DE102020000608A1

DE102020000608A1 - System for the contactless transmission of electrical power to a handset

Info

Publication number: DE102020000608A1
Application number: DE102020000608.6A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schneider; Harald Wolf
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2020-08-13
Also published as: CN113424394A; EP3925056A1; WO2020164800A1

Abstract

System zur berührungslosen Übertragung elektrische Leistung an ein Mobilteil,wobei das System einen Primärleiter, eine Kompensationsanordnung zur Bereitstellung einer Kapazität und das Mobilteil aufweist,wobei das Mobilteil insbesondere an seiner Unterseite eine Sekundärwicklung aufweist, die induktiv an den insbesondere langgestreckt verlegten, stationär angeordneten Primärleiter gekoppelt ist,wobei dem Primärleiter die Kapazität in Reihe zugeschaltet ist,wobei die Kompensationsanordnung Bolzen, insbesondere Anschlussbolzen und Verbindungsbolzen, aufweist,wobei die Bolzen mit Kondensatoren elektrisch verbunden sind,wobei die Bolzen derart angeordnet sind, dass jeweils zwei der nächstbenachbarten Bolzen eines jeweiligen Bolzens zu diesem jeweils den gleichen Abstand aufweisen,wobei ein oder mehrere Paare der Bolzen mittels einer jeweiligen Brücke elektrisch verbunden sind zur Bildung der Kapazität.System for contactless transmission of electrical power to a mobile part, the system having a primary conductor, a compensation arrangement for providing a capacitance and the mobile part, the mobile part in particular having a secondary winding on its underside which is inductively coupled to the in particular elongated, stationary primary conductor is, the primary conductor the capacitance is connected in series, the compensation arrangement having bolts, in particular connecting bolts and connecting bolts, the bolts being electrically connected to capacitors, the bolts being arranged in such a way that in each case two of the next adjacent bolts of a respective bolt these each have the same distance, with one or more pairs of bolts are electrically connected by means of a respective bridge to form the capacitance.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur berührungslosen Übertragung elektrische Leistung an ein Mobilteil.The invention relates to a system for the contactless transmission of electrical power to a mobile part.

Es ist allgemein bekannt, dass ein System zur berührungslosen Übertragung elektrische Leistung an ein Mobilteil überträgt.It is well known that a non-contact transmission system transmits electrical power to a handset.

Aus der WO 2018 / 184 730 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ist ein Verfahren zum Hestellen eines Systems zur induktiven Energieübertragung an ein Mobilteil bekannt.From WO 2018/184 730 A1, the closest prior art is known to be a method for producing a system for inductive energy transmission to a mobile part.

Aus der DE 44 38 286 C2 ist ein System zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung bekannt.From the DE 44 38 286 C2 a system for contactless energy and data transmission is known.

Aus der DE 698 27 524 T2 ist ein gepulstes Stromversorgungssystem mit hoher Pulsrate bekannt.From the DE 698 27 524 T2 a pulsed power supply system with a high pulse rate is known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur berührungslosen Übertragung elektrische Leistung an ein Mobilteil einfach und effizient auszubilden.The invention is therefore based on the object of designing a system for the contactless transmission of electrical power to a mobile part in a simple and efficient manner.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System zur berührungslosen Übertragung elektrische Leistung an ein Mobilteil nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the system for contactless transmission of electrical power to a mobile part according to the features specified in claim 1.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System zur berührungslosen Übertragung elektrische Leistung an ein Mobilteil sind, dass das System einen Primärleiter, eine Kompensationsanordnung zur Bereitstellung einer Kapazität und das Mobilteil aufweist,
wobei das Mobilteil insbesondere an seiner Unterseite eine Sekundärwicklung aufweist, die induktiv an den insbesondere langgestreckt verlegten, stationär angeordneten Primärleiter gekoppelt ist,
wobei dem Primärleiter die Kapazität in Reihe zugeschaltet ist,
wobei die Kompensationsanordnung Bolzen, insbesondere Anschlussbolzen und Verbindungsbolzen, aufweist,
wobei die Bolzen mit Kondensatoren elektrisch verbunden sind,
wobei die Bolzen derart angeordnet sind, dass jeweils zwei der nächstbenachbarten Bolzen eines jeweiligen Bolzens zu diesem jeweils den gleichen Abstand aufweisen,
wobei ein oder mehrere Paare der Bolzen mittels einer jeweiligen Brücke elektrisch verbunden sind zur Bildung der Kapazität.Important features of the invention in the system for contactless transmission of electrical power to a mobile part are that the system has a primary conductor, a compensation arrangement for providing a capacity and the mobile part,
wherein the mobile part has a secondary winding, in particular on its underside, which is inductively coupled to the, in particular, elongated, stationary primary conductor,
where the primary conductor is connected in series,
wherein the compensation arrangement has bolts, in particular connecting bolts and connecting bolts,
where the bolts are electrically connected to capacitors,
wherein the bolts are arranged in such a way that in each case two of the next adjacent bolts of a respective bolt are at the same distance from it,
wherein one or more pairs of the bolts are electrically connected by means of a respective bridge to form the capacitance.

