DE202016007184U1 - Coil assembly and model car with such Spulenandordnung - Google Patents

Coil assembly and model car with such Spulenandordnung

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DE202016007184U1 DE201620007184 DE202016007184U DE202016007184U1 DE 202016007184 U1 DE202016007184 U1 DE 202016007184U1 DE 201620007184 DE201620007184 DE 201620007184 DE 202016007184 U DE202016007184 U DE 202016007184U DE 202016007184 U1 DE202016007184 U1 DE 202016007184U1
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Abstract

Spulenanordnung (22) mit zumindest einem Träger (12) und zumindest einem ersten Spulenabschnitt (28a) und einem zweiten Spulenabschnitt (28b), Coil arrangement (22) with at least one carrier (12) and at least a first coil portion (28a) and a second coil portion (28b)
wobei der Träger (12), welcher aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist, eine sich flächig erstreckende Grundform mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite aufweist, wherein the support (12), which is made of an electrically insulating material, extending in a planar shape with a top and a bottom opposite the top side comprises
wobei zumindest der erste Spulenabschnitt (28a) und der zweite Spulenabschnitt (28b) eine Spulenwicklung bilden, wherein at least the first coil portion (28a) and the second coil portion (28b) forming a coil winding,
wobei der erste Spulenabschnitt (28a) auf der Oberseite und der zweite Spulenabschnitt (28b) auf der Unterseite des Trägers (12) angeordnet sind. wherein the first coil portion (28a) on the top and the second coil portion (28b) are arranged on the underside of the carrier (12).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spulenanordnung und ein Modellauto mit einer derartigen Spulenanordnung. The invention relates to a coil arrangement and a model car having such a coil arrangement.
  • Eine Modellautorennbahn, auch Slotcar-Bahn oder Slot-Bahn (von englisch „Slot” für Schlitz) ist eine technische Vorrichtung, mit der elektrisch angetriebene Modellautos spurgeführt gefahren werden. A Model car racing track, also slotcar track or slot path (from English "slot" for slot) is a technical apparatus, be driven by the electrically-driven model car track out.
  • Die Modellautorennbahn weist eine Fahrbahn auf, die z. The model car racetrack has a road that for. B. aus einer Mehrzahl zusammensteckbarer Fahrbahnteile aufgebaut werden kann. B. can be constructed from a plurality matable roadway parts. Die Fahrbahn kann zwei Spuren aufweisen, die jeweils einen Schlitz zur Führung je eines Modellautos und je zwei Stromschienen zur Stromversorgung des elektrischen Antriebs der entlang der jeweiligen Spur bewegbaren Modellfahrzeuge besitzen. The roadway may have two tracks, each having a slot for guiding a respective model cars and two power rails to power the electric drive of the movable along the respective track model vehicles. Stromabnehmer der jeweiligen Modellautos stehen dabei in Kontakt mit der jeweiligen Stromschiene, um eine Übertragung elektrischer Energie zu gewährleisten. Pantographs of the model cars are there in contact with the respective power rail, to ensure the transmission of electrical energy. Mit je einem Handregler können Geschwindigkeit und Bremsverhalten des jeweiligen Modellautos gesteuert werden. With one hand control speed and braking of the respective model car can be controlled. Allerdings kann es bei z. However, it can at z. B. Kurvenfahrten aufgrund von an den Modellautos angreifenden Fliehkräften dazu kommen, dass der Kontakt zwischen der Stromschiene und dem Stromabnehmer des Modellautos unterbrochen wird mit der Folge, dass die Energieversorgung des elektrischen Antriebs des Modellautos unterbrochen wird und das Modellauto an Geschwindigkeit verliert. B. cornering due to acting on the model car centrifugal forces to occur that the contact between the power rail and the current collector of the model car is interrupted with the result that the energy supply of the electric drive of the model car is interrupted and loses the model car speed.
  • Eine unterbrechungsfreie Energieversorgung kann durch eine berührungslose Energieübertragung erreicht werden. An uninterruptible power supply can be achieved by a non-contact power transmission. Hierfür ist jedoch eine einfach zu fertigende und wenig Bauraum in Anspruch nehmende Spulenanordnung erforderlich, die in einem Modellauto angeordnet ein Sekundärelement bzw. Spule einer Transformatoranordnung für Versorgung des Modellautos mit elektrischer Energie bildet, wobei das Primärelement der Transformatoranordnung der Fahrbahn zugeordnet ist. For this purpose, however, a simple participant to be produced and little space in claim coil assembly is required, which is arranged in a model car, a secondary element or coil of a transformer arrangement for supply of the model car forms with electrical energy, wherein the primary element of the transformer assembly of the road is assigned.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach zu fertigende und wenig Bauraum in Anspruch nehmende Spulenanordnung bereitzustellen. The invention is therefore based on the object to provide a participating simple to manufacture and little space in claim coil assembly.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spulenanordnung der og Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. This object is inventively achieved by a coil system of the aforementioned type with the features characterized in claim 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.
