DE19938460A1 - Vorrichtung zur induktiven Energie- und Datenübertragung - Google Patents

Vorrichtung zur induktiven Energie- und Datenübertragung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur induktiven Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Übertragungsmodul (2) und einem zweiten Übertragungsmodul (3) mit wenigstens einem Übertragungskanal zur Energieübertragung und Datenübertragung. Der Übertragungskanal in jedem Übertragungsmodul (2), (3) weist ein induktives Koppelelement auf, wobei zwischen den Koppelelementen des Übertragungskanals wenigstens eine Trennwand (8) aus nicht magnetischem Material vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Energie- und Datenübertra­ gung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 197 19 730 A1 bekannt. Diese Vorrichtung ist als Steckverbindung ausgebildet, mit welcher Energie und Daten zu Verbrauchern und Daten von Verbrauchern übertragen werden. Die Steckverbindung weist einen Primärteil und einen Sekundärteil auf. Energie und Daten werden über ein Buskabel durch eine gegebenenfalls druckfeste Verschraubung in ein primärseitiges Steckerge­ häuse geführt. Die Busleitungen des Buskabels werden einem Elektronikmodul zuge­ führt. Die im Elektronikmodul elektronisch verarbeiteten und induktiv übertragbaren elektrischen Signale werden zu einer primärseitigen Spule übertragen, welche sich in einem primärseitigen Ferritkern befindet. Eine sekundärseitige Spule ist auf einen dornartigen Ferritkern aufgewickelt. Die auf die sekundärseitige Spule übertragenen elektrischen Signale werden zu einem sekundärseitigen Elektronikmodul übertragen. Die dort verarbeiteten elektrischen Signale gelangen dann über ein Anschlußkabel zu einem Verbraucher.
In zusammengestecktem Zustand der Steckverbindung sind die primär- und sekun­ därseitige Spule in geringem Abstand gegenüberliegend angeordnet.
An der Außenseite des Primärteils der Steckverbindung ist ein ringförmiger Aufsatz aus Kunststoff vorgesehen, der als Zentriereinrichtung und als Abstandsteil wirkt. Am Sekundärteil der Steckverbindung ist eine Überwurfmutter vorgesehen. Die Überwurfmutter und der Aufsatz sind miteinander verschraubt und schützen so die Steckverbindung gegen Umgebungseinflüsse.
Zwar ist durch diesen Verschluß die geschlossene Steckverbindung gegen äußere Umgebungseinflüsse geschützt. Nachteilig ist jedoch, daß die Spulen an den Stirn­ flächen des Primär- und Sekundärteils freiliegen. Dadurch können im geöffneten Zustand der Steckverbindung die Spulen verschmutzen. Zudem sind auch Beschä­ digungen nicht ausgeschlossen. Ferner ist nachteilig, daß bei geöffneten und selbst auch bei geschlossenem Zustand der Steckverbindung die Spulen durch aggressive Chemikalien in der Umgebung beschädigt werden können. Eine derartige Gefahr besteht insbesondere dann, wenn die Steckverbindungen in Kraftfahrzeugen, insbe­ sondere in Getrieben und Antiblockiersystemen, eingebaut und beispielsweise in Hydraulikflüssigkeit eingebettet sind.
Schließlich ist nachteilig, daß die Steckverbindung verschleißanfällig ist, so daß mit dieser nur eine begrenzte Anzahl von Steckzyklen durchführbar ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art so weiterzubilden, daß diese bei hohem Wirkungsgrad unanfällig gegen Verschleiß und äußere Umgebungseinflüsse ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteil­ hafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zwei Übertragungsmodule auf. Zur induk­ tiven Energie- und Datenübertragung ist wenigstens ein Übertragungskanal vorgese­ hen. Der Übertragungskanal weist zwei induktive Koppelelemente auf, wobei ein Koppelelement im ersten Übertragungsmodul untergebracht ist und das andere Kop­ pelelement im zweiten Übertragungsmodul angeordnet ist.
Zwischen den Koppelelementen des Übertragungskanals ist wenigstens eine Trenn­ wand aus nicht magnetischem Material vorgesehen.
Die Trennwand dient zum Schutz gegen äußere Umgebungseinflüsse. Da die Trenn­ wand aus nichtmagnetischem Material besteht, wird durch diese die Energie- und Datenübertragung nicht behindert.
