschlichen Auge sichtbaren Bereich durchlässig ist, so dass Bilder auf der Rückseite oder dahinter wahrgenommen werden können, und/oder dass mindestens ein Teil der Fläche des Verkleidungselements transparent ist. Die Transparenz kann auch durch beispielweise elektrisch schaltbare (aktivierbare und deaktivierbare) Lichtdurchlässigkeit unterbrechbar sein („intelligentes Glas”), so dass beispielsweise dahinter liegende Bilder oder Energiezufuhrmodule erst beim Berühren sichtbar werden. So lassen sich verschiedene Designeffekte auf der genannten technischen Basis erzielen. „Teilweise” bedeutet dabei, dass ein oder mehrere Bereiche des Verkleidungselements auch (dauerhaft) undurchlässig (nicht transparent) sein können, während andere Bereiche, z. B. solche, hinter denen Bildschirme, Touchscreens, interessante Wand-, Boden- oder Deckensubstrate oder Beleuchtungselemente, oder Kombinationen von zwei oder mehr davon, liegen können, mindestens temporär transparent sind. Doch kann auch das gesamte Verkleidungselement transparent ausgeführt sein.
Ein entsprechendes Verkleidungselement kann aus einem diamagnetischen (beispielsweise magnetische Suszeptibilität kleiner 0 (null)) und elektrisch isolierenden (elektrische Leitfähigkeit beispielssweise kleiner als 5 × 10^–10 S·cm^–1) beschichteten (beispielsweise mit einem oberflächenhartenden, entspiegelnden, elektrochromen, farbigen (z. B. durch Bedruckung) oder anderen in Frage kommenden Material oder Beschichtungssystem oder beispielsweise LEDs oder OLED-Material oder dergleichen beschichtet, was ermöglicht, das Erscheinungsbild des Abdeckelements nach Wunsch zu variieren), oder aus einem nicht beschichteten (vorzugsweise mindestens teilweise transparenten) Material, wie Kunststoff, z. B. Acryl („Plexiglas”) oder insbesondere Glas (z. B. Natron-Kalkglas oder Aluminiumsilikatglas), bestehen.
Die Dicke kann dabei im Bereich von 0,1 bis 100 mm liegen, vorzugsweise in einem Bereich, der eine möglichst verlustarme Übertragung der elektrischen Energie nach dem Induktionsprinzip ermöglicht, beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 20 mm, beispielsweise im Falle dahinter liegender berührungssensibler Bildschirme etwa nach dem „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzip (Projektiv-Kapazitiv-Berührungsbildschirm-Prinzip) sollte sie dabei, insbesondere wegen der Nutzung des „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzips im Bereich von 0,1 bis 30 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 20, z. B. von 0,2 bis 10 oder 2 bis 18 mm liegen. Beispielsweise kann sie bei 2 bis 8 mm liegen.
Erfindungsgemäß ausgestattete oder verwendete Verkleidungselemente können beispielsweise Flächen von 2 bis 500 Quadratmetern (m²) haben, wie von 3 bis 50 m², ohne dass dies eine Einschränkung bedeuten soll.
Erfindungsgemäß ist ein solches Verkleidungselement, das erforderlichenfalls in mehrere Verkleidungselementmodule, die möglichst fugenarm, vorzugsweise nur mit sehr glatten und schmalen Fugen von weniger als 2 mm Breite („fugenlos), gegebenenfalls mit Spachtelmaterialien (vorzugsweise oberflächenbündig) geschlossenen miteinander verbunden sind/werden, aufgeteilt sein kann, beispielsweise, wenn sich die einzelnen Verkleidungselementmodule nur bis zu einer maximalen Größe herstellen lassen, aber bevorzugt ohne Unterbrechungen an einem Stück ausgeführt ist, vor oder an dem Substrat einer Fläche in einem Gebäudeinnenraum, insbesondere einer Wand, einer Decke oder einem Boden eines Gebäudes (Gebäudeinnenraum), oder vor oder an dem Substrat mindestens einer Oberfläche auf einer Gebäudeaußenseite (z. B. Außenwand oder Dachaußenseite) oder von zwei oder mehr dieser Bereiche, im Wesentlichen über die ganze aufsichtsseitige Substratoberfläche angebracht (im Einbauzustand, der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung). Dies bedeutet, dass es in direktem Kontakt mit dem Wand-, Decken-, Boden oder Dachsubstrat(-Material) steht, z. B. einem (insbesondere Decken-, Boden-, Dach- oder insbesondere Wand-)Material ausgewählt aus Beton, Mauerwerk, z. B. aus Formsteinen, Steinen, miteinander vermörtelten Steinen oder Formsteinen, Stein-(wie Granit- oder Marmor-)platten, Ziegelstein, Ziegeln, Holz, einem Verbundmaterial, oder ferner Kunststoff, oder dergleichen, jeweils mit oder ohne Dämm- und/oder Verputzmaterial, (beispielsweise durch Anlegen oder mindestens teilweisen Stoffschluss, z. B. durch Verkleben); oder zu diesem in einem gewissen Abstand stehen kann, beispielsweise auf der vom Beobachter ab- und dem Substrat zugewandten Seite in einem Abstand von einigen Millimetern bis Zentimetern, z. B. von 1 bis 50 mm oder bis 500 mm, womit zum Beispiel Unebenheiten des Substratmaterials ausgeglichen werden können oder ein z. B. isolierender Zwischenraum oder Raum für das oder die Energiezufuhrmodulen geschaffen werden kann. Dazu kann es mit Abstandshaltern im geeigneten Abstand gehalten werden und beispielsweise trennbar (z. B. mit Schrauben) oder (mindestens im Wesentlichen, d. h. unter normalen Nutzungs-bedingungen, insbesondere ohne irreversible Schäden beim Trennen) untrennbar (z. B. stoffschlüssig (wie verklebt, verlötet oder verschweißt) oder formschlüssig (z. B. über Hinterschneidungen) verbunden sein.