  • Dazu ist es bei einer Spulenanordnung der og Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spulenanordnung zumindest einen Träger und zumindest einen ersten Spulenabschnitt und einen zweiten Spulenabschnitt aufweist, wobei der Träger aus einem elektrisch isolierenden Material eine sich flächig erstreckende Grundform mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite aufweist, wobei zumindest der erste Spulenabschnitt und der zweite Spulenabschnitt eine Spulenwicklung bilden, und wobei der erste Spulenabschnitt auf der Oberseite und der zweite Spulenabschnitt auf der Unterseite angeordnet sind. For this purpose, it is according to the invention provided in a coil assembly of the abovementioned type, that the coil arrangement comprises at least one support and at least a first coil portion and a second coil portion, wherein the support of an electrically insulating material, a located area extending basic shape with a top and the top of opposite having bottom, wherein at least the first coil portion and the second coil portion forming a coil winding, and wherein the first coil portion on the upper side and the second coil portion on the lower side are arranged.
  • Dies hat den Vorteil, dass so eine besonders kompakte und dabei wenig Bauraum in Anspruch nehmende Spulenanordnung bereitgestellt wird. This has as a particularly compact, while little space participating in claim coil arrangement is provided the advantage. Ferner wird durch die jeweils flächige Ausbildung der ersten und zweiten Spulenabschnitte auf der Ober- bzw. Unterseite des Trägers die Fertigung der Spulenanordnung vereinfacht, da hierfür Planar- oder Dickschichttechniken verwendet werden können. Further simplifies the manufacturing of the coil assembly by the respective flat configuration of the first and second coil sections on the upper or lower side of the carrier, since for this planar or thick film techniques may be used.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Trägerelement einen Ferritkern auf. According to a preferred embodiment, the carrier element has a ferrite core. Hierdurch wird das Magnetfeld gebündelt und konzentriert, so dass die Effizienz der berührungslosen Energieübertragung gesteigert ist. In this way, the magnetic field is converged and concentrated, so that the efficiency of the contactless power transfer is increased.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Trägerelement einen ersten Leiterplattenabschnitt und einen zweiten Leiterplattenabschnitt auf, wobei eine Oberseite des ersten Leiterplattenabschnitts die Oberseite des Trägerelements und eine Unterseite des zweiten Leiterplattenabschnitts die Unterseite des Trägerelements bildet. According to a further preferred embodiment, the carrier member to a first printed circuit board section and a second circuit board section, wherein a top of the first circuit board portion forms the upper side of the support member and an underside of the second printed circuit board section, the underside of the carrier element. Somit können aus preiswerten und leicht zu bearbeiteten Leiterplattenmaterial die beiden Leiterplattenabschnitte gebildet werden, wobei die ersten und zweiten Spulenabschnitte durch Ätzen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung, wie z. Thus, from inexpensive and easily processed printed circuit board material, the two circuit board portions are formed, wherein the first and second coil portions by etching an electrically conductive coating such. B. einer Kupferbeschichtung, hergestellt werden können. As a copper coating can be produced.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich Verbindungsleitungen durch den ersten Leiterplattenabschnitt und den zweiten Leiterplattenabschnitt, um den ersten Spulenabschnitt mit dem zweiten Spulenabschnitt elektrisch zu verbinden. According to a further preferred embodiment, connecting lines extend through the first circuit board portion and the second circuit board portion to connect the first coil portion to the second coil portion electrically.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Unterseite des ersten Leiterplattenabschnitts auf einer Oberseite des Ferritkerns angeordnet und eine Oberseite des zweiten Leiterplattenabschnitts ist auf einer Unterseite des Ferritkerns angeordnet. According to a further preferred embodiment, an underside of the first circuit board portion is disposed on an upper surface of the ferrite core and a top surface of the second circuit board portion is disposed on a lower surface of the ferrite core. So kann eine Spulenanordnung mit einer besonders kompakter Bauform bereitgestellt werden. So a coil assembly can be provided with a particularly compact design.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden weitere Spulenabschnitte zumindest drei bis acht, insbesondere fünf, Spulenwicklungen. According to a further preferred embodiment more coil sections form at least three to eight, in particular five coil windings. So kann eine besonders leistungsfähige Spulenanordnung bereitgestellt werden, um eine besonders effiziente Energieübertragung zu gewährleisten. So a particularly powerful coil assembly can be provided to ensure a particularly efficient energy transfer.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt ein Schraubenvektor der Spulenanordnung im Wesentlichen in der Ebene des Trägers. According to a further preferred embodiment of the invention is a screw vector of the coil assembly substantially in the plane of the carrier. So kann eine besonders wirkungsvolle und damit effiziente Kopplung der Spulenanordnung als Sekundärelement einer Transformatoranordnung mit einem Sekundärelement erreicht werden, wenn das Primärelement eine sich in Fahrtrichtung des Modellfahrzeug längserstreckende Stromschiene ist bzw. umfasst. Thus, a particularly effective and efficient coupling of the coil assembly can be achieved as a secondary element of a transformer arrangement with a secondary element, when the primary element is a longitudinally extending in the travel direction of the model vehicle or bus bar comprises.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Trägerelement eine erste Erstreckungsrichtung auf, die sich zwischen den beiden Spulenabschnitten erstreckt, eine zweite Erstreckungsrichtung auf, die rechtwinkelig zur ersten Erstreckungsrichtung ist, und eine dritte Erstreckungsrichtung auf, die rechtwinkelig zur ersten Erstreckungsrichtung und zur zweiten Erstreckungsrichtung ist, wobei sich ein Schraubenvektor der Spulenanordnung im Wesentlichen in Richtung der zweiten Erstreckungsrichtung und/oder der dritten Erstreckungsrichtung erstreckt. According to another preferred embodiment of the invention, the support member having a first direction of extension, which extends between the two coil sections, a second extension direction, which is perpendicular to the first direction of extension, and a third direction of extension, which at right angles to the first direction of extension and the second extension direction is, with a screw vector of the coil arrangement extends substantially in the direction of the second extension direction and / or the third extension direction. So kann eine derartige Spulenanordnung besonders wenig Bauraum in einem Modellfahrzeug in Anspruch nehmend angeordnet werden. Thus, such a coil arrangement are arranged Referring particularly little space in a vehicle model in claim.