Von Vorteil ist dabei, dass wegen des gleichen Abstands mit einer einzigen Brücke ein erster Bolzen mit wahlweise einem zweiten oder dritten Bolzen verbindbar ist. Entsprechend ist die zwischen dem ersten und dem zweiten Bolzen angeordnete Kapazität kurzschließbar und somit wirkungslos. Alternativ ist durch eine Brücke zwischen dem ersten und dem zweiten Bolzen auch eine Parallelschaltung einer zwischen einem vierten und dem ersten Bolzen angeordneten Kapazität sowie einer zwischen dem zweiten Bolzen und dem vierten Bolzen angeordneten Kapazität.The advantage here is that because of the same distance with a single bridge, a first bolt can optionally be connected to a second or third bolt. Correspondingly, the capacitance arranged between the first and the second bolt can be short-circuited and is therefore ineffective. Alternatively, a bridge between the first and the second bolt also enables a parallel connection of a capacitance arranged between a fourth and the first pin and a capacitance arranged between the second pin and the fourth pin.

Somit ist also mit einer einzelnen Brücke entweder ein erster oder ein zweiter Kapazitätswert in einfacher Weise bewirkbar. Durch Verwendung weiterer Brücken zwischen anderen Bolzen sind weitere Kapazitätswerte bewirkbar. Somit ist ein feines Anpassen des Kapazitätswertes an die jeweilige Induktivität des Primärleiters ausführbar. Wenn also die Frequenz des in den Primärleiter eingeprägten Wechselstromes fest vorgegeben ist, ist der Kapazitätswert möglichst nahe an den Resonanzfall anpassbar. Somit kompensiert dann die Kapazität der Kompensationsanordnung die Induktivität des Primärleiters.Thus, with a single bridge, either a first or a second capacitance value can be brought about in a simple manner. Additional capacitance values can be achieved by using further bridges between other bolts. A fine adjustment of the capacitance value to the respective inductance of the primary conductor can thus be carried out. If the frequency of the alternating current impressed in the primary conductor is fixed, the capacitance value can be adapted as close as possible to the resonance case. The capacitance of the compensation arrangement then compensates for the inductance of the primary conductor.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bolzen auf einer ersten Leiterplatte oder auf einer zweiten Leiterplatte bestückt,
wobei die zweite Leiterplatte insbesondere beidseitig mit Kondensatoren bestückt ist
wobei die auf der zweiten Leiterplatte bestückten Bolzen durch die erste Leiterplatte, insbesondere durch eine Ausnehmung der ersten Leiterplatte, hindurchragen. Von Vorteil ist dabei, dass die erste Leiterplatte keine Leiterbahnen aufweist, sondern nur Schutzfunktion und Haltefunktion für Bolzen aufweist. Die auf der zweiten Leiterplatte bestückten Bolzen sind über deren Leiterbahnen mit Kondensatoren verbunden, die auf der zweiten Leiterplatte bestückt sind.In an advantageous embodiment, the bolts are fitted on a first circuit board or on a second circuit board,
wherein the second printed circuit board is equipped with capacitors in particular on both sides
wherein the studs fitted on the second circuit board protrude through the first circuit board, in particular through a recess in the first circuit board. The advantage here is that the first printed circuit board has no conductor tracks, but only has a protective function and a holding function for bolts. The studs fitted on the second printed circuit board are connected via their conductor paths to capacitors fitted on the second printed circuit board.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kapazität derart dimensioniert, dass die Resonanzfrequenz des aus der Kapazität und dem Primärleiter gebildeten Schwingkreises der Frequenz des von einer Wechselstromquelle des Systems in den Primärleiter und/oder Schwingkreis eingeprägten Stromes gleicht. Von Vorteil ist dabei, dass im Resonanzfall Blindleistung kompensiert ist und Verluste verringerbar sind. Außerdem steigt somit auch der Wirkungsgrad beim induktiven Übertragen von elektrischer Energie an ein Mobilteil.In an advantageous embodiment, the capacitance is dimensioned such that the resonance frequency of the resonant circuit formed from the capacitance and the primary conductor equals the frequency of the current impressed in the primary conductor and / or resonant circuit by an alternating current source of the system. The advantage here is that in the case of resonance, reactive power is compensated and losses can be reduced. This also increases the efficiency of the inductive transmission of electrical energy to a mobile part.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Leiterplatte in einem Gehäuse der Kompensationsanordnung aufgenommen und gehalten. Von Vorteil ist dabei, dass die zweite Leiterplatte schützt innerhalb des von der ersten Leiterplatte zusammen mit dem Gehäuse umgebenen Innenraumbereichs angeordnet ist. In an advantageous embodiment, the second printed circuit board is received and held in a housing of the compensation arrangement. The advantage here is that the second circuit board is arranged in a protected manner within the interior area surrounded by the first circuit board together with the housing.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte parallel zur zweiten Leiterplatte angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die auf der zweiten Leiterplatte bestückten Bolzen stabil und gleichmäßig lagerbar sind mittels der Ausnehmungen der ersten Leiterplatte.In an advantageous embodiment, the first circuit board is arranged parallel to the second circuit board. The advantage here is that the studs fitted on the second circuit board can be stored in a stable and uniform manner by means of the recesses in the first circuit board.