„Substratseitig” bedeutet eine Lage auf der dem jeweiligen (Wand-, Boden-, Decken- und/oder Dach-)Substrat zugewandten Seite (z. B. Oberfläche) des Verkleidungselements.
„Aufsichtsseitig” bedeutet eine Lage auf der dem jeweiligen flächigen Gebäudeteil abgewandten (dem (Wand-, Boden-, Decken- und/oder Dach-)Substrat abgewandten) Seite (z. B. Oberfläche) des Verkleidungselements, also der einem imaginären davorstehenden Beobachter zugewandten Seite.
Unter einem „flächigen Gebäudeteil” ist insbesondere eine Wand (innen oder außen), ein Boden, eine Decke oder ein Dach eines Gebäudes zu verstehen.
Eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung für elektrische Energie und/oder elektische Signale ermöglicht die Übertragung der elektrischen Energie vom Zufuhrmodul für elektrische Energie zum Ableitungsmodul und oder die Übertragung elektrischer Signale vom Zufuhrmodul zum Ableitungsmodul oder in umgekehrter Richtung mit Hilfe eines magnetischen Wechselfelds (nach dem Induktionsprinzip, das heißt, induktiv), wenn diese beiden Modultypen in hinreichend geringem Abstand zueinander liegen.
Unter elektrischen Signalen sind insbesondere Signals zur Übertragung von Informationen, z. B. zum Ansteuern von Vorrichtungen und/oder zur Datenübertragung beispielsweise zwischen Messvorrichtungen, Computer, Eingabevorrichtungen oder dergleichen für Datenverarbeitungsvorrichtungen, zu verstehen. Beispiele für Signals können Messsignale, Signale zur Tonübertragung (auch für Telefonie oder dergleichen), Steuersignale (beispielsweise zum Ein- und Ausschalten von Vorrichtungen), Signale zur Datenübertragung oder dergleichen sein.
Es ist dabei möglich, durchbruchfrei elektrische Energie und/oder elektrische Signale vom Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale durch das Verkleidungselement zum Ableitungsmodul und/oder elektrische Signale in umgekehrter Richtung zu übertragen, das heißt, ohne, dass das mit diesen beiden Modulen an gegenüberliegenden Seiten beaufschlagte Verkleidungselement (wie sonst z. B. bei normalen Steckdosen oder Anschlussbuchsen erforderlich) einen Durchbruch (beispielsweise zur direkten Herstellung eines elektrischen Kontaktes zwischen Zufuhrmodul und Ableitungsmodul) aufweist. Damit können Fugen wie beispielsweise für ansonsten übliche Steckdosen oder Buchsen vermieden werden. Vorzugsweise können die einander gegenüberliegenden Oberflächen des Verkleidungselements im Bereich des Stromableitungsmoduls vollkommen unbeeinträchtigt ausgeführt sein (insbesondere vollkommen in einer Ebene mit der umliegenden Oberfläche des Verkleidungselements) und somit besonders gut von der Außen- oder Raumseite her reinzuhalten sein.
Das Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale ist dabei im montierten (für die Energie- und/oder Signalübertragung zum Ableitungsmodul nutzbaren) Zustand substratseitig (beispielsweise in Aussparungen, oder auf der Substratoberfläche) angeordnet und vorzugsweise (um Energieverluste bei der induktiven Übertragung zu minimieren) in enger Berührung (vorzugweise bündig) mit der entsprechenden Oberfläche des Verkleidungselements angebracht, beispielsweise (im wesentlichen kraftschlüssig) durch entsprechenden Gegendruck des Wand-, Decken-, Boden- oder Dachsubstrats oder insbesondere durch Verkleben oder (beispielsweise über aufgeklebte Gegenstücke) Verschrauben mittels Schraubelementen (Muttern, Bolzen) oder ferner Verklipsen/Einschnappen mittels Schnappmechanismuselementen oder dergleichen. In der Regel ist das Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale somit stationär. Bildhaft gesprochen, handelt es sich um eine durchbruchfreie „fugenfreie induktive Steckdose”, ohne dass dies die Bedeutung des Begriffs Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale einschränken soll.
Das Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale beinhaltet eine Wandlerelektronik und -elektrik zum Umwandeln zugeführten (z. B. Gleich- oder Wechsel-)Stroms und/oder von elektrischen Signalen in ein (möglichst in Richtung des im montierten Zustand gegenüberliegenden Stromableitungsmodul gerichtetes) magnetisches Wechselfeld.
Der Strom und/oder die elektrischen Signale werden dem Zufuhrmodul für elektrische Energie über übliche Anschlüsse (beispielsweise aus dem gebäudeeigenen Stromnetz und/oder Datenverarbeitungsnetz, wie LAN oder Ethernet) zugeführt.
