DE102013002052A1 - Rotary transformer, has annular circuit board arranged radially outside of annular wall, printed circuit board arranged on one of set of axial parts and is axially spaced apart and arranged coaxially with annular conductor plate - Google Patents

Rotary transformer, has annular circuit board arranged radially outside of annular wall, printed circuit board arranged on one of set of axial parts and is axially spaced apart and arranged coaxially with annular conductor plate Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18Rotary transformers

Abstract

The transformer has a set of annular walls (3, 6, 8) with a set of axial parts that is arranged coaxial with regard to each other. Each axial part of the annular wall protrudes into another axial part. A ring winding (2) with number of turns that is larger than unity is arranged radially inside the annular wall. An annular circuit board is arranged radially outside of the annular wall. A printed circuit board is arranged on one of the set of axial parts and is axially spaced apart and arranged coaxially with an annular conductor plate.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehübertrager.The invention relates to a rotary transformer.

Es ist allgemein bekannt, dass bei einem Drehübertrager eine transformatorische Leistungsübertragung zwischen zwei Wicklungen ausführbar ist.It is well known that in a rotary transformer, a transformer power transmission between two windings is executable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Signal- und Leistungsübertragung zu erreichen.The invention is therefore based on the object to achieve a compact signal and power transmission.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Drehübertrager nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the rotary transformer according to the features specified in claim 1.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Drehübertrager,
wobei der Drehübertrager zwei Teile aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind,
wobei jedes Teil Ringwände aufweist, welche zum jeweils anderen Teil hervorragen,

  • – wobei radial innerhalb einer ersten Ringwand des ersten Teils eine Ringwicklung, insbesondere mit einer Windungszahl größer als Eins, angeordnet ist, die einer Ringwicklung des anderen Teils auf gleichem Radialabstand axial gegenübersteht, wobei radial außerhalb der ersten Ringwand des ersten Teils eine ringförmige Leiterplatte angeordnet ist, welche eine ringförmige Leiterbahn aufweist, die an einer Umfangsstelle unterbrochen ausgeführt ist, insbesondere wobei an die entsprechenden Endbereiche eine Signalspannung angelegt wird oder eine empfangene Signalspannung detektiert wird,
  • – oder wobei radial außerhalb einer ersten Ringwand des ersten Teils eine Ringwicklung, insbesondere mit einer Windungszahl größer als Eins, angeordnet ist, die einer Ringwicklung des anderen Teils auf gleichem Radialabstand axial gegenübersteht, wobei radial innerhalb der ersten Ringwand des ersten Teils eine ringförmige Leiterplatte angeordnet ist, welche eine ringförmige Leiterbahn aufweist, die an einer Umfangsstelle unterbrochen ausgeführt ist, insbesondere wobei an die entsprechenden Endbereiche eine Signalspannung angelegt wird oder eine empfangene Signalspannung detektiert wird,
wobei eine zur ringförmigen Leiterplatte gleichartig ausgeführte Leiterplatte am anderen Teil angeordnet ist, insbesondere schraubverbunden ist, insbesondere axial beabstandet und koaxial zur ringförmigen Leiterplatte angeordnet ist.Important features of the invention in the rotary transformer,
wherein the rotary transformer has two parts, which are arranged coaxially with one another,
each part having ring walls which project to the other part,
  • - Wherein radially within a first annular wall of the first part, a ring winding, in particular with a number of turns greater than one, is arranged axially facing a ring winding of the other part at the same radial distance, wherein radially outside the first annular wall of the first part, an annular circuit board is arranged comprising an annular track formed to be interrupted at a circumferential location, in particular to which a signal voltage is applied to the respective end areas or a received signal voltage is detected,
  • - Or wherein radially outside a first annular wall of the first part of a ring winding, in particular with a number of turns greater than one, is arranged, which axially opposite a ring winding of the other part at the same radial distance, wherein radially disposed within the first annular wall of the first part, an annular circuit board is, which has an annular track which is executed interrupted at a circumferential location, in particular wherein a signal voltage is applied to the corresponding end areas or a received signal voltage is detected,
wherein a circuit board designed identically to the annular circuit board is arranged on the other part, in particular screw-connected, in particular axially spaced and is arranged coaxially to the annular circuit board.

