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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rechnereinrichtung mit einem elektrisch leitfähigen Rechnergehäuse sowie mit einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung zum kabellosen Versorgen eines mobilen Endgerätes mit elektrischer Energie, welche Energieversorgungseinrichtung dazu ausgebildet ist, eine kabellose energietechnische Kopplung unter Nutzung eines magnetischen Wechselfeldes in einem vorgebbaren Raumbereich bereitzustellen.
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Rechnereinrichtungen der gattungsgemäßen Art sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, so dass es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises hierfür nicht bedarf. Eine gattungsgemäße Rechnereinrichtung verfügt in der Regel über ein Rechnergehäuse, welches die Rechnereinrichtung vor äußeren Einwirkungen schützt und zugleich unerwünschte elektromagnetische Wirkungen der Rechnereinrichtung nach außen abschirmt. In der Regel ist das Rechnergehäuse zu diesem Zweck aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gebildet, beispielsweise aus einem Metall wie Weißblech, Aluminium, Legierungen hiervon und/oder dergleichen. Das Rechnergehäuse kann ferner mit einer, insbesondere äußeren Beschichtung versehen sein, beispielsweise eine Kunststoffbeschichtung, eine Emaillebeschichtung oder dergleichen.
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Die gattungsgemäße Rechnereinrichtung verfügt in der Regel über eine Anschlussmöglichkeit zur Sicherstellung der eigenen Energieversorgung. Die eigene Energieversorgung wird üblicherweise mittels eines Netzteils realisiert, welches an ein öffentliches Energieversorgungsnetz anschließbar ist. Darüber hinaus ist es bekannt, dass die Rechner Einrichtung über einen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise in Form eines Akkumulators oder dergleichen, verfügt, der ebenfalls der eigenen Energieversorgung der Rechnereinrichtung dient.
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Im Stand der Technik ist es ferner bekannt, mobile Endgeräte wie Smartphones, Laptops, PDA's, Tablets oder dergleichen kabellos mit elektrischer Energie zu versorgen. Zu diesem Zweck wird eine Energieversorgungseinrichtung bereitgestellt, die mittels eines elektromagnetischen Wechselfeldes eine energietechnische Kopplung zum mobilen Endgerät herstellt, so dass elektrische Energie von der Energieversorgungseinrichtung zum mobilen Endgerät übertragen werden kann. Zu diesem Zweck kann die Energieversorgungseinrichtung eine an einem Umrichter betriebene Spulenanordnung aufweisen. Die Energieversorgungseinrichtung, insbesondere der Umrichter ist zum Bezug von elektrischer Energie an eine elektrische Energiequelle angeschlossen, beispielsweise dem öffentlichen Energieversorgungsnetz oder dergleichen. Eine derartige drahtlose Energieversorgung ist beispielsweise durch den Qi-Standard definiert.
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Häufig ist es möglich, das Mobile Endgerät mit der Rechner Einrichtung kommunikationstechnisch zu koppeln, um Daten zwischen dem mobilen Endgerät und der Rechner Einrichtung austauschen zu können. Die kommunikationstechnische Kopplung wird zumeist über eine leitungsgebundene Schnittstelle wie dem USB-Bus oder dergleichen hergestellt. Über den USB-Bus kann das Mobile Endgerät zugleich auch mit elektrischer Energie versorgt werden. Darüber hinaus ist es bekannt, das Mobile Endgerät zum Zwecke der kommunikationstechnischen Kopplung drahtlos mit der Rechnereinrichtung zu koppeln, beispielsweise unter Nutzung einer nach Funkverbindung, welche ein geeignetes Schnittstellenprotokoll nutzt, wie zum Beispiel WLAN, Bluetooth, ZigBie oder dergleichen. Dabei ist jedoch eine energietechnische Kopplung des mobilen Endgeräts mit der Rechner Einrichtung nicht vorgesehen.