Außerdem kann das Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale in einer speziellen Ausführungsform im (in das Modul integriert) oder am (auf seiner entsprechenden Oberfläche) dem Verkleidungselement zugewandten Bereich als Einrichtung zum durchbruchfreien und lösbaren Befestigen des Ableitungsmoduls eine (beispielsweise ringförmig, in Form eines Vieleckes geschlossene oder unterbrochene) Anordnung von ein oder mehreren passiv magnetisierbaren (d. h. paramagnetischen, insbesondere ferromagnetischen) Elementen aufweisen, welche in Wechselwirkung mit vom Ableitungsmodul ausgehenden magnetischen Feldern ein Festhalten des Ableitungsmoduls ermöglichen kann, wobei auch dort Elektromagnete (dann allerdings mit mehr Energieverbrauch, da auch bei Abwesenheit eines Ableitungselement hier Energie verbraucht wird, dem jedoch begegnet werden kann durch Steuerelemente, welche die An- oder Abwesenheit des Ableitungsmoduls (z. B. über RFIDs) bemerken und bei dessen Abwesenheit die Energiezufuhr zu ihnen verhindern können), die von zugeführtem Strom angetrieben werden können und für entsprechende magnetische Wechselwirkung mit (insbesondere passiv magnetisierbaren, d. h. paramagnetischen, beispielsweise insbesondere ferromagnetischen) Elementen im Ableitungsmodul für dessen lösbare Befestigung, vorgesehen sein können.
Das Ableitungsmodul beinhaltet eine Wandlerelektronik und -elektrik, welche eintreffende magnetische Wechselfelder in eine Gleich- oder Wechselspannung oder im Falle von Signalen in elektrische Signale umwandelt, die über geeignete Stromkreise bei deren Schließen elektrischen Strom(fluss) bzw. elektrische Signalübertragung hervorrufen können. Im Falls der umgekehrten Signalübertragung vom Ableitungsmodul zum Zufuhrmodul kann die Wandlerelektronik und -elektrik auch die hierfür erforderlichen Einrichtungen beinhalten. Das Ableitungsmodul ist lösbar mit dem Verkleidungselement verbindbar (in Berührung bringbar) und somit nichtstationär verwendbar. Bildhaft gesprochen, handelt es sich um einen mobilen „induktiven Stecker”, ohne dass dies die Bedeutung des Begriffs Ableitungsmodul einschränken soll.
Im Ableitungsmodul kann vorteilhaft, separat oder in Kombination mit der gerade erwähnten Wandlerelektronik und -elektrik, als Einrichtung zum durchbruchfreien und lösbaren Befestigen des Ableitungsmoduls eine Arretier- und Löseelektronik vorgesehen sein, die es ermöglicht, elektromagnetisch (z. B. über entsprechende Spulen oder anders geformte Elektromagnete) Magnetfelder aufzubauen, die durch Wechselwirkung mit der oder den Anordnungen von ein oder mehreren passiv magnetisierbaren (d. h. paramagnetischen, insbesondere ferromagnetischen) Elementen und/oder von Elektromagneten im in montiertem Zustand hinter dem Verkleidungselement gegenüber liegenden Zufuhrmodul eine lösbare Befestigung des Ableitungsmoduls am Verkleidungselement bewirken können. Durch Ein- und Ausschalten dieser Magnete über die Arretier- und Löseelektronik, beispielsweise mittels eines geeigneten, am/im Ableitungsmodul vorgesehenen (z. B. berührungssensitiven, optischen, akustischen oder mechanischen) Schalters (z. B. Tasters), kann die Anziehung zwischen dem Zufuhrmodul und dem Ableitungsmodul aktiviert bzw. beendet werden, so dass das letztere reversibel befestigt werden kann.
Das Ableitungsmodul kann über übliche lösbare Kontakte oder über unlösbare Kontakte mit Stromleitern verbunden sein. So kann es im Falle der lösbaren Verbindung mit einer Buchse (beispielsweise einer Steckdose), einem Einbaustecker, Federkontakten, lösbaren Schraubverbindungen (z. B. Lüsterklemmen), Klemmen oder Kabelschuhen ausgestattet sein, an welche entsprechend Stromleiter (z. B. in mit Strom zu versorgenden und/oder mit ein oder mehreren Strömen zu beeinflussenden (z. B. durch Signale zu steuernden) Geräten oder Vorrichtungen integriert, so dass diese direkt angeschlossen werden können, oder über Stromleiter wie Kabel) z. B. über Stecker, Kupplungen oder andere übliche passende Gegenstücke (einschließlich freier Drahtenden) beispielsweise der gerade genannten lösbaren Kontakte angeschlossen werden können. Beispiele für geeignete Paarungen/Systeme sind solche für Einphasen-Haushaltsstecksysteme wie z. B. das Amerikanische 2-Stift-Steckersystem (Typ A), das Amerikanische 3-Stift-Steckersystem (Typ B), Euroflachstecker (Typ C, CEE 7/16), das Indische/alte britische Steckersystem (Typ D), das Französische Steckersystem (Typ E), der Deutsch-Französische Kombistecker (Typ EF, CEE 7/7), der Europäische Konturenstecker (Typ EF, CEE 7/17), das Deutsche Schuko-Steckersystem (Typ F, CEE 7/4), das Russische Steckersystem (Typ F, GOST 7396), das Britische Steckersystem (Typ G, BS 1363), das Israelische Steckersystem (Typ H), das Australische Steckersystem (Typ I), das Schweizer Steckersystem (Typ J), Dänisches Steckersystem (Typ K), italienisches Steckersystem (Typ L), das Südafrikanische Steckersystem (Typ M), IEC 60906-1 der Internationale Standardstecker, der Brasilianische Stecker NBR 14136, oder dergleichen, aber auch PowerCon, Stecker gemäß DIN 56905, Terko, Kleinspannungsstecker, wie Hohlstecker, Molexstecker, Steckverbinder für PC-Netzteile, Drahtfederkontakte, Bananenstecker, Steckbretter, BNC-Steckverbinder, für die Übertragung von Signalen (z. B. Audio, Video) Cinch, Diodenstecker, Klinkenstecker, XLR, BNC, SCART, Mini-DIN (S-Video), Belling-Lee-Stecker, VGA-Anschlüsse, Ethernet-Stecker, TEAR-Steckersysteme, ELine 1200 EC7, N-Stecker, USB-Stecker, Fire-Wire-Stecker, SATA-Steckverbinder, SAS-Steckverbinder, PS/2-Stecker, Telefonanschlüsse, wie TAE, ISDN-Stecker, Universalstecker bzw. Universaladapter, oder dergleichen mehr Systeme. Besonders bevorzugt sind ein oder mehrere Steckdosen, beispielsweise für die oben genannten Haushaltsstecksysteme, die auch in Operationssälen (OPs) Einsatz finden, vor allem zur Versorgung von Geräten und Vorrichtungen im OP mit Netzspannung.
