DE10112892A1

DE10112892A1 - Device for transferring data in system for contactless inductive energy transfer uses primary current conductor with inductive coupling in and out of data to transfer data in addition to energy

Info

Publication number: DE10112892A1
Application number: DE10112892A
Authority: DE
Inventors: Guenter Buehler; Rainer Freise; Juergen Meins; Christian Vollertsen
Original assignee: Paul Vahle GmbH and Co KG
Current assignee: Paul Vahle GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: DE10112892B4

Abstract

The device uses a primary current conductor (2,7,8) to transfer data in addition to energy. Data are inductively coupled into and out of the primary current conductor. Forward and return conductors or only one of these are used for coupling data in and out. Different logic states are transferred by coupling different frequencies.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenübertragung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zur Anwendung in Systemen für die induktive Energieüber tragung an bewegliche Verbraucher.The invention relates to a device for data transmission according to the preamble of Claim 1, in particular for use in systems for inductive energy carry to mobile consumers.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (WO 98/57413) erfolgt die Nutzung des Primärleiters sowohl für die Energieübertragung als auch für die Datenübertragung. Das Energieübertragungssystem besteht dabei im Wesentlichen aus einer Wechselstromquelle, die einen Wechselstrom in einen Primärleiter einprägt, und einem oder mehrerer Verbrau chern, welche sich entlang des Primärleiters bewegen und durch induktive Kopplung die Energie aus dem elektromagnetischen Feld des Primärleiters auskoppeln. In der Praxis hat der Primärstrom eine Frequenz von ca. 20 KHz. Der Primärkreis umfasst einen Hin- und einen Rückleiter, welche jeweils an ihrem einen Ende mit der Stromversorgungsquelle verbunden sind und an ihrem jeweils anderen Ende miteinander verbunden sind. Der Primärstromkreis kann als langgestreckte, im Wesentlichen parallele Leiteranordnung ausgeführt sein, wobei normalerweise das Feld von Hin- und Rückleiter zur Energieüber tragung genutzt wird. Der Primärstromkreis kann aber auch derart gestaltet sein, dass nur der Hin- bzw. Rückleiter der direkten Energieauskopplung dient, wobei der jeweils andere Leiter nur zur Stromrückführung benutzt wird. Diese Art der Primärleiterschleife kann so eine beliebige Form erhalten. Das vom stromdurchflossenen Primärleiter erzeugte Magnetfeld induziert in die Sekundärwicklung des Stromabnehmers einen Strom, der dann normalerweise elektronisch aufbereitet wird und der Versorgung des beweglichen Verbrauchers (z. B. Antrieb, Beleuchtung, Rechner) dienen kann. In a known device of this type (WO 98/57413) the use of the Primary conductor for both energy transmission and data transmission. The Energy transmission system essentially consists of an alternating current source, which impresses an alternating current into a primary conductor, and one or more consumptions chern, which move along the primary conductor and by inductive coupling Decouple energy from the electromagnetic field of the primary conductor. In practice it has the primary current has a frequency of approximately 20 KHz. The primary circuit includes a round trip a return conductor, each at one end of the power supply source are connected and are connected to each other at their respective other ends. The The primary circuit can be an elongated, essentially parallel conductor arrangement be carried out, whereby usually the field of forward and return conductors for energy transfer is used. The primary circuit can also be designed such that only the forward or return conductor is used for direct energy extraction, the other one Conductor is only used for current feedback. This type of primary conductor loop can do so get any shape. The one generated by the current-carrying primary conductor Magnetic field induces a current in the secondary winding of the pantograph, which then is usually processed electronically and the supply of the movable Consumer (e.g. drive, lighting, computer) can serve.

Das hier beschriebene kontaktlose induktive Energieübertragungssystem kommt als Ersatz für Schleifleitungen und Schleppkabel zur Anwendung. Seine Vorteile liegen u. a. in der Potenzialtrennung und darin, dass die Fahrgeschwindigkeit des bewegten Verbrauchers unabhängig von der Energieübertragung ist.The contactless inductive energy transmission system described here comes as a replacement for conductor lines and trailing cables for use. Its advantages include a. in the Isolation and in that the driving speed of the moving consumer is independent of the energy transfer.