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In vielen Fällen ist es jedoch wünschenswert, dass auch bei einer drahtlosen kommunikationstechnischen Kopplung zugleich eine drahtlose energietechnische Kopplung bereitgestellt werden kann, so dass das Mobile Endgerät nach Beendigung der Kopplung unmittelbar betriebsbereit ist.
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Mobile Endgeräte sind in der Regel tragbare Einrichtungen, wie beispielsweise ein Smartphone, ein MP3-Player oder dergleichen, die über eine eigene Energieversorgung in Form einer Batterie, insbesondere eines Akkumulators verfügen. Gerade bei Akkumulator betriebenen mobilen Endgeräten ist eine energietechnische Kopplung gewünscht, damit eine möglichst lange Nutzungsdauer des mobilen Endgeräts im mobilen Betrieb erreicht werden kann.
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Der parallele Betrieb einer energietechnischen Kopplung und einer kommunikationstechnischen Kopplung sowie auch die Nutzung der Energieversorgungseinrichtung für die drahtlose energietechnische Kopplung in der Rechner Einrichtung erweisen sich als problematisch. So kann die energietechnische Kopplung die kommunikationstechnische Kopplung stören. Darüber hinaus kann es zu elektromagnetischen Unverträglichkeiten kommen, wenn die Energieversorgungseinrichtung in einem Gehäuse der Rechner Einrichtung angeordnet ist.
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Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, die vorgenannten Probleme zu reduzieren.
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Als Lösung schlägt die Erfindung eine gattungsgemäße Rechnereinrichtung vor, wobei das Rechner Gehäuse eine Kopplungsoberfläche aufweist, in deren Bereich die elektrische Leitfähigkeit des Rechner Gehäuses aufgehoben ist, und dass die Energieversorgungseinrichtung innerhalb des Rechnergehäuses im Bereich benachbart zur Kopplungsoberfläche angeordnet ist, so dass der vorgebbare Raumbereich im Wesentlichen außerhalb des Rechner Gehäuses ausgebildet ist.
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Es ist ein Gedanke der Erfindung, das elektrisch leitfähige Gehäuse der Rechnereinrichtung mit einem elektrisch nicht leitenden Fenster zu versehen. Dieses Fenster dient dazu, das magnetische Wechselfeld der Energieversorgungseinrichtung durch das Gehäuse hindurch nach außen durch treten zu lassen, so dass eine energietechnische Kopplung mit einem in Kopplungsreichweite befindlichen mobilen Endgerät erreicht werden kann. Die Kopplungsreichweite kann wenige Millimeter bis wenige Zentimeter betragen. Vorzugsweise beträgt die Kopplungsreichweite nicht mehr als 1 m, vorzugsweise weniger als 0,5 m. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Beeinträchtigung von Personen und/oder Gegenständen durch das magnetische Wechselfeld möglichst gering gehalten werden kann. Zugleich trägt das Gehäuse der Rechnereinrichtung dazu bei, das magnetische Wechselfeld in dem vorgegebenen Raumbereich zu Fokussieren beziehungsweise zu konzentrieren.
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Das magnetische Wechselfeld wird vorzugsweise mittels einer Spulenanordnung erzeugt. Die Spulenanordnung wird zu diesem Zweck mittels eines Umrichters elektrisch mit einem elektrischen Wechselstrom versorgt. Der Umrichter ist zu diesem Zweck mit einer elektrischen Energiequelle der Rechnereinrichtung verbunden oder verfügt über eine eigene Energiequelle bzw. einen eigenen elektrischen Anschluss an ein öffentliches Energieversorgungsnetz. Der Wechselstrom des Umrichters hat eine Frequenz in einem Bereich von einigen 100 Hz und kann eine Frequenz bis zu mehreren 100 kHz aufweisen. Die Wahl der Frequenz wird vorzugsweise entsprechend der zu übertragenden Leistung des abzudeckenden Raumbereichs sowie der Abmessungen des mobilen Endgeräts gewählt.