  • Ferner gehört zur Erfindung ein Modellauto mit einer derartigen Spulenanordnung. Further, the invention includes a model car having such a coil arrangement.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Diese zeigt in This shows
  • 1 1 in schematischer Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Modellautorennbahn, in a schematic sectional representation of an embodiment of a Model car racing track according to the invention,
  • 2 2 in schematischer Darstellung eine Transformatoranordnung, die in der in a schematic representation of a transformer arrangement, which in the in 1 1 dargestellten Modellautorennbahn Verwendung findet, illustrated model car racetrack use finds
  • 3 3 eine oberseitige Ansicht des in an upper-side view of the in 2 2 dargestellten ersten Trägerelements, illustrated first carrier element,
  • 4 4 eine unterseitige Ansicht des in a bottom view of the in 2 2 dargestellten zweiten Trägerelements, second carrier element shown,
  • 5 5 ein Betriebsszenario der in an operation scenario in the 1 1 dargestellten Modellautorennbahn, Model car racing track illustrated,
  • 6 6 eine erste Verschaltungsvariante von Stromschienen einer zwei Spuren aufweisenden Fahrbahn, a first interconnection variant of busbars of two tracks having track,
  • 7 7 eine zweite Verschaltungsvariante von Stromschienen einer zwei Spuren aufweisenden Fahrbahn, und a second interconnection variant of busbars of two tracks having track, and
  • 8 8th ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Modellautorennbahn mit einer Fahrbahn mit einer Stromschiene für jede Spur der mehrere Spuren aufweisenden Fahrbahn. a further embodiment of a Model car racing track according to the invention with a roadway with a busbar for each track of a plurality of tracks having track.
  • In In 1 1 ist eine Modellautorennbahn is a Model car racing track 2 2 , auch Slotcar-Bahn oder Slot-Bahn (von englisch Slot für „Schlitz”), dargestellt. Also slotcar web or web slot shown (slot for "slot" from English).
  • Die Modellautorennbahn The model car racetrack 2 2 weist eine aus einer Mehrzahl von zusammensteckbaren Fahrbahnteilen aufgebaute Fahrbahn has a built up of a plurality of plug-together parts of the roadway lane 4 4 mit im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Spuren with in the present embodiment two tracks 6a 6a , . 6b 6b für je ein Modellauto each for a model car 10 10 auf. on. Dargestellt ist in is shown in 1 1 lediglich ein Modellauto only a model car 10 10 . ,
  • Die Fahrbahn the roadway 4 4 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils eine jeder Spur has in the present embodiment each have a each track 6a 6a , . 6b 6b zugeordnete Vertiefung (Nut) associated recess (groove) 8a 8a , . 8b 8b auf, die bzgl. der jeweiligen Spur on that regard. the respective track 6a 6a , . 6b 6b mittig angeordnet ist und in die ein Führungselement is centrally disposed and in which a guide element 30 30 , wie z. Such. B. ein Führungsstift, des Modellautos As a guide pin of the model car 10 10 eingreifen kann und so eine Führung des Modellautos can engage, and so a guidance of the model car 10 10 entlang der jeweiligen Spur, hier der Spur along the respective track, the track here 6a 6a bewirkt. causes.
  • Ferner weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Fahrbahn in the present embodiment further includes the road surface 4 4 jeweils zwei beidseitig der jeweiligen Vertiefung two on both sides of the respective recess 8a 8a , . 8b 8b angeordnete Stromschienen arranged busbars 14a 14a , . 14b 14b , . 14c 14c , . 14d 14d auf, die der ersten Spur on which the first track 6a 6a bzw. der zweiten Spur or the second track 6b 6b zugeordnet sind. assigned. Die erste und zweite Stromschiene The first and second bus bar 14a 14a , . 14b 14b , . 14c 14c , . 14d 14d weisen ein im Querschnitt u-förmiges Profil auf und sind in weitere Vertiefungen der Fahrbahn have a cross-sectionally U-shaped profile and are in further recesses of the roadway 4 4 eingepresst. pressed.
  • Die Stromschienen The busbars 14a 14a , . 14b 14b , . 14c 14c , . 14d 14d sind jeweils einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. are each formed in one piece and of uniform material. Ferner sind die Stromschienen Furthermore, the busbars 14a 14a , . 14b 14b , . 14c 14c , . 14d 14d aus einem magnetischen Material gefertigt. made of a magnetic material. So kann das Modellauto Thus, the model car 10 10 mit einem Dauermagneten (nicht dargestellt), der mit den Stromschienen A permanent magnet (not shown) connected to the bus bars 14a 14a , . 14b 14b wechselwirkt, durch Magnetkraft in der Spur interacts, by magnetic force in the track 6a 6a gehalten werden. being held.
