DE3802062A1 - Magnetic induction coupling device - Google Patents

Magnetic induction coupling device

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DE3802062A1
DE3802062A1 DE19883802062 DE3802062A DE3802062A1 DE 3802062 A1 DE3802062 A1 DE 3802062A1 DE 19883802062 DE19883802062 DE 19883802062 DE 3802062 A DE3802062 A DE 3802062A DE 3802062 A1 DE3802062 A1 DE 3802062A1
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Kunihiko Takeuchi
Masao Oba
Shinichi Horinouchi
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Tokyo Keiki Inc
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Abstract

A magnetic induction coupling device for each of two units which are arranged separately from one another. Two types of signals are transmitted individually by means of contact-free induction coupling. Two coil chambers (32, 34), which open towards one side, are constructed coaxially in a magnet core (30) in the magnetic induction coupling device, and two sets of induction coils (50, 60) are arranged in the coil chambers (32, 34). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Induktionskopplungseinrichtung, in der in einer kontaktlosen Weise ein Betriebsstromversorgungssignal von einer Schreib/Lese-Einheit zu einem Speichermodul und eine Daten­ übertragung zwischen der Schreib/Lese-Einheit und dem Spei­ chermodul durchgeführt werden, und insbesondere darauf, die magnetische Induktionskopplungseinrichtungen für Senden und Empfangen in integrierter Form auszuführen.The present invention relates to a magnetic Induction coupling device in which in a contactless Way an operating power supply signal from one Read / write unit to a memory module and a data transmission between the read / write unit and the memory chermodule are performed, and in particular the magnetic induction coupling devices for transmission and Receive in an integrated form.

Gemäß den US-Patentanmeldungen Serial No. 07/0 48 632 u. 07/0 53 759 haben die Erfinder auch der vorliegenden Erfindung bereits eine magnetische Induktionskopplungseinrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, vorgeschlagen, in welcher ein Betriebsstromversorgungssignal von einer Schreib/Lese-Ein­ heit zu einem Speichermodul übertragen wird, der in sich einen nichtflüchtigen Speicher aufweist, und zwar durch kontaktlose Kopplung, und eine Datenübertragung zum Schrei­ ben oder Lesen in gleicher Weise durch kontaktlose Kopplung durchgeführt wird.According to U.S. patent applications Serial No. 07/0 48 632 u. 07/0 53 759, the inventors of the present invention have already proposed a magnetic induction coupling device, as shown in FIG. 1, in which an operating power supply signal is transmitted from a read / write unit to a memory module which is inherently one has non-volatile memory, namely by contactless coupling, and a data transmission for writing or reading ben is carried out in the same way by contactless coupling.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 100 eine Schreibe/Le­ se-Einheit, und das Bezugszeichen 200 bezeichnet einen Speichermodul, der in sich einen nichtflüchtigen Speicher (nicht gezeigt), beispielsweise einen EEPROM ode dergl., enthält. Die Schreib/Lese-Einheit 100 enthält eine magneti­ sche Induktionskopplungseinheit 102 zum Senden eines Strom­ versorgungssignals und einer Schreib/Lese-Information (Be­ fehl, Adresse u. dergl.) zu dem Speichermodul 200 und eine magnetische Induktionskopplungseinheit 104 zum Empfangen von Daten, die aus dem Speicher in dem Speichermodul 200 ausge­ lesen werden. Der Speichermodul 200 enthält eine magnetische Induktionskopplungseinheit 202 zum Empfangen des Stromver­ sorgungssignals und der Schreib/Lese-Information aus der Schreib/Lese-Einheit 100 und eine magnetische Induktions­ kopplungseinheit 204 zum Senden der Daten, die aus dem Speicher ausgelesen werden, zu der Schreib/Lese-Einheit 100.In Fig. 1, reference numeral 100 denotes a read / write unit, and reference numeral 200 denotes a memory module which contains a non-volatile memory (not shown) such as an EEPROM or the like. The read / write unit 100 includes a magnetic induction coupling unit 102 for transmitting a power supply signal and write / read information (command, address and the like) to the memory module 200 and a magnetic induction coupling unit 104 for receiving data which can be read out from the memory in the memory module 200 . The memory module 200 includes a magnetic induction coupling unit 202 for receiving the power supply signal and the write / read information from the write / read unit 100 and a magnetic induction coupling unit 204 for sending the data read out from the memory to the write / read unit. Reading unit 100 .

Die magnetischen Induktionskopplungseinheiten 102, 104, 202, 204 sind in einer Weise aufgebaut, daß Induktionsspulen 110, 112, 210, 212 um die Zentren von Magnetkernen 106, 108, 206, 208 gewickelt sind, wovon jeder eine zylindrische Form auf­ weist, die jeweils einen E-förmigen Querschnitt hat. Ande­ rerseits weisen die magnetischen Induktionskopplungsein­ heiten 102 u. 202 zum Senden und Empfangen des Stromversor­ gungssignals Magnetkerne 106 u. 206 mit im Vergleich zu den magnetischen Induktionskopplungseinheiten 104 u. 204 zum Senden und Empfangen von Daten große Abmessungen auf, so daß magnetische Energien, die notwendig sind, um die Betriebs­ energie zu dem Speichermodul zu übertragen, induziert werden können.The magnetic induction coupling units 102, 104, 202, 204 are constructed in such a way that induction coils 110, 112, 210, 212 are wound around the centers of magnetic cores 106, 108, 206, 208 , each of which has a cylindrical shape, each has an E-shaped cross section. On the other hand, the magnetic induction coupling units 102 u. 202 for sending and receiving the power supply signal magnetic cores 106 u. 206 with compared to the magnetic induction coupling units 104 u. 204 for transmitting and receiving data of large dimensions so that magnetic energies, which are necessary to transmit the operating energy to the memory module, can be induced.

