WO1997038876A1 - Device for the inductive transmission of electric energy and signals in motor vehicles - Google Patents

Device for the inductive transmission of electric energy and signals in motor vehicles Download PDF

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WO1997038876A1
WO1997038876A1 PCT/DE1997/000786 DE9700786W WO9738876A1 WO 1997038876 A1 WO1997038876 A1 WO 1997038876A1 DE 9700786 W DE9700786 W DE 9700786W WO 9738876 A1 WO9738876 A1 WO 9738876A1
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Ulrich Zawidzki
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    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18—Rotary transformers

Abstract

A device is disclosed for inductively transmitting electric energy and data in motor vehicles between stationary subassemblies and the steering wheel by means of a stator and a rotor. The inductive transmission coils (11, 18) are arranged on printed circuit boards (10, 17) secured on opposite sides of the stator (4) and rotor (5). The printed circuit boards are preferably flexible and fixed to supporting bodies which can be locked into place on the stator or rotor.

Description

Vorrichtung zur induktiven Übertragung von Elektroenergie und von Signalen in Kraftfahrzeugen Device for the inductive transmission of electrical energy and signals in motor vehicles
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung von Elektroenergie und von Signalen in Kraft¬ fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for the inductive transmission of electrical energy and signals in motor vehicles according to the preamble of claim 1.
Aus der EP 0 183 580 ist eine Vorrichtung zur berührungslo¬ sen Übertragung von Informationen von stationär angeordne¬ ten Fahrzeuggruppen auf Baugruppen bekannt, die am Lenkrad vorgesehen sind. Fahrzeugseitig ist stationär eine ringför¬ mige, von einem Schalenkern umhüllte Primärspule und auf der Lenkradseite eine mit dem Lenkrad drehbare ringförmige, von einem Schalenkern umhüllte Sekundärspule koaxial zur Längsachse angeordnet, wobei zwischen den Schalenkernen ein Luftspalt besteht. Die Spulen sind in bekannter Weise gewickelt . Weiterhin ist aus der DE 41 20 650 AI eine Vorrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie und von Daten in Kraftfahrzeugen bekannt. Diese Vorrichtung weist einen aus zwei Teilen bestehenden, koaxial zur Lenkachse angeordneten Transformator auf. Dieser besteht aus einem fahrzeugseitig stationären, die Lenksäule umgebenden, eine Primärspule umhüllenden Schalenkern (Stator) mit U-Schnitt und einem lenkradseitig die Lenkwelle umgebenden, drehfest mit dieser verbundenen, eine Sekundärspule umhüllenden Schalenkern (Rotor) mit U-Schnitt mit dazwischenliegendem Luftspalt. Zusätzlich ist bei dieser Vorrichtung ein koaxialer Konden¬ sator vorgesehen. Auch bei dieser Vorrichtung sind die Spulen in bekannter Weise gewickelt.EP 0 183 580 discloses a device for the contactless transmission of information from stationary vehicle groups to assemblies provided on the steering wheel. On the vehicle side, a ring-shaped primary coil, encased by a shell core, and on the steering wheel side, an annular secondary coil, encased by a shell core, rotatable with the steering wheel, are arranged coaxially to the longitudinal axis, an air gap being present between the shell cores. The coils are wound in a known manner. Furthermore, a device for transmitting electrical energy and data in motor vehicles is known from DE 41 20 650 AI. This device has a transformer consisting of two parts and arranged coaxially to the steering axis. This consists of a shell-shaped core (stator) surrounding the steering column, surrounding the steering column, with a U-cut on the vehicle side, and a shell-shaped core (rotor) surrounding the steering shaft on the steering wheel side, rotatably connected to it, which surrounds the secondary coil and has a U-cut with an air gap in between. In addition, a coaxial capacitor is provided in this device. In this device, too, the coils are wound in a known manner.
Diese Vorrichtungen zur induktiven Übertragung weisen den Nachteil auf, daß sie wegen der gewickelten Spulen platz- und herstellungsaufwendig sind.These devices for inductive transmission have the disadvantage that they are space-consuming and expensive to manufacture because of the wound coils.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zur induktiven Übertragung den Fertigungsauf¬ wand und den Platzbedarf für die Spulen zu reduzieren.The invention is therefore based on the object of reducing the manufacturing outlay and the space required for the coils in a device for inductive transmission.