  • Wie noch später erläutert wird, bilden die beiden Stromschienen-Paare As will be explained later, form the two busbars Couples 14a 14a , . 14b 14b bzw. or. 14c 14c , . 14d 14d ein Primärelement a primary element 18 18 einer Transformatoranordnung a transformer arrangement 16 16 zur berührungslosen Energieübertragung zu dem Modellauto for contactless energy transfer to the model car 10 10 . ,
  • Zur Transformatoranordnung For transformer assembly 16 16 zur berührungslosen Energieübertragung zu dem Modellauto for contactless energy transfer to the model car 10 10 gehört ferner ein dem Modellauto further include a model car 10 10 zugeordnetes Sekundärelement associated secondary element 20 20 zum Einkoppeln von dem von dem Primärelement for coupling the primary member of the 18 18 erzeugten elektromagnetischen Feld. electromagnetic field generated.
  • Das Sekundärelement The secondary element 20 20 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Spulenanordnung in the present embodiment, a coil assembly 22 22 . ,
  • Neben der Übertragung von Betriebsenergie können mit der Transformatoranordnung In addition to transferring operating power to the transformer assembly 16 16 auch Steuersignale, z. control signals, z. B. zum Beschleunigen oder Abbremsen des Modellautos As for accelerating or decelerating the model car 10 10 , übertragen werden, z. Are transmitted, for. B. indem diese Steuersignale mit einer höheren Frequenz aufmoduliert und modellautoseitig wieder herausgefiltert werden. B. by modulated these control signals at a higher frequency and model car each filtered again.
  • Es wird nun zusätzlich auf die It is now additionally to 2 2 Bezug genommen, die aus Gründen der Einfachheit nur die erste Spur Referred to for the sake of simplicity, only the first track 6a 6a der beiden Spuren the two tracks 6a 6a , . 6b 6b zeigt. shows. Die nachfolgenden Erläuterungen gelten jedoch analog auch für die zweite Spur However, the following descriptions are valid also for the second track 6b 6b mit der Vertiefung with the recess 8b 8b und den Stromschienen and the busbars 14c 14c und and 14d 14d . ,
  • Die The 2 2 zeigt, dass sowohl die Vertiefung shows that both the recess 8a 8a als auch die beiden Stromschienen and the two busbars 14a 14a , . 14b 14b jeweils eine in Fahrrichtung entlang der Spur one in each direction of travel along the track 6a 6a weisende Haupterstreckungsrichtung H aufweisen, in deren Richtung ihre Abmessungen deutlich größer als in Richtung der anderen Erstreckungsrichtungen sind. have facing main extension direction H, in the direction of their dimensions are considerably larger than in the other direction of the extending directions.
  • Ferner zeigt die Also shows the 2 2 , dass die Spulenanordnung That the coil arrangement 22 22 einen Träger a support 12 12 aufweist. having. Der Träger the carrier 12 12 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes Trägerelement indicates in the present embodiment, a first support member 24a 24a und ein zweites Trägerelement and a second support member 24b 24b sowie einen zwischen dem ersten Trägerelement and a first between the support member 24a 24a und dem zweiten Trägerelement and the second carrier member 24b 24b angeordneten Ferritkern arranged ferrite core 26 26 auf. on.
  • Das erste Trägerelement The first support member 24a 24a und das zweiten Trägerelement and the second carrier member 24b 24b sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils Leiterplatten. in the present embodiment, each printed circuit boards. Die Leiterplatten weisen eine sich flächig erstreckende Grundform, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine quaderförmige Grundform, mit jeweils einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite auf. The printed circuit boards have a surface area extending up basic shape, in the present embodiment, a cuboidal basic shape, each having a top and a bottom opposite the top side. Sie bestehen jeweils aus einem elektrisch isolierenden Material und darauf angeordneten Leiterbahnen. They each consist of an electrically insulating material and disposed thereon conductor tracks. Als isolierendes Material ist z. As the insulating material is z. B. faserverstärkter Kunststoff üblich. As fiber reinforced plastic usual. Die Leiterbahnen werden z. The conductors are for. B. aus einer dünnen Schicht Kupfer geätzt, die zuvor auf das isolierende Material aufgebracht wurde. B. etched from a thin layer of copper that was previously deposited on the insulating material.
  • Leiterbahnen auf der Oberseite des ersten Trägerelements Circuit traces on the top of the first support member 24a 24a bilden im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von ersten Spulenabschnitten form in the present embodiment, a plurality of first coil portions 28a 28a , während weitere Leiterbahnen auf der Unterseite des zweiten Trägerelements While a further conductor tracks on the underside of the second support member 24b 24b im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von zweiten Spulenabschnitten In the present embodiment, a plurality of second coil portions 28b 28b bilden. form. Jeweils einer der ersten Spulenabschnitte Each one of the first coil sections 28a 28a und der zweiten Spulenabschnitte and second coil sections 28b 28b bilden zusammen je eine Spulenwicklung der Spulenanordnung together form a respective coil winding of the coil assembly 20 20 . ,
  • Hierzu sind Verbindungsleitungen (nicht dargestellt) vorgesehen, die sich durch das erste Trägerelement For this purpose, connecting lines are provided (not shown) extending through the first carrier member 24a 24a und das zweite Trägerelement and the second carrier member 24b 24b erstrecken und die jeweiligen ersten Spulenabschnitte and extend the respective first coil portions 28a 28a mit dem jeweiligen zweiten Spulenabschnitt with the respective second coil portion 28b 28b elektrisch leitend verbinden. connecting electrically conductive. So bilden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Spulenabschnitte To form in the present embodiment, the coil sections 28a 28a , . 28b 28b drei Spulenwicklungen. three coil windings. Es können aber auch fünf bis acht Spulenwicklungen sein. but it can also be five to eight coil windings.