Beispielsweise werden Frequenzsignale mit Frequenzen f 1, f 2 aus Sinuswellen-Oszillatoren 116, 118 einem Multiplexer 114 zugeführt. Eines dieser Frequenzsignale wird durch den Mul­ tiplexer 114 ausgewählt und der Induktionsspule 110 der ma­ gnetischen Induktionskopplungseinheit 102 in der Schreib/ Lese-Einheit 100 zugeführt. Der Multiplexer 114 wählt die Schwingungsfrequenz f 1 aus, wenn das Datenbit, das zu lesen oder zu schreiben ist, auf "1" gesetzt ist. Andererseits wählt der Multiplexer 114 die Schwingungsfrequenz f 2 aus, wenn das Datenbit auf "0" gesetzt ist. Die Datenbits werden zum Bilden eines Frequenzsignals moduliert und zu dem Spei­ chermodul 200 übertragen. Die magnetische Induktionskopp­ lungseinheit 202 in dem Speichermodul 200 induziert durch die magnetische Induktionskopplung mit der magnetischen In­ duktionskopplungseinheit 102 in der Schreib/Lese-Einheit 100 ein Frequenzmodulationssignal in der Induktionsspule 210. Das Frequenzmodulationssignal, das in der Induktionsspule 210 induziert wird, wird durch einen Gleichrichter 217 gleichgerichtet, um dadurch eine Betriebsstromquelle für den Speichermodul 200 zu bilden. Das Datenbit des Frequenzmodu­ lationssignals, das in der magnetischen Induktionsspule 210 induziert wird, wird durch einen Demodulator 218 demodu­ liert. Für eine erforderliche Schreib/Lese-Steuerung werden Seriellbitdaten ausgegeben.For example, frequency signals with frequencies f 1 , f 2 from sine wave oscillators 116, 118 are fed to a multiplexer 114 . One of these frequency signals is selected by the multiplexer 114 and fed to the induction coil 110 of the magnetic induction coupling unit 102 in the read / write unit 100 . The multiplexer 114 selects the oscillation frequency f 1 when the data bit to be read or written is set to "1". On the other hand, the multiplexer 114 selects the oscillation frequency f 2 when the data bit is set to "0". The data bits are modulated to form a frequency signal and transmitted to the memory module 200 . The magnetic induction coupling unit 202 in the memory module 200 induces a frequency modulation signal in the induction coil 210 through the magnetic induction coupling with the magnetic induction coupling unit 102 in the read / write unit 100 . The frequency modulation signal induced in the induction coil 210 is rectified by a rectifier 217 , thereby forming an operating current source for the memory module 200 . The data bit of the frequency modulation signal, which is induced in the magnetic induction coil 210 , is demodulated by a demodulator 218 . Serial bit data is output for required read / write control.

Andererseits werden die Daten, die aus dem nichtflüchtigen Speicher in dem Speichermodul 200 ausgelesen werden, als ein Steuersignal für einen Multiplexer 214 verwendet. Der Mul­ tiplexer 214 wählt das Schwingungssignal f 3 aus einem Si­ nuswellen-Oszillator 216 in Reaktion auf das Datenbit "1" aus und wählt außerdem das Signal der Frequenz Null in Reaktion auf das Datenbit "0" aus und liefert dieses an die Induktionsspule 212 der magnetischen Induktionskopplungs­ einheit 204 zum Senden zu der der Schreib/Lese-Einheit 100. Auf diese Weise wird ein Fequenzmodulationssignal in der Induktionsspule 112 der magnetischen Induktionskopplungs­ einheit 104 in der Schreib/Lese-Einheit 100 induziert. Das Frequenzmodulationssignal wird durch einen Demodulator 120 demoduliert, und die Seriellbitdaten werden ausgegeben.On the other hand, the data read from the non-volatile memory in the memory module 200 is used as a control signal for a multiplexer 214 . The multiplexer 214 selects the oscillation signal f 3 from a sine wave oscillator 216 in response to the data bit "1" and also selects the signal of zero frequency in response to the data bit "0" and supplies it to the inductor 212 magnetic induction coupling unit 204 for transmission to that of the read / write unit 100 . In this way, a frequency modulation signal is induced in the induction coil 112 of the magnetic induction coupling unit 104 in the read / write unit 100 . The frequency modulation signal is demodulated by a demodulator 120 , and the serial bit data is output.

Indessen benötigt eine derartige herkömmliche magnetische Induktionskopplungseinrichtung zwei Sätze von magnetischen Induktionskopplungseinheiten, die aus einem Satz von magne­ tischen Induktionskopplungseinheiten zum Zuliefern der Be­ triebsenergie und zum Senden des Hinsignals aus der Schreib/Lese-Einheit zu dem Speichermodul und einen weiteren Satz von magnetischen Induktionskopplungseinheiten zum Emp­ fangen des Rücksignals aus dem Speichermodul bestehen.Meanwhile, such a conventional magnetic one is required Induction coupling device two sets of magnetic Induction coupling units consisting of a set of magne table induction coupling units for supplying the Be drive energy and to send the signal from the Read / write unit to the memory module and another Set of magnetic induction coupling units for emp catch the return signal consist of the memory module.