Von Vorteil ist dabei, dass eine Leistungsübertragung und eine Signalübertragung in unterschiedlichen radialen Bereichen ungestört zueinander ausführbar ist.The advantage here is that a power transmission and a signal transmission in different radial areas undisturbed executed to each other.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt die erste Ringwand des Teils in eine radial zwischen zwei Ringwänden des anderen Teils gebildete Nut zumindest teilweise hinein. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr gute Abschirmung durch ein Feder-Nut-ähnliches Prinzip erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the first annular wall of the part projects at least partially into a groove formed radially between two annular walls of the other part. The advantage here is that a very good shielding by a spring-groove-like principle can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist oder sind das erste und/oder das andere Teil aus Metall, insbesondere Aluminium, gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Fertigung und ein niedriges Trägheitsmoment wegen des niedrigen spezifischen Gewichts erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the first and / or the other part is or are made of metal, in particular aluminum. The advantage here is that a simple production and a low moment of inertia can be achieved because of the low specific weight.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die jeweilige Leiterplatte am jeweiligen Teil schraubverbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Verbindungsart realisierbar ist.In an advantageous embodiment, the respective printed circuit board is screw-connected to the respective part. The advantage here is that a simple connection is feasible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die jeweilige Leiterplatte auf ihrer zum jeweils anderen Teil zugewandten Seite eine als Antenne fungierende Leiterbahn auf, die eingebettet ist von umliegenden Masseflächen. Dabei ist die Leiterplatte mehrlagig ausgeführt und in derselben Lage, in welcher die als Antenne fungierende Leiterbahn angeordnet ist, radial innerhalb und radial außerhalb jeweils eine weitere Leiterbahn angeordnet, die mit Masse verbunden ist. In einer tiefer liegenden Lage, also auch vom anderen Teil des Drehübertragers weiter entfernt angeordneten Lage, ist eine weitere als Massefläche verwendete Leiterbahn angeordnet, die den von der als Antenne fungierenden Leiterbahn radial überdeckten Bereich radial überdeckt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Nahfeldübertragung mit hohem Wirkungsgrad für hohe Frequenzen erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the respective printed circuit board on its side facing the other part on a functioning as an antenna conductor, which is embedded by surrounding ground surfaces. In this case, the circuit board is multi-layered and arranged in the same position in which the functioning as an antenna conductor, radially inwardly and radially outwardly each arranged a further interconnect, which is connected to ground. In a lower lying position, ie also from the other part of the rotary transformer further arranged layer, a further used as a ground surface trace is arranged, which covers the area radially overlapped by the acting as an antenna conductor track area. The advantage here is that a near field transmission with high efficiency for high frequencies can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt eine Ringwand des anderen Teils in eine radial zwischen zwei Ringwänden des ersten Teils gebildete Nut zumindest teilweise hinein. Von Vorteil ist dabei, dass eine Feder-Nut-ähnliche Abschirmung ausführbar ist.In an advantageous embodiment, an annular wall of the other part projects at least partially into a groove formed radially between two annular walls of the first part. The advantage here is that a tongue and groove-like shield is executable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jedes der Teile einen Steckverbinderteil auf zur Versorgung der Ringwicklung oder der ringförmigen Leiterbahn. Von Vorteil ist dabei, dass eine schnelle und einfache elektrische Verbindung einsetzbar ist.In an advantageous embodiment, each of the parts has a connector part for supplying the ring winding or the annular conductor track. The advantage here is that a fast and easy electrical connection can be used.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Teil eine mittig angeordnete Wellenaufnahme, insbesondere umfassend eine Welle-Naben-Verbindung, auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Verbindung ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the part has a centrally arranged shaft receptacle, in particular comprising a shaft-hub connection. The advantage here is that a simple connection is executable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jedes der Teile halbschalenförmig ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass eine gute Abschirmung erreichbar ist. In an advantageous embodiment, each of the parts is half-shell-shaped. The advantage here is that a good shielding is achievable.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task arise.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to figures:

In der 1 ist eine Schrägansicht eines ersten Teils 60 eines erfindungsgemäßen Drehübertragers gezeigt.In the 1 is an oblique view of a first part 60 a Drehübertragers invention shown.