Erfindungsgemäß wird das gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.According to the invention this is achieved in accordance with the features of claim 1.
Bei einer Vorrichtung zur induktiven Übertragung von Elek¬ troenergie und von Daten in Kraftfahrzeugen zwischen statio¬ nären Baugruppen und dem Lenkrad mittels eines Stators und eines Rotors ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Spulen für die induktive Übertragung auf Leiterplatten aufgebracht sind, die auf gegenüberliegenden Seiten des Stators und Rotors befestigt sind. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Leiterplatten flexibel sind und auf Tragekörpern befestigt sind, die am Stator oder Rotor einrastbar sind. Die auf Leiterplatten aufgebrachten Spulen weisen den Vorteil auf, daß der Wickelvorgang entfällt, da die Spulen mittels der bei Leiterplatten üblichen Ätztechnik auf diesen ausgebildet werden. Diese so erzeugten Spulen nehmen weniger Platz ein als gewickelte Spulen.In a device for the inductive transmission of electrical energy and data in motor vehicles between stationary assemblies and the steering wheel by means of a stator and a rotor, the invention provides that the coils for the inductive transmission are applied to printed circuit boards which are on opposite sides of the Stator and rotor are attached. It is expedient that the circuit boards are flexible and are fastened to support bodies which can be snapped onto the stator or rotor. The coils applied to printed circuit boards have the advantage that the winding process is omitted, since the coils are formed on the printed circuit boards by means of the etching technique customary for printed circuit boards. These coils thus created take up less space than wound coils.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Stator und Rotor jeweils als Hohlzylinder mit unterschiedlichen Durch¬ messern ausgebildet sind, die einen Boden und konzentrisch zu ihren Wänden Zwischenwände aufweisen, und daß die Leiter¬ platten an den Wänden und/oder Zwischenwänden gegenüberlie¬ gend angeordnet sind.In one embodiment it is provided that the stator and rotor are each formed as hollow cylinders with different diameters, which have a bottom and intermediate walls concentric with their walls, and that the printed circuit boards are arranged on the walls and / or intermediate walls opposite one another are.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß an der Außen¬ seite einer Zwischenwand des Rotors eine erste Leiterplatte befestigt ist und daß die Wand des Stators zwischen der Wand des Rotors und der Zwischenwand des Rotors angeordnet ist, wobei auf der Innenseite der Wand des Stators eine zweite Leiterplatte gegenüber der ersten Leiterplatte angeordnet ist .In one embodiment it is provided that a first circuit board is fastened to the outer side of an intermediate wall of the rotor and that the wall of the stator is arranged between the wall of the rotor and the intermediate wall of the rotor, a second one on the inside of the wall of the stator Printed circuit board is arranged opposite the first printed circuit board.
Es ist zweckmäßig, daß der Stator und der Rotor mindestens teilweise, insbesondere in Bereichen um die Spulen, aus magnetisch gut leitendem Material besteht. Als solches Material kann z.B. Ferrit- oder Eisenpulvermaterial verwen¬ det werden.It is expedient that the stator and the rotor consist at least partially, particularly in areas around the coils, of magnetically highly conductive material. As such material e.g. Ferrite or iron powder material can be used.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Stator und der Rotor aus ferromagnetischem Material, z.B. aus Automatenstahl bestehen. Zwar ergeben sich hierbei höhere KopplungsVerluste im Material, jedoch ist die Her¬ stellung einfacher und kostengünstiger. Bei dieser Ausführungsform besteht der zusätzliche Vorteil, daß die Abstrahlung der Spulen nach außen verhindert wird und daß auch die Einstrahlung von Energie verhindert wird. So wird die Störung der Umgebung unterbunden und es können auch keine Störungen von außen in die Übertragungsstrecke eingetragen werden.In a further embodiment it is provided that the stator and the rotor consist of ferromagnetic material, for example of free-cutting steel. Although this results in higher coupling losses in the material, the manufacture is simpler and less expensive. In this embodiment there is the additional advantage that the radiation of the coils to the outside is prevented and that the radiation of energy is also prevented. This prevents interference in the environment and no external interference can be entered in the transmission link.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Leiterplatten am Boden der Hohlzylinder des Stators bzw. Rotors gegenüberliegend angeordnet sind.In a further embodiment it is provided that the printed circuit boards are arranged opposite one another on the bottom of the hollow cylinders of the stator or rotor.