Besonders vorteilhaft ist jedes Übertragungsmodul an einem Abschnitt der Außen­ wand mit einer derartigen Trennwand aus nichtmagnetischem Material verschlossen. Die Koppelelemente des betreffenden Übertragungsmoduls befinden sich zweckmä­ ßigerweise unmittelbar hinter der Trennwand.
Die Formen der Trennwände können dabei nahezu beliebig ausgestaltet sein, wobei jedoch gewährleistet ist, daß die Trennwände der Übertragungsmodule dicht anein­ ander gelegt werden können, so daß sich die Koppelelemente eines Übertragungska­ nals in geringem Abstand gegenüberstehen. In dieser Position sind vorteilhafterweise die Übertragungsmodule mit Befestigungsmitteln relativ zueinander fixierbar. Durch die Gestaltungsfreiheit der Trennwände ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein­ fach an unterschiedliche Einbauformen anpaßbar.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Übertragungsmodule auch oftmals nacheinander zusammengefügt werden können, ohne daß die Koppelelemente im Innern der Vorrichtung einem Verschleiß unterworfen sind. Zudem ist vorteilhaft, daß mittels der Trennwände die Übertragungsmodule vollständig verschließbar sind, so daß die Übertragungsmodule ohne Gefahr von Beschädigungen in Umgebungen mit hoher Temperatur oder chemischer Belastung einsetzbar sind.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß sich an der vorzugsweise glatten Außenfläche der Trennwand keine Verschmutzungen ablagern, so daß die erfindungsgemäße Vor­ richtung auch in Umgebungen mit hohen hygienischen Anforderungen, beispiels­ weise Bereichen der Lebensmittel- und Pharmazeutischen Industrie, einsetzbar ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind zur Energie- und Datenüber­ tragung separate Übertragungskanäle vorgesehen. Dabei können insbesondere für die Energie- und Datenübertragung jeweils mehrere Übertragungskanäle vorgesehen sein. Durch die separate Übertragung von Energie und Daten können sehr hohe Da­ tenübertragungsraten erzielt werden. Zudem können dabei auch große Energiemen­ gen übertragen werden. Vorteilhafterweise können die einzelnen Übertragungskanäle wahlweise zur Energie- oder Datenübertragung eingesetzt werden, wodurch die Fle­ xibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: Schematische Darstellung einer ersten Bauform einer Vorrichtung zur in­ duktiven Energie- und Datenübertragung.
Fig. 2: Schematische Darstellung einer zweiten Bauform einer Vorrichtung zur in­ duktiven Energie- und Datenübertragung.
Fig. 3: Blockschaltbild eines Übertragungskanals zur Energieübertragung für die Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und 2.
Fig. 4: Blockschaltbild eines Übertragungskanals zur unidirektionalen Datenüber­ tragung für die Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und 2.
Fig. 5: Blockschaltbild eines Übertragungskanals zur bidirektionalen Datenübertra­ gung für die Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und 2.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur induktiven Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Übertragungsmodul 2, wel­ ches einen Primärteil bildet, und einem zweiten Übertragungsmodul 3, welches einen Sekundärteil bildet.
Jedes der Übertragungsmodule 2, 3 ist einem nicht dargestellten Verbraucher zuge­ ordnet, wobei die Verbraucher insbesondere von Sensoren, Aktoren und dergleichen gebildet sein können.
Die Energieübertragung erfolgt vom primärseitigen Übertragungsmodul 2 zum se­ kundärseitigen Übertragungsmodul 3, so daß für einen dem sekundärseitigen Über­ tragungsmodul 3 nachgeordneten Verbraucher keine separate Energieversorgung notwendig ist. Die Datenübertragung zwischen den Übertragungsmodulen 2, 3 kann unidirektional oder bidirektional erfolgen.
Zur Energie- und Datenübertragung ist wenigstens ein Übertragungskanal vorgese­ hen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist für die Energie- und Datenübertra­ gung separate Übertragungskanäle auf. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist jeweils ein Übertragungskanal für die Energie- und Datenübertragung vorgesehen.