Der Drehübertrager weist zwei zueinander koaxial angeordnete, zueinander relativ drehbar angeordnete Teile (60, 61) auf. 1 zeigt den ersten Teil 60.The rotary transformer has two mutually coaxially arranged, relative to each other rotatably arranged parts ( 60 . 61 ) on. 1 shows the first part 60 ,

Der zweite Teil 61 ist entsprechend aufgebaut.The second part 61 is structured accordingly.

Wie in 1 gezeigt, ist das erste Teil des erfindungsgemäßen Drehübertragers mittels einer Wellenaufnahme 1 mit einer Welle verbindbar, wobei hierzu eine Welle-Nabe-Verbindung vorgesehen ist.As in 1 is shown, the first part of the rotary transformer according to the invention by means of a shaft receiving 1 connectable with a shaft, for which purpose a shaft-hub connection is provided.

2 zeigt eine Schnittrichtung durch die Leiterplatte (20), wobei der zugehörige Schnitt in 3 gezeigt ist. 2 shows a cutting direction through the circuit board ( 20 ), with the associated section in 3 is shown.

4 zeigt eine Schnittrichtung durch die Leiterplatte (20), wobei der zugehörige Schnitt in 5 gezeigt ist. 4 shows a cutting direction through the circuit board ( 20 ), with the associated section in 5 is shown.

6 zeigt den angeschnittenen Drehübertrager in Schrägansicht. 6 shows the truncated rotary transformer in an oblique view.

Wie in 1 gezeigt, weist das erste Teil 60 axial zum anderen, in 6 gezeigten Teil 61 des Drehübertragers zugewandt hervor ragende Ringwände (3, 8, 6) auf.As in 1 shown points the first part 60 axially to the other, in 6 shown part 61 facing the rotary transformer protruding ring walls ( 3 . 8th . 6 ) on.

Radial innerhalb einer Ringwand 3 ist der Bereich für die Leistungsübertragung angeordnet. Hierbei ist eine Ringwicklung 2 in einen in Ferritmaterial vorgesehenen, vertieften Bereich eingelegt. Auf diese Weise wird das Magnetfeld hinter der Ringwicklung 2 herum geleitet. Das Ferritmaterial 65 ist in 1 nicht gezeigt. Insgesamt ist aber das Ferritmaterial 65 im Wesentlichen als Ring ausgeführt, der wiederum eine ringförmige Ausnehmung aufweist, in welcher die Ringwicklung 2 aufgenommen ist.Radially inside a ring wall 3 is the area for the power transmission arranged. Here is a ring winding 2 placed in a recessed area provided in ferrite material. In this way, the magnetic field behind the ring winding 2 guided around. The ferrite material 65 is in 1 Not shown. Overall, however, is the ferrite material 65 essentially designed as a ring, which in turn has an annular recess in which the ring winding 2 is included.

Radial außerhalb der Ringwand 3 ist die Signalübertragung, insbesondere also Informationsübertragung vorgesehen.Radially outside the ring wall 3 the signal transmission, in particular information transmission is provided.

Hierzu ist im Teil eine Leiterplatte 20 mit Schrauben 9 schraubverbunden und in einer radial zwischen den Ringwänden (3, 6) angeordneten Ringnut angeordnet.For this purpose, the part is a printed circuit board 20 with screws 9 screw-connected and in a radially between the ring walls ( 3 . 6 ) arranged annular groove arranged.

Mittels der Schrauben 9, welche in entsprechende Schraublöcher des ersten Teils eingeschraubt sind, wobei die Schraubenköpfe die Leiterplatte 20 gegen das erste Teil drücken, ist auch eine Masseverbindung erreicht, weil die Leiterplatte 20 im Berührbereich mit den Schraubenköpfen unisolierte metallische Leiterbahnabschnitte an ihrer Oberfläche aufweist, die elektrisch mit Masse verbunden sind. Außerdem stabilisieren die Schrauben 9 die Leiterplatte 20 mechanisch, so dass eine stabile Verbindung mit dem ersten Teil erreicht ist. Die Anordnung der Schrauben in Umfangsrichtung und radialer Richtung ist dabei derart gewählt, dass die Unwucht minimal ist.By means of the screws 9 , which are screwed into corresponding screw holes of the first part, wherein the screw heads the circuit board 20 press against the first part, a ground connection is also achieved, because the circuit board 20 has in the contact area with the screw heads uninsulated metallic conductor track sections on its surface, which are electrically connected to ground. It also stabilize the screws 9 the circuit board 20 mechanically, so that a stable connection is achieved with the first part. The arrangement of the screws in the circumferential direction and radial direction is chosen such that the imbalance is minimal.