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Die Kopplungsoberfläche des Rechnergehäuses ist vorzugsweise ein stickig mit dem Rechnergehäuse ausgebildet. Die Kopplungsoberfläche kann dadurch gebildet sein, dass das Rechnergehäuse entsprechend der Abmessungen der Kopplungsoberfläche eine Öffnung aufweist, die mittels eines elektrisch nicht leitfähigen Werkstoffs gefüllt ist, um ein geschlossenes Rechnergehäuse auszubilden. Der elektrisch nicht leitfähige Werkstoff kann beispielsweise durch einen Kunststoff, aber auch durch einen keramischen Werkstoff hiervon oder dergleichen gebildet sein.
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Vorzugsweise ist der elektrisch nicht leitfähige Werkstoff aus einem nicht ferromagnetischen oder paramagnetischen Werkstoff gebildet. Dadurch kann ein hoher Wirkungsgrad für die energietechnische Kopplung erreicht werden.
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Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn der elektrisch nicht leitfähige Werkstoff eine möglichst hohe die Elektrizität Zahl aufweist, so dass etwaige Funkstörungen – erzeugt durch die Spulenanordnung und/oder den Umrichter – reduziert werden können. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der elektrisch nicht leitfähige Werkstoff zu diesem Zweck mit dem elektrisch leitfähigen Werkstoff des Rechnergehäuses in Kontakt steht. Besonders hochfrequente Störungen können hierdurch reduziert werden.
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Vorzugsweise weist die Spulenanordnung auf ihrer dem Rechnergehäuse abgewandten Innenseite einen magnetischen Rückschluss auf, der beispielsweise in Form von Ferritelementen oder dergleichen ausgebildet sein kann. Dadurch kann das von der Spulenanordnung erzeugte magnetische Wechselfeld hinsichtlich Wirkungen innerhalb des Rechnergehäuses reduziert werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann erreicht werden, dass ein mobiles Endgerät energietechnisch gekoppelt werden kann, so dass es mit elektrischer Energie versorgt wird. Zu diesem Zweck kann der vorgegebene Bereich dazu ausgebildet sein, mechanisch mit dem mobilen Endgerät verbunden zu werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Kopplungsoberfläche eine Auflage bereitgestellt bzw. ein mechanisches Verbindungselemente, dass eine mechanische Verbindung des Rechnergehäuses mit dem mobilen Endgerät erlaubt.
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Der vorgegebene Raumbereich ist ein Raumbereich, in dem sich das magnetische Wechselfeld im Wesentlichen ausbildet. Darüber hinausgehend ist das magnetische Wechselfeld im Wesentlichen soweit hinsichtlich seiner Feldstärke reduziert, dass eine bestimmungsgemäße energietechnische Kopplung nicht mehr ermöglicht ist. Der vorgegebene Raumbereich kann durch Wahl der Frequenz des magnetischen Wechselfeldes beeinflusst werden. Um die energietechnische Kopplung mittels des magnetischen Wechselfeldes verbessern zu können, kann vorgesehen sein, dass mehrere magnetische Wechselfelder unterschiedlicher Frequenz zum Zwecke der energietechnischen Kopplung überlagert werden. So kann vorgesehen sein, dass die Spulenanordnung und/oder der Umrichter für die Erzeugung mehrerer Frequenzen ausgebildet sind.
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Damit eine energietechnische Kopplung zwischen der Energieversorgungseinrichtung und dem mobilen Endgerät hergestellt werden kann, weist das mobile Endgerät ebenfalls eine Spulenanordnung auf, die aufgrund des magnetischen Wechselfeldes eine Wechselspannung zum Zwecke der Energieversorgung des mobilen Endgeräts bereitstellt. Die Spulenanordnung des mobilen Endgerätes kann zu diesem Zweck an ein Netzteil des mobilen Endgerätes angeschlossen sein, welches Netzteil das Mobile Endgerät in bestimmungsgemäßer Weise mit elektrischer Energie versorgt.