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte von der zweiten Leiterplatte beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass ein sicherer Isolationsschutz und Schutz Berührschutz erreicht ist.In an advantageous embodiment, the first circuit board is spaced apart from the second circuit board. The advantage here is that a reliable insulation protection and protection against contact is achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die jeweilige Brücke als Blechteil ausgeführt, das zwei voneinander beabstandete durchgehende Löcher aufweist, durch welche jeweils ein jeweiliger Bolzen hindurchragt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the respective bridge is designed as a sheet metal part which has two spaced through holes through which a respective bolt protrudes. The advantage here is that simple, inexpensive production is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind alle Bolzen zueinander parallel ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, all bolts are aligned parallel to one another. The advantage here is that simple production is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt diejenige Brücke, durch deren erstes Loch ein auf der ersten Leiterplatte bestückter Bolzen hindurch, als insbesondere Z-förmiges Winkelteil ausgeführt ist,
insbesondere wobei das Winkelteil einen ersten Laschenbereich aufweist, welcher parallel zur ersten Leiterplatte ausgerichtet ist und das erste Loch aufweist, und das Winkelteil einen zweiten Laschenbereich aufweist, welcher parallel zur zweiten Leiterplatte ausgerichtet ist und ein weiteres Loch aufweist,
wobei das Winkelteil einen Verbindungsbereich aufweist, welcher mit dem ersten und dem zweiten Laschenbereich verbunden ist, insbesondere und einstückig, also einteilig, ausgeführt ist,
wobei der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Laschenbereich dem Abstand zwischen der ersten und der zweiten Leiterplatte gleicht. Von Vorteil ist dabei, dass der erste Bolzen höher anordenbar ist und somit als Anschlussbolzen für eine Hinleitung fungiert. Ebenso ist ein letzter Bolzen höher anordenbar und somit als Anschlussbolzen für eine Rückleitung verwendbar. Der Anschlussbolzen für die Hinleitung bildet den ersten Anschluss für den aus der Kapazität und dem Primärleiter gebildeten Reihenschwingkreis. Der Anschlussbolzen für die Rückleitung bildet den zweiten Anschluss für den aus der Kapazität und dem Primärleiter gebildeten Reihenschwingkreis.In an advantageous embodiment, that bridge protrudes through the first hole of which a bolt fitted on the first printed circuit board is designed, in particular, as a Z-shaped angle part,
in particular wherein the angle part has a first tab area which is aligned parallel to the first circuit board and has the first hole, and the angle part has a second tab area which is aligned parallel to the second circuit board and has a further hole,
wherein the angle part has a connection area which is connected to the first and the second tab area, in particular and is designed in one piece, that is, in one piece,
wherein the distance between the first and second tab areas equals the distance between the first and second circuit boards. The advantage here is that the first bolt can be arranged higher and thus functions as a connection bolt for an outgoing line. A last bolt can also be arranged higher and can thus be used as a connection bolt for a return line. The connection bolt for the outgoing line forms the first connection for the series resonant circuit formed from the capacitance and the primary conductor. The connection bolt for the return line forms the second connection for the series resonant circuit formed from the capacitance and the primary conductor.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeweils auf den auf der ersten Leiterplatte bestückten Bolzen ein Kabelschuh, insbesondere mit seiner Öse, zur elektrischen Verbindung mit einem Hinleiter oder Rückleiter aufgesteckt. Von Vorteil ist dabei, dass genügend Freiraum vorhanden ist zur Befestigung des Kabelschuhs. Außerdem ist ein Isolationsabstand zu den anderen Bolzen vergrößert.In an advantageous embodiment, a cable lug, in particular with its eyelet, for electrical connection to a forward conductor or a return conductor is attached to each bolt fitted on the first printed circuit board. The advantage here is that there is enough free space to attach the cable lug. In addition, an isolation distance to the other bolts is increased.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen jeweils drei zueinander nächstbenachbarte Bolzen jeweils den selben Abstand zueinander auf, insbesondere also an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass mittels einer einzigen Brücke ein erster Bolzen mit anderen Bolzen verbindbar ist.In an advantageous embodiment, three bolts that are closest to one another each have the same spacing from one another, that is to say in particular are arranged at the corners of an equilateral triangle. The advantage here is that a first bolt can be connected to other bolts by means of a single bridge.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Bolzen die Verbindungsknoten einer elektrischen Reihenschaltung von Kapazitäten, insbesondere wobei einer der Kapazitäten der Reihenschaltung eine weitere Kapazität parallel zugeschaltet ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Brücken eine entsprechende Verschaltung der Kapazitäten erreichbar ist und somit der gewünschte Kapazitätswert zum Abstimmen auf Resonanz.In an advantageous embodiment, the bolts form the connection nodes of an electrical series connection of capacitances, in particular with one of the capacitances of the series connection being connected in parallel with a further capacitance. The advantage here is that a corresponding interconnection of the capacitances can be achieved by means of the bridges, and thus the desired capacitance value for tuning to resonance.