Andererseits wachsen die Abmessungen der Gehäuse der Schreib/Lese-Einheit und des Speichermoduls an, da die bei­ den Sätze von magnetischen Induktionskopplungseinheiten mit einem derartigen Abstand voneinander angeordnet sind, daß sie nicht gegenseitig auf den Oberflächen der Gehäuse in­ duktiv beeinflussen. Der Speichermodul kann beispielsweise in eine spezielle Vorrichtung, nämlich in einen Werkzeug­ halter oder dergl., der in einem Automatikwerkzeug-Wechsler (ATC) in einem Bearbeitungsbetrieb verwendet wird, eingebaut sein. Daher ist es notwendig, den Speichermodul zu minia­ turisieren. Wenn zwei Sätze von magnetischen Induktions­ kopplungseinheiten vorgesehen sind, sind die Möglichkeiten einer Miniaturisierung begrenzt.On the other hand, the dimensions of the housings of the read / write unit and of the memory module increase, since those in the sets of magnetic induction coupling units are arranged at such a distance from one another that they do not inductively influence one another on the surfaces of the housings. The memory module can, for example, be installed in a special device, namely in a tool holder or the like, which is used in an automatic tool changer (ATC) in a machining operation. It is therefore necessary to miniaturize the memory module. If two sets of magnetic induction coupling units are provided, the possibilities of miniaturization are limited.

Um dieses Problem zu lösen, ist - wie beispielhaft in Fig. 2 gezeigt - ein Verfahren in Erwägung gezogen worden, durch welches zwei Sätze von magnetischen Induktionskopplungsein­ heiten integriert angeordnet werden können. Das beduetet, daß ein Magnetkern 122 mit zwei Induktionsspulen 110 u. 112 versehen ist und ein Magnetkern 222 mit zwei Induktionsspu­ len 210 u. 212 versehen ist.To solve this problem, as exemplified in Fig. 2, a method has been considered by which two sets of magnetic induction coupling units can be integrated. This means that a magnetic core 122 with two induction coils 110 u. 112 is provided and a magnetic core 222 with two induction coils 210 u. 212 is provided.

Indessen sind in einem derartigen integrierten Aufbau die Induktionsspulen 110 u. 112 vollständig miteinander gekop­ pelt, und die Induktionsspulen 210, 212 sind ebenfalls voll­ ständig miteinander gekoppelt.Meanwhile, in such an integrated structure, the induction coils 110 u. 112 fully coupled with one another, and the induction coils 210, 212 are also fully coupled with one another.

Auf diese Weise erzeugt eine durch die Induktionsspule 210 bewirkte Übertragungsspannung eine Spannung korrespondierend mit dem Windungsverhältnis in der Induktionsspule 112. Sogar dann, wenn die Ausführung eines Filters zum Extrahieren des Signals der Induktionsspule 112 verbessert würde, könnte die induzierte Spannung nicht eliminiert werden. Zusätzlich wird die Übertragungsenergie beträchtlich reduziert.In this way, a transmission voltage caused by the induction coil 210 generates a voltage corresponding to the turns ratio in the induction coil 112 . Even if the implementation of a filter for extracting the signal from inductor 112 were improved, the induced voltage could not be eliminated. In addition, the transmission energy is reduced considerably.

Die Spannung, die in der Induktionsspule 210 aufgrund der magnetischen Induktion durch die Induktionsspule 110 indu­ ziert wird, wird als Versorgungsspannung für den Speicher­ modul 200 benutzt. Indessen muß die Spannung, die in der Induktionsspule 212 erzeugt wird, für die Datenübertragung zu der Schreib/Lese-Einheit 100 absorbiert werden.The voltage that is induced in the induction coil 210 due to the magnetic induction by the induction coil 110 is used as the supply voltage for the memory module 200 . Meanwhile, the voltage generated in the inductor 212 must be absorbed for data transfer to the read / write unit 100 .

