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Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zur Daten- und/oder Energieübertragung
zwischen einem Chassis und einem an dem Chassis bewegbar angeordneten
Sitz, wobei der Sitz mittels Schlitten in an dem Chassis angebrachten
Führungsschienen
gleiten kann.
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Für
die Erhöhung
der Sicherheit von Fahrzeuginsassen werden in die Sitze von Fahrzeugen zunehmend
mehr Funktionen integriert, die chassisseitig elektronisch gesteuert
und überwacht
werden. Hierzu zählen
neben der Überwachung
und Ansteuerung von in den Sitzen integrierten Airbags auch Belegungs-
und Gurtschloßabfragen
von Sitzen sowie Kindersitzerkennung für das optimale Auslösen von Rückhaltesystemen.
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Im Allgemeinen werden Daten in Fahrzeugen
mittels Bussystemen über
Kabel übertragen. Diese
Art der Datenübertragung
hat sich bewährt.
Bei den Fahrzeugsitzen besteht jedoch das Problem, daß, wenn
die Sitze auf Schienen bewegbar am Chassis des Fahrzeuges angebracht
sind, die Kabel bei einer Bewegung des Sitzes nachgeführt werden müssen. Außerdem sollten
die Kabel so verlegt werden, daß diese
nicht beschädigt
werden können
und von ihnen keine Stolpergefahr für die Insassen des Fahrzeugs
ausgeht. Ein weiteres Problem ergibt sich beim Aus bau der Sitze.
Hierfür
müssen,
insbesondere bei Fahrzeugtypen wie zum Beispiel "Vans" oder "Sports Utility Vehicle" (SUV), deren Innenraum
leicht veränderbar
sein soll, die Kabelverbindung über
eine leichtzugängliche
Steckverbindung lösbar
sein und die chassisseitig verbleibenden Kabel und Stecker im Fahrzeugboden
verstaut werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Anordnung zur Daten- und/oder Energieübertragung zwischen einem Chassis
und einem an dem Chassis bewegbar angeordneten Sitz zu schaffen, die
kostengünstig
herstellbar und einfach zu handhaben ist und von der keine Gefahren
für Insassen
ausgehen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Somit erfolgt Daten- und/oder Energieübertragung zwischen dem Chassis und
dem Sitz mittels einem Transformator, dessen eine Eisenkernhälfte an
einem in einer Führungsschiene
gleitenden Schlitten und dessen andere Eisenkernhälfte an
dem Sitz, der über
den Schlitten in der an dem Chassis angebrachten Führungsschiene gleitet,
angeordnet ist. Die beiden Eisenkernhälften des Transformators sind
nach der Montage des Sitzes auf dem Schlitten zur induktiven Daten-
und/oder Energieübertragung
zueinander positioniert, wobei bei einer Bewegung des Sitzes die
eine Eisenkernhälfte
mit dem Schlitten in der Führungsschiene
gleiten kann. Für
eine geringe Bautiefe der Führungsschiene
und eine leichte und kostengünstige
Montage ist zumindest eine Primärwicklung
des Transformators als ein in der Führungsschiene liegendes Kabel
ausgeführt.
Die Verbindung zur Daten- und/oder Energieübertragung zwischen dem Chassis
und dem Sitz ergibt sich gemäß der vorliegenden
Erfindung automatisch beim Aufsetzen des Sitzes auf den Schlitten,
da dabei die beiden Eisenkernhälften
zusammengefügt
werden. Es sind somit keine zusätzlichen
Handgriffe zur Herstellung der Verbindung und keine Kabel- und Steckverbindungen
notwendig.
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Wird das in der Führungsschiene liegende Kabel
durch die an dem Schlitten angeordnete Eisenkernhälfte geführt, kann
diese Eisenkernhälfte
an der der Führungsschiene
zugewandten Seite geschlossen ausgeführt werden, was mit der aufgesetzten
anderen Eisenkernhälfte
einen geschlossenen Eisenkreis mit einem geringen Widerstand des
magnetischen Flusses im Eisenkreis ergibt. Die Herstellung des Schlittens
und der Führungsschiene
und die Montage des Schlittens in der Führungsschiene werden einfacher.
