用于在壁與在該壁上固定的翼扇之間無接觸地傳輸電能的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在壁與圍繞鉸接軸線鉸接地固定在該壁上的翼扇之間無接觸地傳輸電能的方法和設(shè)備，其中設(shè)置在壁上固定的初級功率線圈（117）和在翼扇上固定的次級功率線圈（121），其中設(shè)置初級功率電子裝置（PLE），在該初級功率電子裝置中能夠存儲傳送特性，該傳送特性的形式為在次級功率線圈（121）上獲得的功率與輸送給初級功率線圈的初級功率相關(guān)的函數(shù)。
【專利說明】用于在壁與在該壁上固定的翼扇之間無接觸地傳輸電能的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在壁與圍繞鉸接軸線鉸接地固定在該壁上的翼扇之間無接觸地傳輸電能的方法和設(shè)備，其中設(shè)置在壁上固定的初級功率線圈和在翼扇上固定的次級功率線圈，其中初級功率線圈和次級功率線圈借助于鉸鏈銷處于感應(yīng)的作用連接。
【背景技術(shù)】
[0002]特別是建筑物如房屋、商店或生產(chǎn)車間的門的翼扇以日益增大的程度具有改進(jìn)安全性或舒適性的裝置，通過在門之外設(shè)置的監(jiān)視或操縱裝置監(jiān)視或操縱其總是當(dāng)前的工作狀況和其操作并且將那些工作狀況變化或可能出現(xiàn)的由傳感器接收的各信號發(fā)送給監(jiān)視或操縱裝置。
[0003]在這里應(yīng)示例性列舉在樓房中安裝的入室盜竊報警中心，它與在門上設(shè)置的裝置、例如用于打開、穿過、關(guān)閉、破壞活動或電機鎖閉的監(jiān)視裝置通信。
[0004]為了在監(jiān)視裝置與處在門上的裝置之間傳輸相應(yīng)的狀況變化或數(shù)據(jù)，在現(xiàn)有技術(shù)中使用電纜，其柔性地設(shè)置在翼扇與框架之間并且經(jīng)常為了保護(hù)由柔性的金屬軟管包圍。
[0005]這樣的電纜過渡大大損害視覺的形象并且在關(guān)閉翼扇時可能被夾住，這可能導(dǎo)致電纜的損壞或甚至導(dǎo)致破壞。此外電纜過渡對于可能的不正當(dāng)操縱而言構(gòu)成薄弱環(huán)節(jié)，為此為了防破壞活動也在電纜過渡中實現(xiàn)傳感器或觸點的所謂Z形布線。
[0006]由DE102004017341A1已知一種鉸鏈，其包括裝入的變壓器用于無接觸的能量傳輸。該鉸鏈包括在框架鉸鏈件上設(shè)置的初級線圈和在翼扇鉸鏈件上設(shè)置的次級線圈。一個穿過這兩個線圈的鐵芯用于將次級線圈向初級線圈磁性耦合(它們沿鉸接軸線的方向彼此保持間距)，該鐵芯同時形成鉸鏈銷。
[0007]雖然原則上利用該設(shè)置可以在壁與在該壁上固定的翼扇之間無接觸地傳輸電能和/或電信號，但這樣的設(shè)備不能在次級側(cè)至少近乎無延遲地提供功率，這例如在突然的功率需求時是需要的，以用于驅(qū)動電機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種用于在壁與在該壁上固定的翼扇之間無接觸地傳輸電能的、在這方面改進(jìn)的方法和用于實施該方法的設(shè)備，其中設(shè)置固定在壁上的第一線圈和固定在翼扇上的第二線圈，該第一和第二線圈處于感應(yīng)的作用連接。
[0009]通過權(quán)利要求1中描述的方法和通過權(quán)利要求3中描述的設(shè)備達(dá)到該目的。
[0010]在按照本發(fā)明的方法中，測量流過初級功率線圈的初級電流并且將測量值輸送給初級功率電子裝置。在該初級功率電子裝置中設(shè)置數(shù)據(jù)存儲器，在該數(shù)據(jù)存儲器中存儲在初級功率線圈和次級功率線圈之間的傳送特性，即在次級功率線圈上獲得的功率與輸送給初級功率線圈的初級功率的相關(guān)性?；谠搨魉吞匦砸阎诔跫墏?cè)需要何種功率以在次級側(cè)獲得規(guī)定的功率。[0011]當(dāng)在次級側(cè)不需要電功率時，換句話說，當(dāng)在次級側(cè)沒有電路閉合時，在初級側(cè)僅僅測量泄露電流。因為傳送特性存儲在初級功率電子裝置中，所以在次級電路的開口端上作用的電壓是已知的。
[0012]當(dāng)現(xiàn)在在次級側(cè)功率需求突然上升時，例如因為為了觸發(fā)一個功能而必須給一個電動驅(qū)動裝置加載電功率時，這導(dǎo)致初級電流的上升。如果這被初級功率電子裝置檢測到，那么其例如控制一個可以包含切換調(diào)節(jié)器和/或脈沖寬度調(diào)制器的逆變器，使得近乎無延遲地給初級功率線圈加載最大的功率。這優(yōu)選通過作用最大允許的初級電壓和優(yōu)選設(shè)計成矩形交流電壓(其具有40kHz頻率)的初級功率電壓的最大的脈沖寬度實現(xiàn)。