Jeder Übertragungskanal weist in jedem der Übertragungsmodule 2, 3 ein induktives Koppelelement auf. Das induktive Koppelelement besteht im wesentlichen aus einer Spule 4, welche von einem Ferritkern 5 umgeben ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind jeweils beide Spulen 4 eines Übertragungsmoduls 2, 3 von einem Ferritkern 5 umgeben.
Zudem umfaßt der Übertragungskanal in jedem Übertragungsmodul 2, 3 eine dem induktiven Koppelelement zugeordnete Ansteuerelektronik.
Die Ansteuerelektronik für die beiden Koppelelemente eines Übertragungsmoduls 2, 3 ist vorteilhafterweise wie in Fig. 1 dargestellt in einer gemeinsamen Rechnerein­ heit 6 integriert.
Zudem weist jeder Übertragungskanal einen Transistor 7 auf, welcher der Spule 4 des jeweiligen Übertragungskanals vorgeordnet ist. Jeder Transistor 7 ist jeweils an einen Ausgang der Rechnereinheit 6 angeschlossen und dient zur Ansteuerung der nachge­ ordneten Spule 4.
Die Rechnereinheit 6 eines Übertragungsmoduls 2, 3 umfaßt zweckmäßigerweise mehrere Subeinheiten. Insbesondere weist eine Rechnereinheit 6 einen Microcon­ troller sowie ein FPGA (Free Programmable Gate Array) auf.
Die Energie- und Datenübertragung erfolgt bei dicht aneinanderliegenden Übertra­ gungsmodulen 2, 3, so daß die Koppelelemente der einzelnen Übertragungskanäle in geringem Abstand gegenüberliegend angeordnet sind.
Erfindungsgemäß erfolgt die Energie- und Datenübertragung durch wenigstens eine Trennwand 8 aus nicht magnetischem Material. Diese Trennwand 8 besteht bei­ spielsweise aus Kunststoff und ist im Zwischenraum zwischen den Koppelelementen der einzelnen Übertragungskanäle angeordnet.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist jedes Übertragungsmo­ dul 2, 3 eine Trennwand 8 aus nicht magnetischem Material auf. Die Trennwände 8 erstrecken sich jeweils über die gesamten Stirnflächen der Übertragungsmodule 2, 3. Unmittelbar hinter einer Trennwand 8 sind die Koppelelemente des betreffenden Übertragungskanals angeordnet. Auch die Seitenwände 9 der Übertragungsmodule 2, 3 können aus dem nicht magnetischen Material bestehen, so daß jeweils das gesamte Übertragungsmodul 2, 3 von einer vorzugsweise einstückigen Wandung aus nicht­ magnetischem Material umgeben ist. Auf diese Weise sind die Übertragungsmodule 2, 3 gegen Umgebungseinflüsse aller Art geschützt. Dadurch können die Übertra­ gungsmodule 2, 3 insbesondere in Umgebungen eingesetzt werden, in welchen hohe Drücke oder Temperaturen herrschen oder auch aggressive Chemikalien vorhanden sind. Insbesondere sind die Übertragungsmodule 2, 3 auch in Kraftfahrzeugen im Bereich von Getrieben oder Antiblockiersystemen einsetzbar.
Die Energie- und Datenübertragung bleibt durch die Trennwände 8 nahezu unbeein­ flußt, da diese aus nichtmagnetischem Material bestehen.
Geringe Energieverluste bei der Energie- und Datenübertragung über die Trennwän­ de 8 führen insbesondere auch deshalb zu keinen Funktionsbeeinträchtigungen, da durch die getrennte Übertragung von Energie und Daten große Energiemengen über­ tragen werden können.
Die Energie- und Datenübertragung zwischen den Übertragungsmodulen 2, 3 erfolgt wie aus Fig. 1 ersichtlich bei dicht aneinander liegenden Trennwänden 8. Zweck­ mäßigerweise sind die Übertragungsmodule 2, 3 in dieser Position mittels nicht dar­ gestellter Befestigungsmittel fixierbar.
Besonders vorteilhaft hierbei ist, daß die Formen der Trennwände 8 nahezu beliebig gewählt werden können, wodurch die Übertragungsmodule 2, 3 an verschiedenartige Einbauverhältnisse anpaßbar sind. Zudem können die Trennwände 8 außer an den Stirnflächen auch an anderen Wandelementen der Übertragungsmodule 2, 3 angeord­ net sein. Auf diese Weise können die Trennwände 8 an den Übertragungsmodulen 2, 3 so ausgestaltet sein, daß bei Aneinanderfügen der Übertragungsmodule 2, 3 neben der in Fig. 1 dargestellten ebenen Struktur auch winklige oder koplanare Strukturen entstehen.