Die unlösbare Verbindung (was hier bedingt lösbar beinhaltet) kann in üblicher Weise, z. B. über Lötungen, Drahtwickeltechnik, Schneidklemmen, Einpresskontakte, Schweißungen, Bondverbindungen, Klebverbindungen mit Leitkleber, Pressverbindungen, Quetschverbindungen, Nietungen oder Spleißverbindungen, erfolgen.
„Lösbar befestigt” bedeutet dabei, dass das Ableitungsmodul am Verkleidungselement im Bereich gegenüber dem Zufuhrmodul gehalten wird. Neben den vor- und nachstehend genannten magnetischen Kräften kann dies auch durch Unterdruck (beispielsweise geeignete Saugnäpfe) geschehen, wobei der Unterdruck auch durch eine entsprechende im Ableitungsmodul untergebrachte Pumpvorrichtung, die beispielsweise durch Induktionsstrom unter Nutzung eines Teils der vom Zufuhrmodul zugeführten elektrischen Energie und/oder elektrischen Signale angetrieben werden können, bewirkt werden kann. Auch Haftung aufgrund nanoskaliger Oberflächenausrüstung der dem Verkleidungselement zugewandten Oberfläche des Stromableitungsmoduls kann zu dessen lösbarer Befestigung verwendet werden („Geckoeffekt”).
„Auf Höhe” bedeutet insbesondere, dass das Zufuhrmodul und das Ableitungsmodul im Verwendungszustand derart räumlich zueinander angeordnet sind, dass die induktive Energieübertragung zwischen ihnen in ausreichendem Maße stattfinden kann (also die entsprechenden Spulen oder dergleichen sich im Wesentlichen räumlich decken oder eine größer ist als die andere und letztere somit randseitig überschreitend überlagert) und (gegebenenfalls magnetische) wechselseitig aufeinander einwirkende Befestigungsmechanismen (beispielsweise Magnetfelder) zwischen ihnen wirksam werden können, beispielsweise indem diese deckend übereinander zu liegen kommen. Beispielswiese können die beiden auf den entgegengesetzten Seiten des jeweiligen Verkleidungselements angeordneten Module derart angeordnet sein, dass ihre dem Verkleidungselement zugewandten vollständigen Oberflächen sich aus Sicht senkrecht zum Verkleidungselement im Wesentlichen, d. h. beispielsweise zu 80, 90, 95, 98 oder vorzugsweise 100%, decken.
Unter „induktive Übertragung von elektrischer Energie” ist hier die Übertragung von Energie, die auf elektrischer Energie basiert, durch Nichtleiter hindurch zu verstehen, die mittels magnetischer Wechselfelder (wegen des Maxwellschen Gesetze auch als elektromagnetische Wechselfelder darstellbar) und unter induktiver Kopplung geschieht, also kontaktlos (kontaktlose Energieübertragung). Mit anderen Worten, zwischen zwei Stromkreisen wird Energie durch Variation des magnetischen Flusses Φ übertragen. Dies geschieht in der Regel über ein oder mehrere Spulen (Leiterschleifen mit mehreren Windungen), welche einander im Zufuhrmodul und im Ableitungsmodul derart räumlich zugeordnet sind, dass ein ausreichender, vorzugsweise ein möglichst großer Anteil der von der Energiezufuhrmodulseite abgestrahlten Energie vom Ableitungsmodul in Strom verwandelt werden kann. Vorzugsweise erreicht die vom Ableitungsmodul aufgenommene Energie in dessen Empfangsspule(n) 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95 oder mehr der in die Sendespule(n) eingespeisten Energie.
Beispielsweise können die Wandlerelektroniken und -elektriken des Zufuhrmoduls und des Ableitungsmoduls vorteilhaft derart abgestimmt sein, dass sie nach dem Resonanzprinzip arbeiten, um eine besonders hohe induktive Energieübertragungsquote sicherzustellen.
Mittels des Ableitungsmoduls können auch Informationen (Daten) beinhaltende Signale zum Zufuhrmodul übertragen werden, und/oder umgekehrt. Mit anderen Worten, das Ableitungsmodul kann hier ebenfalls als (signalabgebendes) Übertragungsmodul der Energie für Signale wirken, das Zufuhrmodul als (aufnehmendes) „Stromableitungsmodul” der Energie für solche Signale, die dazwischen durch magnetische Wechselfelder übertragen werden. So können zum Beispiel Informationen von elektronischen Geräten oder Computern und zurück übertragen werden. Somit sind auch Daten induktiv übertragbar, nicht nur elektrische Energie. Die Datenübertragung kann neben der Nutzung des Induktionsprinzips auch auf optischem Wege erfolgen, beispielsweise über IR- oder Lichtsignale, wobei die Wandlerelektroniken und -elektriken von Zufuhrmodul und Ableitmodule dann entsprechende Wandler beinhalten.