Die Verbindung der Leiterplatten mit den zugehörigen elek¬ trischen und elektronischen Baugruppen kann über gesondert an der Leiterplatte angebrachte Stecker erfolgen. Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß die Leiter¬ platten mit direkten Steckverbindern zur Verbindung mit den zugehörigen elektrischen und elektronischen Baugruppen versehen sind.The circuit boards can be connected to the associated electrical and electronic assemblies via plugs which are attached separately to the circuit board. A further expedient embodiment provides that the printed circuit boards are provided with direct plug-in connectors for connection to the associated electrical and electronic assemblies.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese¬ hen, daß die zugehörige Elektronik ebenfalls auf den Leiter¬ platten angeordnet ist .In a further embodiment of the invention it is provided that the associated electronics are also arranged on the printed circuit boards.
Die Leiterplatten sind zweckmäßig in Form von Leiterfolien angeordnet, denen gittertörmige Folienhalter zugeordnet sind. Folien und die gitterförmigen Folienhalter lassen sich besonders leicht verformen und somit den gekrümmten Flächen anpassen, an denen sie befestigt werden müssen. Für die Befestigung der Folienhalter am Rotor bzw. Stator sind die Folienhalter mit Nietabschnitten versehen. Mittels dieser Abschnitte werden die Folienhalter z.B. am Boden des Rotors bzw Stators vernietet. Die gitterförmigen Folienhalter stabilisieren einerseits die Folie mit den darauf angeordneten elektronischen Bauele¬ menten und andererseits schützen sie die Bauelemente vor Beschädigungen. Dabei sind die Bauelemente vorzugsweise zwischen den Haltestegen des Folienhalters auf der Folie angeordnet .The circuit boards are expediently arranged in the form of conductor foils, to which grid-shaped foil holders are assigned. Films and the lattice-shaped film holders are particularly easy to deform and can therefore be adapted to the curved surfaces to which they must be attached. The film holders are provided with rivet sections for attaching the film holders to the rotor or stator. By means of these sections, the foil holders are riveted, for example, to the bottom of the rotor or stator. The lattice-shaped film holders stabilize the film with the electronic components arranged thereon on the one hand and on the other hand protect the components from damage. The components are preferably arranged on the film between the holding webs of the film holder.
Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in exemplary embodiments with reference to drawings. Show it:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Lenkradanordnung mit einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrich¬ tung;1 shows an exploded view of a steering wheel arrangement with a transmission device according to the invention;
Fig. 2 die Übertragungsvorrichtung der Fig. 1 als vergrö¬ ßerten Schnitt;FIG. 2 shows the transmission device of FIG. 1 as an enlarged section;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Übertragungsvor- richtung in einer Schnittdarstellung;3 shows a second embodiment of the transmission device in a sectional view;
Fig. 4 die schematische Darstellung einer gestreckten LeiterplatteFig. 4 is a schematic representation of an elongated circuit board
Fig. 5 die schematische Darstellung einer gestreckten Leiterplatte in Folienform mit einem Folienhalter;Figure 5 is a schematic representation of an elongated circuit board in foil form with a foil holder.