Insbesondere können die Trennwände 8 mit den dahinter liegenden Koppelelementen auch eine zungenförmige Struktur aufweisen.
Besonders vorteilhaft hierbei ist, daß zur Verbindung zweier Übertragungsmodule 2, 3 diese mit den Trennwänden aufeinander gelegt werden. Die Trennwände 8 schüt­ zen insbesondere die Koppelelemente im Innern der Übertragungsmodule 2, 3, so daß die Verbindung zwischen den Übertragungsmodulen 2, 3 völlig verschleißfrei herstellbar ist.
In Fig. 2 ist eine weitere Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt. Diese Bauform ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dahingehend erweitert, daß anstelle von zwei insgesamt sechs Übertragungskanäle vorgesehen sind. Dementsprechend weist jedes Übertragungsmodul 2, 3 sechs Koppelelemente mit jeweils einer Spule 4 auf. Dabei sind jeweils zwei Spulen 4 in einem Ferritkern 5 gelagert. Ansonsten entspricht der Aufbau der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2 dem Aufbau der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1.
Insbesondere sind wiederum für die Energie- und Datenübertragung jeweils separate Übertragungskanäle vorgesehen. Besonders vorteilhaft können die einzelnen Über­ tragungskanäle wahlweise zur Daten- oder Energieübertragung verwendet werden. Zweckmäßigerweise erfolgt die Konfigurierung der Übertragungskanäle über die Rechnereinheiten 6 der Übertragungsmodule 2, 3.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Übertragungskanals zur Energieübertragung. Die Energieübertragung erfolgt vom primärseitigen ersten Übertragungsmodul 2 zum sekundärseitigen zweiten Übertragungsmodul 3 und einem diesem nachgeordneten Verbraucher, der beispielsweise von einem Sensor oder Aktor gebildet ist.
Das erste Übertragungsmodul 2 weist einen Taktgeber 10 auf, der einen Treiber an­ steuert. Der Treiber ist von dem der Spule 4 des Koppelelements vorgeschalteten Transistor 7 gebildet. Der Taktgeber 10 ist vorzugsweise Bestandteil der Rechnerein­ heit 6 des ersten Übertragungsmoduls 2.
Das zweite Übertragungsmodul 3 weist einen dem Koppelelement nachgeordneten Gleichrichter 11 auf. Dessen Ausgang ist auf einen Kondensator 12 geführt, der an einen Aufwärts-Abwärtswandler 13 angeschlossen ist.
Die Energieübertragung über den so ausgebildeten Übertragungskanal erfolgt nach einem modifizierten Flußwandlerprinzip. Der Taktgeber 10 generiert ein Taktsignal vorzugsweise im Bereich von 700 KHz bis 1,5 MHz. Durch das Taktsignal werden die Einschaltzeiten und Sperrzeiten des Transistors 7 vorgegeben.
Während beim herkömmlichen Flußwandlerprinzip während der Einschaltzeit des Transistors 7 Energie von der Primärseite zur Sekundärseite übertragen wird und während der Sperrzeit über eine zusätzliche Aussäumspule auf der Primärseite die zur Magnetisierung notwendige Energie des die Spule 4 umgebenden Ferritkerns 5 zurückgewonnen wird, erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel während der Sperrzeit des Transistors 7 eine Energieübertragung zur Sekundärseite. Hierzu ist der Gleichrichter 11 vorgesehen, welcher Magnetisierungsenergie in den Sekundärkreis einkoppelt. Vorzugsweise ist der Gleichrichter 11 als Vollbrückengleichrichter aus­ gebildet. Die Energie wird im Kondensator 12 gespeichert und über den Aufwärts- Abwärtswandler 13 dem Verbraucher zugeführt. Dabei übernimmt der Aufwärts- Abwärtswandler 13 zudem die Funktion eines Spannungsreglers.