[0013]為了在次級側(cè)不超過通過次級側(cè)的負(fù)載最大允許的次級電壓，在次級側(cè)設(shè)置限壓裝置，借助于該限壓裝置將基于感應(yīng)在次級功率線圈中產(chǎn)生的次級電壓值限制在最大電壓值。由于該措施，在次級側(cè)并且因此在初級側(cè)僅僅流動實際上需要的電流。借助于測量的初級電流，現(xiàn)在初級功率電子裝置將初級功率線圈所加載的功率向下調(diào)節(jié)，直至根據(jù)所存儲的傳送特性在次級側(cè)必須作用所需要的功率。在此初級功率優(yōu)選通過分四個階段的電壓改變和通過無級的脈沖寬度改變進(jìn)行適配。
[0014]通過了解了傳送特性，在初級電壓和脈沖寬度之間規(guī)定的預(yù)先已知的關(guān)系的情況下，次級側(cè)的功率是已知的。在這種情況下必須是流動一個規(guī)定的預(yù)先已知的初級功率電流。
[0015]如果現(xiàn)在測量的初級電流與期望的電流值相比具有較低的值，則所提供的功率過高，那么通過限壓裝置減小次級功率。
[0016]如果測量的初級電流值較高，則提供的功率過低。而后初級功率電子裝置根據(jù)存儲的特性通過提高電壓和/或脈沖寬度來提高所提供的初級功率。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的用于在壁與圍繞鉸接軸線鉸接地固定在該壁上的翼扇之間無接觸地傳輸電能的設(shè)備包含可在壁上固定的初級功率線圈和可在翼扇上固定的次級功率線圈?？梢栽O(shè)置鉸鏈銷作為在初級功率線圈和次級功率線圈之間的磁性的導(dǎo)磁體。
[0018]根據(jù)本發(fā)明設(shè)置初級功率電子裝置，在該初級功率電子裝置中能夠存儲傳送特性，其形式為在次級功率線圈上獲得的功率與輸送給初級功率線圈的初級功率相關(guān)的函數(shù)。此外設(shè)置電流測量裝置，利用該電流測量裝置能夠測量流過初級功率線圈的初級電流并且相應(yīng)的測量值能夠被輸送給初級功率電子裝置。最后設(shè)置用于影響初級功率的裝置，其優(yōu)選可以具有切換調(diào)節(jié)器和/或脈沖寬度調(diào)制器。在次級側(cè)設(shè)置限壓裝置，利用該限壓裝置將在次級功率線圈中基于感應(yīng)所產(chǎn)生的次級電壓值限制在預(yù)定的最大電壓值。
[0019]此外可以設(shè)置將在次級線圈中感應(yīng)的次級功率電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的整流器。
[0020]此外，初級功率電子裝置可以具有逆變器。該設(shè)備而后適合連接到壁側(cè)的直流電壓源，例如連接到危險警報裝置的緊急電流緩沖的電源部分的直流電流輸出端上。
[0021]初級功率電子裝置可以為了改善運行安全性具有用于濾出干擾頻率的低通濾波器。
[0022]如果在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中初級和次級功率線圈也應(yīng)當(dāng)用于雙向的信號或數(shù)據(jù)傳送，或者為此存在單獨的第一和第二線圈，那么可以在一個規(guī)定的時間間隔內(nèi)將初級功率線圈或第一線圈利用至少一個第一控制信號作用并且測定所述至少一個在次級功率線圈中或在第二線圈中感應(yīng)的第一信號。[0023]此外在上述的時間間隔內(nèi)給第二線圈作用至少一個第二控制信號并且同樣檢測所述至少一個在第一線圈中感應(yīng)的第二信號。如果在該雙向的信號傳輸情況下，一個線圈在該控制時間間隔內(nèi)未被作用或者說供給預(yù)期的控制信號的至少一部分或在該線圈中沒有檢測到基于控制信號預(yù)期的感應(yīng)的信號的至少一部分，則產(chǎn)生故障和/或干擾信號。如果將故障和/或干擾信號轉(zhuǎn)送給例如危險報警中心以便觸發(fā)警報，則通過按照本發(fā)明的方法顯著地改進(jìn)防破壞保護(hù)。但也可以將故障和/或干擾信號供給所謂的“看門狗”，以便這樣在出現(xiàn)技術(shù)故障時避免觸發(fā)錯誤警報。
[0024]當(dāng)接下來提到“第一”和“第二”線圈時，也分別可選地指初級或次級功率線圈。
[0025]實驗已表明，在控制信號和感應(yīng)的信號的雙向的傳輸和檢測的情況下在個別情況下可以導(dǎo)致信號干擾。為了避免這樣的干擾總是導(dǎo)致警報觸發(fā)，優(yōu)選在該時間間隔內(nèi)向第一和第二線圈分別供給兩個控制信號。只在未供給或未檢測到兩個控制信號或兩個感應(yīng)的第二信號時才產(chǎn)生干擾信號。換句話說，只有當(dāng)兩個依次相繼的控制信號循環(huán)被識別為有錯誤的時，才觸發(fā)干擾信號。
[0026]在該方法的特別優(yōu)選的進(jìn)一步設(shè)計中，第一或第二線圈在產(chǎn)生感應(yīng)信號之后被供給一個響應(yīng)控制信號，該響應(yīng)控制信號又在相應(yīng)另一線圈中產(chǎn)生感應(yīng)的信號。
