DE4344071A1 - Vorrichtung zur Übertragung von Energie und/oder Daten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Energie und/oder Daten mit einem primärseitigen und einem se­ kundärseitigen Verbindungsteil.

Vorrichtungen zur Übertragung von Energie und/oder Daten sind aus der Praxis bekannt. Elektrisch arbeitenden Verbrauchern, wie bspw. Schließ-, Schalt-, Beleuchtungs-, Bewegungseinrich­ tungen oder dgl. wird über derartige Vorrichtungen die er­ forderliche Energie zugeführt. Die Verbindung zur Energiequelle ist in der Regel über Steckverbindungen realisierbar, die zwi­ schen einem Stecker und einer Steckdose ausgebildet werden. Dem Stecker sind elektrische Leiter in Form von Kontaktstiften zu­ geordnet und die Steckdose weist Buchsen auf, an denen eben­ falls elektrische Leiter angeschlossen sind. Zur Übertragung der Energie ist es notwendig, die Kontaktstifte in die Buchsen einzuführen und auf diese Weise einen elektrischen Kontakt her­ zustellen. Dabei treten vielfältige Anwendungsprobleme auf. Bspw. seien Steckfunken, Wasserprobleme und Steckerübergangswi­ derstände genannt. Dasselbe gilt auch für Vorrichtungen, die Datenimpulse übertragen.

In Abhängigkeit von der Steckerbauart können auch Probleme bei der Herstellung der Steckverbindung auftreten. Soll bspw. eine elektronische Baugruppe oder ein Baumodul angeschlossen werden, sind zahlreiche elektrische Kontakte herzustellen. Die Kontakt­ stifte derartiger elektronischer Bauteile können leicht verbie­ gen. Außerdem besteht die Gefahr eines Falschanschlusses sowie der Korrosion der metallischen Kontakte. Im Hinblick auf Meß- und Steuermodule in der Kraftfahrzeugtechnik tritt die Proble­ matik hinzu, daß durch deren weltweiten Einsatz die Mechaniker zwar mit mechanischen, selten aber mit den elektronischen Bau­ teilen umgehen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben, die ein­ fach handhabbar ist und mit der ein fehlerhafter elektrischer Anschluß vermeidbar ist. Außerdem sollen Verwendungsmöglichkei­ ten aufgezeigt werden.

Die voran stehende Aufgabe wird in Bezug auf die Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und bezüglich der Verwendungsmöglichkeiten durch die Patentansprüche 27 bis 29 gelöst. Danach ist einerseits die Vorrichtung derart ausgestal­ tet, daß primärseitig ein Sender und sekundärseitig ein Empfän­ ger vorgesehen sind und daß die Übertragung kontaktlos erfolgt. Andererseits sind die Verwendungsmöglichkeiten auf eine Vor­ richtung entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 1 und den anschließenden Aus- und Weiterbildungen in den Unteransprü­ chen gerichtet.

Bezüglich der Vorrichtung ist erfindungsgemäß erkannt worden, daß eine einfache Handhabung dann erreicht werden kann, wenn keine mechanischen Mittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung eingesetzt werden müssen, sondern eine berührungs­ lose Energie- und/oder Datenübertragung zwischen dem primärsei­ tigen Sender und dem sekundärseitigen Empfänger stattfindet. In verblüffend einfacher Weise werden sämtliche Probleme einer herkömmlichen Steckverbindung beseitigt. Kontaktstifte können nicht abbrechen, elektronische, im wesentlichen der Datenüber­ tragung dienende Bauteile sind in einfachster Weise auch von einem Laien montierbar und der Einfluß von Wasser, bspw. bei Außenteilen, ist minimal. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine freiere Dimensionierung der Verbindungsteile möglich ist. Da auf abragende Kontaktstifte oder -stecker sowie auf entsprechend ausgestaltete Buchsen keine Rücksicht genommen werden muß, können die Verbindungsteile geometrisch einfach ausgestaltet werden. Auch dadurch ist eine einfache Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.