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Zur Vermeidung, daß das Kabel
bei der Bewegung des Sitzes Fremdkörper, insbesondere eisenhaltige
Partikel, in den Transformator einbringt, wird, um eine Verunreinigung
des Kabels mit Fremdkörpern
von dem Schienenboden zu verhindern, das Kabel mittels einer Spannvorrichtung
in der Führungsschiene
gespannt und/oder an dem Kabel anhaftende Fremdkörper mit einer an dem Schlitten
angebrachten Reinigungsvorrichtung entfernt.
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Herstellung und Montage der Anordnung können weiter
vereinfacht werden, in dem ein Kabelende mit der elektrischleitenden
Führungsschiene verbunden
wird und die Führungsschiene
als Rückleiter
verwendet wird. Somit ist außerhalb
oder innerhalb der Führungsschiene
kein zusätzliches
Kabel für
die Rückleitung
notwendig. In Verbindung mit der Fahrzeugmasse ergibt sich hierbei
zusätzlich
eine Abschirmung der Übertragungsanordnung
gegenüber
Störungen.
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Werden zur Verbesserung der Zuverlässigkeit
der Übertragungsanordnung
für Daten-
und Energieübertragung
getrennten Primärwicklungen
verwendet, werden die Wicklungen vorteilhaft in einem Kabel zusammengefaßt. Das
Kabel kann hierbei zur Abschirmung gegenüber elektrischen Feldern einen koaxialen
Aufbau mit einem Innenleiter und einer Abschirmung aufweisen, wobei
der Innenleiter zur Energieübertragung
und die Abschirmung zur Datenübertragung
bzw. umgekehrt genutzt wird. Die Rückführung beider Wicklungen kann
gemeinsam über
die elek trischleitende Führungsschiene
erfolgen. Mit sitzseitig ebenfalls getrennten Sekundärwicklungen für Daten-
und Energieübertragung
ist es möglich, Daten
und Leistung getrennt voneinander zu übertragen.
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Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Die vorliegende Erfindung wird unter
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert,
in denen zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung der Daten- und Energieübertragung gemäß einer
Ausführung
der Erfindung mit einem Transformator für die Datenübertragung und einem Transformator
für die
Energieübertragung,
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2a, 2b und 2c ein Beispiel für den Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung,
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3 ein
Beispiel für
eine Kabelspannvorrichtung gemäß der Erfindung,
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4 ein
Beispiel für
eine Kabelreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung und
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5a und 5b eine Prinzipdarstellung
der Primärwicklung
gemäß einer
Ausführung
der Erfindung mit je einer Windung für die Daten- und Energieübertragung.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die
Datenübertragung
an der Schnittstelle zwischen dem Sitz und dem Chassis kabellos
mittels einer induktiven Verbindung. Bestehende Kabelverbindungen
können
leicht durch die erfindungsgemäße Anordnung
ersetzt werden, ohne daß das
bestehende Datenübertragungssystem
des Fahrzeugs verändert
werden muß.
Es kann lediglich notwendig sein, sitzseitig und/oder chassisseitig
Verstärker
vorzusehen, die die zu sendenden bzw. empfangenen Signale aufbe reiten,
verstärken
und in das chassisseitige Bussystem einspeisen.
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Ist sitzseitig keine Energiequelle
zu Speisung von Sensoren oder eines Verstärkers vorhanden, wird die benötigte Energie
(z.B. 5 Watt) ebenfalls vom Chassis über die induktive Verbindung
zum Sitz übertragen,
wobei das zu übertragende
Datensignal auf die Energieträgerwelle
aufmoduliert werden kann. Für
eine wechselseitige Datenübertragung zwischen
dem Sitz und dem Chassis kann es von Vorteil sein, für die Daten-
und Energieübertragung getrennte
Primär-
und/oder Sekundärwicklungen
am Übertrager
vorzusehen.
