EP2201584B1 - Coupling device - Google Patents
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- EP2201584B1 EP2201584B1 EP08801758.7A EP08801758A EP2201584B1 EP 2201584 B1 EP2201584 B1 EP 2201584B1 EP 08801758 A EP08801758 A EP 08801758A EP 2201584 B1 EP2201584 B1 EP 2201584B1
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Definitions
- the coupling surfaces of each pair are arranged on a common, imaginary cylinder.
- a compact size is provided.
- Air is arranged between the two copper strips belonging to each capacitive coupling element.
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- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Koppeleinrichtung für eine Anlage zur berührungslosen Energie- und Datenübertragung.The invention relates to a coupling device for a system for contactless energy and data transmission.
Aus der
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Koppeleinrichtung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the coupling device according to the features indicated in claim 1.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Koppeleinrichtung sind, dass ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil vorgesehen sind, die relativ zueinander um eine Achse drehbar gelagert sind, wobei
- eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung ein induktives Koppelelement bilden, wobei
die Primärwicklung am ersten Gehäuseteil konzentrisch zur Achse angeordnet ist und die Sekundärwicklung am zweiten Gehäuseteil konzentrisch zur Achse angeordnet ist, - am ersten Gehäuseteil eine elektrisch leitfähige Koppelfläche ausgebildet ist und am zweiten Gehäuseteil eine elektrisch leitfähige Koppelfläche ausgebildet ist, die zusammen ein kapazitives Koppelelement bilden, dass das induktive Koppelelement von einer magnetischen Abschirmung umgeben ist und dass die kapazitiven Koppelelemente außerhalb der magnetischen Abschirmung des induktiven Koppelelements angeordnet sind. Somit ist die Induktion von Wirbelströmen durch die induktive Übertragung in die kapazitiven Koppelelemente weiter vermindert und sind Störquellen für die Datenübertragung vom Übertragungsbereich ferngehalten. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am ersten Gehäuseteil ein erstes Paar von Koppelflächen und am zweiten Gehäuseteile ein zweites Paar von Köppelflächen ausgebildet, wobei je eine Kontaktfläche des ersten Paars mit einer Kontaktfläche des zweiten Paars ein kapazitives Koppelelement bilden.
Von Vorteil ist dabei, dass das Signal der Leistungsübertragung nicht auf das Signal der Datenübertragung übersprechen kann. Somit sind die Übertragungsfehler verringert. Von Vorteil ist weiter, dass mit dem induktiven Koppelelement große Stromstärken übertragbar sind und somit eine Leistungsversorgung möglich ist, während mit den kapazitiven Koppelelementen Datensignale mit kleiner Stromstärke verzerrungsarm übertragen werden. Vorzugsweise ist die magnetische Abschirmung zwischen induktivem Koppelelement und kapazitiven Koppelelementen angeordnet.
- a primary winding and a secondary winding form an inductive coupling element, wherein
the primary winding is arranged concentrically with the axis on the first housing part and the secondary winding is arranged on the second housing part concentric with the axis, - an electrically conductive coupling surface is formed on the first housing part and an electrically conductive coupling surface is formed on the second housing part, which together form a capacitive coupling element, that the inductive coupling element is surrounded by a magnetic shield and that the capacitive coupling elements outside the magnetic shield of the inductive coupling element are. Thus, the induction of eddy currents is further reduced by the inductive transmission in the capacitive coupling elements and sources of interference for data transmission are kept away from the transmission area. In an advantageous embodiment, a first pair of coupling surfaces is formed on the first housing part and a second pair of Köppelflächen on the second housing parts, wherein each form a contact surface of the first pair with a contact surface of the second pair a capacitive coupling element.