Des weiteren ist, wenn der Aufbau gemäß Fig. 2 vom Standpunkt der Induktionsspule 212 für die Datenübertragung aus be­ trachtet wird, eine Last einer sehr kleinen Eingangsimpedanz mit den Induktionsspulen 110 u. 210 zum Senden und Empfangen des Stromversorgungssignals verbunden, so daß nahezu die gesamte Menge der der magnetischen Induktionsenergie, die durch die magnetische Induktionsspule 212 übertragen wird, durch diese Last absorbiert wird. Daher besteht ein Problem dahingehend, daß nur schwerlich ein Signal ausreichender Stärke in der Induktionsspule 112 induziert wird, um das Sendesignal empfangen zu können.Furthermore, when the structure of FIG. 2 is considered from the point of view of the inductor 212 for data transmission, a load of a very small input impedance with the inductors 110 and. 210 for transmitting and receiving the power supply signal so that almost all of the magnetic induction energy transmitted through the magnetic induction coil 212 is absorbed by this load. Therefore, there is a problem that it is difficult to induce a signal of sufficient strength in the induction coil 112 to receive the transmission signal.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Induktionskopplungseinheit zu schaffen, in welcher zwei Sätze von Induktionsspulen um einen einzigen Magnetkern gewickelt sind und somit integriert sind, so daß die Einrichtung miniaturisiert werden kann. Außerdem besteht die Aufgabe für die vorliegende Erfindung darin, eine ma­ gnetische Induktionskopplungseinheit zu schaffen, in welcher selbst dann, wenn darin zwei Induktionsspulen integriert sind, keine Interferenz durch gegenseitige Induktion zwi­ schen den Spulen bewirkt wird. Außerdem besteht die Aufgabe für die Erfindung darin, den Raumbedarf für die magnetische Induktionskopplungseinrichtung wirksam durch Integrieren zweier Induktionsspulen zu verringern. Schließlich besteht die Aufgabe für die vorliegende Erfindung darin, eine mini­ aturisierte magnetische Induktionskopplungseinrichtung zu schaffen, die Frequenzmodulationssignale für ein Stromver­ sorgungssignal und für Daten in einer kontaktlosen Art und Weise senden und empfangen kann.The present invention is therefore based on the object to create a magnetic induction coupling unit in which is two sets of induction coils around a single one Magnetic core are wound and thus integrated, so that the facility can be miniaturized. There is also the task for the present invention in a ma to create a magnetic induction coupling unit in which even if two induction coils are integrated in it are, no interference by mutual induction between between the coils. There is also the task for the invention therein, the space requirement for the magnetic Induction coupling device effective by integrating to reduce two induction coils. Finally there is the task for the present invention in a mini aturized magnetic induction coupling device create the frequency modulation signals for a Stromver care signal and for data in a contactless manner and Way can send and receive.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind zur Lösung dieser Aufgabe zwei Spulenkammern, die jeweils eine kreisförmige, elliptische oder rechteckförmige Form haben, koaxial in ei­ nem Magnetkern ausgebildet, und es sind jeweils zwei Sätze von Induktionsspulen in den Spulenkammern angeordnet.According to the present invention are to solve this Task two coil chambers, each a circular, have elliptical or rectangular shape, coaxial in egg nem magnetic core, and there are two sets each of induction coils arranged in the coil chambers.

Bei der erfindungsgemäßen magnetischen Induktionskopplungs­ einrichtung, die einen derartigen Aufbau aufweist, ist es, da die Induktionsspulen zum Senden eines Stromversorgungs­ signals und eines Hinsignals aus der Schreib/Lese-Einheit zu dem Speichermodul und die Induktionsspule zum Empfangen des Rücksignals, das aus dem Speicher in dem Speichermodul ausgelesen wird, integral jeweils in demselben Magnetkern angeordnet sein können, ausreichend, sowohl für die Schreib/Lese-Einheit als auch für den Speichermodul jeweils nur eine einzige magnetische Induktionskopplungseinrichtung vorzusehen. Auf diese Weise können die Abmessungen und die Kosten sowohl der Schreib/Lese-Einheit als auch des Speichermoduls merklich reduziert werden.In the magnetic induction coupling according to the invention device that has such a structure is because the induction coils to send a power supply signals and a signal from the read / write unit  the memory module and the induction coil for receiving the Return signal from the memory in the memory module is read out, integrally in each case in the same magnetic core can be arranged sufficient for both Read / write unit as well as for the memory module only a single magnetic induction coupling device to provide. In this way, the dimensions and the Cost of both the read / write unit and the Memory module can be significantly reduced.

Andererseits sind, da zwei Sätze von Induktionsspulen in den Spulenkammern, die koaxial in dem Magnetkern ausgebildet sind, angeordnet sind, die magnetischen Kreise unabhängig in dem Magnetkern durch die magnetische Induktionsspule, die innen sitzt, und durch die magnetische Induktionsspule, die außen sitzt, unabhängig voneinander gebildet. Die gegenseitige Induktion zwischen den integrierten Indukti­ onsspulen ist so klein, daß sie vernachlässigbar ist. Daher können das Signalsenden und das Signalempfangen wirksam durch die magnetische Induktionskopplung nur zwischen den Spulen der magnetischen Induktionskopplungseinrichtung der Schreib/Lese-Einheit (oder des Speichermoduls) und den kor­ respondieren Spulen der magnetischen Induktionskopplungs­ einrichtung des Speichermoduls (oder der Schreib/Lese-Ein­ heit), welche derart angeordnet ist, daß sie der magneti­ schen Induktionskopplungseinrichtung mit einem vorbestimmten Luftspalt gegenüberliegt, ausgeführt werden.On the other hand, since there are two sets of induction coils in the Coil chambers formed coaxially in the magnetic core are arranged, the magnetic circuits are independent in the magnetic core through the magnetic induction coil that sits inside, and through the magnetic induction coil that sits outside, formed independently. The mutual induction between the integrated inductors onsspulen is so small that it is negligible. Therefore can effectively send and receive signals due to the magnetic induction coupling only between the Coils of the magnetic induction coupling device of the Read / write unit (or the memory module) and the cor respond to coils of the magnetic induction coupling Setup of the memory module (or the read / write on unit), which is arranged in such a way that the magneti rule induction coupling device with a predetermined Air gap is opposite to be executed.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Figuren im einzelnen beschrieben.In the following, the present invention is based on several Figures described in detail.