Ein wesentlicher Vorteil des so ausgebildeten Übertragungskanals besteht darin, daß keine Rückkopplung vom Sekundärteil zum Primärteil notwendig ist.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Übertragungskanals zur unidirektionalen Da­ tenübertragung zwischen zwei Übertragungsmodulen 2, 3.
Hierzu weist das erste Übertragungsmodul 2 eine Kodiereinheit 14 auf, an welche der der Spule 4 vorgeordnete Transistor 7 angeschlossen ist.
Die Spule 4 des zweiten Übertragungsmoduls 3 ist über eine Störsignalunterdrüc­ kungseinheit 15 an eine Dekodiereinheit 16 angeschlossen.
Die Kodiereinheit 14, die Dekodiereinheit 16 sowie die Störsignalunterdrückungs­ einheit 15 sind vorzugsweise jeweils Bestandteil der Rechnereinheit 6 des entspre­ chenden Übertragungsmoduls 2, 3.
Die zu übertragenden Daten werden als binäre Signalfolgen in die Kodiereinheit 14 eingespeist. In der Kodiereinheit 14 werden die steigenden Flanken der binären Si­ gnalfolge jeweils in einen ersten Puls vorgegebener Länge gewandelt. Entsprechend werden die fallenden Flanken der binären Signalfolge jeweils in einen zweiten Puls gewandelt, dessen Länge sich von der Länge des ersten Pulses unterscheidet. Die so gebildete Pulsfolge wird über den einen Treiber bildenden Transistor 7 der Spule 4 des Koppelelements zugeführt. Über diese Spule 4 wird die Pulsfolge induktiv zur Spule 4 des zweiten Übertragungsmoduls 3 übertragen. In der Störsignalunterdrüc­ kungseinheit 15 werden Störsignale dadurch ausgefiltert, daß in der zweiten Spule 4 empfangene Pulse verworfen werden, wenn deren Pulslängen nicht mit den Längen des ersten und zweiten Pulses, welche die Flanken der binären Signalfolgen kodieren, hinreichend übereinstimmen. Schließlich wird in der Dekodiereinheit 16 aus der empfangenen Pulsfolge eine binäre Signalfolge zurückgewonnen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Daten­ übertragung zwischen den Übertragungsmodulen 2, 3 bidirektional. Ein hierfür ge­ eigneter Übertragungskanal ist in Fig. 5 dargestellt. In diesem Fall weisen die bei­ den Übertragungsmodule 2, 3 jeweils dieselbe Ansteuerelektronik auf.
Die Kodiereinheit 14 ist über eine Steuereinheit 17 an einen Schalter 18 angeschlos­ sen, welcher der Spule 4 vorgeordnet ist. Zudem ist die Dekodiereinheit 16 mit der vorgeordneten Störsignalunterdrückungseinheit 15 an den Schalter 18 angeschlossen. Schließlich ist der Ausgang der Dekodiereinheit 16 an eine Logikeinheit 19 ange­ schlossen, wobei der Ausgang der Logikeinheit 19 an den Schalter 18 angeschlossen ist.
Die Vorgabe der Richtung der Datenübertragung erfolgt über die Logik- 19 und Steuereinheiten 17 in den Übertragungsmodulen 2, 3 anhand eines binären Enable Signals mit den Signalwerten 0 und 1. Sobald in der Steuereinheit 17 eines Übertra­ gungsmoduls 2 oder 3 ein Enable Signal mit dem Signalwert 1 generiert ist, wird dieses über die Koppelelemente in das andere Übertragungsmodul 3 oder 2 eingele­ sen. Dort wird das Enable Signal in der Logikeinheit 19 erfaßt, worauf in der Steuer­ einheit 17 dieses Übertragungsmoduls 3 oder 2 ein Enable Signal mit dem Signalwert 0 generiert wird. Die Datenübertragung erfolgt dann jeweils von dem Übertragungs­ modul 2 oder 3, in welchem das Enable Signal den Signalwert 1 aufweist, zum Übertragungsmodul 3 oder 2, in welchem das Enable Signal den Signalwert 0 ein­ nimmt.
Die Datenübertragung erfolgt dabei entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Zweckmäßigerweise unterscheidet sich dabei die Pulslänge des Enable Si­ gnals von den Pulslängen der Pulse, welche die binären Signalfolgen kodieren.