Auf diese Weise ist also Signalübertragungsbereich und Leistungsübertragungsbereich durch die Ringwand 3 radial getrennt.In this way, so signal transmission area and power transmission area through the ring wall 3 radially separated.

Das Teil und somit auch die Ringwände (3, 6, 8) sind vorzugsweise aus einem Metall, wie Aluminium, gefertigt.The part and thus also the ring walls ( 3 . 6 . 8th ) are preferably made of a metal such as aluminum.

Die Leiterbahn 4 samt der sie in derselben Lage und in den anderen, insbesondere vom anderen Teil 61 des Drehübertrager weiter entfernt angeordneten Lagen umgebenden Masseflächen, also mit elektrisch Masse verbundenen Leiterbahnen, ist bezüglich der Impedanz angepasst, wobei die Impedanz insbesondere 50 Ohm beträgt. Die Leiterbahn 4 befindet sich auf der Oberseite der Leiterplatte 20, wobei eine elektrisch nicht leitfähige Lackschicht gegen Korrosion oder mechanische Einflüsse schützt.The conductor track 4 including them in the same situation and in the others, especially the other part 61 the rotating transformer further spaced layers surrounding ground surfaces, ie with electrically grounded interconnects, is adjusted with respect to the impedance, the impedance is in particular 50 ohms. The conductor track 4 is located on the top of the circuit board 20 , wherein an electrically non-conductive lacquer layer protects against corrosion or mechanical influences.

Am Ende der fast ringförmigen Leiterbahn 4 ist ein Abschlusswiderstand 11 mit einem zur Impedanz der Leiterbahn 4 angepassten Wert, insbesondere 50 Ohm, angeordnet, so dass Reflexionen am Ende der Leiterbahn 4 vermeidbar sind.At the end of the almost circular track 4 is a terminator 11 with a to the impedance of the conductor track 4 adjusted value, in particular 50 ohms, arranged so that reflections at the end of the conductor track 4 are avoidable.

Auf der vom anderen Teil 61 des Drehübertragers abgewandten axialen Seite der Leiterplatte 20 ist die auf der anderen Lage, insbesondere Oberfläche, angeordnete Leiterbahn 4 überdeckende, mit Masse verbundene Leiterbahn angeordnet.On the other part 61 the rotary transformer remote axial side of the circuit board 20 is the on the other layer, in particular surface, arranged conductor track 4 covering, connected to ground interconnect arranged.

Auf der Vorderseite, also der dem anderen Teil des Drehübertragers zugewandten Seite ist eine ringförmige Leiterbahn 4 angeordnet, die an einer Umfangsstelle aufgetrennt ist, wobei radial innen und außen in derselben Lage die Masseflächen angebracht sind.On the front, so the other part of the rotary transformer facing side an annular track 4 arranged, which is separated at a circumferential location, wherein the mass surfaces are mounted radially inwardly and outwardly in the same position.

Zwischen den radial äußeren Ringwänden 6 und 8 ist eine Ringnut 7 im Teil 60 vorgesehen.Between the radially outer ring walls 6 and 8th is an annular groove 7 in part 60 intended.

Mittels eines Steckverbinderteils 10 wird der Ringwicklung 2 ein stärkerer Strom zugeführt als der Leiterbahn 4.By means of a connector part 10 becomes the ring winding 2 a stronger current supplied as the conductor 4 ,

Der Ringwicklung wird hierbei ein mittelfrequenter Wechselstrom zugeführt, der eine Frequenz zwischen 10 und 1000 kHz aufweist. Der Leiterbahn wird zum Senden von Information eine Frequenz von über 1 MHz zugeführt, insbesondere eine Frequenz zwischen 1 GHz und 10 GHz. Da der Durchmesser der Leiterbahn 4 zwischen 10 cm und 50 cm liegt, ist eine hohe Bandbreite erreichbar und keine Störung durch die Leistungsübertragung.The ring winding in this case a medium-frequency alternating current is supplied, which has a frequency between 10 and 1000 kHz. The conductor track is supplied to transmit information a frequency of about 1 MHz, in particular a frequency between 1 GHz and 10 GHz. As the diameter of the conductor track 4 between 10 cm and 50 cm, a high bandwidth is achievable and no interference from the power transmission.