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Die Spulenanordnung sowohl der Energieversorgungseinrichtung als auch des mobilen Endgerätes können aus wenigstens einer elektrischen Spule oder auch aus mehreren elektrischen Spulen gebildet sein. Bei mehreren elektrischen Spulen kann deren Orientierung und/oder Ausrichtung derart gewählt sein, dass der vorgegebene Raumbereich an Abmessungen des mobilen Endgerätes, insbesondere hinsichtlich der Spulenanordnung des mobilen Endgerätes anpassbar ist.
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Damit sich der vorgegebene Raumbereich im Wesentlichen außerhalb des Rechnergehäuses ausbildet, ist die Spulenanordnung der Energieversorgungseinrichtung vorzugsweise direkt benachbart zur Kopplungsoberfläche des Rechnergehäuses angeordnet. Gegenüberliegend zur Kopplungsoberfläche weißt die Spulenanordnung vorzugsweise einen magnetischen Rückschluss auf, der beispielsweise durch eine Platte aus einem ferromagnetischen Werkstoff oder dergleichen gebildet ist. Beispielsweise können hierfür Platten aus einem Ferritwerkstoff vorgesehen sein.
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Dadurch kann erreicht werden, dass sich das magnetische Wechselfeld im Wesentlichen nicht innerhalb des Rechnergehäuses ausbilden kann. Beeinträchtigungen der bestimmungsgemäßen Funktion des im Rechnergehäuse angeordneten Rechners können somit weitgehend vermieden werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Rechnereinrichtung wenigstens ein Peripheriegerät auf, welches ein eigenes, elektrisch leitfähiges Gehäuse aufweist und innerhalb des Rechnergehäuses benachbart zur Energieversorgungseinrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Peripheriegerät dazu dienen, eine ergänzende Abschirmung der Energieversorgungseinrichtung für innerhalb des Rechnergehäuses angeordnete Einheiten sowie die Rechner Einrichtung selbst bereitstellen. Die Zuverlässigkeit des bestimmungsgemäßen Betriebs kann dadurch verbessert werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung schlägt vor, dass das Rechnergehäuse ein Verbindungsmittel aufweist, mittels dem das mobile Endgerät mit dem Rechnergehäuse an einer Außenseite des Rechnergehäuses mechanisch lösbar verbindbar ist. Dadurch kann das mobile Endgerät mit dem Rechnergehäuse zum Zwecke der energietechnischen Kopplung in einer vorgegebenen Position verbunden werden, so dass eine energietechnische Kopplung mit einem hohen Wirkungsgrad und mit möglichst geringen Streufeldern erreicht werden kann. Das Verbindungsmittel kann beispielsweise durch eine Halterung gebildet sein, die eine Positionierung des mobilen Endgerätes gegenüber dem Rechnergehäuse festgelegt. Darüber hinaus kann das Verbindungsmittel Klammern, Clipse, Klettverbindungen, magnetische Halterungen und/oder dergleichen aufweisen. Das Verbindungsmittel kann aber auch durch eine Aufnahme gebildet sein, in die das Mobile Endgerät Form schlüssig einsetzbar ist, so dass es hierdurch gehalten ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung schlägt vor, dass die Kopplungsoberfläche an der Außenseite des Rechnergehäuses visuell und/oder taktil erfassbar für einen Nutzer gekennzeichnet ist. So kann die Kopplungsoberfläche mit einer Markierung versehen sein, die den Bereich der bestimmungsgemäßen energietechnischen Kopplung kennzeichnet. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Kopplungsoberfläche mittels einer Beleuchtung gekennzeichnet ist, so dass der Nutzer die Position des Rechnergehäuses erkennen kann, die eine bestimmungsgemäße energietechnische Kopplung zum mobilen Endgerät erlaubt. Weiterhin kann das Gehäuse wenigstens einen Vorsprung und/oder wenigstens eine Vertiefung aufweisen, die es erlaubt, die Kopplungsoberfläche taktil zu erfassen. Der Nutzer kann also sein mobiles Endgerät auch ohne direkten Blickkontakt in bestimmungsgemäßer Weise zum Zwecke der energietechnischen Kopplung am Rechnergehäuse anordnen. Darüber hinaus können natürlich auch ergänzend Symbole im Bereich der Kopplungsoberfläche vorgesehen sein, die die Kopplungsoberfläche für den Nutzer sichtbar