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 result from the subclaims. The invention is not restricted to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further sensible combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or the figures, in particular from the task and / or the task presented by comparison with the prior art.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der 1 ist der Schaltungs-bezogenen Aufbau einer Kompensationsanordnung eines erfindungsgemäßen Systems zur induktiven Übertragung elektrischer Leistung, insbesondere an ein Mobilteil, schematisch dargestellt, wobei keine Brücken 20 vorhanden sind.
In der 2 ist im Unterschied zur 1 eine Brücke 20 und zwei als Winkelteile 31 ausgeführte Brücken vorhanden.
In der 3 ist eine Draufsicht auf die geöffnete Kompensationsanordnung dargestellt.
In der 4 ist ein zur 3 gehöriger Querschnitt der Kompensationsanordnung.
In der 5 ist im Unterschied zur 2 durch eine veränderte Anordnung der Brücke 20 eine andere effektive Kapazität zwischen den Anschlussbolzen 1 und 2 zur Verfügung gestellt.
In der 6 ist im Unterschied zur 2 durch Verwendung mehrerer Brücken 20 eine andere effektive Kapazität zwischen den Anschlussbolzen 1 und 2 zur Verfügung gestellt, insbesondere wobei die effektive Kapazität der Parallelschaltung aller zwischen den Bolzen (3, 4, 5, 6, 7, 8) angeordneten Kapazitäten entspricht.

The invention will now be explained in more detail with reference to schematic figures:

In the 1 the circuit-related structure of a compensation arrangement of a system according to the invention for inductive transmission of electrical power, in particular to a mobile part, is shown schematically, with no bridges 20th available.
In the 2 is different to 1 a bridge 20th and two as angular parts 31 Executed bridges available.
In the 3 a top view of the opened compensation arrangement is shown.
In the 4th is a to 3 appropriate cross section of the compensation arrangement.
In the 5 is different to 2 by changing the arrangement of the bridge 20th another effective capacity between the Connecting bolt 1 and 2 made available.
In the 6 is different to 2 by using multiple bridges 20th another effective capacitance between the terminal studs 1 and 2 provided, in particular where the effective capacity of the parallel connection of all between the bolts ( 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) corresponds to the arranged capacities.

Wie in den Figuren dargestellt, weist die Kompensationsanordnung Kapazitäten auf, welche mittels Brücken 20 verschiedenartig verbindbar sind, so dass die Kompensationsanordnung zwischen einem ersten Anschlussbolzen 1 und einem zweiten Anschlussbolzen 2 eine jeweils unterschiedliche Kapazität aufweist.As shown in the figures, the compensation arrangement has capacities, which by means of bridges 20th can be connected in various ways, so that the compensation arrangement between a first connecting bolt 1 and a second connecting bolt 2 each has a different capacity.