Fig. 6 einen Folienhalter für eine ebene ringförmige Leiterplatte in Folienform;6 shows a film holder for a flat annular printed circuit board in film form;
Fig. 7 ein Blockschaltbild mit einer Übertragungsvorrich¬ tung. In der Fig. 1 ist ein Lenkrad 1 und eine Lenksäulenver¬ kleidung 2 als stationäre Baugruppe dargestellt, zwischen denen mittels einer Übertragungsvorrichtung 3 Energie und Daten übertragen werden sollen. Diese Vorrichtung weist einen Stator 4, der an der Lenksäulenverkleidung 2 befestig¬ bar ist, sowie einen Rotor 5 auf, der am Lenkrad 1 befestig¬ bar ist .7 shows a block diagram with a transmission device. 1 shows a steering wheel 1 and a steering column cover 2 as a stationary assembly, between which energy and data are to be transmitted by means of a transmission device 3. This device has a stator 4, which can be fastened to the steering column trim 2, and a rotor 5, which can be fastened to the steering wheel 1.
Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, ist der Stator 4 als flacher Hohlzylinder mit einem Boden 6 und einer Wand 7 ausgebildet. Weiterhin weist der Stator 4 eine konzen¬ trisch zur Wand 7 verlaufende Zwischenwand 8 auf. Auf der Innenseite der Wand 7 ist ein Tragekörper bzw. Folienhalter 9 befestigt, auf dem eine flexible Leiterplatte 10, z.B. in Folienform, aufgebracht ist. Der Tragekörper und die Leiter¬ platte erstrecken sich über den gesamten Umfang der Wand 7. Die Leiterplatte 10 trägt eine Spule 11, die in bekannter Weise durch Ätzen auf der Leiterplatte hergestellt ist. Die Leiterplatte trägt neben der Spule 11 elektronische Bauele¬ mente 29. Für die elektrische Verbindung der Spule 11 und der Bauelemente 29 mit den zugehörigen Baugruppen im Kraft¬ fahrzeug sind an der Leiterplatte Stecker 12 vorgesehen.As can be seen in particular from FIG. 2, the stator 4 is designed as a flat hollow cylinder with a bottom 6 and a wall 7. Furthermore, the stator 4 has an intermediate wall 8 running concentrically to the wall 7. On the inside of the wall 7, a support body or film holder 9 is attached, on which a flexible circuit board 10, e.g. is applied in foil form. The support body and the printed circuit board extend over the entire circumference of the wall 7. The printed circuit board 10 carries a coil 11 which is produced in a known manner by etching on the printed circuit board. In addition to the coil 11, the circuit board carries electronic components 29. Plugs 12 are provided on the circuit board for the electrical connection of the coil 11 and the components 29 to the associated assemblies in the motor vehicle.
Der Rotor ist ebenfalls als flacher Hohlzylinder mit einem Boden 13 und einer Wand 14 ausgebildet . Weiterhin weist der Rotor eine konzentrisch zur Wand 14 verlaufende Zwischen¬ wand 15 auf. Der Durchmesser des Rotors ist größer als der des Stators, so daß der Rotor, wie in den Figuren darge¬ stellt, über den Stator gestülpt werden kann und die Wand 14 die Wand 7 des Stators überdeckt . Die Wand 7 des Stators liegt zwischen der Wand 14 und der Zwischenwand 15 des Rotors. Auf der Außenseite der Zwischenwand 15 ist ein Tragekörper bzw. Folienhalter 16 befestigt, auf dem eine flexible Leiterplatte 17 , z.B. in Folienform, aufgebracht ist. Der Tragekörper und die Leiterplatte erstrecken sich über den gesamten Umfang der Zwischenwand 15. Die Leiter¬ platte trägt eine Spule 18, die ebenfalls in bekannter Weise durch Ätzen auf der Leiterplatte hergestellt ist. Die Leiterplatte trägt neben der Spule 18 elektronische Bauele¬ mente 29. Die Spule 18 liegt der Spule 11 des Stators gegen¬ über. Für die elektrische Verbindung der Spule 18 und der Bauelemente mit den zugehörigen Baugruppen im Lenkrad sind an der Leiterplatte 17 Stecker 19 vorgesehen.The rotor is also designed as a flat hollow cylinder with a bottom 13 and a wall 14. Furthermore, the rotor has an intermediate wall 15 running concentrically to the wall 14. The diameter of the rotor is larger than that of the stator, so that the rotor, as shown in the figures, can be put over the stator and the wall 14 covers the wall 7 of the stator. The wall 7 of the stator lies between the wall 14 and the intermediate wall 15 of the rotor. On the outside of the intermediate wall 15, a support body or film holder 16 is fastened, on which a flexible printed circuit board 17, for example in the form of a film, is applied. The support body and the circuit board extend over the entire circumference of the intermediate wall 15. The printed circuit board carries a coil 18, which is likewise produced in a known manner by etching on the printed circuit board. In addition to the coil 18, the printed circuit board carries electronic components 29. The coil 18 lies opposite the coil 11 of the stator. For the electrical connection of the coil 18 and the components with the associated assemblies in the steering wheel 17 connectors 19 are provided on the circuit board.