The advantage here is that the signal of the power transmission can not crosstalk to the signal of the data transmission. Thus, the transmission errors are reduced. Another advantage is that with the inductive coupling element large currents are transferable and thus a power supply is possible, while the capacitive coupling elements data signals are transmitted with low amperage distortion. Preferably, the magnetic shield between inductive coupling element and capacitive coupling elements is arranged.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Koppelflächen durch metallische, ringförmige Bänder gebildet, deren Oberfläche jeweils radial zur Drehachse angeordnet ist. Somit sind die kapazitiven Koppelelemente unabhängig von der Drehposition funktionsfähig, weil die elektrischen Koppelflächen die Drehsymmetrie der Koppeleinrichtung nachbilden.In an advantageous embodiment, the coupling surfaces are formed by metallic, annular bands whose surface is arranged in each case radially to the axis of rotation. Thus, the capacitive coupling elements are functional independently of the rotational position, because the electrical coupling surfaces simulate the rotational symmetry of the coupling device.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Koppelflächen jedes Paars auf einem gemeinsamen, gedachten Zylinder angeordnet. Somit ist eine kompakte Baugröße bereitgestellt.In an advantageous embodiment, the coupling surfaces of each pair are arranged on a common, imaginary cylinder. Thus, a compact size is provided.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verlaufen die Windungen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung jeweils um die Drehachse. Von Vorteil ist dabei, dass die Leistungsversorgung unabhängig von der Drehposition der Koppeleinrichtung bereitsteht.In an advantageous embodiment, the turns of the primary winding and the secondary winding each extend about the axis of rotation. The advantage here is that the power supply is available regardless of the rotational position of the coupling device.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Primärwicklung und die Sekundärwicklung jeweils mit einem Stecker verbunden, der eine Auszugssicherung aufweist. Somit ist eine hohe Stromstärke, beispielsweise von mehr als 10 A, übertragbar, und die Anlage weist eine erhöhte Sicherheit auf.In an advantageous embodiment, the primary winding and the secondary winding are each connected to a plug which has a pull-out protection. Thus, a high current, for example, of more than 10 A, transferable, and the system has increased security.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das induktive Koppelelement radial innerhalb der kapazitiven Koppelelemente angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass das induktive Koppelelement mit geringem Platzbedarf ausführbar ist, und dass die kapazitive Kopplung preiswert realisierbar ist.In an advantageous embodiment, the inductive coupling element is arranged radially within the capacitive coupling elements. The advantage here is that the inductive coupling element with a small footprint is executable, and that the capacitive coupling can be realized inexpensively.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jede Kontaktfläche eine Ringbreite von 1 cm bis 3 cm auf, insbesondere 2 cm. Vorzugsweise sind die Koppelflächen jeder kapazitiven Koppeleinrichtung 0,5 cm bis 2 cm, insbesondere 1 cm, beabstandet. Somit sind besonders günstige Verhältnisse für die Datenübertragung erreicht.In an advantageous embodiment, each contact surface has a ring width of 1 cm to 3 cm, in particular 2 cm. Preferably, the coupling surfaces of each capacitive coupling device 0.5 cm to 2 cm, in particular 1 cm, spaced. Thus, particularly favorable conditions for data transmission are achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Koppelflächen der kapazitiven Koppeleinrichtungen jeweils eine elektrisch leitenden Ring, der an einer Stelle elektrisch durchtrennt ist. Somit sind umlaufende Wirbelströme, die in den Kondensatorflächen der kapazitiven Koppelelemente vom induktiven Koppelelement induziert würden, unterbrochen.In an advantageous embodiment, the coupling surfaces of the capacitive coupling devices each form an electrically conductive ring, which is electrically severed at one point. Thus, circulating eddy currents that would be induced in the capacitor surfaces of the capacitive coupling elements of the inductive coupling element, interrupted.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Koppelflächen der kapazitiven Koppeleinrichtungen jeweils in der Mitte zwischen den durch die Durchtrennung gebildeten Enden mit Anschlussmitteln verbunden. Somit ist eine gute Dateneinkopplung erreicht.In an advantageous embodiment, the coupling surfaces of the capacitive coupling devices are each connected in the middle between the ends formed by the transection with connection means. Thus, a good data coupling is achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Koppelflächen der kapazitiven Koppeleinrichtungen in Umfangsrichtung quer verlaufende Lücken oder Einschnitte auf. Somit sind Wirbelströme, die in den Kondensatorflächen der kapazitiven Koppelelemente vom induktiven Koppelelement induziert würden, weiter vermindert.In an advantageous embodiment, the coupling surfaces of the capacitive coupling devices in the circumferential direction on transverse gaps or cuts. Thus, eddy currents that would be induced in the capacitor surfaces of the capacitive coupling elements of the inductive coupling element, further reduced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Koppelflächen jeweils auf einer elektrisch isolierenden Unterlage befestigt. Somit ist eine ungestörte Datenübertragung über den durch die Koppelflächen gebildeten Kommunikationskanal ermöglicht.In an advantageous embodiment, the coupling surfaces are each mounted on an electrically insulating pad. Thus, an undisturbed data transmission over the communication channel formed by the coupling surfaces is made possible.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Ansprüche definieren den Gegenstand des Schutzbegehrens durch Angabe der technischen Merkmale der Erfindung.Further advantages emerge from the subclaims. The claims define the subject matter of the protection claim by indicating the technical features of the invention.