  • Ferner zeigt die Also shows the 2 2 , dass an einer Unterseite des ersten Trägerelements That on an underside of the first carrier member 24a 24a der Ferritkern the ferrite core 26 26 mit seiner Oberseite und der Unterseite des Ferritkerns with its top and bottom of the ferrite core 26 26 eine Oberseite des zweiten Trägerelements an upper surface of the second support member 24b 24b angeordnet ist. is arranged.
  • Der Ferritkern the ferrite core 26 26 ist ein Bauteil aus Ferrit, das als Kern der Spulenanordnung is a component made of ferrite as the core of the coil assembly 22 22 deren Induktivität erhöht oder das magnetische Feld führt. the inductance increases or leads the magnetic field. Unter Ferrite werden dabei Werkstoffe verstanden, die elektrisch schlecht oder nicht leitende ferrimagnetische keramische Werkstoffe aus dem Eisenoxid Hämatit (Fe 2 O 3 ), Magnetit (Fe 3 O 4 ) und/oder aus weiteren Metalloxiden sind. Under ferrite materials are understood as meaning the electrically poorly or non-conductive ferrimagnetic iron oxide ceramic materials from the hematite (Fe 2 O 3), magnetite (Fe 3 O 4) and / or are made of other metal oxides. Je nach Zusammensetzung sind Ferrite hartmagnetisch oder weichmagnetisch. Depending on the composition ferrites are magnetically hard or magnetically soft.
  • Die durch die jeweiligen ersten Spulenabschnitte The first through the respective coil sections 28a 28a und zweiten Spulenabschnitte and second coil sections 28b 28b gebildeten Spulenwicklungen weisen einen Schraubenvektor S auf, der, wie in Coil windings formed have a screw vector S which, as in 1 1 dargestellt, im Wesentlichen in der Ebene des Trägers illustrated, substantially in the plane of the carrier 12 12 liegt und die schraubenförmige Ausbildung der Spulenwicklungen der Spulenanordnung lies and the helical formation of the coil windings of the coil assembly 22 22 beschreibt. describes.
  • Zu erkennen ist ferner, dass der Schraubenvektor S im Wesentlichen im rechten Winkel zur Haupterstreckungsrichtung H der Stromschienen To recognize further that the screw S vector substantially at right angles to the main extension direction H of the busbars 14a 14a , . 14b 14b angeordnet ist. is arranged.
  • Des Weiteren zeigt die Further shows 2 2 , dass der Träger That the carrier 12 12 eine erste Erstreckungsrichtung I, eine zweite Erstreckungsrichtung II und eine dritte Erstreckungsrichtung III hat. a first extension direction I, a second extending direction II, and a third direction of extension III has.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die erste Erstreckungsrichtung I in Höhenrichtung Z zwischen dem ersten Trägerelement In the present embodiment, the first extension direction I extends in the height direction Z between the first support member 24a 24a und dem zweiten Trägerelement and the second carrier member 24b 24b . , Im rechten Winkel erstreckt sich zur ersten Erstreckungsrichtung I die zweite Erstreckungsrichtung II in Richtung des Schraubenvektors S bzw. in Breitenrichtung Y. Ferner erstreckt sich im rechten Winkel zur ersten Erstreckungsrichtung I und zur zweite Erstreckungsrichtung II die dritte Erstreckungsrichtung III in Richtung der Haupterstreckungsrichtung H bzw. in Tiefenrichtung X. At right angles to the second extension direction II, the third extension direction III extending to the first extension direction I in the direction of the screw vector S or in the width direction Y. Further, extends at right angles to the first extending direction I and the second extending direction II in the direction of the main extension direction H and in the depth direction X.
  • Der Träger the carrier 12 12 , das erste Trägerelement , The first support member 24a 24a , das zweite Trägerelement , The second carrier member 24b 24b und der Ferritkern and the ferrite core 26 26 weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Richtung der zweiten Erstreckungsrichtung II und der dritten Erstreckungsrichtung III jeweils deutlich größere Abmessungen als in Richtung der ersten Erstreckungsrichtung I auf. have in the present embodiment in the direction of the second direction of extension II and the third extension direction III in each case significantly larger dimensions than in the direction of the first extending direction I on. Mit anderen Worten, weisen sie jeweils eine quaderförmige, insbesondere eine plattenförmige Grundform auf. In other words, they each have a rectangular, in particular a plate-like basic shape.
  • Es wird nun zusätzlich auf die It is now additionally to 3 3 und and 4 4 Bezug genommen. Reference is made.
  • Die The 3 3 und and 4 4 zeigen, dass die ersten Spulenabschnitte show that the first coil sections 28a 28a und die zweiten Spulenabschnitte and the second coil sections 28b 28b eine langgestreckte Form aufweisen, dh ihre jeweiligen Abmessungen in Richtung der dritten Erstreckungsrichtung III sind größer als in Richtung der zweiten Erstreckungsrichtung II. Ferner verlaufen die ersten Spulenabschnitte have an elongated shape, that their respective dimensions in the direction of the third direction of extension III are greater than in the direction of the second extending direction II. In addition, extend the first coil sections 28a 28a und die zweiten Spulenabschnitte and the second coil sections 28b 28b unter einem Winkel zur zweiten Erstreckungsrichtung II, der ungleich einem rechten Winkel ist. at an angle to the second extension direction II which is not equal to a right angle. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verlaufen die ersten Spulenabschnitte In the present embodiment extend the first coil sections 28a 28a und die zweiten Spulenabschnitte and the second coil sections 28b 28b unter einem Winkel von 75° bis 85° bzw. 95° bis 110° zur zweiten Erstreckungsrichtung II. at an angle of 75 ° to 85 ° or 95 ° to 110 ° to the second extension direction II.