Die Erfindung betrifft in einer weiteren Ausführungsform insbesondere auch eine Außenwand an einem Gebäude, oder insbesondere einen Raum in einem Gebäude, beispielsweise einen Raum in einer Wohnung oder einem industriellen oder Bürogebäude, oder insbesondere einen Feuchtraum oder einen Operationssaal, welcher mindestens eine Struktur ausgewählt aus Wand, Decke und Boden aufweist, die mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen flächigen Verkleidungselementen beaufschlagt ist, an welchem substratseitig mindestens ein oben oder nachfolgend beschriebenen Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale vorgesehen ist, wobei die übrigen Wände ebenfalls (im Falle eines Operationssaals vorzugsweise), die Decken und optional auch der Boden jeweils einem Verkleidungselement oder anderen fugenfreien Materialien bedeckt sein können.
Unter „Feuchtraum” sind insbesondere Räume mit geringer oder insbesondere mäßiger (Beanspruchungsklasse) A01, A02, Beanspruchung z. B. durch Spritzwasser)) Feuchtigkeitsbeanspruchung oder insbesondere solche mit hoher Feuchtigkeitsbeanspruchung (Beanspruchungsklasse A1 gemäß Bauregelliste A, Teil 2 (Wandflächen, die durch Brauch- und Reinigungswasser hoch beansprucht sind), A2 (Bodenflächen, die durch Brauch- und Reinigungswasser hoch beansprucht sind), B (gemäß Bauregelliste A, Teil 2, Wand- und Bodenflächen in Schwimmbecken im Innen- und Außenbereich (mit von innen drückendem Wasser)) oder C (gemäß Bauregelliste A, Teil 2, Wand- und Bodenflächen bei hoher Wasserbeanspruchung und in Verbindung mit chemischer Beanspruchung) zu verstehen, wie entsprechende Garagen, Waschräume, Hallenbäder, Dampfbäder oder andere Bäder, Saunen, Badezimmer, Küchen, Toiletten, Duschräume, Swimmingpools, Kühlräume, Laborräume oder dergleichen.
„Beaufschlagt” bedeutet dabei, dass das oder die Verkleidungselemente vor oder an dem Wandsubstrat einer oder mehrerer Wände (bevorzugt), des Bodens oder der Decke, oder eines Daches, beispielsweise alle Wände, oder allen Innenflächen (Wände, Boden und Decke) eines Gebäudeinnenraums oder einer oder mehreren Außenwänden im Wesentlichen über deren ganze Fläche angebracht ist. Dies bedeutet, dass das oder die Abdeckelemente in direktem Kontakt mit dem Substrat (Wand-, Decken-, Boden- und/oder Dachmaterial) stehen kann, z. B. einem Material ausgewählt aus Beton, Mauerwerk, z. B. aus Formsteinen, Steinen, miteinander vermörtelten Steinen oder Formsteinen, Stein-(wie Granit- oder Marmor-)platten, Ziegeln, Ziegelsteinen, Holz, einem Verbundmaterial, oder ferner Kunststoff, oder dergleichen, jeweils mit oder ohne Dämm- und/oder Verputzmaterial (beispielsweise durch Anlegen oder mindestens teilweises Verkleben) oder zu diesem in einem gewissen Abstand stehen kann, beispielsweise wie oben beschrieben.
Unter einem Gebäude ist beispielsweise ein Haus mit einer oder mehreren Wohnungen (Wohngebäude), ein Industriegebäude (bevorzugt, insbesondere bei Räumen mit besonderen Reinhalteerfordernissen, wie in der Biotechnologie oder der Mikrosystemtechnik), z. B. ein Laborgebäude, ein Bürogebäude oder insbesondere ein Krankenhaus-gebäude oder anderweitiges Gebäude (z. B. für ambulante Operationen), einschließlich entsprechend ausgestatteter Container, mit Räumen für chirurgische Eingriffe, aber auch ein sonstiges funktionales Gebäude wie eine Garage, eine Tiefgarage, ein (z. B. Konzert-, Theater- oder Mehrzweck-)Hallengebäude, ein Hallenbad, ein Flughafengebäude, ein Bahnhofsgebäude, oder dergleichen, zu verstehen.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung eines Zufuhrmoduls und eines Ableitungsmoduls wird im eingebauten Zustand die Energie und/oder die elektrischen Signale induktiv übertragen, wie oben beschrieben. Die übertragene elektrische Energie kann dann in einem weiteren Verwendungsschritt vom Ableitungsmodul aus als elektrischer Strom einem Stromverbraucher zugeleitet werden, im Falle von elektrischen Signalen in beide Richtungen von und an geeignete signalverarbeitende Vorrichtungen.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder elektrischen Signalen durch ein Verkleidungselement für Oberflächen flächiger Gebäudeteile, bei dem Strom und/oder elektrische Signale in einem Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale, das hinter (substratseitig) dem besagten Verkleidungselement durchbruchfrei angeordnet ist, in ein magnetisches Wechselfeld umgewandelt wird, welches von einem Ableitungsmodul, das auf der dem Zufuhrmodul entgegengesetzten Seite des besagten Verkleidungselements (ausichtsseitig) durchbruchfrei und lösbar angeordnet ist, mindestens teilweise empfangen und in eine Spannung umgewandelt wird, haben die Begriffe ebenfalls die oben und ggf. nachfolgend genannten Bedeutungen. Die Spannung kann in dem Ableitungsmodul eine Spannung hervorrufen, die in einem weiteren Verfahrensschritt (z. B. Schließen eines Stromkreises) einen Strom hervorrufen kann, der einem Stromverbraucher und/oder eine signalaussendenden und/oder signalverarbeitenden Vorrichtung zugeleitet werden kann bzw. wird.