- 1 Drehübertrager1 rotary transformer
- 2 Gehäuseteil2 housing part
- 3 Gehäuseteil3 housing part
- 4 Verbindungsring4 connecting ring
- 5 Anschlusskasten5 connection box
- 6 Stecker6 plugs
- 7 Auszugssicherung7 Excerpt from arrears
- 8 BNC-Anschluss8 BNC connector
- 9 Schraube9 screw
- 10 Welle10 wave
- 20 Primärwicklung20 primary winding
- 21 Sekundärwicklung21 secondary winding
- 22 Anschluss22 connection
- 23 Abschirmung23 shielding
- 24 Luftspalt24 air gap
- 25 Ringeinsatz25 ring insert
- 26, 27, 28, 29 Kupferband26, 27, 28, 29 copper band
- 30 Labyrinthdichtung30 labyrinth seal
- 31 Drehachse31 axis of rotation
- 32 Primärwicklung32 primary winding
- 33 Trog33 trough
- 34 Sekundärwicklung34 secondary winding
- 35 Träger35 carriers
- 36 Deckel36 lids
- 37 Spalt37 gap
- 38 Bereich38 area
- 40 Kupferstreifen40 copper strips
- 41 Längsstreifen41 longitudinal stripes
- 42 Querstreifen42 horizontal stripes
- 43 Lücke43 gap
- 44 Streifenende44 end of the strip
- 45 Einschnitt45 incision
- 50, 51 Modem50, 51 modem
- 52, 53 Transceiver52, 53 transceivers
- 54 Generator54 generator
- 55 AC/DC-Wandler55 AC / DC converters
- 56 Primärseite56 primary side
- 57 Sekundärseite57 secondary side
- 58, 59 Kondensator58, 59 capacitor
- 60 Verbraucher60 consumers
- 61 Drehübertrager61 Rotary transformer
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- Es zeigt
-
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Drehübertrager, -
eine Schnittansicht durch den Drehübertrager nachFigur 2Figur 1 , -
eine Schnittansicht durch einen weiteren Drehübertrager,Figur 3 -
Figur 4a eine Kupferband für ein Koppelelement eines Drehübertragers, -
Figur 4b ein weiteres Kupferband für ein Koppelelement eines Drehübertragers und -
das elektronische Prinzipschaltbild eines Drehübertragers.Figur 5
-
- It shows
-
FIG. 1 a rotary transformer according to the invention, -
FIG. 2 a sectional view through the rotary transformer afterFIG. 1 . -
FIG. 3 a sectional view through another rotary transformer, -
FIG. 4a a copper strip for a coupling element of a rotary transformer, -
FIG. 4b another copper strip for a coupling element of a rotary transformer and -
FIG. 5 the electronic schematic diagram of a rotary transformer.
-
Am ersten Gehäuseteil 2 und am zweiten Gehäuseteil 3 ist je ein Anschlusskasten 5 ausgebildet. An jedem Anschlusskasten 5 ist ein Stecker 6 für Starkstrom, also für mehr als 10A, ausgebildet und ein BNC-Stecker 8 für den Anschluss einer Hochfrequenzleitung.On the
Ein klappbarer Bügel am Stecker 6 bildet eine Auszugssicherung 7 für den Stecker der Starkstromleitung.A hinged bracket on the
Erstes Gehäuseteil 2 und zweites Gehäuseteil 3 sind aus Kunststoff gefertigt.