[0027]所述時間間隔(在其中產(chǎn)生或檢測相互相關(guān)的信號)優(yōu)選在IOms (毫秒)與500ms之間、特別優(yōu)選為約60ms。
[0028]優(yōu)選在一個時間間隔(20ms至100ms、特別優(yōu)選約40ms)內(nèi)產(chǎn)生一個控制信號和一個相關(guān)的響應(yīng)控制信號。
[0029]控制信號原則上可以是任意的類型，其能夠在相應(yīng)另一線圈中以感應(yīng)的方式產(chǎn)生信號。但特別優(yōu)選的是，控制信號(特別優(yōu)選響應(yīng)控制信號也)通過載波電壓的調(diào)制產(chǎn)生。為此考慮基本上所有的用于信號調(diào)制的已知方法。但特別優(yōu)選的是，為了雙向的傳輸，載波電壓通過控制信號被振幅調(diào)制并且響應(yīng)控制信號是頻率調(diào)制的?？刂菩盘杻?yōu)選在翼扇側(cè)產(chǎn)生，響應(yīng)控制信號優(yōu)選在壁側(cè)產(chǎn)生。
[0030]載波電壓的載波頻率與線圈系統(tǒng)的設(shè)計相關(guān)。在具有殼體和芯體(其包含錳鋅鐵氧體)的線圈系統(tǒng)的情況下，可以根據(jù)錳鋅材料使用20kHz至2MHz的載波頻率。同樣也可以考慮的是，應(yīng)用空心線圈。載波頻率也可以較聞。
[0031]為了也提高對于復(fù)雜的破壞方法的保護(hù)，其例如包含一個破壞線圈與第一線圈而不是設(shè)置在翼扇上的第二線圈的感應(yīng)耦合，在該方法的進(jìn)一步設(shè)計中規(guī)定在該時間間隔內(nèi)詢問在翼扇側(cè)設(shè)置的控制電阻的值?？刂齐娮柚悼梢酝ㄟ^翼扇側(cè)的警報組模擬和數(shù)字化并且以滾動碼傳送給初級側(cè)。由此提供了另外一個防破壞阻礙，因為在感應(yīng)耦合以將翼扇側(cè)的線圈脫離耦合時也必須已知電阻值和產(chǎn)生相應(yīng)的信號。
[0032]控制電阻的詢問值可以通過作用在第二線圈上的載波電壓的調(diào)制傳送給第一線圈并且而后與額定值比較。第二故障信號可能而后例如用于觸發(fā)一個警報，當(dāng)所測定的值超過一個確定的仍然允許的與參考值的差值時。試驗表明，為了減小錯誤警報風(fēng)險，大約為40 %的電阻值的差值特別適合于作為閾值。
[0033]為了對于下面的情況下也顯著提高破壞的難度，即實施破壞活動的人員已知電阻值，第一和第二線圈優(yōu)選至少被加密的控制信號和響應(yīng)控制信號作用。
[0034]如此加難未授權(quán)者的解碼可能性，當(dāng)特別優(yōu)選控制信號和響應(yīng)控制信號借助于滾動碼加密時。
[0035]為了進(jìn)一步提高反破壞活動的安全性，該方法包括與第一線圈電連接的初級電子裝置和與第二線圈連接的次級電子裝置的相互證實的方法步驟。
[0036]用于實施上述方法的設(shè)備包括:在壁上設(shè)置的第一線圈和在翼扇上設(shè)置的第二線圈，其中第一線圈和第二線圈處于感應(yīng)的作用連接；以及連接于第一線圈的初級電子裝置和連接于第二線圈的次級電子裝置，其中初級電子裝置和次級電子裝置包括用于產(chǎn)生和檢測控制信號和響應(yīng)控制信號的裝置。
[0037]優(yōu)選次級電子裝置包括用于利用控制信號調(diào)制載波電壓的裝置、優(yōu)選振幅調(diào)制器。初級電子裝置優(yōu)選同樣包含用于利用響應(yīng)控制信號調(diào)制載波電壓的裝置、優(yōu)選頻率調(diào)制器。
[0038]此外優(yōu)選設(shè)置用于對初級和次級電子裝置進(jìn)行證實的裝置。
[0039]為了使得初級和次級電子裝置在翼扇關(guān)閉時在不破壞的情況下不能接近，初級和次級電子裝置分別具有一個殼體，該殼體適合安裝到框架型材或翼扇型材中，特別是裝入在翼扇關(guān)閉時相互面對的各側(cè)面上的型材凹槽中。
[0040]為了一方面避免初級電子裝置或次級電子裝置受外部的電磁場的干擾，另一方面阻止電磁輻射從殼體漏出，殼體優(yōu)選構(gòu)成為屏蔽的。
[0041]為了防止在各殼體中設(shè)置的各電子構(gòu)件(它們通常自身發(fā)出一定的熱量)的過熱，殼體優(yōu)選由導(dǎo)熱材料制造，為了簡化制造，殼體特別優(yōu)選由導(dǎo)熱的塑料材料制造。