Bezogen auf eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die Montage elektronischer Bauteile im kraftfahrzeugtechni­ schen Bereich wird ein Mechaniker nicht mit der korrekten Kon­ taktherstellung zwischen den elektrischen Leitern konfrontiert, sondern stellt lediglich über die Verbindungsteile eine Verbin­ dung, vorzugsweise eine Steckverbindung her, während die elek­ trische Kopplung berührungslos erfolgt.

Als Sender und Empfänger könnte bspw. eine Hochfrequenz-Sender- Empfänger-Einheit dienen. Dabei wäre bspw. der Einsatz von Mi­ krowellentechnik denkbar. Besonders kostengünstig und praktisch einfach realisierbar ist eine induktive Energie- und/oder Da­ tenübertragung über ein Magnetfeld. Dazu ist der Sender als Primärbauteil und der Empfänger als Sekundärbauteil ausgeführt. Diesbezüglich ist erfindungswesentlich, daß das Primärbauteil und das Sekundärbauteil während der Energie- und/oder Daten­ übertragung einen Transformator ausbilden. Das Primärbauteil und das Sekundärbauteil könnten in Form eines Spulenschalen­ kerns oder eines E-Kerns vorliegen. Denkbar sind außerdem U- oder I-Formen.

Im Hinblick auf die Ausbildung des Magnetfelds ist es zweckmä­ ßig, wenn der Kern des Primärbauteils und des Sekundärbauteils aus einem nichtelektrischen Werkstoff gefertigt sind. Eine er­ hebliche Verstärkung des erzeugten Magnetfeldes kann erreicht werden, wenn ein ferritischer Werkstoff eingesetzt wird. Der Einsatz eines "weichen" Ferrits ist dabei von besonderem Vor­ teil (geringe Hysterese).

Im Hinblick auf die mechanische Verbindung der Verbindungsteile ist es zweckmäßig, diese generell lösbar miteinander zu verbin­ den. Auf diese Weise können die Verbindungsteile mühelos ausge­ wechselt werden. Aufgrund ihrer einfachen Handhabbarkeit werden Steckverbindungen bevorzugt. Je nach dem, zu welchem Zweck die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden soll, könnten die Verbindungsteile starr oder beweglich verbunden sein.

Zur Herstellung einer Steckverbindung sieht eine besonders ein­ fache Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, ein Ver­ bindungsteil mit einer Aussparung zu versehen und an das andere Verbindungsteil einen der Geometrie der Aussparung entsprechen­ den abragenden Abschnitt anzuformen. Dieser abragende Abschnitt könnte nun genau in die Aussparung des anderen Verbindungsteils passen. Im weiteren könnte eine Verschraubung der Verbindungs­ teile erfolgen. Alternativ könnte auch eine Schnappverbindung hergestellt werden, bei der die Elastizität der Aufnahmeteile ausgenutzt wird. Abgesehen davon, daß aufgrund der isolierenden Funktion der Aufnahmeteile Kunststoff als Werkstoff geeignet ist, weist Kunststoff auch die notwendige Elastizität zu Her­ stellung einer Schnappverbindung auf.

Alternativ könnte der abragende Abschnitt auch ein Außengewinde aufweisen, das in ein Innengewinde der Aussparung eingreift. Ein derartiges Fügen der beiden Verbindungsteile bringt den Vorteil mit sich, daß gleichzeitig eine Kraftbeaufschlagung er­ folgt. Gerade bei einer induktiven Energie- und/oder Datenüber­ tragung hängt der Wirkungsgrad in erheblichem Maße von der Größe des Luftspalts ab, der zwischen den Kontaktflächen der Aufnahmeteile verbleibt. Je größer der Luftspalt ist, desto kleiner wird der Wirkungsgrad, da der magnetische Widerstand erhöht und somit die Induktion vermindert wird. Daher ist es insgesamt von Vorteil, wenn die Verbindungsteile mit einer Preßkraft beaufschlagt werden, so daß zwischen Ihnen ein geringstmöglicher Luftspalt verbleibt.