Der Verbindungsring 4 ist durch Schrauben 9 mit einer Hohlwelle 10 verbunden. Hierdurch ist ein Lager gebildet, in dem das erste Gehäuseteil 2 und das zweite Gehäuseteil 3 drehbar angeordnet sind.The connecting
Der Stecker 6 ist durch nicht gezeigte Leitungen mit Anschlüssen 22 verbunden, die ihrerseits mit den beiden Enden einer Primärwicklung 20 verbunden sind. Die Wicklungen der Primärwicklung 20 verlaufen um die Drehachse des Drehübertragers. Somit erzeugt ein Wechselstrom, der über den Stecker 6 in die Primärwicklung 20 eingeprägt wird, ein Magnetfeld, das eine ringförmig um die Drehachse verlaufende Sekundärwicklung 21 durchsetzt und in der Sekundärwicklung 21 einen Strom induziert. Die Sekundärwicklung 21 ist mit dem zweiten Gehäuseteil fest verbunden und über Anschlüsse und nicht gezeigte Leiter mit einem in
Primärwicklung 20 und Sekundärwicklung 21 sind jeweils von im Querschnitt U-förmigen, ringförmig-trogförmigen Abschirmungen 23 umfasst, deren Öffnungen einander zugewandt sind. Somit ist das von der Primärwicklung und der Sekundärwicklung erzeugte magnetische Feld eingeschlossen und gelangt im Wesentlichen nicht aus dem von den Abschirmungen 23 umschlossenen Ringbereich heraus.Primary winding 20 and secondary winding 21 are each of U-shaped in cross-section, annular-trough-shaped
Außerhalb der Abschirmungen 23 ist am ersten Gehäuseteil 2 ein mit der Drehachse konzentrisch verlaufender Ringeinsatz 25 ausgebildet, an dessen Innenseite ein Paar ringförmiger Kupferbänder 26, 27 angebracht ist. Die Kupferbänder 26, 27 sind mit den zwei Anschlüssen des BNC-Anschlusses 8 im Anschlusskasten 5 des ersten Gehäuseteils 2 elektrisch verbunden.Outside the
Zwischen dem Ringeinsatz 25 und den Abschirmungen 23 ist am zweiten Gehäuseteil 3 ein zweiter konzentrisch verlaufender Ringeinsatz 31 ausgebildet, an dessen Außenseite ein weiteres Paar ringförmiger Kupferbänder 28, 29 angeordnet ist. Die Kupferbänder 28, 29 sind mit den zwei Anschlüssen des BNC-Anschlusses 8 im Anschlusskasten 5 des zweiten Gehäuseteils 3 elektrisch verbunden.Between the
Die Ringeinsätze 25, 31 sind konzentrisch ineinander angeordnet und ermöglichen so eine uneingeschränkte Drehbewegung des Drehverbinders.The ring inserts 25, 31 are arranged concentrically with each other and thus allow unrestricted rotational movement of the rotary connector.
Die Kupferbänder 26, 27, 28, 29 sind radial ausgerichtet, das heißt, die Normale der Oberfläche zeigt jeweils in radiale Richtung in Bezug auf die Drehachse. Die Kupferbänder 26 und 28 sind auf gleicher axialer Position einander gegenüber angeordnet und bilden so ein kapazitives Koppelelement in Form eines Kondensators. Ebenso sind die Kupferbänder 27 und 29 auf gleicher axialer Position einander gegenüber angeordnet und bilden so ein zweites kapazitives Koppelelement in Form eines Kondensators.The copper strips 26, 27, 28, 29 are radially aligned, that is, the normal of the surface points in the radial direction with respect to the axis of rotation. The copper strips 26 and 28 are arranged opposite one another at the same axial position and thus form a capacitive coupling element in the form of a capacitor. Likewise, the
Durch die zwei parallel betriebenen kapazitiven Koppelelemente ist eine Übertragung von HF-Signalen vom BNC-Anschluss 8 des ersten Gehäuseteils 2 zum BNC-Anschluss 8 des zweiten Gehäuseteils 3 berührungslos unabhängig von der Drehposition des Drehübertragers ermöglicht.Due to the two capacitive coupling elements operated in parallel, a transmission of RF signals from the
Die Ringbreite der eingesetzten Kupferbänder 26, 27, 28, 29 beträgt 2 cm, die Kupferbänder 26, 27, 28, 29 eines jeden kapazitiven Koppelelements sind 1 cm beabstandet.The ring width of the inserted copper strips 26, 27, 28, 29 is 2 cm, the copper strips 26, 27, 28, 29 of each capacitive coupling element are spaced 1 cm.
In einem ersten Gehäuseteil 2 ist ein ringförmiger Trog 33 aus ferromagnetischem Material eingelassen. In diesen Trog 33 ist die Primärwicklung 32 aufgewickelt. In den von dem Trog 33 umschlossenen Raum greift ein ringförmiger Träger 35 mit der Sekundärwicklung 34 ein. Die Primärwicklung 32 ist so radial innerhalb der Sekundärwicklung 35 angeordnet.In a
Das ringförmige Träger 35 ist am zweiten Gehäuseteil 3 befestigt. In den zweiten Gehäuseteil 3 ist ein Deckel 36 aus ferromagnetischem Material eingearbeitet, der ringförmig den Trog 33 abschließt. Somit ist der Innenraum des Trogs 33, der die Primärwicklung 32 und die Sekundärwicklung 34 aufnimmt, magnetisch abgeschlossen gegen den Außenbereich.The
Erstes Gehäuseteil 2 und zweites Gehäuseteil 3 sind drehbar um die Drehachse 31 gegeneinander gelagert. Zwischen den Gehäuseteilen ist ein Spalt 37 ausgebildet, der einen axial verlaufenden, rotationssymmetrischen Bereich 38 aufweist und in eine LabyrinthDichtung 30 ausläuft.