Das System weist einen in einer Anlage langgestreckt verlegten Primärleiter auf. Ein Mobilteil wiest an seiner Unterseite eine Sekundärwicklung auf, die mit dem Primärleiter induktiv koppelbar ist. Durch Beaufschlagung des Primärleiters mit einem Wechselstrom ist elektrische Leistung an das Mobilteil übertragbar, wobei der Sekundärwicklung eine Kapazität parallel oder in Reihe zugeschaltet ist. Die Kapazität ist dabei derart dimensioniert, dass die Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises der Frequenz des in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms entspricht.The system has an elongated primary conductor in a system. A mobile part has a secondary winding on its underside that can be inductively coupled to the primary conductor. By applying an alternating current to the primary conductor, electrical power can be transmitted to the mobile part, with a capacitance being connected to the secondary winding in parallel or in series. The capacitance is dimensioned such that the resonance frequency of the resonant circuit formed in this way corresponds to the frequency of the alternating current impressed in the primary conductor.

Ebenso wird dem Primärleiter eine weitere Kapazität in Reihe geschaltet, wobei die weitere Kapazität derart zu dimensionieren ist, dass die Resonanzfrequenz des so gebildeten weiteren Schwingkreises der Frequenz des in den Primärleiter, also in die Reihenschaltung aus Primärleiter und weiterer Kapazität, entspricht.A further capacitance is also connected in series with the primary conductor, the further capacitance being dimensioned such that the resonance frequency of the further resonant circuit formed in this way corresponds to the frequency of the primary conductor, i.e. the series connection of the primary conductor and further capacitance.

Die in den Figuren dargestellte Kompensationsanordnung fungiert als diese weitere Kapazität. Das Einstellen des dem optimalen Kapazitätswertes möglichst nahekommenden Kapazitätswertes erfolgt durch Brücken 20, welche Verbindungsbolzen (3, 4, 5, 6, 7, 8) geeignet verbinden.The compensation arrangement shown in the figures acts as this additional capacitance. The setting of the capacitance value that comes as close as possible to the optimal capacitance value is done by bridges 20th which connecting bolts ( 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) connect appropriately.

Wie in den Figuren dargestellt, ist ein Anschlussbolzen 1 zum Anschließen eines Kabelschuhs, der mit einer als Zuleitung fungierenden elektrischen Leitung, insbesondere Litzenleitung, verbunden ist, auf einer ersten Leiterplatte 32 angeordnet und ein zweiter Anschlussbolzen 2 Ist zum Anschließen eines weiteren Kabelschuhs, der mit einer als Ableitung fungierenden elektrischen Leitung, insbesondere Litzenleitung, verbunden ist, auf der ersten Leiterplatte 32 angeordnet.As shown in the figures, there is a connecting bolt 1 for connecting a cable lug, which is connected to an electrical line functioning as a supply line, in particular stranded wire, on a first printed circuit board 32 arranged and a second connecting bolt 2 Is for connecting a further cable lug, which is connected to an electrical line functioning as a discharge line, in particular stranded wire, on the first circuit board 32 arranged.

Außerdem sind Verbindungsbolzen (3, 4, 5, 6, 7, 8) auf einer zweiten Leiterplatte 34 angeordnet. Auf der zweiten Leiterplatte sind Kondensatoren angeordnet und mittels Leiterbahnen elektrisch verbunden, wobei jeweilige Leiterbahnen mit einem jeweiligen Verbindungsbolzen (3, 4, 5, 6, 7, 8) elektrisch kontaktiert, insbesondere verbunden, sind.In addition, connecting bolts ( 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) on a second circuit board 34 arranged. Capacitors are arranged on the second printed circuit board and are electrically connected by means of conductor tracks, with the respective conductor tracks having a respective connecting bolt ( 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) electrically contacted, in particular connected, are.

Vorzugsweise ist dabei zwischen einem ersten Verbindungsbolzen 3 und einem zweiten Verbindungsbolzen 4 eine erste Kapazität angeordnet, die aus zueinander in Reihe und/oder parallel geschalteten Kondensatoren gebildet ist.Preferably there is between a first connecting bolt 3 and a second connecting bolt 4th a first capacitance is arranged, which is formed from capacitors connected in series and / or in parallel.