  • So wird eine besonders kompakte und dabei wenig Bauraum in Anspruch nehmende Spulenanordnung Thus, a particularly compact, while little space participating in claim coil arrangement 22 22 bereitgestellt. provided. Ferner wird durch die jeweils flächige Ausbildung der ersten Spulenabschnitte Further, by respectively forming the first planar coil portions 28a 28a und zweiten Spulenabschnitt and second coil section 28b 28b auf der Ober- bzw. Unterseite des Trägers on the upper or lower side of the carrier 12 12 die Fertigung der Spulenanordnung the production of the coil assembly 22 22 vereinfacht, da hierfür Planar- oder Dickschichttechniken verwendet werden können. simplified since this planar or thick-film techniques can be used.
  • Es wird unter zusätzlicher Bezugnahme auf die It is with additional reference to the 5 5 der Betrieb der Modellautorennbahn The operation of the model car racing track 2 2 erläutert, wobei aus Gründen der Einfachheit von dem Primärelement explained, for the sake of simplicity of the primary element 18 18 nur die erste Stromschiene only the first busbar 14a 14a von den beiden Stromschienen of the two busbars 14a 14a , . 14b 14b der ersten Spur the first track 6a 6a dargestellt ist. is shown.
  • Im Betrieb wird die Stromschiene In operation, the power rail is 14a 14a von einem Wechselstrom mit einer Frequenz von 400 kHz durchströmt. traversed by an alternating current with a frequency of 400 kHz. Es bildet sich um die Stromschienen It forms around the busbars 14a 14a ein Magnetfeld M mit sich in Form um die Stromschiene a magnetic field M in the form of the busbar 14a 14a erstreckenden konzentrischen Feldlinien aus. extending concentric field lines. Der Verlauf der Feldlinien kann durch einen Rotationsvektor R beschrieben werden, der Senkrecht auf der Ebene steht, die von den Feldlinien beschrieben wird. The course of the field lines can be described by a rotation vector R which is perpendicular to the plane described by the lines of force.
  • Die Feldlinien durchsetzen das Sekundärelement The field lines pass through the secondary element 20 20 bzw. die Spulenanordnung or the coil assembly 22 22 und Erzeugen durch Induktion eine elektrische Spannung in dem Sekundärelement and generating by inducing an electrical voltage in the secondary element 20 20 . , Die in das Sekundärelement In the secondary element 20 20 induzierte elektrische Spannung kann dann zur Versorgung eines elektrischen Antriebs des Modellautos induced electric voltage can then for supplying an electrical drive of the model car 10 10 verwendet werden, damit sich das Modellauto are used to make the model car 10 10 in durch die Haupterstreckungsrichtung H der Vertiefung in through the main extension direction H of the recess 8 8th bzw. der Stromschiene and the busbar 14a 14a vorgegebene Fahrtrichtung F bewegen kann. can move given direction of travel F. Somit stehen die Fahrtrichtung F und der Rotationsvektor R im Wesentlichen unter einem rechten Winkel zueinander. Thus, the direction of travel F and the rotation vector R to each other substantially at a right angle. Unter im Wesentlichen wird dabei innerhalb von überblichen Fertigungstoleranzen verstanden. By substantially is understood within überblichen manufacturing tolerances.
  • Eine Regulierung der Geschwindigkeit des Modellautos Regulating the speed of the model car 10 10 kann dabei durch eine Veränderung der Stromstärke des elektrischen Stromes erfolgen, der durch die Stromschienen can be effected by a change in the amperage of the electric current flowing through the busbars 14a 14a , . 14b 14b fließt. flows.
  • Aufgrund der berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie können Kontaktunterbrechungen wie beim Stand der Technik nicht mehr zur Unterbrechung der Versorgung mit elektrischer Energie führen. Due to the non-contact transmission of electrical energy contact failure may not lead to the interruption of the supply of electrical energy as in the prior art.
  • Neben der in In addition to the in 1 1 dargestellten ersten Spur illustrated first track 6a 6a ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zweite Spur in the present embodiment, the second track 6b 6b für ein zweites Modellauto (nicht dargestellt) vorgesehen, die den gleichen Aufbau wie die erste Spur for a second model car (not shown) having the same structure as the first track 6a 6a aufweist. having. Um jedoch Interferenzen zwischen zwei Modellautos However, interference between two model cars 10 10 und damit Störungen bei der Energieübertragung so weit wie möglich zu vermeiden werden die Stromschienen and thus to avoid disruptions in the energy transfer as much as possible the busbars 14c 14c , . 14d 14d der zweiten Spur the second track 6b 6b von einem elektrischen Strom mit einer Frequenz durchströmt, die mindestens eineinhalb mal so hoch wie die erste Frequenz ist. passed through by an electric current having a frequency which is at least one and a half times as high as the first frequency. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die zweite Frequenz 600 kHz. In the present embodiment, the second frequency is 600 kHz.