Bezugszeichenliste
1
Vorrichtung
2
Übertragungsmodul
3
Übertragungsmodul
4
Spulen
5
Ferritkern
6
Rechnereinheit
7
Transistoren
8
Trennwand
9
Seitenwände
10
Taktgeber
11
Gleichrichter
12
Kondensator
13
Aufwärts-Abwärtswandler
14
Kodiereinheit
15
Störsignalunterdrückungseinheit
16
Dekodiereinheit
17
Steuereinheit
18
Schalter
19
Logikeinheit

Claims (25)

1. Vorrichtung zur induktiven Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Übertragungsmodul und einem zweiten Übertragungsmodul mit wenig­ stens einem Übertragungskanal zur Energieübertragung und Datenübertragung, wobei der Übertragungskanal in jedem Übertragungsmodul ein induktives Koppelelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Koppelelementen des Übertra­ gungskanals wenigstens eine Trennwand (8) aus nicht magnetischem Material vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie- und Datenübertragung jeweils über wenigstens einen separaten Übertragungskanal erfolgt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Übertragungsmodul (2), (3) stirnseitig mit einer Trennwand (8) aus nicht­ magnetischem Material verschlossen ist, wobei die Koppelelemente unmittel­ bar hinter der Trennwand (8) liegend angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs­ module (2), (3) zur Energie- und Datenübertragung mit den Trennwänden (8) aneinanderliegend angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energie- und Datenübertragung die Koppelelemente des Übertragungska­ nals oder der Übertragungskanäle in geringem Abstand gegenüberliegend an­ geordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (8) zungenförmig ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmodule (2), (3) jeweils eine ebene Trennwand (8) an einer Stirnseite oder an einer Seitenfläche aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Befestigungsmittel zur Fixierung der Übertragungsmodule (2), (3) bei aneinanderliegenden Trennwänden (8) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmodule (2), (3) von einer nicht magnetischen Wandung um­ schlossen sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die induktiven Koppelelemente eine Spule (4) sowie einen die Spule (4) umge­ benden Ferritkern (5) aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4) über Transistoren (7) angesteuert sind, wobei die Transistoren (7) über wenig­ stens eine Rechnereinheit (6) schaltbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Übertragungskanals zur Energieübertragung die Energieversorgung des zweiten Übertragungsmoduls (3) und eines diesem nachgeschalteten Ver­ brauchers erfolgt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher von einem Sensor oder Aktor gebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energieübertragung dem Koppelelement des ersten Übertragungsmo­ duls (2) ein Taktgeber (10) und ein einen Treiber bildender Transistor (7) vor­ geordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energieübertragung dem Koppelelement des zweiten Übertragungsmoduls (3) ein Gleichrichter (11), ein Kondensator (12) und ein Aufwärts-Abwärts­ wandler (13) nachgeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder in dem Übertragungskanal zur Datenübertragung dem Daten aus­ sendenden Koppelelement eine Kodiereinheit (14) vorgeordnet und dem Daten empfangenden Koppelelement eine Dekodiereinheit (16) nachgeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten von einer binären Signalfolge gebildet sind, welche in der Kodiereinheit (14) in ei­ ne Pulsfolge umgesetzt werden, wobei die steigenden und fallenden Flanken der binären Signalfolge durch Pulse mit unterschiedlicher Pulslänge kodiert sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Deko­ diereinheit (16) die Pulsfolge in eine binäre Signalfolge gewandelt wird.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekodiereinheit (16) eine Störsignalunterdrückungseinheit (15) vorgeschal­ tet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung bidirektional zwischen den Übertragungsmodulen (2), (3) erfolgt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur bidirektiona­ len Datenübertragung in beiden Übertragungsmodulen (2), (3) an das Koppe­ lelement über einen Schalter (18) eine Kodiereinheit (14) und eine Dekodier­ einheit (16) angeschlossen sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Über­ tragungsmodul (2), (3) der Kodiereinheit (14) eine Steuereinheit (17) zur Gene­ rierung eines binären Enable Signals nachgeordnet ist, daß der Dekodiereinheit (16) eine Logikeinheit (19) zur Erkennung eines Enable Signals nachgeordnet ist, und daß die Ausgänge der Steuereinheit (17) und der Logikeinheit (19) auf den Schalter (18) geführt sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei in einem der Übertragungsmodule (2) oder (3) über die Steuereinheit (17) generierten En­ able Signal mit dem Signalwert 1 über die Logikeinheit (19) in dem anderen Übertragungsmodul (3) oder (2) der Signalwert des Enable Signals auf den Signalwert 0 gesetzt wird, worauf die Datenübertragung in Richtung dieses Übertragungsmoduls (3) erfolgt.