Zwischen einem dritten Verbindungsbolzen 5 und dem zweiten Verbindungsbolzen 4 ist eine zweite Kapazität angeordnet, die aus zueinander in Reihe und/oder parallel geschalteten Kondensatoren gebildet ist.Between a third connecting bolt 5 and the second connecting bolt 4th a second capacitance is arranged, which is formed from capacitors connected in series and / or in parallel.

Zwischen einem vierten Verbindungsbolzen 6 und dem dritten Verbindungsbolzen 5 ist eine dritte Kapazität angeordnet, die aus zueinander in Reihe und/oder parallel geschalteten Kondensatoren gebildet ist.Between a fourth connecting bolt 6 and the third connecting bolt 5 a third capacitance is arranged, which is formed from capacitors connected in series and / or in parallel.

Zwischen einem fünften Verbindungsbolzen 7 und dem vierten Verbindungsbolzen 6 ist eine vierte Kapazität angeordnet, die aus zueinander in Reihe und/oder parallel geschalteten Kondensatoren gebildet ist.Between a fifth connecting bolt 7th and the fourth connecting bolt 6 a fourth capacitance is arranged, which is formed from capacitors connected in series and / or in parallel.

Zwischen einem sechsten Verbindungsbolzen 8 und dem vierten Verbindungsbolzen 6 ist eine fünfte Kapazität angeordnet, die aus zueinander in Reihe und/oder parallel geschalteten Kondensatoren gebildet ist.Between a sixth connecting bolt 8th and the fourth connecting bolt 6 a fifth capacitance is arranged, which is formed from capacitors connected in series and / or in parallel.

Die Bolzen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) sind in zwei Reihen angeordnet, wobei die Bolzen (3, 5, 7, 8) der ersten Reihe gegen die Bolzen (1, 2, 4, 6) der zweiten Reihe versetzt sind. Jede der Reihen ist entlang einer Geraden angeordnet, wobei die Bolzen der jeweiligen Reihe entlang der Geraden voneinander regelmäßig beabstandet sind.Bolts ( 1 , 2 , 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) are arranged in two rows, with the bolts ( 3 , 5 , 7th , 8th ) the first row against the bolts ( 1 , 2 , 4th , 6 ) of the second row are offset. Each of the rows is arranged along a straight line, the bolts of the respective row being regularly spaced from one another along the straight line.

Die jeweils drei nächst benachbarten Bolzen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) sind derart angeordnet, dass die Bolzen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) in Draufsicht an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind. Somit ist ein jeweiliger Bolzen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) mit einer jeweiligen Brücke 20 wahlweise zumindest mit einem von jeweils zwei der Bolzen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) verbindbar.The three next adjacent bolts ( 1 , 2 , 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) are arranged in such a way that the bolts ( 1 , 2 , 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) are arranged in plan view at the corners of an isosceles triangle. Thus a respective bolt ( 1 , 2 , 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) with a respective bridge 20th optionally with at least one of two of the bolts ( 1 , 2 , 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ) connectable.

Die Brücke 20 ist als Stanzteil aus Blech, insbesondere Kupferblech oder Messingblech, gefertigt, wobei die Brücken 20 zwei durchgehende Löcher aufweist, deren Abstand der Seitenlänge des gleichschenkligen, insbesondere also gleichseitigen, Dreiecks entspricht.The bridge 20th is made as a stamped part from sheet metal, in particular sheet copper or sheet brass, with the bridges 20th has two through holes, the spacing of which corresponds to the side length of the isosceles, in particular equilateral, triangle.

Es sind auch mehrere Brücken 20 verwendbar, so dass effektiv verschiedene Kapazitätswerte bereit stellbar sind.There are also several bridges 20th usable so that effectively different capacitance values can be provided.

Da der erste Anschlussbolzen 1 auf der ersten Leiterplatte 32 angeordnet ist, welche parallel zur zweiten Leiterplatte 34 ausgerichtet und von dieser beabstandet ist. Somit ist der erste Anschlussbolzen 1 höher, insbesondere also weiter entfernt von der zweiten Leiterplatte 34 angeordnet als die Verbindungsbolzen (3, 4, 5, 6, 7, 8).Since the first connecting bolt 1 on the first circuit board 32 is arranged, which is parallel to second circuit board 34 is aligned and spaced from this. Thus the first connection bolt is 1 higher, in particular further away from the second printed circuit board 34 arranged as the connecting bolts ( 3 , 4th , 5 , 6 , 7th , 8th ).