[0042]此外初級電子裝置和次級電子裝置優(yōu)選包括調(diào)制解調(diào)器用于待傳輸?shù)男盘柡涂刂菩盘柕?-Bit加密和解碼。借助于該調(diào)制解調(diào)器也可以例如調(diào)制地和對干擾不敏感地傳輸由在翼扇上設(shè)置的裝置和傳感器轉(zhuǎn)送的模擬信號。初級電子裝置和次級電子裝置還可以分別包括一總線系統(tǒng)，在其上可以分別連接多個傳感器。借助于各傳感器提供的測量值或運行狀況的傳輸可以在調(diào)制和解調(diào)以后連續(xù)地例如在使用可以符合RS485標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議的情況下實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]以下擬借助附圖中示出的實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。其中:
[0044]圖1示意示出按照本發(fā)明的設(shè)備透視圖，其中部分剖開示出鉸鏈件和翼扇件，包括示意示出的初級電子裝置和次級電子裝置；
[0045]圖2再次示意示出按圖1的設(shè)備在框架型材和翼扇型材上的安裝狀態(tài)，翼扇型材繞一鉸接軸線鉸鏈地與框架連接；
[0046]圖3該設(shè)備的總電路圖；
[0047]圖4該設(shè)備的框架側(cè)的初級電子裝置的方框圖；
[0048]圖5該設(shè)備的翼扇側(cè)的次級電子裝置的方框圖；
[0049]圖6根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另外一個實施例的通過鉸接軸線S的縱向剖視圖，其同時承擔(dān)傳統(tǒng)的鉸鏈的功能；
[0050]圖7該實施例的翼扇鉸鏈件的透視的細(xì)節(jié)圖，其也具有在框架鉸鏈部分中設(shè)置的線圈；
[0051]圖8該實施例的框架側(cè)的初級功率電子裝置的方框圖以及[0052]圖9該實施例的翼扇側(cè)的次級功率電子裝置的方框圖。
【具體實施方式】
[0053]附圖1作為整體用100標(biāo)記的設(shè)備在外觀上模擬所謂三件式的鉸鏈。它按需要同時可以達(dá)到具有的鉸鏈功能并因此代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉸鏈?；蛩挥糜陔娔芎?或電信號的無接觸的傳輸并且附加于傳統(tǒng)的鉸鏈設(shè)置在翼扇/鉸鏈裝置上。
[0054]設(shè)備100包括鉸鏈件1，該鉸鏈件用于固定在一個固定的框架Rl上。鉸鏈件具有兩個鉸鏈部分2、2'，它們沿鉸接軸線S的縱向方向彼此間隔開一間隔空間3。
[0055]在上鉸鏈部分2與下鉸鏈部分W之間在間隔空間3中設(shè)置一翼扇件5的鉸鏈部分4，它在附圖所示的實施例中安裝在一翼扇框架F上。為了固定，鉸鏈件I包括鉸鏈固定件6、6'，翼扇件5包括一翼扇固定件7。
[0056]通過一穿過鉸鏈部分2、2'和4的鉸鏈銷8確定鉸接軸線S，鉸鏈銷8以已知方式穿過在鉸鏈銷容納部中的各鉸鏈部分，鉸鏈銷容納部為了清楚起見在附圖中未示出。
[0057]在鉸鏈件I的上鉸鏈部分2中設(shè)置第一電線圈19，它由螺旋彈簧18施加按圖1向下作用的彈簧力。線圈19借助于至少兩股的優(yōu)選屏蔽的電導(dǎo)線17連接于初級電子裝置PE0
[0058]在翼扇件5的鉸鏈部分4中裝入第二電線圈20，該第二電線圈借助于螺旋彈簧21施加一按圖1向上定向的彈簧力。第一和第二線圈在螺旋彈簧18、21的作用下相互貼緊。
[0059]第二線圈20經(jīng)由至少兩股的優(yōu)選屏蔽的電導(dǎo)線22連接于次級電子裝置SE。
[0060]初級電子裝置PE (圖4)具有一初級處理器38，其包括一輸入端40，該輸入端用于經(jīng)由一切換調(diào)節(jié)器54連接到一能量供給源41上，該切換調(diào)節(jié)器將由能量供給源提供的電壓變?yōu)槌跫壧幚砥鞯墓ぷ麟妷骸Ｔ谶@方面如圖3中可看出的，初級電子裝置可以是危險報警中心43的電源部分42的緊急電流緩沖的輸出端。它提供例如13.8V的供應(yīng)直流電壓。初級電子裝置PE包括逆變器52，它將輸入端直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橐贿m合于供給第一線圈19的交流電壓，其例如為12V并且具有40kHz的載波頻率。
[0061]初級處理器38具有端口 44a、44b，在其上接入例如打開、穿過、關(guān)閉和破壞活動監(jiān)視裝置的信號和控制信號例如用于危險報警裝置GMA的插銷操縱。這些控制信號由初級電子裝置借助于總線系統(tǒng)在例如使用符合RS485標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議的情況下轉(zhuǎn)變成串行數(shù)據(jù)組。
[0062]初級處理器38也包括看門狗，其監(jiān)視初級和次級電子裝置的功能和在初級和次級電子裝置上連接的各部件和系統(tǒng)的功能。在識別到故障的情況下該故障作為信號發(fā)送給危險報警裝置，以便避免在出現(xiàn)故障時觸發(fā)錯誤警報。此外看門狗可以啟動初級處理器38的程序指令以便消除問題。