Bei derartigen Energieübertragungssystemen ist oft auch die Übertragung von Daten innerhalb des Systems gewünscht, um z. B. einen bewegten Verbraucher zu steuern oder diesen Daten zu einer Zentralstation senden zu lassen. Daher weist die bekannte Vor richtung der oben beschriebenen Art zusätzlich ein System zur Datenübertragung auf, das mit Übertragungsfrequenzen zwischen 100 MHz und 1 GHz arbeitet. Die Übertragung der Daten erfolgt dabei unter Nutzung des Primärleiters, indem zwischen diesem und dem Sender/Empfänger eine Kopplung hergestellt wird, die auf der Ausstrahlung und dem Empfang elektromagnetischer Wellen mittels üblicher Antennen beruht. Dabei wird die räumliche Anordnung des Primärleiters in Bezug auf die Grundfläche bzw. Führungskon struktion genutzt, zu der dieser mit geringem Abstand angebracht ist. Diese mechanische Führung des Primärleiters, die oft aus massiven Metall besteht, soll auf Grund ihrer elektrischen Eigenschaften zur Leitung der Funkwellen benutzt werden, indem sich die Wellen z. B. durch Reflektion an der Oberfläche entlang der Führung ausbreiten. Bedingt durch die bei hohen Frequenzen auftretenden hohen Dämpfungswerte ist die Übertragung von Daten mit dieser Technik auf relativ kurze Längen der Primärleiterschleife begrenzt.Such energy transmission systems often also involve the transmission of data desired within the system to e.g. B. to control a moving consumer or to have this data sent to a central station. Therefore, the well-known before direction of the type described above in addition a system for data transmission, the works with transmission frequencies between 100 MHz and 1 GHz. The transfer of the Data is made using the primary conductor, by between this and the A transmitter / receiver coupling is established based on the broadcast and the Reception of electromagnetic waves is based on conventional antennas. The spatial arrangement of the primary conductor in relation to the base or guide con structure used to which this is attached at a short distance. This mechanical Lead of the primary conductor, which is often made of solid metal, is due to their electrical properties for guiding the radio waves can be used by the Waves z. B. spread by reflection on the surface along the guide. conditioned due to the high attenuation values occurring at high frequencies, the transmission is of data with this technique limited to relatively short lengths of the primary conductor loop.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Datenübertragung innerhalb der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart zu ermöglichen, daß zwar vorhandene Strukturen genutzt werden, ohne die Vorteile des Systems zu beeinträchtigen, daß aber die Übertragung der Daten auch über relativ große Längen der Primärleiter schleife möglich ist.The invention is therefore based on the object of transmitting data within the To enable the device of the type described in the introduction such that existing structures can be used without impairing the advantages of the system, but that the transmission of data over relatively large lengths of the primary conductor loop is possible.

Diese Aufgabenstellung wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale einer Datenübertragung über den Primärleiter mit induktiver Ein- und Auskopplung der Daten gelöst.This task is one of the features listed in claim 1 Data transmission via the primary conductor with inductive coupling and decoupling of the data solved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der ohnehin vorhandene Primärleiter neben der Energieübertragung auch unmittelbar selbst zur Datenübertragung genutzt wird. Dabei werden die Vorteile einer hohen Fahrgeschwindigkeit des Verbrauchers bei gleichzeitiger Potenzialtrennung beibehalten.The advantages achieved with the invention are, in particular, that the anyway Existing primary conductors, in addition to energy transmission, also directly for data transmission is being used. The advantages of a high driving speed of the Maintain consumer with simultaneous potential separation.

Nach Anspuch 2 können Hin- und Rückleiter zusammen oder nur einer der beiden Leiter des Primärleiters zur Übertragung von Daten benutzt wreden. Die Nutzung von hin- und Rückleiter bietet sich bei einer engen parallelen Streckenführung an. Bei einer anders gestalteten Leiterschleife kann u. U. nur ein Leiter genutzt werden, weil der andere z. B. aus einer massiven ausladenden Struktur, z. B. einer Metallkonstruktion gebildet wird.According to claim 2 , the forward and return conductors can be used together or only one of the two conductors of the primary conductor for the transmission of data. The use of forward and return conductors is advisable for narrow parallel routes. With a differently designed conductor loop, u. U. only one conductor can be used because the other z. B. from a massive projecting structure, for. B. a metal structure is formed.