  • Es wird nun zusätzlich auf die It is now additionally to 6 6 und and 7 7 Bezug genommen, die Verschaltungsvarianten der zwei Stromschienen Reference is made, the types of interconnection of the two busbars 14a 14a , . 14b 14b , . 14c 14c , . 14d 14d beispielhaft anhand der ersten Spur example with reference to the first track 6a 6a der beiden Spuren the two tracks 6a 6a , . 6b 6b der Fahrbahn the road 4 4 zeigen. demonstrate.
  • Die The 6 6 zeigt eine erste Verschaltungsvariante, bei der die beiden Stromschienen shows a first interconnection variant, in which the two power rails 14a 14a , . 14b 14b der ersten Spur the first track 6a 6a elektrisch parallel geschaltet sind. are electrically connected in parallel. So kann der doppelte Leitungsquerschnitt der beiden Stromschienen Thus, the double line cross-section of the two busbars 14a 14a , . 14b 14b genutzt werden, so dass eine Verdoppelung der Stromstärke möglich wird, mit der die Stromschienen be used so that a doubling of the current is possible with the busbars 14a 14a , . 14b 14b beaufschlagt werden. are acted upon.
  • Die The 7 7 zeigt eine zweite Verschaltungsvariante, bei der die beiden Stromschienen shows a second interconnection variant, in which the two power rails 14a 14a , . 14b 14b der ersten Spur the first track 6a 6a elektrisch in Reihe geschaltet sind. are electrically connected in series. So bilden die beiden Stromschienen So are the two busbars 14a 14a , . 14b 14b eine Doppelleiterschleife, so dass die Effizienz der Energieübertragung verbessert wird. double conductor loop, so that the efficiency of energy transfer is improved.
  • Es wird nun auf Referring now to 8 8th Bezug genommen. Reference is made.
  • Dargestellt ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Fahrbahn Shown is a second embodiment of a pavement 4' 4 ' die im Unterschied zur in which, in contrast to in 1 1 dargestellten Fahrbahn road shown 4 4 lediglich zwei Vertiefungen only two recesses 8a 8a , . 8b 8b aufweist, in die jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stromschiene comprising, in each of which a further embodiment of a busbar 14a' 14a ' , . 14b' 14b ' eingesetzt ist. is used.
  • Der Aufbau der Stromschienen The structure of the busbars 14a' 14a ' , . 14b' 14b ' gemäß dieses Ausführungsbeispiels wird anhand der der zweiten Spur according to this embodiment is on the basis of the second track 6b 6b zugeordneten Stromschiene associated busbar 14b' 14b ' erläutert. explained.
  • Die Stromschiene The busbar 14b' 14b ' weist ein u-förmiges Profil mit einem Nutgrund has a U-shaped profile with a groove base 32 32 und zwei sich an den Nutgrund and two at the bottom of the groove 32 32 anschließende Flansche subsequent flanges 34 34 auf, die sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel erstrecken. which extend in parallel in the present embodiment. An jeden der Flansche To each of the flanges 34 34 schließt sich je eine Zunge each includes a tongue 36 36 an, die sich in die Ebene der Oberfläche der Fahrbahn , which is in the plane of the surface of the roadway 4' 4 ' erstreckt. extends.
  • Die Stromschienen The busbars 14a' 14a ' , . 14b' 14b ' gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. according to this embodiment are each in one piece and of uniform material formed. Ferner sind die Stromschienen Furthermore, the busbars 14a' 14a ' , . 14b' 14b ' gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus einem magnetischen Material gefertigt. manufactured according to this embodiment of a magnetic material. So kann auch hier das Modellauto Thus, here too the model car 10 10 mit einem Dauermagneten (nicht dargestellt), der mit der Stromschiene A permanent magnet (not shown) connected to the busbar 14a' 14a ' wechselwirkt, durch Magnetkraft in der Spur interacts, by magnetic force in the track 6a 6a gehalten werden. being held. Dabei stellen insbesondere die beiden Zungen In particular, represent the two tongues 36 36 eine vergrößerte Angriffsfläche für die Magnetkraft bereit, so dass ein verkleinerter Magnet in das Modellauto an enlarged contact surface for the magnetic force ready so that a reduced magnet in the model car 10 10 eingesetzt werden kann, der weniger Bauraum in Anspruch nimmt. can be used, which requires less installation space.
  • Ferner sind die beiden Stromschienen Furthermore, the two busbars 14a' 14a ' 14b' 14b ' derart in die jeweiligen Vertiefungen/Nuten in such a way into the respective recesses / grooves 8a 8a , . 8b 8b eingesetzt, dass die u-förmige Stromschienen used, that the U-shaped current rails 14a' 14a ' , . 14b' 14b ' sich nach oben öffnen, so dass das Führungselement open upward so that the guide element 30 30 , wie z. Such. B. ein Stift des Modellautos B. a pin of the model car 10 10 , in die u-förmige Stromschiene , In the U-shaped current rail 14a' 14a ' eingreifen kann, um so dass Modellauto can engage so that the model car 10 10 entlang der durch die Vertiefung along by the recess 8a 8a definierten Spur defined track 6a 6a zu führen. respectively. Somit weist diese Fahrbahn Thus, this road 4' 4 ' einen besonders einfachen Aufbau mit nur einer, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittig angeordneten Stromschiene a particularly simple design with only one, centrally arranged in the present embodiment busbar 14a' 14a ' , . 14b' 14b ' für jede der Spuren for each of the tracks 6a 6a , . 6b 6b auf, wobei die Stromschienen on, wherein the power rails 14a' 14a ' , . 14b' 14b ' jeweils eine Doppelfunktion haben, nämlich als Stromschiene und als Führungsnut für das Modellauto zu dienen. each having a dual function, namely to serve as a bus bar and a guide groove for the model car.