[0063]此外初級電子裝置PE包括調(diào)制器53，借助于調(diào)制器通過待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組對載波頻率進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制的載波電壓存在于端口 45上并且經(jīng)由電導(dǎo)線17導(dǎo)向第一線圈19。
[0064]在第二線圈20中感應(yīng)次級電壓并且次級電壓經(jīng)由導(dǎo)線22導(dǎo)向次級電子裝置SE的端口 46。次級電子裝置包括解調(diào)器55，其解調(diào)通過信號調(diào)制的次級電壓并且例如將信號轉(zhuǎn)送給例如打開、穿過、關(guān)閉和破壞監(jiān)視裝置的次級處理器39。在次級處理器上經(jīng)由輸入/輸出導(dǎo)線連接用于狀況詢問和操縱的傳感器和裝置。
[0065]次級處理器39與能量供給源47連接，能量供給源例如在輸入端48上供給12V直流電壓。經(jīng)由在次級線圈20中感應(yīng)產(chǎn)生的供電電壓實現(xiàn)次級電子裝置的能量供應(yīng)。
[0066]此外次級電子裝置SE還包括調(diào)制器56，該調(diào)制器將由各上述監(jiān)視裝置的傳感器經(jīng)由端口 49提供的各信號以與初級電子裝置PE相對應(yīng)的方式轉(zhuǎn)變成串行信號包。將這樣調(diào)制的載波電壓經(jīng)由導(dǎo)線22施加到第二線圈20上。由此在第一線圈19中感應(yīng)的交流電壓經(jīng)由導(dǎo)線17導(dǎo)向初級電子裝置PE并且在初級電子裝置中在解調(diào)器57中解調(diào)和經(jīng)由端口 44供給危險報警裝置GMA。
[0067]為了產(chǎn)生盡可能對干擾不敏感的且損失低的信號傳輸，對待由初級側(cè)向次級側(cè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行頻率調(diào)制，待從次級側(cè)向初級側(cè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行振幅調(diào)制。
[0068]以8Bit分辨率和例如9600Baud的傳輸率實現(xiàn)因此建立的雙向的數(shù)據(jù)傳輸。
[0069]為了提高防破壞活動保護(hù)，從次級電子裝置SE以約40ms的時間間隔將控制信號包經(jīng)由導(dǎo)線22和17以及第二線圈20和第一線圈19轉(zhuǎn)送給初級電子裝置PE。初級電子裝置在此40ms時間間隔內(nèi)通過反饋響應(yīng)控制信號包至次級電子裝置SE而確認(rèn)接收到控制信號包。如果次級電子裝置SE在該時間間隔內(nèi)沒有接收到響應(yīng)控制信號，則再次向初級電子裝置發(fā)送控制信號包。如果初級電子裝置PE在200ms的時間間隔內(nèi)沒有從次級電子裝置SE接收到控制信號包，則產(chǎn)生干擾信號。這在兩個依次相繼的控制信號包是有缺陷的情況下也適用。
[0070]為了進(jìn)一步提高防破壞保護(hù)，在翼扇側(cè)一個控制電阻值被次級電子裝置SE模擬和詢問并且與在次級電子裝置SE中存儲的參考值進(jìn)行比較。如果該傳送的測量值偏離額定值優(yōu)選40%，那么這被認(rèn)為是破壞企圖的暗示。該比較結(jié)果在該時間間隔內(nèi)傳送給初級電子裝置PE。
[0071]為了進(jìn)一步提高安全性，控制信號包以及響應(yīng)控制信號包借助于滾動碼進(jìn)行加密，其可以被相應(yīng)接收的初級電子裝置PE或次級電子裝置SE解密。
[0072]在輸出端44上產(chǎn)生相應(yīng)的信號。
[0073]初級電子裝置PE和次級電子裝置SE安裝于機械牢固的可很好導(dǎo)熱的殼體50、51中，它們只簡化地示于圖2中。
[0074]初級電子裝置PE的殼體50裝入一壁側(cè)的框架型材中，次級電子裝置SE的殼體51裝入一翼扇型材中。如圖2可看出的，從在翼扇關(guān)閉時各相互面對的型材側(cè)實現(xiàn)安裝。通過該措施，殼體50、51從外面是看不見的并且可以通過破壞接觸(其在取走企圖時產(chǎn)生警報信號)防止不正當(dāng)操縱。
[0075]為了繼續(xù)提高防破壞活動安全性，初級電子裝置PE和次級電子裝置SE還設(shè)有用于相互證實的裝置，從而至少顯著地增加通過以前被篡改的電子裝置來不可覺察地替換初級電子裝置或次級電子裝置PE、SE的困難。
[0076]為了進(jìn)一步提高防破壞活動安全性，電子裝置的殼體設(shè)有蓋子和/或取走傳感器。如果它們探測到相應(yīng)的殼體的打開和/或取走，那么這被看成破壞企圖并且在輸出端44上產(chǎn)生一個相應(yīng)的信號。