In den Seitenwänden des Bereichs 38 ist ein erstes Paar von Kupferbändern 26, 27 eingelassen und gegenüber des Paars von Kupferbändern 26, 27 ein zweites Paar von Kupferbändern 28, 29. Die Kupferbänder 26, 27, 28, 29 sind auf einer elektrisch nichtleitenden Unterlage befestigt und gegeneinander und gegen die Umgebung elektrisch isoliert.In the side walls of the area 38, a first pair of copper strips 26, 27 are embedded and opposite the pair of copper strips 26, 27 a second pair of
Ein erstes Kupferband 26 des ersten Paares bildet somit gemeinsam mit einem ersten Kupferband 28 des zweiten Paares einen Kondensator und somit ein erstes kapazitives Koppelelement. Ebenso bildet das zweites Kupferband 27 des ersten Paares gemeinsam mit dem zweiten Kupferband 29 des zweiten Paares einen Kondensator und somit ein zweites kapazitives Koppelelement. Somit ist eine Übertragung von Signalen über die kapazitiven Koppelelemente in jeder Drehposition des Drehübertragers und unabhängig von einer Drehbewegung durchführbar.A
Zwischen den zwei zu jedem kapazitiven Koppelelement gehörenden Kupferbändern ist jeweils Luft angeordnet.Air is arranged between the two copper strips belonging to each capacitive coupling element.
Erste kapazitives Koppelelement und zweites kapazitives Koppelelement bilden gemeinsam einen Übertragungskanal für die Datenübertragung.First capacitive coupling element and second capacitive coupling element together form a transmission channel for data transmission.
In Weiterbildungen sind die Kupferbänder 26, 27, 28, 29 der Drehübertrager derart gestaltet, dass möglichst geringe Wirbelströme vom induktiven Koppelelement induziert werden.In further developments, the copper strips 26, 27, 28, 29 of the rotary transformer are designed such that the smallest possible eddy currents are induced by the inductive coupling element.
Der Kupferstreifen 40 wird an den Enden 44 zusammengesetzt zur Bildung eines ringförmigen Kupferbands. In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die Enden 44 bis auf einen Spalt zusammengesetzt, sodass keine Kreisströme entlang des Längsstreifens 41 fließen können.The
In einen Kupferstreifen 30 sind in Längsrichtung seitlich wechselseitig Einschnitte 45 eingebracht, sodass sich insgesamt ein mäanderförmig verlaufender Leiter ergibt. Der Kupferstreifen 40 wird an den Enden 44 zusammengesetzt zur Bildung eines ringförmigen Kupferbands. In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die Enden 44 bis auf einen Spalt zusammengesetzt, sodass keine Kreisströme entlang des Kupferstreifens 40 fließen können.In a
In weiteren Ausführungsbeispielen wird statt Kupfer ein anderer metallischer Leiter, beispielsweise Aluminium, eingesetzt.In further embodiments, instead of copper, another metallic conductor, for example aluminum, is used.