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1 zeigt
eine Prinzipdarstellung der Daten- und Energieübertragung gemäß einer
Ausführung
der. Erfindung mit einem Transformator T1 für die Datenübertragung und einem Transformator
T2 für
die Energieübertragung
zwischen dem Chassis und dem Sitz. Die Eisenkerne der Transformatoren T1
und T2 bestehen aus zwei Hälften 1a, 1b bzw. 2a, 2b,
wobei die Eisenkernhälften 1b und 2b am
Schlitten und die Sekundärwicklungen 3, 4 tragenden
Eisenkernhälften 1a und 2a am
Sitz angeordnet werden (nicht gezeigt). Die Leitungen 5 und 6 durchlaufen
die nach unten geschlossen Eisenkernhälften 1b und 2b als
Primärwicklungen.
Sie werden von den Quellen 7 und 8 gespeist. Die
Quellen 7, 8 und die Transformatoren T1, T2 mit
ihren Sekundärwicklungen 3, 4 sind
gemäß der Daten-
bzw. Energieübertragung
entsprechen angepaßt,
wobei die Datenübertragung
zwischen Chassis und Sitz in beiden Richtungen erfolgt.
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Obwohl in dem in 1 gezeigten Beispiel die Primärwicklungen
nur aus einer Windung, der Leitung 5 bzw. 6, bestehen,
ist es auch möglich,
mehrere Windungen zu verwenden. Diese könnten vorteilhafterweise in
einem Kabel untergebracht werden.
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Gemäß dem in 2a gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Primärwicklung,
das Kabel 5, in der Führungsschiene 9,
welche an einem Chassis bzw. am Boden des Fahrgastraums eines Fahrzeugs befestigt
ist (nicht gezeigt). 2b zeigt
den in der Führungsschiene 9 gleitenden
Schlitten 10, der zur Aufnahme eines Sitzes dient. Das
Kabel 5 ist an beiden Enden der Führungsschiene 9 befestigt
(nicht gezeigt) und wird durch die an dem Schlitten 10 angebrachte
Eisenkernhälfte 1b geführt.
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Wie in 2c gezeigt,
wird beim Befestigen des Sitzes 11 auf dem Schlitten 10 der
Eisenkreis des Transformators T1 durch Zusammenfügen der Eisenkernhälften 1a und 1b geschlossen,
worauf die Anordnung zur Daten- und/oder Energieübertragung betriebsbereit ist.
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Beim Verschieben des Sitzes 11 gleitet
der Schlitten 10 in der Führungsschiene 9 und
das Kabel 5 durch den geschlossenen Eisenkern 1a, 1b des Transformators
T1. Hierbei sollte verhindert werden, daß insbesondere eisenhaltige
Fremdkörper
in das Innere des Transformators T1 gelangen und somit dessen Wirkungsgrad
herabgesetzt wird.
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Da sich die Führungsschiene 9 im
allgemeinen unterhalb des Sitzes 11 befindet, können leicht Fremdkörper durch
ihre nach oben gerichtete Öffnung
eindringen. Gemäß der Erfindung
ist hierfür,
wie in 3 beispielhaft
gezeigt, eine Spannvorrichtung 12a, 12b an der
Führungsschiene 9 angeordnet,
die das Kabel 5 vom Boden der Führungsschiene 9 abhebt
und so verhindert, daß das
Kabel 5 mit auf dem Boden der Führungsschiene 9 liegenden
Fremdkörpern
in Berührung
kommt. Die Spannvorrichtung 12a, 12b besteht in
dem in 3 gezeigten Beispiel aus
zwei Klammern 12a und 12b, die an der Führungsschiene 9 befestigt
sind und das Kabel 5 fixieren, wobei die Klammer 12b federnd
an der Führungsschiene 9 angebracht
ist und das Kabel 5 spannt.