Eine glatte Oberfläche der Kontaktflächen wirkt sich auf eine Verringerung des Luftspalts jedenfalls positiv aus und erhöht die Wirksamkeit der aufgebrachten Preßkraft. Die Preßkraft könnte nun mittels einer Feder, durch einen Dauermagneten oder durch einen anderweitigen Anpreßmechanismus bewerkstelligt wer­ den.

Desweiteren könnte der Luftspalt, insbesondere bei sich dre­ henden Wellen, durch eine Flüssigkeit aufgefüllt werden. Dabei ist es im Hinblick auf eine Intensivierung der magnetischen Kopplung von Vorteil, wenn die Flüssigkeit ferromagnetische Partikel enthält.

Bei der induktiven Energie- und/oder Datenübertragung kann an dem Primärbauteil außer der Wechselspannung aus dem öffentli­ chen Netz auch eine andere, künstlich erzeugte Wechselspannung zur Ausbildung eines definierten Magnetfelds angelegt werden. Zur Erzeugung der künstlichen Wechselspannung könnte ein Oszil­ lator dienen. Damit nun die gewünschte Magnetfeldstärke einge­ stellt werden kann, könnte dem Primärbauteil bzw. dem Oszilla­ tor ein Steuerteil zugeordnet sein. Das Steuerteil ist nicht nur im Hinblick auf die Erzeugung des definierten Magnetfelds von Bedeutung, sondern sorgt auch dafür, daß das Magnetfeld frei von Schwankungen oder Störungen ist. Zur Messung und Kon­ trolle der Stärke des Magnetfeldes kann in bekannter Weise eine separate Rückkopplungsspule vorgesehen sein.

Auf der Sekundärseite wird durch das Magnetfeld elektrische En­ ergie erzeugt. Wie bei einem herkömmlichen Transformator können auf der Sekundärseite beliebige Spannungen erzeugt werden. Setzt man das Primärbauteil bspw. im Haus in eine Steckdose ein, so könnte ohne einen mechanischen Kontakt der elektrischen Bauteile die Energie für einen Radiorekorder und alle dafür benötigten Spannungen beliebig entnommen werden. Dies wiederum hat Auswirkungen auf den Aufbau des Radiorekorders, bei dem auf Transformatorbauteile verzichtet werden kann. Die Tragweite der erfindungsgemäßen Vorrichtung erstreckt sich demnach sogar auf die Gestaltung der angeschlossenen Verbraucher.

Die Datenübertragung könnte nun gekoppelt an die Energie­ übertragung erfolgen. Dazu ist dem Sender ein Steuerteil zur Steuerung der Datenübertragung zugeordnet, während dem Empfän­ ger eine Erkennungseinrichtung zugeordnet ist. Das Steuerteil steuert, wann und wie der Energiestrom modifiziert werden soll, um eine bestimmte Information zu übertragen. Die Erkennungsein­ richtung empfängt die Information und könnte bereits derart ausgestattet sein, daß eine Weiterverarbeitung zur Umsetzung der Information erfolgt.

Im Falle der induktiven Energieübertragung könnte das Steuer­ teil für die Steuerung der Datenübertragung mit dem Steuerteil für die Steuerung der Magnetfelderzeugung identisch sein. Durch die Ansteuerung eines getakteten Schaltnetzteils oder eines Os­ zillators könnten Modifikationen einer Grundwechselspannung vorgenommen oder eine spezielle Wechselspannung erzeugt werden. Durch ein getaktetes Schaltnetzteil könnte die Wechselspannung bspw. derart beeinflußt werden, daß diese entsprechend bestimm­ ter Periodenlängen ausgesetzt wird. Mit dem Steuerteil kann nun einerseits vorgegeben werden, wie und wann die Erregerspannung des Primärbauteils moduliert werden soll bzw. wie und wann bspw. einzelne Halbwellen übertragen werden sollen. Mit der se­ kundärseitigen Erkennungseinrichtung kann das Signal demodu­ liert werden.