Der Stator und der Rotor bestehen aus Ferrit . Da die Spulen zwischen der Wand 7 und der Zwischenwand 15 liegen und diese durch die Wand 14 und die Zwischenwand 8 noch zusätz¬ lich nach außen bzw. innen abgeschirmt werden, ist die unerwünschte Ein- bzw. Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung weitestgehend unterbunden.The stator and the rotor are made of ferrite. Since the coils lie between the wall 7 and the intermediate wall 15 and these are additionally shielded from the outside or inside by the wall 14 and the intermediate wall 8, the undesired radiation or radiation of electromagnetic radiation is largely prevented.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind ebene ringförmige Leiterplatten 10a an einem Stator 4a und gegenüberliegende ebene ringförmige Leiterplatten 17a an einem Rotor 5a vorgesehen. Der Stator 4a weist einen Boden 6a, eine Wand 7a und eine Zwischenwand 8a auf. Der Rotor weist ebenfalls einen Boden 13a, eine Seitenwand 14a und eine Zwischenwand 15a auf. Rotor und Stator bestehen ebenfalls aus Ferrit. Da die Leiterplatten wie beim vorigen Ausführungsbeispiel zwischen den Böden, Wänden und Zwischenwänden angeordnet sind, sind Ein- und Abstrahlungen weitestgehend unterbun¬ den.In the exemplary embodiment in FIG. 3, flat annular printed circuit boards 10a are provided on a stator 4a and opposite flat annular printed circuit boards 17a are provided on a rotor 5a. The stator 4a has a bottom 6a, a wall 7a and an intermediate wall 8a. The rotor also has a bottom 13a, a side wall 14a and an intermediate wall 15a. The rotor and stator are also made of ferrite. Since the printed circuit boards are arranged between the floors, walls and partition walls, as in the previous exemplary embodiment, radiation and radiation are largely prevented.
In der Fig. 4 ist eine für die Ausführungsform der Fig. 2 verwendbare Leiterplatte in gestreckter Form dagestellt. Auf der Leiterplatte sind schematisch die Spule 11 bzw. 18 und die elektronischen Bauelemente 29 erkennbar. In der Fig. 5 ist schematisch ein Folienhalter 16 für die Befestigung einer folienartigen Leiterplatte 10 bzw 17 dargestellt. Der Folienhalter 16 weist einen umlaufenden Rand 30 und Haltestege 31 auf, die die Folie gegen die Wand 7 bzw. 15 drücken und damit halten. Der Folienhalter weist angespritzte Nietabschnitte 32 auf, die der Befestigung des Folienhalters am Boden 6 bzw. 13 dienen.4 shows a printed circuit board that can be used for the embodiment of FIG. 2 in an elongated form. The coil 11 or 18 and the electronic components 29 can be seen schematically on the circuit board. 5 schematically shows a film holder 16 for fastening a film-like printed circuit board 10 or 17. The film holder 16 has a circumferential edge 30 and holding webs 31 which press the film against the wall 7 or 15 and thus hold it. The film holder has molded-on rivet sections 32 which are used to fasten the film holder to the bottom 6 or 13.