Der andere Teil 61 des Drehübertragers weist eine Ringwand auf die in die Ringnut 7 in axialer Richtung teilweise eindringt.The other part 61 the rotary transformer has an annular wall on the in the annular groove 7 Partially penetrates in the axial direction.

Außerdem weist dieser andere, ebenfalls aus Metall, wie Aluminium, gefertigte Teil 61 eine Ringnut auf, in welche die Ringwand 3 in axialer Richtung zumindest teilweise eindringt.In addition, this has another, also made of metal, such as aluminum part 61 an annular groove into which the annular wall 3 at least partially penetrates in the axial direction.

Auf diese Weise ist eine elektromagnetische Abschirmung zur Umgebung hin und zwischen den beiden Bereichen erreichbar.In this way, an electromagnetic shield to the environment and between the two areas can be reached.

Das andere Teil 61 weist eine gleichartige Leiterplatte 20 mit gleichartiger Leiterbahn 4 auf, so dass eine gute Nahfeldkopplung erreichbar ist.The other part 61 has a similar circuit board 20 with similar track 4 on, so that a good near-field coupling can be achieved.

Im ersten Teil 60 und im anderen Teil 61 des Drehübertragers sind die nicht durch Masseflächen abgeschirmten Seiten der jeweiligen Leiterbahn (4, 62) einander zugewandt. Dadurch wird eine gute Kopplung der hochfrequenten Signale im Nahfeld erreicht.In the first part 60 and in the other part 61 the Drehübertragers are not shielded by the ground surfaces sides of the respective conductor track ( 4 . 62 ) facing each other. This achieves good coupling of the high-frequency signals in the near field.

Zur Leistungsübertragung ist im anderen Teil 61 ebenfalls eine Ringwicklung 2 angeordnet, die von ringförmigem Ferritmaterial 65 umgeben ist, so dass das erzeugte Magnetfeld radial innerhalb der beiden Ringwicklungen 2 durchleitbar ist und hinter der jeweiligen Ringwicklung 2 herum und an der Außenseite der beiden Ringwicklungen 2 entlang.For power transmission is in the other part 61 also a ring winding 2 arranged by annular ferrite material 65 is surrounded, so that the generated magnetic field radially within the two ring windings 2 is passable and behind the respective ring winding 2 around and on the outside of the two ring windings 2 along.

Die beiden Teile (60, 61) des Drehübertragers sind also gleichartig ausgeführt mit Ausnahme des Feder-Nut-ähnlichen Abschirmbereichs, umfassend Ringwände (3, 6, 8) und Ringnut 7.The two parts ( 60 . 61 ) of the rotary transformer are thus carried out identically with the exception of the tongue and groove-like shielding area, comprising annular walls ( 3 . 6 . 8th ) and ring groove 7 ,

Wie aus den 2, 3, 4 und 5 ersichtlich, ist ein Abschlusswiderstand 11, insbesondere SMD-Widerstand, zwischen dem in Umfangsrichtung ersten Ende der Leiterbahn 4 und einer in derselben Lage der Leiterplatte 20 angeordneten Leiterbahn 90, die elektrisch mit Masse verbunden ist, angebracht.Like from the 2 . 3 . 4 and 5 can be seen, is a terminator 11 , in particular SMD resistor, between the first end of the conductor in the circumferential direction 4 and one in the same position of the circuit board 20 arranged conductor track 90 , which is electrically connected to earth, mounted.

Die Leiterplatte 20 ist an ihrer äußeren Oberfläche mit Lackschichten gegen Korrosion abgedeckt.The circuit board 20 is covered on its outer surface with paint layers against corrosion.

Die Durchkontaktierung 92 beziehungsweise 94 dient jeweils zur Verbindung der Leiterbahnen 90 und 95, die mit Masse verbunden sind, und bewirkt, dass die signalführende Leiterbahn 4 beidseitig und nach unten mit Masseflächen abgeschirmt ist und somit die Leiterplatte 20 ähnlich zum Prinzip eines offenen Koaxialleiters betreibbar ist.The via 92 respectively 94 serves in each case for connecting the conductor tracks 90 and 95 , which are connected to ground, and causes the signal-carrying trace 4 shielded on both sides and down with ground planes and thus the circuit board 20 similar to the principle of an open coaxial conductor is operable.