Somit wird als Brücke zwischen dem ersten Anschlussbolzen 1 und dem ersten Verbindungsbolzen 3 oder wahlweise dem zweiten Verbindungsbolzen 4 ein Winkelteil 31, insbesondere Stanz-Biegeteil, verwendet. Dieses Winkelteil 31 wird auf die beiden zu verbindenden Bolzen (1, 3) oder (1, 4) aufgesteckt und von einer auf einen Gewindebereich des Bolzens aufgeschraubten Mutter direkt oder indirekt über einen zwischengeordneten Kabelschuh angedrückt an einen am Bolzen vorgesehenen Kunststoffkörper, welcher die mit dem Verbindungsbolzen 3 elektrisch verbundenen Anschlussfüße aufnimmt und hält.This acts as a bridge between the first connecting bolt 1 and the first connecting bolt 3 or optionally the second connecting bolt 4th an angle part 31 , in particular stamped and bent part is used. This angular part 31 is on the two bolts to be connected ( 1 , 3 ) or ( 1 , 4th ) and pressed by a nut screwed onto a threaded area of the bolt directly or indirectly via an intermediate cable lug onto a plastic body provided on the bolt, which is connected to the connecting bolt 3 electrically connected connection feet receives and holds.

Somit führt das Winkelteil 31 die Hinleitung über eine Stufe näher an die erste Leiterplatte 32 heran und verbindet den ersten Anschlussbolzen 1 mit dem Verbindungsbolzen 3 oder 4.Thus the angle part leads 31 the outgoing line is one step closer to the first circuit board 32 and connects the first connecting bolt 1 with the connecting bolt 3 or 4th .

Da die nächstbenachbarten Bolzen an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, ist eine jeweilige Brücke 20 zur Verbindung zweier Bolzen einsetzbar, so dass zwischen erstem Anschlussbolzen 1 und zweitem Anschlussbolzen 2 der gewünschte Kapazitätswert bereitgestellt wird.Since the next adjacent bolts are arranged at the corners of an equilateral triangle, there is a respective bridge 20th can be used to connect two bolts, so that between the first connecting bolt 1 and the second connecting bolt 2 the desired capacity value is provided.

Jeder Verbindungsbolzen ist durch eine Ausnehmung der ersten Leiterplatte 32 hindurchgeführt und mit seinen Anschlussfüssen auf der zweiten Leiterplatte 34 bestückt, so dass seine Anschlussfüße mit Leiterbahnen verbunden sind, welche mit Kondensatoren verbunden sind.Each connecting bolt is through a recess in the first circuit board 32 passed through and with its connection feet on the second circuit board 34 equipped so that its connection feet are connected to conductor tracks which are connected to capacitors.

Die zweite Leiterplatte 34 ist beidseitig mit Kondensatoren, insbesondere in SMD-Technik, bestückt. Durch Parallelschalten vieler Kondensatoren sind große Kapazitätswerte realisierbar.The second circuit board 34 is equipped on both sides with capacitors, especially in SMD technology. Large capacitance values can be achieved by connecting many capacitors in parallel.

Die erste Leiterplatte 32 und die zweite Leiterplatte 34 ist jeweils im Gehäuse 33 der Kompensationsbox aufgenommen. Zwischen den beiden Leiterplatten (32, 34) sind Beabstandungsmittel angeordnet.The first circuit board 32 and the second circuit board 34 is in each case 33 the compensation box added. Between the two circuit boards ( 32 , 34 ) spacing means are arranged.

Die Bolzen sind vorzugsweise aus Kupfer oder Messing gefertigt. Ein an den jeweiligen Bolzen angespritzter Kunststoffblock nimmt die jeweiligen Anschlussfüße auf, mittels derer der jeweilige Bolzen auf die jeweilige Leiterplatte bestückt wird und mittels derer der Bolzen elektrisch verbindbar ist.The bolts are preferably made of copper or brass. A plastic block injected onto the respective bolt receives the respective connection feet, by means of which the respective bolt is fitted onto the respective circuit board and by means of which the bolt can be electrically connected.

In 1 sind die Bolzen verbindenden Kapazitäten symbolisch dargestellt. Die Anschlussbolzen 1 und 2 sind elektrisch separat.In 1 the bolt connecting capacities are shown symbolically. The connecting bolts 1 and 2 are electrically separate.

Durch Hinzufügen der Brücken 20 und als Winkelteile 31 ausgeführten Brücken ergibt sich gemäß 2 eine Reihenschaltung aus zwei der Kapazitäten.By adding the bridges 20th and as angle parts 31 executed bridges results according to 2 a series connection of two of the capacities.