[0077]上述的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實施例首先用于信號傳送。用于運行次級電子裝置所需要的電功率同樣在次級線圈中感應(yīng)地產(chǎn)生。通常為了操作次級側(cè)的各裝置，然而需要較高的電功率，與由初級線圈在次級線圈中在維持信號傳送時所能感應(yīng)的電功率相比。在這種情況下需要單獨的電功率供給用于操作次級側(cè)的各裝置。[0078]這種電功率供給在附圖6ff中示出的整體上利用200表示的實施例中同樣通過感應(yīng)耦合產(chǎn)生。設(shè)備200構(gòu)成為所謂的三件式的鉸鏈。該鉸鏈其包含一個框架鉸鏈件101，其構(gòu)成設(shè)備200的一個鉸鏈件102并且用于固定在一個固定的壁W上或固定在一個固定的框架上。框架鉸鏈件101具有兩個鉸鏈部分103、104，它們沿鉸接軸線S的縱向方向彼此間隔開一間隔空間105。
[0079]在上鉸鏈部分103與下鉸鏈部分104之間在間隔空間105中設(shè)置一翼扇鉸鏈件107的鉸鏈部分106，它在附圖所示的實施例中構(gòu)成一個可固定在翼扇F上的翼扇件108。
[0080]通過一穿過在鉸鏈銷容納部109、110和111中的各鉸鏈部分103、104和106的鉸鏈銷112確定鉸接軸線S。鉸鏈銷以已知的方式借助于由塑料軸承材料制成的支承套筒113、114垂直于鉸接軸線S可調(diào)節(jié)地支承在框架鉸鏈件101的鉸鏈部分103、104的鉸鏈銷容納部109,111中。
[0081]支承套筒115用于鉸鏈銷112在翼扇鉸鏈部分106的鉸鏈銷容納部110中的支承，該支承套筒也由塑料軸承材料制成。
[0082]上述的框架鉸鏈部分103的支承套筒113在其指向翼扇鉸鏈部分106的區(qū)域內(nèi)具有一個圍繞鉸接軸線S旋轉(zhuǎn)對稱的凹部116，在其中裝入電初級線圈117。該初級線圈借助于兩個電連接電纜118與一個功率電壓供給裝置119連接(見圖3)。
[0083]翼扇鉸鏈部分106的支承套筒115在面向初級線圈117的一側(cè)上同樣具有一個凹部120，在其中配合裝入次級線圈121，該次級線圈以與初級線圈117對應(yīng)的方式構(gòu)造。
[0084]次級線圈121沿著鉸接軸線S的方向可移動地支承在凹部120中并且經(jīng)由彈簧元件122支承在凹部120的底部123上，從而初級線圈和次級線圈117、121的彼此面對的端側(cè)124、125相互貼靠。
[0085]初級線圈和次級線圈117、121具有一個外徑，其近似等于銷容納部113、115的內(nèi)徑。由此通過上部的框架鉸鏈部分103和翼扇鉸鏈部分106的尺寸預(yù)定的橫截面面積最大可能地被初級線圈和次級線圈117、121利用，以便如此將可由初級線圈117感應(yīng)地傳入次級線圈121中的電功率最大化。
[0086]為了改善初級線圈和次級線圈117、121的耦合，鉸鏈銷112在被初級線圈和次級線圈117、121覆蓋的長度上具有一個收縮部126。在該收縮部中安裝一個套筒芯體141，該套筒芯體具有兩個由燒結(jié)的鐵氧體材料例如以錳鋅鐵氧體粉末為基的材料構(gòu)成。包圍套筒芯體141的鉸鏈銷112因此用作磁性的導(dǎo)磁體。
[0087]在翼扇鉸鏈部分106的與次級線圈121對置的區(qū)域內(nèi)在支承套筒115中加工出另外一個關(guān)于鉸接軸線S對稱的凹部127。該凹部用于容納信號傳遞線圈128，其也稱為第二線圈。信號傳遞線圈128也沿著鉸接軸線S的方向可移動地容納在容納部127中并且借助于彈簧130支撐在其底部129上。
[0088]利用與彈簧元件130對置的端側(cè)131，信號傳遞線圈128貼靠在一個另外的在相應(yīng)的凹槽133中支承的信號傳遞線圈134 (也稱為第一線圈)的端側(cè)132上。信號傳遞線圈134借助于連接電纜135與初級電子裝置PE (見圖3)連接。信號傳遞線圈和初級和次級電子裝置的工作方式和構(gòu)造對應(yīng)于借助于設(shè)備100闡述的。
[0089]在下部的框架鉸鏈部分104和翼扇鉸鏈部分106之間設(shè)置滑動盤137、138，以便減小通過鉸鏈的偏轉(zhuǎn)操作引起的磨損。[0090]如特別是在附圖6和7中可看出，信號傳遞線圈128、134與初級線圈和次級線圈117、121相比具有顯著較小的尺寸，因為對于信號傳遞而言較小的線圈體積是足夠的。在信號傳遞線圈128、134的覆蓋區(qū)域內(nèi)也設(shè)置在鉸鏈銷112的收縮部140的區(qū)域內(nèi)的套筒139由燒結(jié)的鐵氧體材料、例如以錳鋅鐵氧體粉末為基的材料構(gòu)成，套筒139與套筒芯體141相比具有顯著較小的壁厚，從而總體上信號傳遞線圈的區(qū)域與初級線圈和次級線圈117、121的區(qū)域相比適合于用于在壁或框架和翼扇之間傳遞較大的機械力。設(shè)備200的設(shè)有兩個單獨的用于功率和信號傳遞的線圈對的構(gòu)造因此對于本發(fā)明很重要。