Die Leiterplatte 20 weist ein Trägermaterial 93 auf, insbesondere FR4, das die beiden Lagen trägt und voneinander beabstandet.The circuit board 20 has a carrier material 93 on, in particular FR4, which carries the two layers and spaced from each other.

Die Leiterplatte 20 weist auch ein durchgehendes Bohrloch 96 zur Aufnahme einer Schraube 9 auf.The circuit board 20 also has a through hole 96 for receiving a screw 9 on.

Wie in 6 gezeigt, sind die beiden Teile (60, 61) des Drehübertragers sich axial gegenüber stehend angeordnet und relativ zueinander drehbar. Durch eine axial gerichtete in Umfangsrichtung umlaufende Erhebung am anderen Teil 61, welche in die Nut 7 hineinragt, also in die zwischen den Ringwänden 6 und 8 vorhandene als in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut ausgeführte Nut 7 des ersten Teils, ist somit eine strahlungstechnisch gesehene hoch wirksame Abschirmung erreicht, auch wenn zwischen dem ersten und dem anderen Teil (60 und 61) ein Luftspalt besteht. Die axiale Breite des Luftspalts ist dabei kleiner als ein Zehntel der Wellenlänge und die Länge in Umfangsrichtung ist länger als eine Wellenlänge. Die durch das Feder-Nut-Prinzip geschaffene Abschirmung ist dadurch wirksam, dass die Kaminlänge, also die Länge, auf welcher sich die Strahlung in radialer und teilweise auch axialer Richtung herauswinden muss, mehr als das Dreifache der axialen Breite des Luftspaltes beträgt.As in 6 shown are the two parts ( 60 . 61 ) of the rotary transformer are arranged axially opposite and rotatable relative to each other. By an axially directed circumferential circumferential elevation on the other part 61 which is in the groove 7 protrudes into the between the ring walls 6 and 8th existing as running in the circumferential direction annular groove executed groove 7 of the first part, a highly effective shielding from the point of view of radiation is thus achieved, even if between the first and the other part ( 60 and 61 ) There is an air gap. The axial width of the air gap is less than one tenth of the wavelength and the length in the circumferential direction is longer than one wavelength. The shield created by the tongue-and-groove principle is effective in that the length of the chimney, that is to say the length at which the radiation must wind out in the radial and in part also in the axial direction, is more than three times the axial width of the air gap.

Die beiden zwischen den Teilen 60 und 61 ausgebildeten ringförmigen Hohlräume sind voneinander abgeschirmt, insbesondere auch mittels der Ferrite 65.The two between the parts 60 and 61 trained annular cavities are shielded from each other, in particular by means of the ferrites 65 ,

Somit ist die Signalübertragung von der Leistungsübertagung getrennt.Thus, the signal transmission is disconnected from the power transmission.

Zur Leistungsübertragung ist auch im anderen Teil 61 ein Wicklungsträger 64 mit Ringwicklung für Leistungsübertragung aufgenommen, der somit axial direkt, also auf gleichem Radialabstand dem Wicklungsträger 2 mit Ringwicklung für Leistungsübertragung des ersten Teils 60 gegenüber angeordnet ist. Axial ist nur ein Luftspalt zwischengeordnet zwischen den beiden Wicklungsträgern (2, 64).For power transmission is also in the other part 61 a winding carrier 64 taken up with ring winding for power transmission, thus axially directly, so at the same radial distance from the winding support 2 with ring winding for power transmission of the first part 60 is arranged opposite. Axially, only one air gap is interposed between the two winding carriers ( 2 . 64 ).

Auf größerem Radialabstand ist der andere ringförmige Hohlraum ausgebildet. Hier ist wiederum eine Leiterplatte 63 schraubverbunden mit dem anderen Teil 61 und trägt eine im Wesentlichen ringförmig verlaufende Leiterbahn 62. Diese ist nur an einer Umfangsstelle unterbrochen und ist somit als Antenne verwendbar. Sie steht direkt der Leiterbahn 4 gegenüber, insbesondere auf gleichem Radialabstand.At a larger radial distance of the other annular cavity is formed. Here again is a circuit board 63 screwed to the other part 61 and carries a substantially annular track 62 , This is interrupted only at one circumferential point and is thus usable as an antenna. It is directly the track 4 opposite, in particular at the same radial distance.