Wird ein Oszillator eingesetzt, ist es von Vorteil, wenn dieser in einem nicht störenden Frequenzspektrum liegt. Als optimal hat sich ein Oszillator im Bereich von 40 bis 100 kHz herausge­ stellt. Dies gilt sowohl für einen Oszillator, der ausschließ­ lich eine Wechselspannung zur Energieübertragung erzeugt als auch für einen Oszillator, der vom Steuerteil zur Datenübertra­ gung angesteuert wird.

Eine grundsätzliche Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vor­ richtung ist darin zu sehen, daß zwischen dem Sender und dem Empfänger eine permanente Energieübertragung stattfindet. Dies ist insbesondere in Fällen von Alarmanlagen oder anderweitigen Überwachungsanlagen notwendig. Eine Unterbrechung des Ener­ gieflusses durch das Öffnen einer Tür könnte das notwendig Si­ gnal zum Auslösen der Anlage liefern. Weiterführend könnten ständig Daten übertragen werden, die bspw. zur Abfrage eines Zustands dienen. Hat sich der Zustand sekundärseitig verändert, könnte dies optisch, akustisch oder anderweitig angezeigt wer­ den.

Eine weitere grundsätzliche Funktionsweise besteht darin, daß zwischen dem Sender und dem Empfänger nur bei Bedarf Energie und/oder Daten übertragen werden. Bei dieser Funktionsweise könnte der Sender mit einer Schalteinrichtung gekoppelt sein, wobei ein Multiplexer vorgesehen sein kann, über den das Steu­ erteil Zustände der Schalter abfragt. Wird einer der Schalter betätigt, so wird - im Falle einer induktiven Energieüber­ tragung - das Primärbauteil durch Anlegen einer definierten Spannung erregt und derart moduliert, daß sekundärseitig eben­ falls über einen Multiplexer das eingeschaltete Bauteil mit En­ ergie und/oder Daten versorgt wird. Auf diese Weise lassen sich parallel geführte elektrische Leitungen einsparen, was beim Fahrzeugbau von besonderem Vorteil ist.

Als einfaches Anwendungsbeispiel zur vorbeschriebenen Funkti­ onsweise sei die Tür eines Personenkraftfahrzeugs genannt, die mit elektrisch betätigbaren Aggregaten ausgestattet ist. Dabei kann das Primärbauteil am Fahrzeugrahmen, im Bereich der Tür- Schwenkachse festgelegt werden. In der selben Höhe, ebenfalls im Bereich der Schwenkachse wird der Tür das Sekundärbauteil zugeordnet. Der sich zwischen den beiden Verbindungsteilen er­ streckende Luftspalt ggf. aufgrund von Federelementen derart gering, daß eine Energie- und/oder Datenübertragung stattfinden kann. Über mit der Primärseite verbundene Schalter kann der Be­ diener gleichzeitig oder nacheinander bspw. den Fensterheber, den Außenspiegel oder das Türlicht betätigen. Anhand dieses Anwendungsbeispiels ist der Vorteil ersichtlich, daß der Verka­ belungsaufwand an Fahrzeugen weitgehend minimiert werden kann. Im Hinblick auf die Installation elektronischer Bauteile am Fahrzeug ist anzumerken, daß Verkabelungen oder BUS-Strukturen an Fahrzeugen bereits bei der Konstruktion mit in das Chassis eingebaut werden können. Die einzelnen elektrischen Funktionen können bei jedem Bauteil vor Einbau geprüft werden, d. h. der Zeitaufwand bezüglich des Austauschs defekter Teile minimiert sich. Weiterführend kann die erfindungsgemäße Vorrichtung an jeder-beliebigen Stelle mit externen Rechnern oder Erweite­ rungsbaugruppen ergänzt werden.

Bei einer induktiven Energie- und/oder Datenübertragung könnten das Primärbauteil und das Sekundärbauteil in Form einer Scha­ lenkernspule vorliegen. Dabei dient der Innenring des Scha­ lenkerns vorzugsweise zur Datenübertragung und der Außenring des Schalenkerns zur Energieübertragung. Auch hier können al­ ternative Bauformen wie U-Kerne, I-Kerne oder Stabkerne einge­ setzt werden.