Ein als Übertragerkopf ausgebildeter Drehübertrager 61 umfasst eine Primärseite 56 und eine Sekundärseite 57 eins Transformators, die gegeneinander verdrehbar angeordnet sind. Der Transformator bildet das induktive Koppelement für eine berührungslose Leistungsübertragung.A trained as a transducer
Die Primärseite 56 wird aus einer Generator 54 mit einem konstanten Wechselstrom mit einer Stromstärke von 10 A oder 60 A und einer Frequenz von 25 kHz gespeist. Auch andere Frequenzen zwischen 10 kHz und 200 kHz sind vorsehbar.The
Dieser Wechselstrom wird über den Transformator an einen Gleichrichter 55 weitergegeben. Zur Erhöhung der Kopplungsstärke umfasst der Gleichrichter einen Resonanzschwingkreis, dessen Resonanzfrequenz auf die Frequenz des eingespeisten Wechselstroms abgestimmt ist.This alternating current is passed through the transformer to a
Der Gleichrichter 55 versorgt einen Verbraucher 60, beispielsweise einen Umrichter oder einen Motor oder eine elektronische Schaltung.The
Der Generator 54 versorgt außerdem ein Modem 50 und einen Transceiver 52. Das Modem 50 erhält über eine nicht gezeigte Leitung Daten und gibt diese als Signale an den Transceiver 52 weiter. Der Transceiver 52 verstärkt die Signale.The
Der Drehübertrager 61 umfasst einen ersten Kondensator 58 und einen zweiten Kondensator 59. Die Kondensatoren 58, 59 bilden die kapazitiven Koppelelemente eines Übertragungskanals für die Datenübertragung.The
Die Kondensatoren 58, 59 sind so jeweils gestaltet, dass die beiden Platten gegeneinander beweglich sind.The
Über die parallel angeordneten Kondensatoren 58, 59 sind Signale vom Transceiver 52 an den Transceiver 53 übertragbar und umgekehrt. Eine Rückführung über eine Masseleitung ist nicht nötig. Somit ist die Störanfälligkeit vermindert.Via the
Der Transceiver 53 wird aus dem über das induktive Koppelelement übertragenen Wechselstrom, insbesondere aus dem Gleichrichter 55 gespeist. Vom Transceiver 53 gelangen die Signale zum Modem 51, das ebenfalls aus dem Gleichrichter 55 versorgt wird.The
Das Modem 51 kann umgekehrt Daten an den Transceiver 53 versenden, die im Modem 50 empfangen werden.Conversely, the
So ist ein bidirektionaler Datenaustausch über eine bewegliche Koppeleinrichtung bereitgestellt, wobei parallel zur Koppelung für den Datenaustausch eine induktive Kopplung für Energie vorgesehen ist, aus der ein Verbraucher und die Transceiver 52, 53 und/oder die Modems 50, 51 versorgt werden.Thus, a bidirectional data exchange via a movable coupling device is provided, wherein parallel to the coupling for the data exchange, an inductive coupling is provided for energy from which a consumer and the
Claims (14)
- A coupling device
having a first housing part and a second housing part which are mounted rotatable relative to one another about an axis, wherein- a primary winding and a secondary winding form an inductive coupling element,
wherein
the primary winding is arranged on the first housing part in a manner concentric to the axis and the secondary winding is arranged on the second housing part in a manner concentric to the axis,- in that at the first housing part there is an electrically conductive surface as a first coupling surface,
and at the second housing parts there is formed an electrically conductive surface as a second coupling surface,
which coupling surfaces together form a capacitive coupling element,
wherein- the inductive coupling element is surrounded by a magnetic shield, characterised in that- the capacitive coupling elements are arranged exterior to the magnetic shield of the inductive coupling element. - A coupling device according to claim 1,
characterised in that- electrically conductive surfaces form a first pair of coupling surfaces at the first housing part and electrically conductive surfaces form a second pair of coupling surfaces at the second housing part
wherein each electrically conductive surface, in particular coupling surface, of the first pair forms a capacitive coupling element with a respective electrically conductive surface, in particular coupling surface, of the second pair. - A coupling device according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the housing parts are manufactured from plastics material or
an electrically insulating material is provided between the housing parts and the respective electrically conductive surfaces. - A coupling device according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the magnetic shield is arranged between inductive coupling element and capacitive coupling elements. - A coupling device according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling surfaces are formed by metallic, annular bands whose surface is in each case arranged radially to the rotational axis. - A coupling device according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling surfaces of each pair are arranged on a common, notional cylinder. - A coupling device according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the windings of the primary winding and the secondary winding each run around the rotational axis. - A coupling device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the primary winding and the secondary winding are each connected to a connector which has an anti pull out device. - A coupling device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that the inductive coupling element is arranged radially within the capacitive coupling elements. - A coupling device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
each contact surface has a ring width from 1 cm to 3 cm, in particular 2 cm. - A coupling device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling surfaces of each capacitive coupling device are 0.5 cm to 2 cm apart, in particular 1 cm. - A coupling device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling surfaces of the capacitive coupling devices are each in the form of an electrically conductive ring which is electrically severed at one site. - A coupling device according to the preceding claim,
characterised in that
in the centre and between the ends formed by the severing, the coupling surfaces of the capacitive coupling devices are each connected to connection means. - A coupling device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
in a circumferential direction, the coupling surfaces of the capacitive coupling devices have gaps or incisions running transversely,
and/or in that
the coupling surfaces are each secured on an electrically insulating base.
Applications Claiming Priority (2)
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