Axial zwischengeordnet ist nur der Luftspalt und die jeweilige Lackschicht 91.Axially interposed is only the air gap and the respective paint layer 91 ,

Die Leiterplatte 63 weist denselben Aufbau auf wie die Leiterplatte 20. Also auch die entsprechenden Masseflächen, welche die Leiterbahn 64 zum anderen Teil 61 hin in einer anderen Lage als die Leiterbahn 64 abschirmen. Innerhalb derselben Lage wie die Leiterbahn 64 sind wiederum radial innen und außen Masseflächen angeordnet.The circuit board 63 has the same structure as the printed circuit board 20 , So also the corresponding ground planes, which the conductor track 64 to the other part 61 in a different position than the track 64 shield. Within the same position as the track 64 are in turn arranged radially inside and outside ground surfaces.

Somit ist eine störsichere und somit fehlerarme Signalübertragung zwischen den beiden Nahfeldern, also Leiterbahnen (4, 64), ermöglicht.Thus, a fail-safe and thus low-error signal transmission between the two near fields, ie interconnects ( 4 . 64 ).

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Signalübertragungsbereich innerhalb der Ringnut 3 angeordnet und der Leistungsübertragungsbereich außerhalb. Somit sind eine geringere Stromstärke und weniger Verluste in der dann radial vergrößerten Ringwicklung 2 erreichbar. Allerdings ist dann das Trägheitsmoment des Drehübertragers größer.In a further embodiment of the invention, the signal transmission area is within the annular groove 3 arranged and the power transfer area outside. Thus, a lower current and fewer losses in the then radially enlarged ring winding 2 reachable. However, then the moment of inertia of the rotary transformer is greater.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wellenaufnahmeshaft mount
22
Wicklungsträger mit Ringwicklung für LeistungsübertragungWinding carrier with ring winding for power transmission
33
Ringwandring wall
44
Leiterbahn auf Leiterplatte 20 Trace on circuit board 20
55
Aufnahmebereich für FerritPickup area for ferrite
66
Ringwandring wall
77
Nutgroove
88th
Ringwandring wall
99
Schraubescrew
1010
Steckverbinderteilconnector part
1111
Abschlusswiderstand, insbesondere SMD-WiderstandTerminating resistor, in particular SMD resistor
2020
Leiterplattecircuit board
6060
erstes Teil des Drehübertragersfirst part of the rotary transformer
6161
zweites Teil des Drehübertragers, relativ zum ersten Teil 60 drehbar angeordnetsecond part of the rotary transformer, relative to the first part 60 rotatably arranged
6262
Leiterbahn als AntenneTrace as antenna
6363
Leiterplattecircuit board
6464
Wicklungsträger mit Ringwicklung für LeistungsübertragungWinding carrier with ring winding for power transmission
6565
Ferritferrite
9090
Leiterbahn, insbesondere elektrisch mit Masse verbundenConductor, in particular electrically connected to ground
9191
Lackschichtpaint layer
9292
Durchkontaktierung zur Verbindung der Leiterbahnen, die mit Masse verbunden sindThrough connection for connecting the printed conductors, which are connected to ground
9393
Trägermaterial, insbesondere FR4Carrier material, in particular FR4
9494
Durchkontaktierung zur Verbindung der Leiterbahnen, die mit Masse verbunden sindThrough connection for connecting the printed conductors, which are connected to ground
9595
Leiterbahn, insbesondere elektrisch mit Masse verbundenConductor, in particular electrically connected to ground
9696
Bohrloch zur Aufnahme einer Schraube 9 Borehole for receiving a screw 9

Claims (9)