kennzeichnen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Rechnergehäuse im Bereich der Kopplungsoberfläche eine Beleuchtungseinrichtung aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung kann durch eine Lampe, oder auch durch eine Kombination einer Lichtquelle mit einem Lichtleiter und/oder dergleichen gebildet sein. Die Beleuchtungseinrichtung bezieht ihre Energie vorzugsweise von der Energieversorgungseinrichtung. Dies erlaubt es, dass die Energieversorgungseinrichtung die Aktivität der Beleuchtungseinrichtung steuern kann, beispielsweise in Abhängigkeit eines Aktivitätsmodus der Energieversorgungseinrichtung. So kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungseinrichtung aktiv ist, wenn keine energietechnische Kopplung mit einem mobilen Endgerät besteht. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungseinrichtung aktiv ist, wenn ein mobiles Endgerät mit der Energieversorgungseinrichtung energietechnisch gekoppelt ist. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass die Kopplungsoberfläche hinsichtlich ihrer Abmessungen von der Beleuchtungseinrichtung ausgeleuchtet werden, so dass es für den Nutzer auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen einfach ist, die bestimmungsgemäße Position für das Mobile Endgerät zum Zwecke der energietechnischen Kopplung auffinden zu können. Die Beleuchtungseinrichtung kann eine Lichtquelle umfassen, beispielsweise in Form einer Glühlampe, einer Leuchtdiode, einer Klemmlampe, Kombinationen hiervon oder dergleichen.
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Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Beleuchtungseinrichtung einen an mechanische Abmessungen des energietechnisch zu koppelnden mobilen Endgeräts angepassten Bereich einer Lichtaussendung bereitstellt. Auf diese Weise kann der Nutzer eine Rückmeldung erhalten, dass das mobile Endgerät erkannt wurde und bestimmungsgemäß energietechnisch gekoppelt ist. Darüber hinaus kann dadurch angezeigt werden, ob die energietechnische Kopplung sich auf das gekoppelte Mobile Endgerät eingestellt hat. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dem Nutzer anzuzeigen, welche Art von mobilen Endgeräten energietechnisch gekoppelt werden können.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, die Energieversorgungseinrichtung ein Detektionsmittel aufweist, mittels welchem ein energietechnisch koppelbares mobiles Endgerät detektierbar ist. Das Detektionsmittel kann durch die Spulenanordnung selbst oder auch durch ein weiteres, von der Spulenanordnung getrenntes Detektionsmittel gebildet sein. Mittels der Spulenanordnung kann beispielsweise erkannt werden, ob eine vorgegebene Mindestmenge an Energie abgenommen wird, woraus auf eine energietechnische Kopplung geschlossen werden kann. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, ein Signal des mobilen Endgerätes zu erfassen, auszuwerten und dadurch seine Position gegenüber der Kopplungsoberfläche zu ermitteln, so dass in Abhängigkeit hiervon die energietechnische Kopplung mittels der Spulenanordnung aktiviert werden kann. Darüber hinaus besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass das mobile Endgerät ein Signal an die Energieversorgungseinrichtung übermittelt, woraufhin die Energieversorgungseinrichtung die Spulenanordnung zur energietechnischen Kopplung des mobilen Endgeräts aktiviert. Zu diesem Zweck kann das Mobile Endgerät beispielsweise ein Funksignal, insbesondere ein Nachfunksignal, ein Infrarotsignal und/oder dergleichen an die Energieversorgungseinrichtung oder auch an eine geeignete Empfangseinheit der Rechnereinrichtung übermitteln. Im letzteren Fall gibt die Rechnereinrichtung ein entsprechendes Signal an die Energieversorgungseinrichtung weiter.