Nach Anspruch 3 werden die Logikzustände der zu übertragenden digitalen Daten durch die induktive Einkopplung unterschiedlicher Frequenzen in den Primärleiter übertragen. Für eine binäre Datenübermittlung müssen also zwei Frequenzen, eine für LOW und eine für HIGH übertragen werden, was im Wesentlichen einer Frequenzmodulation entspricht. Die Frequenzen müssen einen ausreichenden Abstand zur Grundfrequenz des Primär stroms aufweisen, um im Empfänger von dieser getrennt werden zu können.According to claim 3, the logic states of the digital data to be transmitted by transmit the inductive coupling of different frequencies into the primary conductor. For binary data transmission, two frequencies must be used, one for LOW and one be transmitted for HIGH, which essentially corresponds to frequency modulation. The frequencies must be a sufficient distance from the fundamental frequency of the primary have currents in order to be able to be separated from it in the receiver.

Anspruch 4 beschreibt, dass mehrere Datenübermittlungen gleichzeitig stattfinden können. Dazu sind z. B. bei n binären Datenströmen bzw. Datenkanälen 2.n Frequenzen zur Übermittlung nötig.Claim 4 describes that several data transfers can take place simultaneously. For this purpose, e.g. B. n binary data streams or data channels 2 .n frequencies necessary for transmission.

Anspruch 5 beschreibt die Möglichkeit der Amplitudenmodulation.Claim 5 describes the possibility of amplitude modulation.

Anspruch 10 beschreibt die Einsatzmöglichkeit des Systems in einer anderen Umgebung, z. B. in Wasser oder in Öl.Claim 10 describes the possibility of using the system in another environment, z. B. in water or in oil.

Nach Anspruch 13 sind gegebenenfalls Frequenzfilter von Vorteil, die jene Frequenz anteile des Primärstroms reduzieren, die für die Datenübertragung genutzt werden. Dies ist dann der Fall, wenn der Strom der Primärquelle keine reine Sinusform hat und deshalb im Frequenzspektrum des Stroms auch höhere Frequenzen auftreten, die die Datenüber tragung stören können. Von Vorteil kann hier die Integration eines Streutransformators sein, dessen Übersetzungsverhältnis zur Stromanpassung genutzt wird, dessen Streureak tanz jedoch zur Reduzierung der Stromüberschwingungen genutzt wird. According to claim 13, frequency filters are advantageous if that frequency reduce the proportion of primary current that is used for data transmission. This is the case when the current of the primary source has no pure sinusoidal form and therefore higher frequencies occur in the frequency spectrum of the current, which the data on can disrupt the wear. The integration of a stray transformer can be an advantage here be, the transmission ratio is used for current adjustment, the leakage dance, however, is used to reduce current overshoots.

Nach Anspruch 14 ist ein Filter am Einspeisepunkt der Strecke vorzusehen, der eine möglichst niedrige Impedanz für die Frequenzen der Datenübertragung hat. Auf diese Weise wird die Stromquelle für diesen Frequenzbereich überbrückt und der Stromfluss der induzierten Datenfrequenzen durch den Primärleiter ermöglicht. Der Stromfluss ist so unabhängig von der Impedanz der Energieversorgung. Das Übertragungsverhalten des Systems verbessert sich dadurch. Ein vorteilhafter Filtertyp ist ein Reihenschwingkreis (Saugkreis) der auf eine Datenfrequenz abgeglichen ist und für diese eine geringe Impedanz darstellt. Bei Verwendung mehrerer Datenfrequenzen können auch mehrere Reihenschwingkreise erforderlich sein.According to claim 14, a filter is to be provided at the entry point of the line, the one has the lowest possible impedance for the frequencies of the data transmission. To this The current source for this frequency range is bridged and the current flow of the induced data frequencies by the primary conductor. The current flow is like this regardless of the impedance of the energy supply. The transfer behavior of the Systems improves. An advantageous type of filter is a series resonant circuit (Suction circuit) which is adjusted to a data frequency and for this a low one Represents impedance. When using multiple data frequencies, multiple can Series resonant circuits may be required.