Drehübertrager, wobei der Drehübertrager zwei Teile aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Teil Ringwände aufweist, welche zum jeweils anderen Teil hervorragen, – wobei radial innerhalb einer ersten Ringwand des ersten Teils eine Ringwicklung, insbesondere mit einer Windungszahl größer als Eins, angeordnet ist, die einer Ringwicklung des anderen Teils auf gleichem Radialabstand axial gegenübersteht, wobei radial außerhalb der ersten Ringwand des ersten Teils eine ringförmige Leiterplatte angeordnet ist, welche eine ringförmige Leiterbahn aufweist, die an einer Umfangsstelle unterbrochen ausgeführt ist, insbesondere wobei an die entsprechenden Endbereiche eine Signalspannung angelegt wird oder eine empfangene Signalspannung detektiert wird, – oder wobei radial außerhalb einer ersten Ringwand des ersten Teils eine Ringwicklung, insbesondere mit einer Windungszahl größer als Eins, angeordnet ist, die einer Ringwicklung des anderen Teils auf gleichem Radialabstand axial gegenübersteht, wobei radial innerhalb der ersten Ringwand des ersten Teils eine ringförmige Leiterplatte angeordnet ist, welche eine ringförmige Leiterbahn aufweist, die an einer Umfangsstelle unterbrochen ausgeführt ist, insbesondere wobei an die entsprechenden Endbereiche eine Signalspannung angelegt wird oder eine empfangene Signalspannung detektiert wird, wobei eine zur ringförmigen Leiterplatte (20) gleichartig ausgeführte Leiterplatte (64) am anderen Teil (61) angeordnet, insbesondere schraubverbunden, ist, insbesondere axial beabstandet und koaxial zur ringförmigen Leiterplatte (20) angeordnet ist.Rotary transformer, wherein the rotary transformer has two parts which are arranged coaxially to each other, characterized in that each part has annular walls, which project to the other part, - wherein radially within a first annular wall of the first part of a ring winding, in particular with a number of turns greater than One, which is axially opposite a ring winding of the other part at the same radial distance, wherein radially outside the first annular wall of the first part, an annular circuit board is arranged, which has an annular conductor formed at a peripheral point interrupted, in particular wherein the a signal voltage is applied or detected signal voltage is detected corresponding end regions, - or wherein radially outside a first annular wall of the first part of a ring winding, in particular with a number of turns greater than one, is arranged, the one ring winding of and axially opposite to the same radial distance, wherein radially within the first annular wall of the first part, an annular circuit board is arranged, which has an annular conductor formed at a peripheral point interrupted, in particular wherein a signal voltage is applied to the corresponding end portions or a received Signal voltage is detected, with an annular circuit board ( 20 ) similar executed circuit board ( 64 ) on the other part ( 61 ), in particular screw-connected, is, in particular axially spaced and coaxial with the annular printed circuit board ( 20 ) is arranged. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ringwand des Teils in eine radial zwischen zwei Ringwänden des anderen Teils gebildete Nut zumindest teilweise hineinragt. Rotary transmission according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first annular wall of the part at least partially protrudes into a groove formed radially between two annular walls of the other part. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass. das erste und/oder das andere Teil aus Metall, insbesondere Aluminium, gefertigt ist oder sind.Rotary transmission according to at least one of the preceding claims, characterized in that. The first and / or the other part made of metal, in particular aluminum, is or are. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Leiterplatte am jeweiligen Teil schraubverbunden ist.Rotary transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the respective printed circuit board is screw-connected to the respective part. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Leiterplatte auf ihrer vom jeweils anderen Teil abgewandten Seite eine jeweilige weitere Leiterbahn aufweist, die mit Masse verbunden ist und/oder in radialer Richtung die ringförmige Leiterbahn überdeckt.Rotary transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the respective printed circuit board on its side facing away from the other part side has a respective further conductor track which is connected to ground and / or covers the annular conductor track in the radial direction. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringwand des anderen Teils in eine radial zwischen zwei Ringwänden des ersten Teils gebildete Nut zumindest teilweise hineinragt.Rotary transmission according to at least one of the preceding claims, characterized in that an annular wall of the other part projects at least partially into a groove formed radially between two annular walls of the first part. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Teile einen Steckverbinderteil aufweist zur Versorgung der Ringwicklung oder der ringförmigen Leiterbahn.Rotary transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that each of the parts has a connector part for supplying the ring winding or the annular conductor track. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil eine mittig angeordnete Wellenaufnahme, insbesondere umfassend eine Welle-Naben-Verbindung, aufweist.Rotary transmission according to at least one of the preceding claims, characterized in that the part has a centrally arranged shaft receptacle, in particular comprising a shaft-hub connection. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Teile halbschalenförmig ausgebildet ist.Rotary transmission according to at least one of the preceding claims, characterized in that each of the parts is formed in a half-shell shape.
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