Durchbruchfrei bedeutet insbesondere auch, dass im Verkleidungselement bzw. an dessen Oberfläche an der Stelle der Zufuhr- und Ableitungsmodule keine Rillen oder Fugen (oder wenigstens keine Fugen mit mehr als 2 mm Breite) vorhanden sind.
Die Figuren zeigen spezielle Ausführungsformen der Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken. Die nachfolgende Figurenbeschreibung ist Teil der Erfindungsoffenbarung:
1 (1) zeigt schematisch und im Querschnitt eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung für elektrische Energie und/oder elektrische Signale im eingebauten und für die Strom- und Signalübertragung nutzbaren Zustand, die ein Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale und ein Ableitungsmodul angeordnet auf gegenüberliegenden Seiten, die derart lösbar miteinander verbindbar sind, dass die elektrische Energie übertragen werden kann, aufweist.
2 zeigt schematisch und im Querschnitt eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung für elektrische Energie und/oder elektrische Signale in einem Zustand, in dem das Zufuhrmodul für elektrische Energie und/oder elektrische Signale noch hinter dem Verkleidungselement an oder in dem Substrat des flächigen Gebäudeteils verbleibt, während das Ableitungsmodul im abgetrennten (gelösten) Zustand gezeigt ist.
Das nachfolgende Beispiel dient der Illustration der Erfindung, ohne ihren Umfang einschränken. Es stellt zugleich auch eine spezielle Ausführungsform der Erfindung dar.
In 1 ist exemplarisch eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung 1 für elektrische Energie und/oder elektrische Signale dargestellt, welche auf der Aufsichtseite 2 eines flächenförmigen Verkleidungselements 4, beispielsweise einer Acrylglas- oder Glasscheibe, ein Ableitungsmodul 6 für elektrischen Strom und/oder elektrische Signale aufweist, während es auf der Substratseite 3 (z. B. Wandseite) des flächenförmigen Verkleidungselements 4 ein Zufuhrmodul 5 für elektrische Energie und/oder elektrische Signale aufweist. Das Zufuhrmodul 5 kann beispielsweise in die Wand eingelassen oder auf dieser aufgebracht oder teils eingelassen sein. Das Zufuhrmodul 5 weist in seinem Inneren eine Wandlerelektronik und -elektrik 7 auf, welche durch einen elektrischen Anschluss 10, hier beispielsweise an das Stromnetz eines Gebäudes, wobei auch (nicht dargestellte) weitere Anschlüsse beispielsweise an Datenübertragungsleitungen vorgesehen sein können, mit Strom und elektrischer Energie versorgt werden kann. Ein hier passives magnetisierbares Material 9 (z. B. ferromagnetisches Eisen oder ein anderes ferromagnetisches Material, stattdessen kann auch ein Elektromagnet vorgesehen sein), das z. B. ringförmig (mit oder ohne Unterbrechungen) parallel zur Oberfläche des flächenförmigen Verkleidungselements 4 angeordnet sein kann, erlaubt eine magnetische Wechselwirkung mit mindestens einem Elektromagneten 11 im Ableitungsmodul 6 (stattdessen kann hier ein mit einem Elektromagneten anstelle von 9 wechselwirkendes passives magnetisierbares Material vorgesehen sein), wobei die resultierende Kraft das Zufuhrmodul 5 an seiner Position lösbar befestigt hält. Der mindestens eine Elektromagnet 11 kann durch die induktive übertragene Energie aus dem Zufuhrmodul mit Strom versorgt werden und so ein Magnetfeld aufbauen. Das Ableitungsmodul 6 beinhaltet neben 11 eine (als sekundär bezeichenbare) Wandlerelektonik und -elektrik 8. Diese kann einerseits ein magnetisches Wechselfeld (beispielsweise unter Nutzung mindestens einer geeigneten Spule) in eine Spannung umwandeln, die das Abgreifen eines Stroms oder elektrischer Signale, hier beispielsweise mittels einer Kontaktstelle für Stromableitung 12, hier exemplarisch in Form einer Steckdose gezeigt, über einen Stromleiter 13, hier exemplarisch mit einem Stecker ausgestattet dargestellt, der mit der Kontaktstelle für Stromableitung 12 in Kontakt gebracht werden kann, ermöglicht, andererseits den mindestens einen Elektromagneten 11 mit (aus der induktiven Übertragung gewonnenem oder auch beispielsweise in einem nicht gezeigten Akku gespeichertem) Strom versorgen kann.
Die elektrische Energie wird im Zufuhrmodul 5 in dessen (als primär bezeichenbare) Wandlerelektronik und -elektrik 7 (beispielsweise mittels mindestens einer Spule) in ein magnetisches Wechselfeld umgewandelt, welches eine induktive Übertragung der Energie und/oder der elektrischen Signale in das Ableitungsmodul 6 erlaubt, wo es dann über Induktion mittels dessen Wandlerelektronik und -elektrik in eine abgreifbare Spannung (zum Versorgen des mindestens einen Elektromagneten 11 und/oder der Kontaktstelle für die Stromableitung 12) gewandelt werden kann.
Mit anderen Worten, das Ableitungsmodul 6 erlaubt hier die kontaktlose Zufuhr von elektrischer Energie zur Kontaktstelle für die Stromableitung 12 aus dem Zufuhrmodul 5, so dass alle zusammen wie beispielhaft gezeigt eine Steckdose ergeben können, ohne dass das Abdeckelement durchbrochen wird.