Bei einer induktiven Datenübertragung ist die Geschwindigkeit auf die maximale Übertragungsfrequenz begrenzt. Daher wird dem Sender und dem Empfänger zur Datenübertragung in einer vor­ teilhaften Alternative eine gesonderte Datenübertragungsein­ richtung hinzugefügt. Die Datenübertragungseinrichtung umfaßt nun vorteilhafter Weise eine separate Sender-Empfänger-Einheit. In einer baulich günstigen Variante ist der Datenübertragungs­ sender dem (Energie)-Sender und der Datenübertragungsempfänger dem (Energie) -Empfänger zugeordnet.

Die Datenübertragung könnte nun lichtoptisch erfolgen. Dazu ist der Sender als Infrarot-Sendediode und der Empfänger als Infra­ rot-Empfangsdiode ausgeführt. Alternativ könnten auch andere optoelektronische Bauteile Verwendung finden, die auf der Basis von ultraviolettem oder sichtbarem Licht arbeiten. In letzterem Fall sind die Verbindungsteile derart auszugestalten, daß ein Sichtkontakt zwischen Primär- und Sekundärseite ermöglicht wird.

Die lichtoptische Arbeitsweise der Sender-Empfänger-Einheit wird deshalb bevorzugt, da eine Sendediode - im Falle einer in­ duktiven Energieübertragung - so geschaltet werden kann, daß sie im Zentrum eines Spulenkerns als Sender und Empfänger auf einer gemeinsamen Achse arbeitet. Dadurch können sich zwei ge­ genüberliegende Verbindungsteile beliebig schnell drehen, ohne Probleme bei der Datenübertragung zu verursachen. Eine einfache Infrarot-Sende-Diode kann im Umkehrprinzip auch als Empfänger arbeiten. Alternativ wäre es auch möglich, sowohl während einer rotatorischen, translatorischen oder anderen Bewegung oder im Ruhezustand, auf separate Sende- und Empfangsdioden zurückzu­ greifen.

Zur Auswertung der Übertragungsqualität sowie zur Steuerung der Energie- und/oder Datenübertragung könnte weiter ein Mikropro­ zessor vorgesehen sein.

Der die Verwendung der voranstehend beschriebenen Vorrichtung betreffende weitere Gegenstand der erfindungsgemäßen Lehre sieht den Einsatz im Bereich der Sicherheitstechnik und im Be­ reich der Sensortechnik vor. Des weiteren kann die erfindungs­ gemäße Vorrichtung bei der Installation von Anzeige- und Be­ dienelementen angewendet werden.

Wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung bspw. in Türscharniere eingebaut, kann ohne eine Verkabelung vom Türrahmen auf die Tür Energie und somit auch Daten übertragen werden. Dadurch ist es möglich, die Tür bereits mit einer vollkommen ausgestalteten Sensorik zu produzieren. Diesbezüglich seien beispielhaft fol­ gende Anwendungen genannt: Erkennen von elektronischen Schlüs­ seln, Tür-Zutrittskontrollen, Alarmanlagen. Wird die Tür einge­ hangen, wird automatisch als vorhanden erkannt, daß sich die Induktivität auf der Primärseite verändert. Es liegt somit ein großer Vorteil in der Produktion von mit Sensorik ausgestatte­ ten Fenstern, Türen und allen sich drehenden Elementen. Glei­ ches gilt auch für Drehtüren, Rolltore, Autotüren, Lieferfahr­ zeuge, Lastkraftwagen usw. Die Anwendungsmöglichkeiten sind hier nahezu unbegrenzt. Der Vorteil liegt u. a. auch darin, daß mangels Kabel bei einem Einbruch keine externe Manipulation er­ folgen kann.