In 5 ist eine Reihenschaltung der ersten drei Kapazitäten und derjenigen Parallelschaltung gezeigt, welche aus der zwischen den Bolzen 6 und 7 angeordneten Kapazität und der zwischen den Bolzen 6 und 8 angeordneten Kapazität gebildet ist.In 5 a series connection of the first three capacitances and that parallel connection is shown, which consists of the between the bolts 6 and 7th arranged capacitance and that between the bolts 6 and 8th arranged capacitance is formed.

In der 6 ist eine Parallelschaltung aller Kapazitäten dargestellt.In the 6 a parallel connection of all capacities is shown.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: AnschlussbolzenConnecting bolt
22: AnschlussbolzenConnecting bolt
33: VerbindungsbolzenConnecting bolt
44th: VerbindungsbolzenConnecting bolt
55: VerbindungsbolzenConnecting bolt
66: VerbindungsbolzenConnecting bolt
77th: VerbindungsbolzenConnecting bolt
2020th: Brückebridge
3030th: NullleiteranschlussbolzenNeutral connection stud
3131: Winkelteil, insbesondere Stanz-BiegeteilAngle part, especially a stamped and bent part
3232: erste Leiterplattefirst circuit board
3333: Gehäusecasing
3434: zweite Leiterplattesecond circuit board

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 4438286 C2 [0004]
DE 69827524 T2 [0005]

Claims

System for contactless transmission of electrical power to a mobile part, the system having a primary conductor, a compensation arrangement for providing a capacitance, and the mobile part, the mobile part having a secondary winding in particular on its underside which is inductively coupled to the, in particular elongated, stationary primary conductor is, the primary conductor the capacitance is connected in series, characterized in that the compensation arrangement has metallic bolts, in particular connecting bolts and connecting bolts, the bolts are electrically connected to capacitors, the bolts are arranged in such a way that two of the next adjacent bolts of a respective bolt have the same distance from it, with one or more pairs of the bolts being electrically connected by means of a respective bridge to form the capacitance, in particular by means of the bridge or Br bridging the interconnection of the capacitors.

System according to Claim 1 , characterized in that the bolts are fitted on a first printed circuit board or on a second printed circuit board, the second printed circuit board in particular being fitted with capacitors on both sides, the bolts fitted on the second printed circuit board through the first printed circuit board, in particular through a recess in the first printed circuit board, protrude.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitance is dimensioned such that the resonance frequency of the resonant circuit formed from the capacitance and the primary conductor equals the frequency of the current impressed in the primary conductor and / or resonant circuit by an alternating current source of the system.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the second printed circuit board is received and held in a housing of the compensation arrangement.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the first printed circuit board is arranged parallel to the second printed circuit board.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the first circuit board is spaced from the second circuit board.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the respective bridge is designed as a sheet metal part which has two spaced through holes through which a respective bolt protrudes.

System according to one of the preceding claims, characterized in that all bolts are aligned parallel to one another.

System according to one of the preceding claims, characterized in that that bridge through the first hole of which a bolt fitted on the first circuit board protrudes is designed as an in particular Z-shaped angle part, in particular wherein the angle part has a first tab area which is parallel to the first circuit board is aligned and has the first hole, and the angle part has a second tab area which is aligned parallel to the second printed circuit board and has a further hole, the angle part having a connection area which is connected to the first and the second tab area, in particular and in one piece , so in one piece, is executed, wherein the distance between the first and the second tab area equals the distance between the first and the second circuit board.

System according to one of the preceding claims, characterized in that a cable lug, in particular with its eyelet, for electrical connection to a forward conductor or a return conductor is plugged onto each of the bolts fitted on the first printed circuit board.

System according to one of the preceding claims, characterized in that three bolts that are closest to one another each have the same spacing from one another, that is to say in particular are arranged at the corners of an equilateral triangle.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the bolts form the connection nodes of an electrical series connection of capacitances, in particular wherein one of the capacitances of the series connection is connected in parallel with a further capacitance.

Compensation arrangement, in particular for a system according to one of the preceding claims, characterized in that the compensation arrangement has metallic bolts, in particular connecting bolts and connecting bolts, the bolts being electrically connected to capacitors, the bolts being arranged in such a way that two of the next adjacent bolts of a respective bolt have the same distance from it, with one or more pairs of the bolts being electrically connected by means of a respective bridge to form the capacitance.