Nach Anspruch 15 sollen auch die Verbraucher mit Frequenzfiltern in der Art ausgestattet werden, dass eine störende Rückwirkung ihrerseits auf die Datenübertragung vermieden wird. Dieser Fall kann eintreten, wenn durch eine nachgeschaltete Elektronik (z. B. ein Schaltnetzteil) die Stromaufnahme nicht phasengleich zur Spannung ist (z. B. getaktet) und deshalb hochfrequente Störströme (Oberschwingungen) im Primärleiter erzeugt werden.According to claim 15, consumers should also be equipped with frequency filters of the type that a disturbing retroactive effect on the data transmission is avoided becomes. This can occur if a downstream electronics (e.g. a Switching power supply) the current consumption is not in phase with the voltage (e.g. clocked) and therefore high-frequency interference currents (harmonics) are generated in the primary conductor.

Anspruch 16 weist darauf hin, dass nicht nur Transportsysteme vorteilhaft mit einer Datenübertragung versehen werden können, sondern auch andere Verbraucher. Es entsteht dadurch die Möglichkeit, einzelne Verbraucher zu schalten oder ihnen Steuerwerte vorzugeben.Claim 16 points out that not only transport systems advantageously with a Data transmission can be provided, but also other consumers. It arises thereby the possibility of switching individual consumers or giving them control values pretend.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprü chen.Further advantageous features of the invention result from the remaining subclaims chen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described in connection with the accompanying drawings Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 und 2 den prinzipiellen Aufbau von zwei Ausführungsbeispielen der erfindungs gemäßen Vorrichtung; Figures 1 and 2 the basic structure of two embodiments of the device according to the Invention.

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Empfangsspule; Fig. 3 is a cross section through a receiver coil;

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Sendespule; Fig. 4 is a cross section through a transmitting coil;

Fig. 5 und 6 Querschnitte durch zwei Ausführungsbeispiele einer Sende- und Empfangs spule; Fig. 5 and 6 are cross sections through two embodiments of a transmitting and receiving coil;

Fig. 7 einen beispielhaften Amplitudenverlauf für ein Sendesignal mit unterschiedlichen Frequenzen; und Fig. 7 is an exemplary amplitude profile for a transmission signal at different frequencies; and

Fig. 8 schematisch eine Einrichtung zur Umschaltung eines Senders auf unterschiedliche Sendefrequenzen. Fig. 8 schematically shows a device for switching a transmitter to different transmission frequencies.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur berührungsfreien induktiven Übertragung von Daten in einem System zur berührungsfreien induktiven Energieübertragung. Das Energieübertragungssystem kommt unter anderem bei bodengebundenen Flurtransport anlagen oder Krananlagen zum Einsatz. Es handelt sich um ein wechselstromdurch flossenes Primärleitersystem, aus dessen Feld induktiv Energie ausgekoppelt wird. Daten werden auf ein in dieser Weise versorgetes Fahrzeug dadurch übertragen, dass das Primärleitersystem leitungsgebunden die Führung der Datenströme übernimmt.The device according to the invention is used for the contactless inductive transmission of Data in a system for contactless inductive energy transfer. The Energy transmission system comes among other things with ground-based floor transport systems or crane systems. It is an alternating current fin primary conductor system, from the field of which inductive energy is extracted. Data are transmitted to a vehicle supplied in this way by the fact that the Primary conductor system wired takes over the management of the data streams.