Im Hinblick auf die Anwendung im Bereich der Sensortechnik kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung z. B. in einen Kraftaufnehmer eingebaut werden. Auf diese Weise kann die Signalvorverarbei­ tung, die im Kraftaufnehmer durchgeführt wird, zum Ende hin übertragen werden. Ein Verbindungsteil kann mit dem Kraftauf­ nehmer verschraubt werden. Von einer Gegenplatte aus können von dem zweiten Verbindungsteil Energie und Daten übertragen wer­ den, so daß sich eine Steckverkabelung erübrigt. Ein anderes Beispiel aus dem Bereich der Sensortechnik betrifft drehende Wellen. Zur Messung bei Druckmaschinen, Walzmaschinen usw. wird immer wieder die Temperaturmessung an drehenden Wellen benö­ tigt. Für diesen Einsatzbereich kann am Wellenende eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommen.

Auch der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Zusammen­ hang mit Bedien- und Anzeigeelementen bringt enorme Vorteile. Insbesondere im Aufzugsektor werden Tastaturen und Digitalan­ zeigen oftmals mutwillig herausgerissen. Dabei entstehen Kurz­ schlüsse in der Anlage und die herausragenden Kabel stellen für die Benutzer des Aufzugs eine Gefahrenquelle dar.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können die elektroni­ schen Baugruppen vorteilhaft gegen mechanische Zerstörung ge­ schützt werden. Ein Verbindungsteil könnte den Empfänger und die Tastatur enthalten, das andere Verbindungsteil könnte den Sender mit den entsprechenden Anschlüssen enthalten. Das pri­ märseitige Verbindungsteil könnte in die Aufzugwand integriert sein und eine Aussparung aufweisen, in die das sekundärseitige Verbindungsteil mit der Tastatur eingepaßt werden kann. Auf der Rückseite des einzupassenden Verbindungsteils kann ein Magnet befestigt sein. Eine Entfernung dieses Verbindungsteils ist mit einem Spezialmagnetschlüssel oder mittels eines Elektromagne­ ten, der dann einen Codeschlüssel an die Tastatur überträgt, möglich. Die Wirkung des Codes könnte darin bestehen, daß me­ chanische Elemente betätigt werden, die die Entnahme der An­ zeige- oder Bedieneinheit gestatten.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können vom Readschalter bis zum Näherungsschalter mit minimalem Aufwand kontaktlose Übertragungseinheiten realisiert werden.

Bezogen auf das Beispiel der induktiven Energieübertragung kann auf der Sekundärseite jede beliebige Spannung entnommen werden, da auf der Primärseite das Magnetfeld mittels elektronischer Meß- und Regeleinheiten gezielt geregelt werden kann. Dadurch können Sensoren, Aktoren, Bedien- und Anzeigeelemente jeglicher Art problemlos angekoppelt werden. Die Spannung wird somit an alle Anwendungen individuell angepaßt.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.

In der Zeichnung zeigt
die einzige Figur eine Prinzipskizze eines Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie aus der einzigen Figur ersichtlich, weist die Vorrichtung ein primärseitiges Verbindungsteil 1 und ein sekundärseitiges Verbindungsteil 2 auf. Innerhalb des Verbindungsteils 2 ist ein Sender 3 angeordnet, der mit einem Empfänger 4 innerhalb des Verbindungsteils 2 berührungslos gekoppelt ist.

In diesem lediglich das Prinzip verdeutlichenden Ausführungs­ beispiel wird Energie induktiv übertragen. Der Sender 3 ist als Primärbauteil 5, der Empfänger 4 als Sekundärbauteil 6 ausge­ führt. Die Bauteile 5, 6 bestehen aus einer Spule und einem Kern. An der Spule des Primärbauteils 5, liegt Wechselspannung an.

Zum Abgriff einer Niederspannung weist die sekundärseitige Spule weniger Windungen auf als die primärseitige Spule. Letzt­ lich ist hier das Prinzip eines in der Mitte auseinanderge­ schnittenen Transformators verwirklicht.