Fig. 1 zeigt eine erläuternde Darstellung einer Schreib/Le­ se-Einheit und eines Speichermoduls, die magnetische Induktionskopplungseinheiten haben, welche bereits von den Erfindern auch der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen worden sind. Fig. 1 shows an explanatory view of a read / write unit and a memory module having magnetic induction coupling units, which have also been proposed by the inventors of the present invention.

Fig. 2 zeigt eine erläuternde Darstellung, aus der eine in­ tegrierte Struktur hervorgeht, die bereits offenbart worden ist. Fig. 2 shows an explanatory diagram showing an integrated structure which has already been disclosed.

Fig. 3 zeigt eine erläuternde Darstellung, aus der ein Aus­ führungsbeispiel für die vorliegende Erfindung her­ vorgeht. Fig. 3 shows an explanatory diagram from which an exemplary embodiment for the present invention proceeds.

Fig. 4 zeigt eine erläuternde Darstellung, aus der die Ein­ bauposition einer magnetischen Induktionskopplungs­ einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Gehäuse hervorgeht. Fig. 4 shows an explanatory view, from which the installation position of a magnetic induction coupling device according to the present invention is shown in a housing.

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht, aus der eine Anord­ nung zum Senden und Empfangen hervorgeht, die auf einen Fall bezogen ist, in dem zwei Sätze von magne­ tischen Induktionskopplungseinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Fig. 5 shows a cross-sectional view showing an arrangement for transmission and reception, which relates to a case in which two sets of magnetic induction coupling devices are used according to the present invention.

Fig. 6 zeigt eine erläuternde Darstellung von magnetischen Kreisen, die sich in der Anordnung gemäß Fig. 5 er­ geben. Fig. 6 shows an explanatory view of magnetic circles that he give in the arrangement of FIG. 5.

Fig. 7 u. Fig. 8 zeigen Draufsichten, aus denen weitere Ausführungsbeispiele für die Erfindung hervorgehen. Fig. 7 u. Fig. 8 show plan views, from which further embodiments of the invention emerge.

Fig. 3 zeigt - wie bereits angegeben - eine erläuternde Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine magnetische Induktionskopplungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 shows - as already stated - an explanatory view of an embodiment of a magnetic induction coupling device according to the present invention.

Gemäß Fig. 3 ist ein Magnetkern 30, der aus einem geeigneten magnetischen Material hergestellt ist und in Draufsicht eine Kreisform hat, vorgesehen. In dem Magnetkern 30 sind zwei Spulenkammern 32 u. 34 koaxial derart ausgebildet, daß sie sich nach einer Seite der kreisförmigen Oberfläche hin öff­ nen. Dadurch sind drei Magnetpolflächen, die mit 36, 38 u. 40 bezeichnet sind, auf der offenen Seite der Spulenkammern 32 u. 34 des Magnetkerns 30 gebildet.According to Fig. 3 is a magnetic core 30 which is made of a suitable magnetic material and in plan view has a circular shape, is provided. In the magnetic core 30 , two coil chambers 32 u. 34 coaxially formed such that they open towards one side of the circular surface. As a result, three magnetic pole surfaces with 36, 38 u. 40 are designated, on the open side of the coil chambers 32 u. 34 of the magnetic core 30 is formed.

Im Falle der Schreib/Lese-Einheit ist beispielsweise eine Induktionsspule 60 zum Empfangen eines Sendesignals aus dem Speichermodul in der Spulenkammer 32, die an der Innenseite des Magnetkerns 30 ausgebildet ist, angeordnet, und eine magnetische Induktionsspule 50 ist zum Senden eines Strom­ versorgungssignals und eines Hinsignals zu dem Speichermodul in der äußeren Spulenkammer 34 angeordnet.In the case of the read / write unit, for example, an induction coil 60 for receiving a transmission signal from the memory module is disposed in the coil chamber 32 formed on the inside of the magnetic core 30 , and a magnetic induction coil 50 is for transmitting a power supply signal and one Signal to the memory module arranged in the outer coil chamber 34 .

Obgleich die Induktionsspulen 50 u. 60 in Fig. 3 aus Gründen der Einfachheit der zeichnerischen Darstellung nur schema­ tisch gezeigt sind, weisen sie in Wirklichkeit genügend große Windungszahlen auf, wodurch sie die Spulenkammern 32 u. 34 zu ausfüllen.Although the induction coils 50 u. 60 in Fig. 3 for the sake of simplicity of the drawing are only shown schematically, they actually have sufficiently large numbers of turns, whereby they the coil chambers 32 u. 34 to be completed.

Des weiteren sind Nuten 42 in zwei zylindrischen Kernab­ schnitten bei gleichzeitiger Unterteilung der Spulenkammern 32 u. 34 ausgebildet. Durch diese Nuten sind von den Induk­ tionsspulen 50 u. 60 Anschlußlitzen nach außen geführt.Furthermore, grooves 42 are cut in two cylindrical Kernab with simultaneous subdivision of the coil chambers 32 u. 34 trained. Through these grooves from the induction coils 50 u. 60 leads lead to the outside.

Fig. 4 zeigt eine erläuternde Darstellung, aus der der Ein­ bau der magnetischen Induktionskopplungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in dem Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 3 gezeigt ist, in einen Sende/Empfangs- Adapter der Schreib/Lese-Einheit, welche die magnetische Induktionskopplungseinrichtung gemäß der Erfindung verwen­ det, oder in das Gehäuse des Speichermoduls hervorgeht. Fig. 4 shows an explanatory view from the construction of the magnetic induction coupling device according to the present invention, as shown in the exemplary embodiment according to FIG. 3, in a transmit / receive adapter of the read / write unit, which Magnetic induction coupling device according to the invention uses det, or emerges in the housing of the memory module.