Claims (9)

  1. Spulenanordnung ( Coil assembly ( 22 22 ) mit zumindest einem Träger ( ) (With at least one carrier 12 12 ) und zumindest einem ersten Spulenabschnitt ( ) And at least a first coil portion ( 28a 28a ) und einem zweiten Spulenabschnitt ( ) And a second coil portion ( 28b 28b ), wobei der Träger ( ), Wherein the support ( 12 12 ), welcher aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist, eine sich flächig erstreckende Grundform mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite aufweist, wobei zumindest der erste Spulenabschnitt ( ), Which is made of an electrically insulating material, has a surface extending up basic shape with a top and a bottom opposite the top side, wherein at least the first coil portion ( 28a 28a ) und der zweite Spulenabschnitt ( ) And the second coil portion ( 28b 28b ) eine Spulenwicklung bilden, wobei der erste Spulenabschnitt ( ) Forming a coil winding, wherein the first coil portion ( 28a 28a ) auf der Oberseite und der zweite Spulenabschnitt ( ) (On the upper side and the second coil portion 28b 28b ) auf der Unterseite des Trägers ( ) (On the underside of the carrier 12 12 ) angeordnet sind. ) Are arranged.
  2. Spulenanordnung ( Coil assembly ( 22 22 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ( ) According to claim 1, characterized in that the support ( 12 12 ) einen Ferritkern ( ) A ferrite core ( 26 26 ) aufweist ) having
  3. Spulenanordnung ( Coil assembly ( 22 22 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ( ) According to claim 1 or 2, characterized in that the support ( 12 12 ) einen ersten Leiterplattenabschnitt und einen zweiten Leiterplattenabschnitt aufweist, wobei eine Oberseite des ersten Leiterplattenabschnitts die Oberseite des Trägers ( ) Has a first printed circuit board section and a second circuit board section, wherein a top of the first printed circuit board section (the upper side of the carrier 12 12 ) und eine Unterseite des zweiten Leiterplattenabschnitts die Unterseite des Trägers ( ) And an underside of the second printed circuit board section (the bottom of the carrier 12 12 ) bildet. ) Forms.
  4. Spulenanordnung ( Coil assembly ( 22 22 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsleitungen sich durch den ersten Leiterplattenabschnitt und den zweiten Leiterplattenabschnitt erstrecken, um den ersten Spulenabschnitt ( ) According to claim 3, characterized in that connecting lines extend through the first circuit board portion and the second circuit board portion to (the first coil section 28a 28a ) mit dem zweiten Spulenabschnitt ( ) (With the second coil section 28b 28b ) elektrisch zu verbinden. to connect) electrically.
  5. Spulenanordnung ( Coil assembly ( 22 22 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterseite des ersten Leiterplattenabschnitt auf einer Oberseite des Ferritkerns ( ) According to claim 3 or 4, characterized in that an underside of the first printed circuit board section (on an upper side of the ferrite core 26 26 ) angeordnet ist und eine Oberseite des zweiten Leiterplattenabschnitts auf einer Unterseite des Ferritkerns ( ) And (a top of the second circuit board portion on a lower surface of the ferrite core 26 26 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  6. Spulenanordnung ( Coil assembly ( 22 22 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Spulenabschnitte zumindest drei bis acht, insbesondere fünf, Spulenwicklungen bilden. ) According to at least one of the preceding claims, characterized in that more coil sections, at least three to eight, in particular five coil windings are formed.
  7. Spulenanordnung ( Coil assembly ( 22 22 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schraubenvektor (S) der Spulenanordnung ( ) (After at least one of the preceding claims, characterized in that a screw vector (S) of the coil assembly 22 22 ) im Wesentlichen in der Ebene des Trägers ( ) Is substantially (in the plane of the carrier 12 12 ) liegt. ) lies.
  8. Spulenanordnung ( Coil assembly ( 22 22 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ( ) According to at least one of the preceding claims, characterized in that the support ( 12 12 ) eine erste Erstreckungsrichtung (I) aufweist, die sich zwischen den beiden Spulenabschnitten ( ) Has a first direction of extension (I) which is (between the two coil sections 28a 28a , . 28b 28b ) erstreckt, eine zweite Erstreckungsrichtung (II) aufweist, die rechtwinkelig zur ersten Erstreckungsrichtung (I) ist, und eine dritte Erstreckungsrichtung (III) aufweist, die rechtwinkelig zur ersten Erstreckungsrichtung (I) und zur zweiten Erstreckungsrichtung (II) ist, wobei sich ein Schraubenvektor (S) der Spulenanordnung ( ) Extends, having a second extension direction (II) which is perpendicular to the first direction of extension (I), and a third direction of extension (III) which is perpendicular to the first direction of extension (I) and (the second extending direction II), wherein a screws vector (S) of the coil arrangement ( 22 22 ) im Wesentlichen in Richtung der zweiten Erstreckungsrichtung (II) und/oder der dritten Erstreckungsrichtung (III) erstreckt. ) Is substantially (in the direction of the second extending direction II) and / or the third direction of extension (III) extends.
  9. Modellauto ( Model car ( 10 10 ) mit einer Spulenanordnung ( ) (With a coil arrangement 22 22 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. ) According to one of the preceding claims.
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