Dazu werden den zu übertragenden Daten entsprechende elektrische Ströme über eine Sendespule in die Primärleitung hineininduziert und leitungsgeführt an einer anderen Stelle aus der Primärleitung wieder induktiv ausgekoppelt. Die zur Datenübertragung benutzten Frequenzen unterschieden sich von der Grundfrequenz des Primärleiters, so dass im Empfänger durch geeignete Frequenzfilter die Nutzsignale bzw. die Daten wiederherge stellt werden können. Für die Übertragung der Daten können unterschiedliche Modula tionsarten und Trägerfrequenzen genutzt werden.For this purpose, electrical currents corresponding to the data to be transmitted are transmitted via a Transmitter coil induced in the primary line and routed at another location inductively coupled out of the primary line again. The used for data transmission Frequencies differed from the basic frequency of the primary conductor, so that in Recipients by suitable frequency filters restore the useful signals or the data can be put. Different modules can be used to transfer the data types and carrier frequencies can be used.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau des Gesamtsystems dargestellt. Eine Stromquelle 1 speist einen Wechselstrom in einen Primärleiter 2, 7, 8 ein. Ein Frequenzfilter 3 dämpft die von der Stromquelle 1 ausgehenden Störungen für den zur Datenübertragung relevan ten Frequenzbereich. Ein Saugkreis 4 ist auf die Datenübertragungsfrequenzen abge stimmt. Er bildet so quasi einen Kurzschluss für diese Frequenzen und ermöglicht einen Stromfluss der aufmodulierten Datenfrequenzen, da Hinleiter 7 und Rückleiter 8 eine Leiterschleife bilden. Stromabnehmer 9, 14, Sender 10, 15 und Empfänger 11, 16 sind induktiv mit dem Feld von Hin- und Rückleiter 7, 8 gekoppelt. Die Leiter sind parallel geführt. An ihren Einspeisepunkten 5, 6 wird der Primärwechselstrom zugeführt. Die Endpunkte 12, 13 sind miteinander verbunden. Sender 10 bzw. 15, Empfänger 11 bzw. 16 und Stromabnehmer 9 bzw. 14 sind hier als getrennte Einheiten dargestellt und können sich z. B. auf einem beweglichen Verbraucher befinden.In Fig. 1 the basic structure of the overall system is shown. A current source 1 feeds an alternating current into a primary conductor 2 , 7 , 8 . A frequency filter 3 attenuates the interference emanating from the current source 1 for the frequency range relevant to data transmission. A suction circuit 4 is tuned to the data transmission frequencies. It quasi forms a short circuit for these frequencies and enables a current flow of the modulated data frequencies, since outgoing conductors 7 and return conductors 8 form a conductor loop. Current collectors 9 , 14 , transmitters 10 , 15 and receivers 11 , 16 are inductively coupled to the field of forward and return conductors 7 , 8 . The conductors are run in parallel. The primary alternating current is supplied at their feed points 5 , 6 . The end points 12 , 13 are connected to one another. Transmitter 10 and 15 , receiver 11 and 16 and pantograph 9 and 14 are shown here as separate units and can be z. B. are on a mobile consumer.

In Fig. 2, in der gleiche Teile mit demselben Bezugszeichen versehen sind, wird nur ein Hinleiter 27 zur Ein- und Auskopplung von Energie und Daten genutzt. Ein Rückleiter 28 dient nur zur Stromrückführung. Die Leiterschleife kann eine beliebige Form annehmen.In Fig. 2, in which the same parts are provided with the same reference numerals, only one outgoing conductor 27 is used for coupling and decoupling energy and data. A return conductor 28 is used only for current feedback. The conductor loop can take any shape.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch eine Empfangsspule 33 dargestellt, wie sie nach Fig. 2 verwendet wird. Ein U-förmiger Ferritkern 32 sammelt das Feld eines Leiters 31. Die Empfangsspule 33 bildet zusammen mit R und C einen gedämpften Schwingkreis 34, der auf die Frequenzen der Daten eingestellt ist und der Unterdrückung der Primärstrom frequenz dient. Vorteilhaft ist es, wenn die beiden Frequenzen einer digitalen Datenüber tragung (LOW und HIGH) so dicht beieinander liegen, dass beide den Schwingkreis 34 passieren können. In einer nachfolgenden Elektronik 35 werden die Signalzustände wieder den einzelnen Datenfrequenzen zugeordnet (FM-Demodulation). FIG. 3 shows a cross section through a receiving coil 33 , as is used according to FIG. 2. A U-shaped ferrite core 32 collects the field of a conductor 31 . The receiving coil 33 forms together with R and C a damped resonant circuit 34 , which is set to the frequencies of the data and is used to suppress the primary current frequency. It is advantageous if the two frequencies of a digital data transmission (LOW and HIGH) are so close together that both can pass the resonant circuit 34 . In subsequent electronics 35 , the signal states are again assigned to the individual data frequencies (FM demodulation).