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Detektionsmittel dazu eingerichtet ist, einen endgerätspezifischen Energieversorgungsparameter zu ermitteln und die energietechnische Kopplung automatisch entsprechend des Parameters einzustellen. Der endgerätspezifische Energieversorgungsparameter kann beispielsweise ein Parameter des mobilen Endgerätes sein. Ein solcher Parameter kann beispielsweise eine Bemessungsspannung eines Akkumulators des mobilen Endgerätes sein. Darüber hinaus kann der Parameter auch ladespezifische Werte umfassen, beispielsweise einen Ladestrom, eine Akkumulator Kapazität, Ladekennlinien für den Akkumulator, Kombinationen hiervon und/oder dergleichen. Vorzugsweise ist die Energieversorgungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie den Energieversorgungsparameter erfassen und die energietechnische Kopplung entsprechend des Energieversorgungsparameters anpassen kann. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgungseinrichtung über ein angeschlossenes Kommunikationsnetzwerk ergänzende geeignete Daten bzw. Parameter übermittelt bekommt. Das Kommunikationsnetzwerk kann ein Kommunikationsnetzwerk sein, an dem die Rechnereinrichtung angeschlossen ist. Das Kommunikationsnetzwerk kann ein lokales Netzwerk wie beispielsweise ein LAN oder auch das Internet sein.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Energieversorgungseinrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens zwei mobile Endgeräte energietechnisch zu koppeln. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, mehrere mobile Endgeräte Energie technisch zu koppeln, so dass deren Energiespeicher vorzugsweise gleichzeitig geladen werden können. Die Energieversorgungseinrichtung kann zu diesem Zweck derart ausgebildet sein, dass die verfügbare Leistung, die sie über die energietechnische Kopplung bereitstellen kann, auf die energietechnisch gekoppelten mobilen Endgeräte verteilt wird. Hierfür kann ein Energieverteilungsschlüssel vorgesehen sein, mittels dem eine vorgegebene Leistung jedem energietechnisch gekoppelten mobilen Endgerät zugewiesen wird. Die Leistungsverteilung kann beispielsweise durch aufeinander folgendes wechselweises beaufschlagen der energietechnisch gekoppelten mobilen Endgeräte mit dem magnetischen Wechselfeld erfolgen. Darüber hinaus kann natürlich vorgesehen sein, dass das magnetische Wechselfeld allen energietechnisch gekoppelten mobilen Endgeräten zur Verfügung steht und die mobilen Endgeräte jeweils eine Leistung aus dem magnetischen Wechselfeld entnehmen, die ihrer jeweiligen durch magnetischen Flutung entspricht. Auf diese Weise kann eine automatische Leistungsverteilung auf die energietechnisch gekoppelten mobilen Endgeräte erreicht werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung schlägt vor, dass die Energieversorgungseinrichtung und/oder das mobile Endgerät dazu eingerichtet sind, das magnetische Wechselfeld zur Übermittlung eines Steuersignals zu modulieren. So kann vorgesehen sein, dass das Mobile Endgerät entsprechend einer zu übertragenden Information das magnetische Wechselfeld moduliert und die Energieversorgungseinrichtung, beispielsweise mittels der Spulenanordnung, diese Modulation erfasst und die entsprechende Information ermittelt. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, dass das mobile Endgerät Parameter, Ladezustände, Alterungszustände und/oder dergleichen an die Energieversorgungseinrichtung übermittelt. Darüber hinaus kann das mobile Endgerät der Energieversorgungseinrichtung mitteilen, ob eine energietechnische Kopplung gewünscht ist oder nicht. Sollte nämlich der Energiespeicher des mobilen Endgerätes keine Aufladung bedürfen, kann die Energieversorgungseinrichtung in einen Bereitschaftszustand überführt werden, in dem sie nur einen sehr geringen oder keinen Energieverbrauch hat. Darüber hinaus kann hier durch eine unnötige Aussendung des magnetischen Wechselfeldes vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Energieversorgungseinrichtung dazu eingerichtet ist, ein energietechnisch koppelbares mobiles Endgerät automatisch zu detektieren und die energietechnische Kopplung automatisch vorzunehmen. Auf diese Weise ist es für den Nutzer nicht erforderlich, irgendwelche weiteren Aktivitäten vorzunehmen, um die energietechnische Kopplung mit dem mobilen Endgerät zu aktivieren. Insbesondere kann eine Betätigung von Tasten oder auch eine Aktivierung mittels der Rechnereinheit durch den Nutzer eingespart werden.