Eine magnetische Induktionskopplungseinrichtung 48, die einen Aufbau hat, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, ist in einer vorbestimmten Position an einer Oberfläche 46 eines Gehäuses 44 angebracht. Die magnetische Induktionskopplungseinrich­ tung 48 ist in diesem Fall in das Gehäuse 44 in einer Weise eingesetzt, daß die Öffnungsseiten der Spulenkammern, in welchen zwei Sätze von Induktionsspulen angeordnet sind, nach außen gerichtet sind. Die Magnetpolflächen der Kopp­ lungseinrichtung 48 können zu der Oberfläche 46 des Gehäuses 44 hin, wie in der Darstellung gezeigt, freiliegen. Indessen können, um eine Ablagerung von Öl oder Staub zu verhindern, die Magnetpolflächen auch durch ein nichtmagnetisches Mate­ rial, beispielsweise ein Plastikmaterial oder dergl., abge­ deckt sein.A magnetic induction coupler 48 , which has a structure as shown in FIG. 3, is attached to a surface 46 of a housing 44 in a predetermined position. The magnetic induction coupling device 48 is in this case inserted into the housing 44 in such a way that the opening sides of the coil chambers, in which two sets of induction coils are arranged, face outwards. The magnetic pole surfaces of the coupling device 48 can be exposed to the surface 46 of the housing 44 , as shown in the illustration. Meanwhile, in order to prevent oil or dust from being deposited, the magnetic pole faces may also be covered by a non-magnetic material such as a plastic material or the like.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung einer magnetischen Induktions­ kopplungseinrichtung 48-1 gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der Schreib/Lese-Einheit vorgesehen ist, und einer magnetischen Induktionskopplungseinrichtung 48-2 gemäß der vorliegenden Erfindung, die in dem Speichermodul vorgesehen ist. Beide Kopplungseinrichtungen 48-1, 48-2 sind derart angeordnet, daß sie einander mit einem Luftspalt l von ei­ nigen Millimetern oder weniger gegenüberliegen. Fig. 5 shows an arrangement of a magnetic induction coupling device 48-1 according to the present invention, which is provided in the read / write unit, and a magnetic induction coupling device 48-2 according to the present invention, which is provided in the memory module. Both coupling devices 48-1, 48-2 are arranged such that they face each other with an air gap l of a few millimeters or less.

Ein Induktionsspule 50-1, die in der äußeren Spulenkammer magnetischen Induktionskopplungseinrichtung 48-1 angeordnet ist, überträgt ein Stromversorgungssignal und ein Hinsignal zu dem Speichermodul. Aufgrund der magnetischen Induktion durch die Induktionsspule 50-1 wird ein Signal in einer Induktionsspule 50-2 induziert, die in der äußeren Spulen­ kammer der magnetischen Induktionskopplungseinrichtung 48-2 angeordnet ist.An induction coil 50-1 , which is arranged in the outer coil chamber of magnetic induction coupling device 48-1 , transmits a power supply signal and a token signal to the memory module. Due to the magnetic induction by the induction coil 50-1 , a signal is induced in an induction coil 50-2 , which is arranged in the outer coil chamber of the magnetic induction coupling device 48-2 .

Andererseits wird eine Induktionsspule 60-2, die in der inneren Spulenkammer magnetischen Induktionskopplungsein­ richtung 48-2 angeordnet ist, zum Senden eines Rücksignals zum Übertragen der Daten, die aus dem Speichermodul ausgele­ sen werden, zu der Schreib/Lese-Einheit verwendet. Durch Zuführen des Rücksignals zu der Induktionsspule 60-2 wird ein Rücksignal in einer Induktionsspule 60-1, die in der inneren Spulenkammer der magnetischen Induktionskopplungs­ einrichtung 48-1 angeordnet ist, induziert.On the other hand, an induction coil 60-2 , which is arranged in the inner coil chamber of magnetic induction coupling device 48-2 , is used for sending a return signal for transmitting the data read out from the memory module to the read / write unit. By supplying the return signal to the induction coil 60-2 , a return signal is induced in an induction coil 60-1 , which is arranged in the inner coil chamber of the magnetic induction coupling device 48-1 .

Fig. 6 zeigt eine erläuternde Darstellung, aus der magneti­ sche Kreise hervorgehen, welche sich durch Magnetkerne 30-1 u. 30-2 in der Anordnung der magnetischen Induktionskopp­ lungseinrichtungen 48-1 u. 48-2, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind, ergeben. Fig. 6 shows an explanatory view, from the magnetic cal circles, which are characterized by magnetic cores 30-1 u. 30-2 in the arrangement of the magnetic induction coupling 48-1 u. 48-2 as shown in FIG. 5.