In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine Sendespule 42 dargestellt, wie sie nach Fig. 2 verwendet wird. Die Schenkel eines U-förmigen Ferritkerns 41 sind länger als bei der Empfangsspule 33 nach Fig. 3 und umfassen einen Leiter 40, um den Kopplungsgrad zu erhöhen. Die Ferritkerne 32, 41 von Fig. 3 und Fig. 4 sind prinzipiell austauschbar. FIG. 4 shows a cross section through a transmission coil 42 , as is used according to FIG. 2. The legs of a U-shaped ferrite core 41 are longer than in the receiving coil 33 according to FIG. 3 and comprise a conductor 40 in order to increase the degree of coupling. The ferrite cores 32, 41 of Fig. 3 and Fig. 4 are in principle interchangeable.

In Fig. 5 und Fig. 6 haben Hin- und Rückleiter 51, 52 eine parallele Anordnung. Die Fig. 5 zeigt den Querschnitt einer Sende- oder Empfangsspule 54 mit E-förmigem Ferritkern 53. Die Spule 54 umfasst den Mittelschenkel des Ferntkerns 53 Fig. 6 zeigt den gleichen Ferritkern 53 mit einer anderen Spulenverteilung. Jeder Schenkel wird hier von einer Spule 61, 62, 63 umfasst, was zu einer gleichmäßigeren Flussverteilung führen kann. Grundsätzlich sind verschiedene Ferritkernformen möglich. Die Darstellung des E-förmigen Ferntkerns 53 soll nur der Verdeutlichung einer grundsätzlichen Anordnung dienen.In Fig. 5 and Fig. 6 and return conductors 51 have 52 a parallel arrangement. FIG. 5 shows the cross section of a transmitting or receiving coil 54 having an E-shaped ferrite core 53rd The coil 54 encompasses the center leg of the Ferntkerns 53 Fig. 6 shows the same ferrite core 53 with a different coil distribution. Each leg is surrounded by a coil 61 , 62 , 63 , which can lead to a more uniform flow distribution. Basically, different ferrite core shapes are possible. The representation of the E-shaped Ferntkerns 53 is only intended to illustrate a basic arrangement.

In Fig. 7 ist die Amplitudenschwingung der Sendefrequenz dargestellt. Bit 1 und Bit 2 werden durch unterschiedliche Frequenzen übertragen. Die Frequenzen sind so gewählt, dass beim Abschluss der Sinusschwingung im Nulldurchgang genau die durch die Baudrate vorgegebene Periodendauer (z. B. T = 52,08 µs) erreicht ist. Die Frequenzen f1 und f2 gehen ohne Phasensprung ineinander über. Bit 3 entspricht Bit 1. Auch hier erfolgt der Übergang zur Frequenz f2 ohne Phasensprung.In Fig. 7 the amplitude of vibration of the transmission frequency is shown. Bit 1 and bit 2 are transmitted by different frequencies. The frequencies are selected in such a way that when the sine wave ends at the zero crossing, exactly the period specified by the baud rate (eg T = 52.08 µs) is reached. The frequencies f1 and f2 merge into each other without a phase jump. Bit 3 corresponds to bit 1 . Here too the transition to frequency f2 takes place without a phase shift.