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Natürlich kann die Rechnereinrichtung dazu genutzt werden, den Zustand der Energieversorgungseinrichtung, insbesondere auch hinsichtlich der energietechnischen Kopplung sowie gegebenenfalls von Parametern des mobilen Endgerätes, mittels einer Nutzerschnittstelle dem Nutzer zur visuellen und/oder akustischen Erfassung anzuzeigen. Darüber hinaus kann natürlich vorgesehen sein, dass die Energieversorgungseinrichtung, insbesondere auch die energietechnische Kopplung mittels Nutzung der Rechnereinrichtung durch den Nutzer eingestellt werden kann.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Energieversorgungseinrichtung eine Energiemengenerfassungseinheit aufweist. Die Energiemengen Erfassungseinheit kann beispielsweise durch einen Energiezähler gebildet sein oder auch durch einen Integrator, der einen Leistungsbezug des mobilen Endgerätes über die Zeit integriert. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass die über das magnetische Wechselfeld bereitgestellte Energie bzw. Leistung erfasst wird.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, dass der vorgebbare Raumbereich an die mechanischen Abmessungen des Endgerätes anpassbar ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass nur derjenige Teil der Kopplungsoberfläche ein magnetisches Wechselfeld bereitstellt, der für die energietechnische Kopplung des mobilen Endgerätes erforderlich ist. Dadurch kann der Wirkungsgrad der energietechnischen Kopplung hoch gehalten werden, wobei zugleich eine unnötige Freisetzung von magnetischen Wechselfeldern weitgehend vermieden werden kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren zu entnehmen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.
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Es zeigen:
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1 in schematischer Seitenansicht ein Rechnergehäuse mit einer Energieversorgungseinrichtung gemäß der Erfindung mit einem auf dem Rechnergehäuse aufgelegten Smartphone, welches energietechnisch gekoppelt ist,
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2 schematisch eine weitere gedrehte Seitenansicht des Rechnergehäuses in 1,
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3 eine schematische Draufsicht auf das Rechnergehäuse gemäß 1 bei entfernter Kopplungsoberfläche,
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4 eine schematische perspektivische Ansicht der Rechnereinrichtung gemäß 3 und
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5 schematisch eine gedrehte Explosionsansicht der Rechnereinrichtung gemäß 4.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Rechnereinrichtung 10 mit einem elektrisch leitfähigen Rechnergehäuse 12, in dem eine Energieversorgungseinrichtung 14 angeordnet ist. Die Energieversorgungseinrichtung 14 dient zum kabellosen Versorgen eines mobilen Endgerätes 16 mit elektrischer Energie, welches vorliegend als Smartphone 16 ausgebildet ist. In der 1 ist das Smartphone 16 auf einer horizontal angeordneten Oberfläche des Rechnergehäuses 12 angeordnet, welche Oberfläche zugleich eine Kopplungsoberfläche 20 des Rechnergehäuses 12 darstellt.