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinheit (14) und/oder die Dekodiereinheit (16) von der Rechnerein­ heit (6) des betreffenden Übertragungsmoduls (2), (3) gebildet sind.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Übertragungskanäle wahlweise zur Daten- oder Energieübertra­ gung verwendbar sind.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10343844A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-28 Zahnradfabrik Friedrichshafen Berührungslose Datenübertragung
DE102007038757A1 (de) * 2007-08-16 2009-03-12 Siemens Ag Automatisierungssystem mit einer Anzahl an Automatisierungsmodulen
US8373514B2 (en) 2007-10-11 2013-02-12 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer using magneto mechanical systems
US8378523B2 (en) 2007-03-02 2013-02-19 Qualcomm Incorporated Transmitters and receivers for wireless energy transfer
US8378522B2 (en) 2007-03-02 2013-02-19 Qualcomm, Incorporated Maximizing power yield from wireless power magnetic resonators
US8447234B2 (en) 2006-01-18 2013-05-21 Qualcomm Incorporated Method and system for powering an electronic device via a wireless link
US8482157B2 (en) 2007-03-02 2013-07-09 Qualcomm Incorporated Increasing the Q factor of a resonator
US8629576B2 (en) 2008-03-28 2014-01-14 Qualcomm Incorporated Tuning and gain control in electro-magnetic power systems
US9124120B2 (en) 2007-06-11 2015-09-01 Qualcomm Incorporated Wireless power system and proximity effects
US9130602B2 (en) 2006-01-18 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for delivering energy to an electrical or electronic device via a wireless link
US9601267B2 (en) 2013-07-03 2017-03-21 Qualcomm Incorporated Wireless power transmitter with a plurality of magnetic oscillators
US9774086B2 (en) 2007-03-02 2017-09-26 Qualcomm Incorporated Wireless power apparatus and methods
US10580570B2 (en) 2008-10-30 2020-03-03 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Distributor module and measuring system formed therewith

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10343844A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-28 Zahnradfabrik Friedrichshafen Berührungslose Datenübertragung
US9130602B2 (en) 2006-01-18 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for delivering energy to an electrical or electronic device via a wireless link
US8447234B2 (en) 2006-01-18 2013-05-21 Qualcomm Incorporated Method and system for powering an electronic device via a wireless link
US8482157B2 (en) 2007-03-02 2013-07-09 Qualcomm Incorporated Increasing the Q factor of a resonator
US9774086B2 (en) 2007-03-02 2017-09-26 Qualcomm Incorporated Wireless power apparatus and methods
US8378523B2 (en) 2007-03-02 2013-02-19 Qualcomm Incorporated Transmitters and receivers for wireless energy transfer
US8378522B2 (en) 2007-03-02 2013-02-19 Qualcomm, Incorporated Maximizing power yield from wireless power magnetic resonators
US9124120B2 (en) 2007-06-11 2015-09-01 Qualcomm Incorporated Wireless power system and proximity effects
DE102007038757B4 (de) * 2007-08-16 2009-10-08 Siemens Ag Werkzeug- oder Produktionsmaschine mit einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Automatisierungsmodulen mit einer leitungslosen Ethernet-Kommunikation
DE102007038757A1 (de) * 2007-08-16 2009-03-12 Siemens Ag Automatisierungssystem mit einer Anzahl an Automatisierungsmodulen
US8373514B2 (en) 2007-10-11 2013-02-12 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer using magneto mechanical systems
US8629576B2 (en) 2008-03-28 2014-01-14 Qualcomm Incorporated Tuning and gain control in electro-magnetic power systems
US10580570B2 (en) 2008-10-30 2020-03-03 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Distributor module and measuring system formed therewith
US9601267B2 (en) 2013-07-03 2017-03-21 Qualcomm Incorporated Wireless power transmitter with a plurality of magnetic oscillators

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