In Fig. 8 ist schematisch die Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen Sendefrequen zen dargestellt, wobei die eine Frequenz z. B. mit einem Rechteckgenerator 81 mit nachfolgendem Sendeverstärker 83 und die andere Frequenz z. B. mit einem Recht eckgenerator 82 und angeschlossenem Sendeverstärker 84 erzeugt wird. Die von den beiden Sendeverstärkern 83, 84 abgegebenen Signale werden über einen Umschalter 85 dem Eingang eines Serienschwingkreises 88 aus einem Kondensator 89 und einer Spule 90 zugeführt, an die sich ein Bedämpfungswiderstand 91 anschließt.In Fig. 8 the switching between two different transmission frequencies is shown schematically, the one frequency z. B. with a square wave generator 81 with subsequent transmit amplifier 83 and the other frequency z. B. with a right corner generator 82 and connected transmitter amplifier 84 is generated. The signals emitted by the two transmit amplifiers 83 , 84 are fed via a changeover switch 85 to the input of a series resonant circuit 88 comprising a capacitor 89 and a coil 90 , to which a damping resistor 91 is connected.

Der Serienschwingkreis 88 ist z. B. auf die Frequenz des vom Sendeverstärker 84 kommenden Signals abgestimmt. Soll durch Umlegen des Umschalters 85 das Signal des Sendeverstärkers 83 gesendet werden, wird gleichzeitig mit dem Umschalter 85 auch ein sonst offener Umschalter 86 geschlossen. Dadurch wird dem Kondensator 89 ein zweiter Kondensator 87 parallel geschaltet und der Schwingkreis 88 auf die Frequenz des vom Sendeverstärker 83 kommenden Signals abgestimmt. Unabhängig davon, welches der beiden Signale übertragen werden soll, kann der Schwingkreis 88 daher immer in einem ideal abgeglichenen Zustand sein. Dabei kann z. B. das Signal mit der Frequenz f1 (Fig. 7) vom Sendeverstärker 83 und das Signal mit der Frequenz f2 (Fig. 7) vom Sendever stärker 84 abgegeben werden, während durch den Umschalter 86 die gewünschte Bitfolge festgelegt wird.The series resonant circuit 88 is, for. B. tuned to the frequency of the signal coming from the transmitter amplifier 84 . 85 is to be sent the signal of the transmitter amplifier 83 by switching the change-over switch is closed simultaneously with the switch 85 also an otherwise open switch 86th As a result, a second capacitor 87 is connected in parallel to the capacitor 89 and the resonant circuit 88 is tuned to the frequency of the signal coming from the transmission amplifier 83 . Regardless of which of the two signals is to be transmitted, the resonant circuit 88 can therefore always be in an ideally balanced state. Here, for. B. the signal with the frequency f1 ( Fig. 7) from the transmitter amplifier 83 and the signal with the frequency f2 ( Fig. 7) from the send amplifier 84 are emitted, while the desired bit sequence is determined by the switch 86 .

Die Spule 90 kann z. B. entsprechend Fig. 5 ausgebildet sein. Soll sie gleichzeitig als Empfangsspule wirken (Fig. 5, 6), wird die Schaltung nach Fig. 8 um entsprechende Schaltelemente zur Demodulation ergänzt.The coil 90 may e.g. B. may be designed according to FIG. 5. If it is to act as a receiving coil at the same time ( FIGS. 5, 6), the circuit according to FIG. 8 is supplemented by corresponding switching elements for demodulation.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Dies gilt insbesondere für die Ausbildung der Sende- und/oder Empfangsspulen, die zur induktiven Ein- oder Auskopplung der übertragenen Daten verwendeten Mittel und die Zahl der vorgesehenen Datenkanäle. Insbesondere können durch Übertragung von Signalen mit je zwei weiteren Frequenzen f3, f4 bzw. f5, f6 usw. weitere Datenkanäle geschaffen werden, in denen analog zum beschriebenen Ausführungsbeispiel z. B. die Frequenzen f3 und f5 die Bedeutung LOW und die Frequenzen f4 und f6 die Bedeutung HIGH haben. Außerdem wäre es möglich, über den Primärleiter durch induktive Ein- bzw. Auskopplung auch die zum Betreiben des Senders und/oder Empfängers erforderliche Energie zu übertragen, egal ob diese stationär oder fahrbar angeordnet sind. Weiterhin ist es möglich, in der beschriebenen Weise Befehlsdaten zu übertragen, die z. B. dem Zweck dienen, längs des Primärleiters angeord nete oder verfahrbare Verbraucher anzusteuern (z. B. im Sinne der Ein- oder Ausschal tung von Beleuchtungskörpern). Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkma le auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described, which are based on can be modified in many ways. This applies in particular to training the transmitting and / or receiving coils for inductive coupling or decoupling of the transmitted data used means and the number of data channels provided. In particular, by transmitting signals with two further frequencies f3, f4 or f5, f6 etc. further data channels are created in which analog to the described embodiment z. B. the frequencies f3 and f5 the meaning LOW and the frequencies f4 and f6 have the meaning HIGH. It would also be possible via the primary conductor through inductive coupling or decoupling also for operating the Transmitter and / or receiver to transmit required energy, regardless of whether it is stationary or are arranged to be mobile. Furthermore, it is possible in the manner described To transmit command data, the z. B. serve the purpose, arranged along the primary conductor to control nete or movable consumers (e.g. in the sense of switching on or off lighting fixtures). Finally, it is understood that the various features le also used in combinations other than those shown and described can be.

