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Die Erfindung geht aus von einem System zur Datenübertragung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige Systeme werden benötigt, um Daten von statischen auf sich drehende Elemente und umgekehrt zu übertragen.
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Stand der Technik
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Die
DE 20 2016 104 373 U1 zeigt einen Drehübertrager zur Datenübertragung von einem Stator auf einen Rotor eines Gerätes oder einer Anlage. Dabei weist der Drehübertrager zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse bewegliche Gehäuse auf, in welche jeweils eine optische Faser aufgenommen ist.
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Aus der
EP 2 508 752 B1 ist eine Windkraftanlage bekannt, bei welcher die Datenübertragung mittels zweier DSL-Modems an den Schleifkontakten erfolgt.
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Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass eine Datenübertragung mit hohen Übertragungsraten nicht möglich ist.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zur Datenübertragung vorzuschlagen, welches eine ganzheitliche Lösung für die Datenübertragung von einem Stator auf einen Rotor darstellt.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft ein System zur Datenübertragung, insbesondere zur Datenübertragung von einem festen Teil auf ein sich drehendes Teil eines Bauteils, einer Anlage oder ähnlichem. Das System weist mindestens einen Switch, mindestens einen SFP-Transceiver, mindestens eine optische Faser und mindestens einen Drehübertrager auf. Dabei handelt es sich bei der optischen Faser um eine Monomodefaser.
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Bei dem festen Teil des Systems handelt es sich um einen Stator, bei dem sich drehenden Teil um einen Rotor. Diese Kombination aus Stator und Rotor findet sich beispielsweise an verschiedenen Maschinen, dabei vor allem an drehenden Maschinen, oder auch an Windkraftanlagen.
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Die Kombination aus Switch, SFP-Transceiver, optischer Faser und Drehübertrager ist notwendig und vorteilhaft, da nur so eine sichere und zu gleich schnelle Datenübertragung gewährleistet werden kann. Durch den Drehübertrager wird eine Verdrehung der angeschlossenen Faser verhindert. Ferner wird die Datenübertragung in Bezug auf die Geschwindigkeit der Datenübertragung durch die Verwendung von Switchen und optischen Fasern erhöht. Durch die Verwendung spezieller SFP-Transceiver ist auch der Anschluss von optischen Fasern an den Switch möglich.
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In einer besonderen Ausführungsform ist der SFP-Transceiver in den Switch einsetzbar. Dadurch wird die Datenübertragung noch weiter verbessert, da Störgrößen und Umwelteinflüsse unterbunden werden. Dies sichert weiterhin die Langlebigkeit des Systems über den Lebenszeitraum der Anlage oder des Bauteils.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der SFP-Transceiver für die Datenübertragung mittels Monomodefaser geeignet. Die Monomodefaser bietet den Vorteil, dass nur eine Faser für die Datenübertragung in beide Richtungen benötigt wird. Durch diese einfache Faser wird weiterhin eine Verdrehung verhindert. Bei der Monomodefaser können Daten mit einem Bandbreitlängenprodukt von mehr als 10 GHz*km übertragen werden, bei gleichzeitig geringen Dämpfungswerten.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das System aus zwei Switchen, zwei SFP-Transceivern, zwei optischen Fasern und einem Drehübertrager. Durch diese Ausführungsform ist die vollständige Verdrahtung und damit die vollständige Datenübertragung von einem Stator auf einen Rotor und umgekehrt gewährleistet. Das System beginnt und endet jeweils an einem der beiden Switche. In jeden der beiden Switche ist ein SFP-Transceiver aufgenommen, wobei an jedem SFP-Transceiver eine optische Faser angeordnet ist. Die beiden optischen Fasern enden jeweils an einer Seite des Drehübertragers. Durch den Drehübertrager besteht eine Verbindung zwischen Rotor und Stator, sowie zwischen den beiden optischen Fasern. Trotz dieser Verbindung werden Verdrehungen oder Verwindungen verhindert.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Drehübertrager direkt an einem Schleifring der Anlage oder des Bauteils angeordnet. Idealerweise sind dazu sogar zwei Drehübertrager miteinander gekoppelt um die effektivste Datenübertragung bei hohen Datenübertragungsraten zu gewährleisten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Anlage oder dem Bauteil entweder um eine Windkraftanlage, genauer dabei um die Verbindung zwischen Gondel und Turm, oder um eine drehende Maschine.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung durch einen Teil einer Windkraftanlage
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teil einer Windkraftanlage, in welchem das System zur Datenübertragung integriert ist.
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Dargestellt ist auf der linken Seite der Abbildung ein sich drehender Teil 2d einer Windkraftanlage, genauer die sich drehende Nabe. Auf der rechten Seite ist der feste Teil 2f einer Windkraftanlage, nämlich die Gondel, zu sehen, wobei diese in ihrem Inneren ebenfalls ein sich drehendes Teil 2fd aufweist.
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Das System dient als Verbindung zwischen einem ersten Gerät und einem zweiten Gerät. Das erste Gerät ist auf der Seite des sich drehenden Teils 2d angeordnet. Es ist mittels eines Switch 3 angeschlossenen. Bei dem ersten Gerät handelt es sich beispielsweise um eine Kamera, einen Sensor oder ähnliches. Das zweite Gerät ist zum Beispiel eine Kamera oder einem Steuerschrank oder ähnliches und ist ebenfalls an einem Switch 3 angeschlossen, welcher jedoch auf der Seite des festen Teils 2f angeordnet ist.
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Die Switche 3 weisen jeweils einen SFP-Transceiver 4 auf, welcher in den Switch 3 aufgenommen ist. Der SFP-Transceiver 4 ist für die Datenübertragung mittels optischer Fasern 5 geeignet. Bei den optischen Fasern handelt es sich vorzugsweise um Monomodefasern.
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Die optische Faser ist jeweils mittels eines Steckverbinders an den sich drehenden Teil 2d bzw. an den sich drehenden Teil des festen Teils 2fd angeschlossen.
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Durch den sich drehenden Teil 2d der Windkraftanlage ist die optische Faser 5 mit dem sich drehenden Teil des festen Teils 2fd verbunden. Der sich drehende Teil des festen Teils 2fd ist mittels eines Drehübertragers 6 mit dem festen Teil 2f verbunden. Durch den Drehübertrager 6 ist auch die optische Faser 5 mit dem festen Teil 2f verbunden und endet an dem Steckverbinder, welcher die Verbindung zu dem Switch 3 darstellt.
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Der Drehübertrager 6 besteht dabei aus einem drehbaren Teil, welcher in dem sich drehenden Teil des festen Teils 2fd angeordnet ist, und aus einem feststehenden Teil, welcher in dem festen Teil 2f angeordnet ist. Die Übertragung von Signalen und/oder Daten von dem sich drehenden Teil des festen Teils 2fd auf den festen Teil 2f erfolgt innerhalb des Drehübertragers 6 mittels einer bidirektionalen Glasfaser.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2f
- fester Teil
- 2d
- drehender Teil
- 2fd
- drehender Teil des festen Teils
- 3
- Switch
- 4
- SFP-Transceiver
- 5
- optische Faser
- 6
- Drehübertrager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202016104373 U1 [0003]
- EP 2508752 B1 [0004]