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In dem in 4 gezeigten Beispiel ist an der Öffnung,
an der das Kabel 5 in den Schlitten 10 eintritt,
eine Reinigungslippe 13 angebracht, die an dem Kabel 5 anhaftende Fremdkörper abstreift
und so verhindert, daß diese
Fremdkörper
in den Eisenkern 1a, 1b des Transformators T1
eindringen. Es ist jedoch auch möglich,
die vor und hinter dem Schlitten 10 freiliegenden Kabelabschnitte
mit einem Schutzschlauch, der bei der Bewegung des Schlittens 10 in der
Führungsschiene 9 gedehnt
bzw. gestaucht wird, zu versehen (nicht gezeigt).
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Werden lediglich geringe Leistungen
zwischen dem Chassis und dem Sitz 11 übertragen, kann die Primärwicklung
zur Daten- und/oder
Energieübertragung
mit nur einer Windung ausgeführt werden. 5a und 5b zeigen eine solche Ausführung der
Primärwicklung
in einer Prinzipdarstellung. Das in 5a gezeigte
Kabel 5 weist zwei Adern, die jeweils eine Primärwicklung
darstellen, auf. Eine Ader des Kabels 5 wird zur Datenübertragung
genutzt und von dem Datengenerator 14 gespeist, während die
andere Ader zur Energieübertragung
dient und von dem Energiegenerator 15 gespeist wird. Am Ende
des Kabels 5 sind beide Aderenden zusammengeführt und
mit der Führungsschiene 9 elektrisch verbunden.
Die gemeinsame Rückführung von
Daten- und Energieleitung zu dem Datengenerator 14 und
dem Energiegenerator 15 erfolgt über die elektrisch leitende
Führungsschiene 9.
Somit ist außerhalb
oder innerhalb der Führungsschiene
kein zusätzliches
Kabel für
die Rückleitungen
notwendig. Die Montage der Übertragungsanordnung
wird vereinfacht. In Verbindung mit der Fahrzeugmasse ergibt sich
zusätzlich
eine gute Abschirmung der Übertragungsanordnung
gegenüber
Störungen
durch die Führungsschiene 9.
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In dem in 5b gezeigten Beispiel wird zur weiteren
Erhöhung
der Störsicherheit
ein abgeschirmtes Kabel 5 verwendet. Der Innenleiter des
Kabels 5 wird von dem Energiegenerator 15 gespeist, die
Abschirmung des Kabels 5 vom Datengenerator 14.
Die Rückführung der
beiden Primärwicklungen kann
gleich dem in 5a gezeigten
Beispiel über die
Führungsschiene 9 erfolgen.
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Das von den Generatoren 14, 15 gespeiste Kabel 5 erzeugt
mit der Abschirmung und dem Innenleiter zwei unterschiedliche Felder.
Bei einem solchen abgeschirmten Kabeln wirkt bezüglich elektromagnetischer Wellen
nur der elektrische Anteil. Magnetische Felder, die durch den Strom
des Innenleiters erzeugt werden, werden von der Abschirmung des Kabels 5 nicht
beeinflußt.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele
beschränkt.
So ist es auch möglich
mehrere Schlitten mit Übertragern
auf einer Führungsschiene
und/oder, wenn der Sitz mittels mehreren Führungsschienen befestigt wird,
an diesen ebenfalls Übertrager
vorzusehen, um voneinander getrennte Übertragungswege zu schaffen,
welche zur Ansteuerung und Überwachung
von in den Sitzen integrierten Rückhaltesystemen
aus sicherheitstechnischen Gründen
notwendig sein können.
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- 1a,
2a
- sitzseitig
angebrachte Eisenkernhälfte eines
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- Transformators,
- 1b,
2b
- an
einem in einer Führungsschiene
gleitenden
-
- Schlitten
angebrachte Eisenkernhälfte eines
Trans
-
- formators,
- 3,
4
- Sekundärwicklung
- 5,
6
- Primärwicklung
- 7,
8
- Quelle
- 9
- Führungsschiene
- 10
- Schlitten
- 11
- Sitz
- 12a,
12b
- Spannvorrichtung
- 13
- Reinigungslippe
- 14
- Datengenerator
- 15
- Energiegenerator