Claims

1. Device for the transmission of data within a system for contactless inductive energy transmission, wherein a primary current conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ) is used in addition to energy transmission for the transmission of data, characterized that the data is inductively coupled into and out of the primary conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the forward and return conductors or only one of these two conductors of the primary conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ) are used for coupling and decoupling the data become.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that different logic states of the digital data to be transmitted through the inductive coupling of different frequencies (f1, f2) into the primary conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ) are transmitted, each of which corresponds to a specific logic state.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the data are transmitted simultaneously in a plurality of data channels via the primary conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ) by the signal states in these data channels are assigned at different frequencies (f1, f2 or f3, f4).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that under different logic states of the data to be transmitted by feeding a Fre sequence can be realized with different amplitudes.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a ferrite core ( 32 , 41 , 53 ) is used for inductive coupling or decoupling into a transmitting or receiving coil ( 33 , 42 , 54 , 61 to 63 ) becomes.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that transmission and receiver coil are identical or also identical.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the transmitter and receiver are supplied by a separate, inductive energy transmission from the field of the primary conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ) ,

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that itself Transmitter and / or receiver and / or power supply unit together on one Vehicle.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the inductive transmission of the data via the primary conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ) is realized in that in the gap between transmitting or receiving coil ( 33 , 42 , 54 , 61 to 63 ) and primary conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ) instead of gaseous media such as air fluid media (e.g. Water, oil, etc.).

11. The device according to one of claims 1 to 10, characterized in that itself a transmitter and / or receiver is stationary on the side of the primary conductor, in Contrary to the transmitters / receivers on the moving vehicles.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the fundamental frequency of the primary current as a disturbance variable in the received signal is reduced by filters ( 34 ) in the receiver to such an extent that the frequency (s) modulated for data transmission can be evaluated.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that at the feed point ( 5 , 6 ) of the current used for energy transmission into the primary conductor ( 7 , 8 ), a frequency filter ( 3 ) reduces the frequency portion of the primary current used for data transmission.

14. The device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the transmission of data via the primary conductor ( 7 , 8 ) is improved by in parallel at a feed point ( 5 , 6 ) of the current in the primary conductor ( 7 , 8 ) one or more frequency filters ( 4 ) are installed for feeding, which are tuned to the frequency range used by data transmission and thereby reduce the impedance for this frequency range.

15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that suitable input and output filters are provided on the vehicle side, which ensure a reduction of the interference level in the frequency range which is used for data transmission via the primary conductor ( 2 , 7 , 8 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 52 ) is used.

16. The device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the Data transfer rate is increased by the control signals of the logic states corresponding frequencies in frequency change without phase jump into one another hen.

17. The device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the Data transmission is also used for the targeted control of individual consumptions in a complex transmission system with multiple, selective consumers.

18. Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that for the Data transmission frequency, amplitude and / or phase modulation methods and / or Coding and / or correlation methods are provided.

19. Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the Data transfer rate is increased in that the resonant circuit elements are switched be and the energy storage have an initial energy state to the on reduce the oscillation times of the transmitting and receiving circuit.