Das Ableitungsmodul 6 kann aufgrund seiner Lösbarkeit abgenommen werden, beispielsweise durch Drücken einer Arretiertaste 13, wodurch die Versorgung des Elektromagneten 11 mit Strom unterbrochen werden kann, so dass das Magnetfeld, welches das Ableitungsmodul 6 in Position gegenüber dem Zufuhrmodul hält, abgeschaltet und das Ableitungsmodul 6 folglich nicht mehr gehalten wird und abgenommen werden kann. Dann kann beispielsweise das Ableitungsmodul 6 und die Fläche des Verkleidungselements 4, an der es in Arbeitsstellung lag, problemlos reingehalten werden können (keine dauerhaften Fugen). Die entsprechende Situation nach Abnehmen des Ableitungsmoduls 6 ist exemplarisch in 2 gezeigt.
Beispielsweise können die Kontaktstelle für Stromableitung 12 und die Kontaktstelle am Stromleiter 13 länder- oder regionalspezifische Standardsteckdosen und -stecker sein. Alternativ kann die Kontaktstelle am Stromleiter 13 direkt mit den Leitern für die Stromableitung 12 verbunden sein (quasi unlösbar oder nur z. B. durch Schrauben lösbar), so dass das gesamte Ableitungsmodul 6 quasi einen „Stecker”-analogen Anschluss darstellt.
Auch Datenübertragung ist über entsprechende Modulation des magnetischen Wechselfeldes im Bereich zwischen 5 und 6 möglich, ergänzend zur Energieübertragung oder alternativ dazu. Beispielsweise kann dies über im Wandmaterial untergebrachte Vorrichtungen zur Übertragung von WLAN-Signalen oder Ethernet oder dergleichen erfolgen, die induktiv vom Energiezufuhrmodul 5 zum Stromableitungsmodul 6 übertragen und dort nach entsprechender Wandlung in Signale beispielsweise zur Übertragung von Daten oder Steuerungsbefehlen an angeschlossene Computer oder softwaregesteuerte Geräte oder Vorrichtungen geleitet werden können, und/oder in umgekehrter Richtung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011116000 [0010]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEC 60906-1 [0030]
DIN 56905 [0030]

Claims

Flächenförmiges Verkleidungselement (4) für Oberflächen flächiger Gebäudeteile, welches mit einer Übertragungsvorrichtung (1) für elektrische Energie und/oder elektrische Signale ausgestattet ist, die ein Zufuhrmodul (5) für elektrische Energie und/oder elektrische Signale und ein Ableitungsmodul (6) für elektrischen Strom und/oder elektrische Signale umfasst, die derart lösbar miteinander verbindbar sind, dass die elektrische Energie und/oder die elektrischen Signale übertragen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass in der eingangs genannten Übertragungsvorrichtung (4) das Zufuhrmodul (5) durchbruchfrei hinter dem Verkleidungselement (4) angeordnet ist, während das Ableitungsmodul (6) durchbruchfrei vor dem Verkleidungselement (4) angeordnet ist, und beide Modulen (5, 6) Elemente zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie vom Zufuhrmodul (5) zum Ableitungsmodul (6) und/oder von elektrischen Signalen vom Zufuhrmodul (5) zum Ableitungsmodul (6), in umgekehrter Richtung oder in beiden Richtungen sowie Einrichtungen zum durchbruchfreien und lösbaren Befestigen des Ableitungsmoduls (6) beinhalten.
Verkleidungselement (4) nach Anspruch 1, welches undurchsichtig oder mindestens teilweise im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich transparent ist und aus einem nicht-stromleitenden und nicht magnetisierbaren Material besteht, insbesondere aus Acrylglas oder vor allem aus Glas.
Verkleidungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass seine Dicke im Bereich von 0,1 bis 100 mm liegt, vorzugsweise in einem Bereich, der eine möglichst verlustarme Übertragung der elektrischen Energie nach dem Induktionsprinzip ermöglicht, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 20 mm, beispielsweise im Falle dahinter liegender berührungssensibler Bildschirme etwa nach dem „Projected Capacitive Touchscreen”-Prinzip (Projektiv-Kapazitiv-Berührungsbildschirm-Prinzip) im Bereich von 0,1 bis 30 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 20, z. B. von 0,2 bis 10 oder 2 bis 18 mm, wie 2 bis 8 mm.
Verkleidungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Fläche von 2 bis 500 m² hat, vorzugsweise von 3 bis 50 m².
Verkleidungselement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es vor oder an dem Substrat einer Fläche in einem Gebäudeinnenraum, insbesondere einer Wand, der Decke oder dem Boden eines Innenraums eines Gebäudes, beispielsweise einem Feuchtraum oder einem Operationssaal, oder vor oder an dem Substrat einer Gebäudeaußenfläche, insbesondere einer Wand oder eines Daches; oder zweier oder mehrerer dieser Bereiche, im Wesentlichen über die ganze Substratoberfläche angebracht ist.
Verkleidungselement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es derart eingerichtet ist, dass die Übertragung der elektrischen Energie und/oder der elektrischen Signale vom Zufuhrmodul (5) für elektrische Energie und/oder elektrische Signale zum Ableitungsmodul (6) und/oder im Falle elektrischer Signale im umgekehrter Richtung, mit Hilfe eines magnetischen Wechselfelds erfolgen kann.