Bezüglich in der Figurenbeschreibung nicht beschriebener Merk­ male wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die durch die Erfindung be­ anspruchte Lehre - Verbindungsvorrichtung zur Übertragung von Energie und ggf. Daten sowie Verwendung dieser Verbindungsvor­ richtung - durch das voranstehend lediglich beispielhaft erläu­ terte Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist. Weitere vor­ teilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre sind sowohl in baulicher als auch in verwendungsmäßiger Hinsicht denkbar.

Claims (29)

1. Vorrichtung zur Energie- und/oder Datenübertragung mit ei­ nem primärseitigen und einem sekundärseitigem Verbindungsteil (1, 2), dadurch gekennzeichnet, daß primärseitig mindestens ein Sender (3) und sekundärseitig mindestens ein Empfänger (4) vorgesehen sind, so daß die Übertragung kontakt­ los erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (3) als induktiv arbeitendes Primärbauteil (5) und der Empfänger (4) als induktiv arbeitendes Sekundärbauteil (6) ausgeführt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärbauteil (5) und das Sekundärbauteil (6) bei Verbin­ dung der Verbindungsteile (1, 2) einen Transformator ausbilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern aus einem nichtelektrischen Werkstoff ge­ fertigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff ein vorzugsweise "weicher" Ferrit eingesetzt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsteile (1, 2) lösbar miteinan­ der verbindbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsteil eine Aussparung und das andere Verbindungs­ teil einem der Geometrie der Aussparung entsprechenden abragen­ den Abschnitt aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsteil ein Innengewinde und das andere Ver­ bindungsteil ein Außengewinde aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsteile derart preßkraftbeauf­ schlagt sind, daß zwischen ihnen ein geringstmöglicher Luft­ spalt verbleibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt durch eine Flüssigkeit aufgefüllt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ferromagnetische Partikel enthält.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Primärbauteil zur Erzeugung eines defi­ nierten Magnetfeldes ein Steuerteil zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Magnetfeldstärke eine Rückkopplungsspule vorge­ sehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Steuerteil zur Steuerung der Datenübertragung dient und dem Empfänger eine Erkennungseinrichtung zugeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Datenübertragung induktiv erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil mit einem getakteten Schaltnetzteil gekoppelt ist und daß das getaktete Schaltnetzteil die anliegende Spannung moduliert.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Datenübertragung induktiv erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil mit einem Oszillator gekoppelt ist und daß der Oszillator die anliegende Spannung moduliert.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator in einem Bereich von 40 bis 100 kHz arbeitet.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil als Multiplexer ausgeführt ist und daß der Er­ kennungseinrichtung entsprechend ein Multiplexer zugeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Energie- und Datenübertagung induktiv erfolgt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Primärbauteil und das Sekundärbauteil in Form einer Schalenkernspule ausgeführt sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring des Schalenkerns zur Datenübertragung und der Au­ ßenring zur Energieübertragung dient.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ggf. bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine separate Datenübertra­ gungseinrichtung vorgesehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender-Empfänger-Einheit der Datenübertragungseinrichtung lichtoptisch arbeitet.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenübertragungssender als Infrarot-Sendediode und der Datenübertragungsempfänger als Infrarot-Empfangsdiode ausge­ führt sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Energieübertragung induktiv erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarot-Sen­ dediode integraler Bestandteil der Primärbauteils und die In­ frarot- Empfangsdiode integraler Bestandteil des Sekundärbau­ teils sind.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarot-Sende- bzw. Empfangsdiode zentrisch, entlang einer gemeinsamen Drehachse in das Primär- bzw. Sekundärbauteil inte­ griert ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Steuerung und Überwachung der Energie- und/oder Datenübertragung ein Mikroprozessor vorgesehen ist.

27. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch den Einsatz im Bereich der Sicherheitstechnik, insbesondere als Alarmanlagen.

28. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch den Einsatz im Bereich der Sensortechnik, insbesondere als Bestandteil eines Kraftauf­ nehmers.

29. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch den Einsatz im Zusam­ menhang mit Anzeige- und Bedieneinrichtungen.