[0091]由危險報警中心的功率電壓供給裝置提供12V或24V的功率直流電壓。該電壓作用在切換調(diào)節(jié)器145上，其將電壓轉(zhuǎn)換成適合產(chǎn)生所需要的次級功率電壓的供給電壓。其值在12V和48V之間。在切換調(diào)節(jié)器145的下游設(shè)置一個逆變器148，其也連接在初級功率處理器146上。逆變器148將切換調(diào)節(jié)器145的輸出電壓轉(zhuǎn)換成適合對初級線圈117加載的優(yōu)選矩形的交流電壓，其在所示的實施例中為12V-22V并且具有40kHz的頻率并且經(jīng)由通斷開關(guān)155作用在初級功率線圈117上。在次級功率線圈121中，除了傳送損失和相位移動之外，感應(yīng)出大致相對應(yīng)的次級功率電壓，其借助于電纜142 (也稱為導(dǎo)線)輸送給次級功率電子裝置SLE (見附圖3)。為了可以改變在次級功率線圈121中感應(yīng)出來的功率，如圖8象征性示出，初級功率電壓的值以四個階段改變并且脈沖值無級地改變。流過初級功率線圈的電流通過電流測量裝置157測量并且測量值被輸送給初級功率處理器146。初級功率處理器146具有數(shù)據(jù)存儲器，在其中存儲傳送特性，即在次級線圈上獲得的功率與輸送給初級功率線圈的功率的相關(guān)性，并且可以從該數(shù)據(jù)存儲器中調(diào)用屬于規(guī)定的初級功率值的次級功率值和反之。
[0092]次級功率電壓施加在整流器149的輸入端150上，整流器在其輸出端151上提供功率直流電壓用于操作次級側(cè)的設(shè)置在翼扇上或內(nèi)的裝置(見圖9)。在整流器之后設(shè)置限壓裝置158，其將在次級功率線圈中感應(yīng)的電壓限制在一個通過后接的負(fù)載預(yù)定的最大電壓。
[0093]基于在數(shù)據(jù)存儲器中存儲的傳送特性(其例如通過在設(shè)備上的測量順序通過實驗確定)已知，必須利用何種功率加載初級功率線圈117，以便可以獲得次級功率線圈121的規(guī)定的功率。流過初級功率線圈117的電流借助于電流測量裝置157測量并且測量值被輸送給初級功率處理器146。該初級功率處理器通過訪問在該數(shù)據(jù)存儲器中存儲的數(shù)據(jù)確定屬于一個測定的電流值和已知的初級電壓的次級功率。
[0094]當(dāng)不需要次級功率時，即次級電路是敞開的，那么在初級側(cè)僅僅測量泄露電流。經(jīng)由在數(shù)據(jù)存儲器中存儲的傳送特性，在次級輸出端上存在的電壓是已知的。當(dāng)現(xiàn)在在次級側(cè)功率需求上升時，這導(dǎo)致初級電流的上升。而后初級功率處理器146如此控制逆變器148，使得傳送最大的功率。在次級側(cè)因此一旦接通過程開始就立即提供最大功率，由此例如電動驅(qū)動裝置的起動延遲就被避免了。最大的次級功率通過初級電壓提高到最大值和設(shè)定最大的脈沖寬度產(chǎn)生。在次級側(cè)可能對于相應(yīng)的負(fù)載過高的電壓值借助于限壓裝置158限制。在次級側(cè)并且因此也在初級側(cè)僅僅流動被次級側(cè)的負(fù)載實際需要的電流。經(jīng)由借助于電流測量裝置157實現(xiàn)的初級電流測量，初級功率處理器146通過減小初級電壓和/或脈沖寬度將功率如此向下調(diào)節(jié)，直至根據(jù)在數(shù)據(jù)存儲器中存儲的傳送特性，在次級輸出端上必須存在對于負(fù)載而言需要的次級功率。[0095]附圖標(biāo)記清單
[0096]100 設(shè)備
[0097]I鉸鏈件
[0098]2、2’鉸鏈部分
[0099]3間隔空間
[0100]4鉸鏈部分
[0101]5翼扇件
[0102]6、6’壁固定件
[0103]7翼扇固定件
[0104]8鉸鏈銷
[0105]17電功率
[0106]18螺旋彈簧
[0107]19第一線圈
[0108]20第二線圈
`[0109]21螺旋彈簧
[0110]22電導(dǎo)線
[0111]38初級處理器
[0112]39次級處理器
[0113]40輸入端
[0114]41能量供給源
[0115]42電源部分
[0116]43危險警報中心
[0117]44 端口
[0118]45端口
[0119]46端口
[0120]47能量供給源
[0121]48輸入端
[0122]49端口
[0123]50殼體
[0124]51殼體
[0125]52逆變器
[0126]53調(diào)制器
[0127]54切換調(diào)節(jié)器
[0128]55解調(diào)器
[0129]56調(diào)制器
[0130]57解調(diào)器
[0131]F翼扇框架
[0132]R框架
[0133]S鉸鏈軸線[0134]PE初級電子裝置
[0135]GMA危險警報裝置
[0136]SE次級電子裝置
[0137]200設(shè)備
[0138]101框架鉸鏈件