Verkleidungselement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrmodul (5) im montierten Zustand substratseitig angeordnet ist, vorzugsweise in enger Berührung mit der entsprechenden Oberfläche des Verkleidungselements, und eine Wandlerelektronik und -elektrik (7) zum Umwandeln zugeführten (z. B. Gleich- oder Wechsel-)Stroms und/oder elektrischer Signale in ein magnetisches Wechselfeld beinhaltet, und im oder am dem Verkleidungselement zugewandten Bereich als Einrichtung zum durchbruchfreien und lösbaren Befestigen des Ableitungsmoduls (6) eine Anordnung von ein oder mehreren passiv magnetisierbaren Elementen aufweist, welche in Wechselwirkung mit vom Ableitungsmodul (6) ausgehenden magnetischen Feldern ein Festhalten des Ableitungsmoduls (6) ermöglichen kann, wobei alternativ dort Elektromagnete, die von zugeführtem Strom angetrieben werden können und für entsprechende magnetische Wechselwirkung mit (insbesondere passiv magnetisierbaren, d. h. paramagnetischen, beispielsweise insbesondere ferromagnetischen) Elementen im Ableitungsmodul (6), jeweils für dessen lösbare Befestigung, vorgesehen sein können, und das Ableitungsmodul (6) eine Wandlerelektronik und -elektrik (8) beinhaltet, welche eintreffende magnetische Wechselfelder in eine Gleich- oder Wechselspannung und/oder in elektrische Signale umwandelt, die über geeignete Stromkreise bei deren Schließen elektrischen Strom(fluss) hervorrufen können, und/oder die Umwandlung elektrischer Signale in magnetische Wechselfelder umwandelt, die eine Übertragung zum Zufuhrmodul (5) ermöglichen, wobei separat oder in Kombination mit der gerade erwähnten Wandlerelektronik und -elektrik (8) als Einrichtung zum durchbruchfreien und lösbaren Befestigen des Ableitungsmoduls eine Arretier- und Löseelektronik vorgesehen sein kann, die es ermöglicht, elektromagnetisch (z. B. über entsprechende Spulen oder anders geformte Elektromagnete) Magnetfelder aufzubauen, die durch Wechselwirkung mit der oder den Anordnungen von ein oder mehreren passiv magnetisierbaren Elementen und/oder von Elektromagneten im in montiertem Zustand hinter dem Verkleidungselement gegenüber liegenden Zufuhrmodul (5) eine lösbare Befestigung des Ableitungsmoduls (6) am Verkleidungselement (4) bewirken können, wobei am Ableitungsmodul (6) ein Schalter vorgesehen sein kann, durch den die Anziehung zwischen dem Zufuhrmodul (5) und dem Ableitungsmodul (6) aktiviert bzw. beendet werden kann, so dass das letztere reversibel befestigt werden kann.
Verkleidungselement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitungsmodul (6) über übliche lösbare Kontakte oder über unlösbare Kontakte mit ein oder mehreren Stromleitern (13) verbunden ist.
Verkleidungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerelektroniken und -elektriken des Zufuhrmoduls (5) und des Ableitungsmoduls (6) derart abgestimmt sind, dass sie nach dem Resonanzprinzip arbeiten.
Mit mindestens einem Verkleidungselement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgestattete Oberfläche eines Gebäudeteils, insbesondere Wand, Boden, Decke oder Dachoberfläche, insbesondere Boden, Decke oder vor allem Wand eines Gebäudeinnenraums.
Gebäudeinnenraum nach Anspruch 10, bei dem es sich um einen Feuchtraum oder einen Operationssaal handelt.
Gebäudeinnenraum nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem mindestens eine Wand, die Decke oder der Boden mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen transparenten flächigen Verkleidungselementen (4) beaufschlagt ist, an welchem substratseitig mindestens ein wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 beschriebenes Zufuhrmodul (5) vorgesehen ist, wobei die übrigen Wände ebenfalls (im Falle eines Operationssaals vorzugsweise), die Decken und optional auch der Boden jeweils einem Abdeckelement oder anderen fugenfreien Materialien bedeckt sein können.
Gebäudeinnenraum nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede seiner Wände und optional auch die Decke jeweils mit einem Verkleidungselement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 abgedeckt sind, die fugenarm in ihren Randbereichen miteinander verbunden sind.
Verwendung eines Zufuhrmoduls (5) für elektrische Energie und/oder elektrische Signale, das durchbruchfrei hinter einem flächenförmigen Verkleidungselement (4) für eine Oberfläche eines flächigen Gebäudeteils nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Gebäudeinnenraum oder auf einer Gebäudeaußenfläche angeordnet ist, und eines Ableitungsmoduls (6) für elektrischen Strom und/oder elektrische Signale, das auf der dem Zufuhrmodul (5) entgegengesetzten Seite des Verkleidungselements (4) durchbruchfrei und lösbar angeordnet ist, zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale vom Zufuhrmodul (5) zum Ableitungsmodul (6) und/oder vor allem im Falle elektrischer Signale in umgekehrter Richtung.
Verfahren zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale durch ein flächenfömiges Verkleidungselement (4) für eine Oberfläche eines flächigen Gebäudeteils nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom und/oder die elektrischen Signale in einem Zufuhrmodul (5) für elektrische Energie und/oder elektrische Signale, das hinter dem besagten Verkleidungselement (4) durchbruchfrei angeordnet ist, in ein magnetisches Wechselfeld umgewandelt wird, welches von einem Ableitungsmodul (6) für elektrischen Strom und/oder elektrische Signale, das auf der dem Zufuhrmodul (5) entgegengesetzten Seite des besagten Verkleidungselements (4) durchbruchfrei und lösbar angeordnet ist, mindestens teilweise empfangen und in eine Spannung bzw. in elektrische Signale umgewandelt wird, wobei vom besagten Ableitungsmodul (6) umgekehrt elektrische Signale in ein magnetisches Wechselfeld umgewandelt und zum Zufuhrmodul übertragen und dort empfangen und in elektrische Signale gewandelt werden können.