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Unterhalb der Kopplungsoberfläche 20 ist innerhalb des Rechnergehäuses 12 die Energieversorgungseinrichtung 14 angeordnet. Die Energieversorgungseinrichtung 14 ist dazu ausgebildet, eine kabellose energietechnische Kopplung unter Nutzung eines magnetischen Wechselfeldes in einem vorgebbarem Raumbereich 18 bereitzustellen. Die Energieversorgungseinrichtung 14 umfasst eine Spulenanordnung 26 sowie einen nicht dargestellten Umrichter, an den die Spulenanordnung 26 angeschlossen ist (3). Unterhalb der Energieversorgungseinrichtung 14 ist als Peripheriegerät ein Laufwerk 22 angeordnet, das ein eigenes Gehäuse aus Metall aufweist. Unterhalb des Laufwerks 22 ist die Rechnereinheit der Rechnereinrichtung 10 angeordnet. Durch diesen Aufbau ist die Rechnereinheit von Wechselwirkungen mit der Energieversorgungseinrichtung 14 innerhalb des Rechnergehäuses 12 abgeschirmt.
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Innerhalb des Raumbereichs 18 kann in bestimmungsgemäßer Weise eine energietechnische Kopplung zum Smartphone 16 hergestellt werden. Die Ausdehnung und/oder Erstreckung des Raumbereichs 18 kann beispielsweise durch Wahl der Frequenz des magnetischen Wechselfeldes, durch die Form, Anzahl und/oder Anordnung der Spulen der Spulenanordnung beeinflusst werden. Vorliegend ist eine Frequenz von etwa 30 kHz für das magnetische Wechselfeld gewählt.
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Das Rechnergehäuse 12 ist vorliegend aus Weißblech gebildet und weiß deshalb eine elektrische Leitfähigkeit auf. Alternativ kann das Rechnergehäuse 12 auch aus einem anderen elektrisch leitfähigen Werkstoff wie Aluminium, Metalllegierungen oder dergleichen gebildet sein. Im Bereich der Kopplungsoberfläche 20 ist die elektrische Leitfähigkeit des Rechnergehäuses 12 aufgehoben. Zu diesem Zweck kann anstelle eines elektrisch leitfähigen Werkstoffs einen Kunststoff Keramik, oder ein sonstiger elektrisch isolierender Werkstoff vorgesehen sein. Dadurch kann erreicht werden, dass der vorgegebene bare Raumbereich 18 im Wesentlichen außerhalb des Rechnergehäuses 12 ausgebildet ist. 2 zeigt die Rechnereinrichtung 10 in einer gedrehten Darstellung.
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3 zeigt in schematischer Draufsicht auf das Rechnergehäuse 12 die Spulenanordnung 26, die vorliegend aus neun nebeneinander ein Quadrat bildend angeordneten Spulen 28 gebildet ist. Jede Spule 28 ist als eine archimedische Flachspule ausgebildet und jeweils einzeln an den nicht dargestellten Umrichter angeschlossen. Dadurch ist es möglich, jede der Spulen 28 einzeln zu betreiben, so dass ein aktiver Bereich der Spulenanordnung 28 gebildet werden kann, der an die Abmessungen und die Position des Smartphones 16 auf der Kopplungsoberfläche 20 angepasst ist.
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In der Darstellung gemäß 3 ist ferner das Laufwerk 22 schematisch dargestellt, welches in Sichtrichtung unterhalb der Spulenanordnung 26 angeordnet ist. Dadurch wird die Schirmwirkung des Laufwerks 22 innerhalb des Rechnergehäuses 12 verdeutlicht.
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4 zeigt in einer schematisch perspektivischen Ansicht die Rechnereinrichtung 10 der Erfindung, wohingegen 5 eine entsprechende Explosion Darstellung zeigt.
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Das Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und soll diese nicht beschränken. Insbesondere können offenbarte Merkmale bei Bedarf in weiteren Kombinationen miteinander kombiniert werden, um in naheliegender Weise zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung zu gelangen.