Gemäß Fig. 6 sind die magnetischen Kreise, wie sie durch ausgezogene Linien gezeigt sind, durch die Induktionsspule 50-1, die an der Außenseite der magnetischen Induktionskopp­ lungseinrichtung 48-1 angeordnet ist, gebildet. Wie aus dem magnetischen Kreis, der durch die ausgezogenen Linien dar­ gestellt ist, hervorgeht, verläuft der größte Anteil der Flußlinien, die durch die Induktionsspule 50-1 induziert werden, aufgrund der Differenz der magnetischen Wider­ standswerte durch die Magnetpolflächen 38 u. 40, und sie sind mehr als die magnetischen Flußlinien, welche durch die Magnetpolflächen 36 u. 40 verlaufen.Referring to FIG. 6, the magnetic circuits, as shown by solid lines, is disposed through the induction coil 50-1, the averaging means at the outer side of the magnetic induction coupler 48-1 is formed. As can be seen from the magnetic circuit, which is shown by the solid lines, runs the largest part of the flux lines, which are induced by the induction coil 50-1 , due to the difference in the magnetic resistance values by the magnetic pole surfaces 38 u. 40 , and they are more than the magnetic flux lines, which through the magnetic pole surfaces 36 u. 40 run.

Andererseits wird, wenn ein Signal der Induktionsspule 60-2 der magnetischen Induktionskopplungseinrichtung 48-2 zuge­ führt wird, ein magnetischer Keis gebildet, wie er durch unterbrochene Linien dargestellt ist. In ähnlicher Weise wie bei dem zuvor erläuterten magnetischen Kreis verläuft der größte Anteil der magnetischen Flußlinien, die durch den magnetischen Kreis induziert werden, wie er durch die un­ terbrochenen Linien angedeutet ist, aufgrund der Anordnung der Induktionsspule 60-2 durch die Magnetpolflächen 38 u. 36, und zwar wegen der Differenz der magnetischen Wider­ standswerte, und sie verlaufen kaum durch die Magnetpolflä­ chen 40 u. 36.On the other hand, when a signal from the induction coil 60-2 is supplied to the magnetic induction coupler 48-2 , a magnetic core is formed as shown by broken lines. In a similar manner to the magnetic circuit explained above, the majority of the magnetic flux lines induced by the magnetic circuit, as indicated by the broken lines, are due to the arrangement of the induction coil 60-2 through the magnetic pole surfaces 38 and. 36 , because of the difference in the magnetic resistance values, and they hardly run through the magnetic pole surfaces 40 u. 36 .

Daher verläuft der größte Anteil des magnetischen Flusses, der durch die Induktionsspule 50-1 erzeugt wird, durch die Magnetpolflächen 40 u. 38, um dadurch ein Signal in der Induktionsspule 50-2 zu induzieren. Indessen ist der Betrag von Signalkomponenten, die unnötigerweise in den Indukti­ onsspulen 60-1 u. 60-2 durch die magnetischen Flüsse indu­ ziert werden, welche durch die Induktionsspule 50-1 erzeugt werden, sehr klein.Therefore, most of the magnetic flux generated by the induction coil 50-1 passes through the magnetic pole surfaces 40 u. 38 to thereby induce a signal in induction coil 50-2 . Meanwhile, the amount of signal components unnecessarily in the induction coils 60-1 u. 60-2 are induced by the magnetic fluxes generated by the induction coil 50-1 , very small.

Andererseits verläuft in ähnlicher Weise wie zuvor der größte Anteil der magnetischen Flußlinien, die durch die Induktionsspule 60-2 erzeugt werden, durch die Magnetpol­ flächen 36 u. 38, und sie werden durch die Induktionsspule 60-1 erzeugt. Der Betrag von Signalkomponenten, die unnöti­ gerweise in den Induktionsspulen 50-1 u. 50-2 erzeugt wer­ den, ist sehr klein.On the other hand, in a similar manner as before, most of the magnetic flux lines, which are generated by the induction coil 60-2 , through the magnetic pole surfaces 36 u. 38 , and they are generated by induction coil 60-1 . The amount of signal components unnecessarily in the inductors 50-1 u. 50-2 generated who is very small.

Des weiteren werden, wenn der inneren Induktionsspule 60-2 ein Signal zugeführt wird, kleine Signalbeträge ebenfalls in den Induktionsspulen 50-1 u. 50-2, die an der Außenseite sitzen, induziert. Indessen können, da das magnetische Feld, das durch die zentrale Induktionsspule 60-2 induziert wird, naturgemäß klein ist, die Signale, die in den äußeren Induk­ tionsspulen 50-1 u. 50-2 induziert werden, vernachlässigt werden.Further, when a signal is supplied to the inner inductor 60-2 , small amounts of signals are also generated in the inductors 50-1 and. 50-2 , which sit on the outside, induced. Meanwhile, since the magnetic field induced by the central induction coil 60-2 is naturally small, the signals generated in the outer induction coils 50-1 u. 50-2 are induced to be neglected.

Auf diese Weise ist es möglich, die magnetische Induktions­ kopplung zum Senden des Stromversorgungssignals und des Hinsignals von der magnetischen Induktionsspule 50-1 zu der magnetischen Induktionsspule 50-2, welche an der Außenseite positioniert sind, und die magnetische Induktion zum Senden des Rücksignals von der magnetischen Induktionsspule 60-2 zu der magnetischen Induktionsspule 60-1, die an der Innenseite positioniert sind, unabhängig voneinander durchzuführen.In this way, it is possible to use the magnetic induction coupling for sending the power supply signal and the signal from the magnetic induction coil 50-1 to the magnetic induction coil 50-2 , which are positioned on the outside, and the magnetic induction for sending the return signal from the magnetic induction coil 60-2 to the magnetic induction coil 60-1 , which are positioned on the inside, to perform independently of each other.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen Magnetkern, der gemäß der Erfindung verwendet wird. Dieses Ausführungsbeispiel ist durch Verwendung eines Magnetkerns 302 charakterisiert, der in Draufsicht eine elliptische Form hat. In einer Weise ähnlich derjenigen in dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 gezeigt ist, sind zwei elliptische Spulenkammern 32 u. 34 koaxial in dem Magnetkern 302 ausgebildet. Fig. 7 shows a plan view for explaining another embodiment of a magnetic core used according to the invention. This exemplary embodiment is characterized by the use of a magnetic core 302 , which has an elliptical shape in plan view. In a manner similar to that in the embodiment shown in FIG. 3, two elliptical coil chambers 32 u. 34 coaxially formed in the magnetic core 302 .