[0139]102鉸鏈件
[0140]103鉸鏈部分
[0141]104鉸鏈部分
[0142]105間隔空間
[0143]106鉸鏈部分
[0144]107翼扇鉸鏈件
[0145]108翼扇件[0146]109銷容納部
[0147]110銷容納部
[0148]111銷容納部
[0149]112鉸鏈銷
[0150]113支承套筒
[0151]114支承套筒
[0152]115支承套筒
[0153]116凹部
[0154]117初級功率線圈
[0155]118連接電纜
[0156]119功率電壓供給裝置
[0157]120凹部
[0158]121次級功率線圈
[0159]122彈簧元件
[0160]123底部
[0161]124端側(cè)
[0162]125端側(cè)
[0163]126收縮部
[0164]127凹部
[0165]128信號傳輸線圈
[0166]129底部
[0167]130彈簧元件
[0168]131端側(cè)
[0169]132端側(cè)
[0170]133凹部
[0171]134信號傳輸線圈
[0172]135連接電纜[0173]137滑動盤
[0174]138滑動盤
[0175]139 套筒
[0176]140收縮部
[0177]141 套筒
[0178]142 電纜
[0179]144 電纜
[0180]145切換調(diào)節(jié)器
[0181]146初級功率處理器
[0182]148逆變器
[0183]149整流器
[0184]150輸入端
[0185]151輸出端
[0186]155 開關(guān)
[0187]157電流測量裝置
[0188]158限壓裝置
[0189]F 翼扇
[0190]S鉸鏈軸線
[0191]0傳感器和裝置
[0192]W 壁
[0193]WD看門狗
[0194]PLE初級功率電子裝置
[0195]SLE次級功率電子裝置
【權(quán)利要求】
1.一種用于在壁(W)與圍繞鉸接軸線(S)鉸接地固定在該壁(W)上的翼扇(F)之間無接觸地傳輸電能的方法，其中設(shè)置在壁(W)上固定的初級功率線圈(117)和在翼扇(F)上固定的次級功率線圈(121)，其中初級功率線圈和次級功率線圈處于感應(yīng)的作用連接，其特征在于， 測量流過初級功率線圈(117)的初級電流并且將測量值輸送給初級功率電子裝置(PLE)，在該初級功率電子裝置中存儲傳送特性，該傳送特性的形式為在次級功率線圈(121)上獲得的功率與輸送給初級功率線圈(117)的初級功率相關(guān)的函數(shù)， 在初級電流上升時給初級功率線圈(117)加載最大設(shè)定的功率， 將在次級功率線圈(121)中感應(yīng)的次級功率電壓限制在預(yù)定的最大值，并且 借助于而后測量的初級電流，如此減小初級功率線圈(117)所加載的功率，直至根據(jù)在初級功率電子裝置(PLE)中存儲的傳送特性在次級功率線圈(121)中感應(yīng)出所需要的功率。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過改變初級電壓和通過改變優(yōu)選設(shè)計成矩形交流電壓的初級電壓的脈沖寬度，促成初級功率線圈所加載的功率的改變。
3.一種用于在壁(W)與圍繞鉸接軸線(S)鉸接地固定在該壁(W)上的翼扇(F)之間無接觸地傳輸電能的設(shè)備(200)，包含在壁(W)上固定的初級功率線圈(117)和在翼扇上固定的次級功率線圈(121)，其特征在于， 設(shè)備(200)包含:初級功率電子裝置(PLE)，在該初級功率電子裝置中能夠存儲傳送特性，其形式為在次級功率線圈(121)上獲得的功率與輸送給初級功率線圈的初級功率相關(guān)的函數(shù)；電流測量裝置(157)，利用該電流測量裝置能夠測量流過初級功率線圈(117)的電流并且測量值能夠被輸送給初級功率電子裝置(PLE);用于影響初級功率線圈(117)所加載的初級功率的裝置；以及限壓裝置(158)，利用該限壓裝置將在次級功率線圈(121)中基于感應(yīng)所產(chǎn)生的次級電壓值限制在預(yù)定的最大電壓值。
4.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，用于影響初級功率的裝置包含切換調(diào)節(jié)器(145)和/或包含具有脈沖寬度調(diào)制器的逆變器(148)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置將在次級功率線圈(121)中感應(yīng)的次級功率電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的整流器(149)。
【文檔編號】G08B13/04GK103534737SQ201180070819
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】J·施特羅伊特納爾, C·羅斯特 申請人:哈恩兩合公司