Fig. 8 zeigt eine Draufsicht zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen Magnetkern dar, der gemäß der Erfindung verwendet wird. Dieses Ausführungsbeispiel ist durch die Verwendung eines Magnetkerns charakterisiert, der in Draufsicht eine rechteckige Form hat. In einer Weise ähnlich derjenigen der zuvor erläuterten Ausführungsbei­ spiele sind rechteckige Spulenkammern 32 u. 34 koaxial in dem Magnetkern 304 ausgebildet. Fig. 8 is a plan view for explaining another embodiment of a magnetic core used in the invention. This exemplary embodiment is characterized by the use of a magnetic core which has a rectangular shape in plan view. In a manner similar to that of the previously described Ausführungsbei games are rectangular coil chambers 32 u. 34 coaxially formed in the magnetic core 304 .

In dem Fall, in dem der Magnetkern 302 oder 304 gemäß Fig. 7 oder Fig. 8 verwendet wird, ist die Magnetpolfläche in der Richtung der Hauptachse groß. Dazu sind die magnetischen Induktionskopplungseinrichtungen derart angeordnet, daß sie sich einander gegenüberliegen, und in diesem Zustand kann das Signalsenden und das Signalempfangen ausgeführt werden, während diese Einrichtungen relativ in deren Hauptachsen­ richtung bewegt werden.In the case in which the magnetic core is used 302 or 304 of FIG. 7 or FIG. 8, the magnetic pole in the direction of the major axis is large. For this purpose, the magnetic induction coupling devices are arranged so that they face each other, and in this state, the signal transmission and reception can be carried out while these devices are relatively moved in the main axes direction.

Claims (4)

1. Magnetische Induktionskopplungseinrichtung, die für jede von zwei Einheiten vorgesehen ist, welche getrennt ange­ ordnet sind, und in kontaktloser Weise eine Signalüber­ tragung zwischen den zwei Einheiten durchführt, gekennzeichnet durch
  • - einen Magnetkern (30; 302; 304), in dem zwei Spulen­ kammern (32, 34) vorgesehen sind, die zu einer Seite hin offen sind und koaxial ausgebildet sind, und
  • - zwei Sätze von Induktionsspulen (50, 60), die in jeder der Spulenkammern des Magnetkerns angeordnet sind.
1. Magnetic induction coupling device, which is provided for each of two units, which are arranged separately, and performs a signal transmission between the two units in a contactless manner, characterized by
  • - A magnetic core ( 30; 302; 304 ) in which two coil chambers ( 32, 34 ) are provided, which are open on one side and are coaxial, and
  • - two sets of induction coils ( 50, 60 ) arranged in each of the coil chambers of the magnetic core.
2. Magnetische Induktionskopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ gentkern in der Draufsicht eine kreisförmige (30), eine ellipsenförmige (302) oder eine rechteckförmige (304) Form aufweist. 2. Magnetic induction coupling device according to claim 1, characterized in that the Ma gentkern in plan view has a circular ( 30 ), an elliptical ( 302 ) or a rectangular ( 304 ) shape. 3. Magnetische Induktionskopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußeren Induktionsspule (50-1) in einer ersten der zwei magneti­ schen Induktionskopplungseinrichtungen, die für eine der zwei Einheiten vorgesehen ist, ein Stromversorgungssignal und ein Übertragungssignal zugeführt werden, und der in­ neren Induktionsspule (60-2), die für die andere Einheit vorgesehen ist, nur das Übertragungssignal zugeführt wird.3. Magnetic induction coupling device according to claim 1, characterized in that the outer induction coil ( 50-1 ) in a first of the two magnetic induction coupling devices, which is provided for one of the two units, a power supply signal and a transmission signal are supplied, and in the other Induction coil ( 60-2 ), which is provided for the other unit, only the transmission signal is supplied. 4. Magnetische Induktionskopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der zwei Einheiten eine Schreib/Lese-Einheit zum Senden eines Stromversorgungssignals und von Schreib- oder Leseinfor­ mation ist und die andere Einheit ein Speichermodul zum Empfangen des von der Schreib/Lese-Einheit gesendeten Stromversorgungssignals und der von dieser gesendeten Schreib- oder Leseinformation zum Einschreiben von Daten und zum Senden ausgelesener Daten zu der Schreib/Lese- Einheit ist.4. Magnetic induction coupling device according to claim 1, characterized in that one of the two units a read / write unit to send one Power supply signal and write or read information mation and the other unit is a memory module for Receive that sent by the read / write unit Power supply signal and the one transmitted by it Write or read information for writing data and to send read data to the read / write Unity is.
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