Der Folienhalter 33 der Fig. 6 ist für die Halterung der in Fig. 3 dargestellten ringförmigen ebenen Leiterplatten 10a, 17a in Folienform vorgesehen. Dieser Folienhalter weist einen inneren Rand 34 und einen äußeren Rand 35 auf, zwi¬ schen denen sich Haltestege 36 erstrecken. Der Folienhalter ist mit angespritzten Nietabschnitten 37 bzw. 38 am inneren bzw. äußeren Rand versehen, die der Befestigung des Folien¬ halters am Boden 6a bzw. 13a dienen.The film holder 33 of FIG. 6 is provided for holding the annular flat printed circuit boards 10a, 17a shown in FIG. 3 in film form. This film holder has an inner edge 34 and an outer edge 35, between which retaining webs 36 extend. The film holder is provided with molded rivet sections 37 and 38 on the inner and outer edges, respectively, which serve to fasten the film holder to the bottom 6a and 13a.
In der Fig. 7 ist ein Blockschaltbild dargestellt, das die Verbindung der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung 3 mit den elektronischen Baugruppen des KFZ und des Lenkrades zeigt. Es ist erkennbar, daß die Spule 11 des Stators 4 mit einer Steuerelektronik 20 verbunden ist, an die eine Ener¬ gieversorgung 21, ein Datenbus 22 sowie eine Audio-LeitungFIG. 7 shows a block diagram which shows the connection of the transmission device 3 according to the invention to the electronic assemblies of the motor vehicle and the steering wheel. It can be seen that the coil 11 of the stator 4 is connected to control electronics 20 to which an energy supply 21, a data bus 22 and an audio line are connected
23 angeschlossen sind.23 are connected.
Die Spule 18 des Rotors 5 ist mit einer AuswerteelektronikThe coil 18 of the rotor 5 is equipped with evaluation electronics
24 verbunden, an die unterschiedliche Baugruppen, wie Signallampen 25, eine Airbagauslösung 26, eine Heizung 27 oder ein Hörn 28 angeschlossen sind.24 connected to which different assemblies, such as signal lamps 25, an airbag release 26, a heater 27 or a horn 28 are connected.
Mittels der erfindungsgemäßen Spulenanordnung kann bei einer Freuquenz von 100 KHz eine elektrische Leistung von etwa 200 Watt übertragen werden. Using the coil arrangement according to the invention, an electrical power of approximately 200 watts can be transmitted at a frequency of 100 kHz.

Claims

AnsprücheExpectations
Vorrichtung zur induktiven Übertragung von Elektro¬ energie und von Daten in Kraftfahrzeugen zwischen stationären Baugruppen und dem Lenkrad mittels eines Stators und eines Rotors, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Spulen (11, 18) für die induktive Übertragung auf Leiterplatten (10, 17) aufgebracht sind, die auf gegenüberliegenden Seiten des Stators (4) und Rotors (5) befestigt sind.Device for the inductive transmission of electrical energy and data in motor vehicles between stationary assemblies and the steering wheel by means of a stator and a rotor, characterized in that the coils (11, 18) for the inductive transmission on printed circuit boards (10, 17) are applied, which are attached to opposite sides of the stator (4) and rotor (5).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Leiterplatten (10, 17) flexibel sind und auf Tragekörpern (9, 16) befestigt sind, die am Stator (4) oder Rotor (5) einrastbar sind.Apparatus according to claim 1, characterized gekennzeich¬ net that the circuit boards (10, 17) are flexible and are attached to support bodies (9, 16) which can be snapped onto the stator (4) or rotor (5).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Stator (4) und Rotor (5) jeweils als Hohlzylinder mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sind, die einen Boden (6, 13) aufweisen und die konzentrisch zu ihren Wänden (7, 14) Zwi¬ schenwände (8, 15) aufweisen und daß die Leiterplat¬ ten (10, 17) zwischen den Wänden und Zwischenwänden gegenüberliegend angeordnet sind.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the stator (4) and rotor (5) are each formed as a hollow cylinder with different diameters, which have a bottom (6, 13) and which are concentric with their walls (7, 14) have intermediate walls (8, 15) and that the printed circuit boards (10, 17) are arranged opposite one another between the walls and intermediate walls.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite einer Zwischenwand (15) des Rotors (5) eine erste Leiterplatte ( (17) befestigt ist und daß die Wand (7) des Stators (4) zwischen der Wand (14) des Rotors (5) und der Zwischenwand (15) angeordnet ist, wobei auf der Innenseite der Wand (7) des Stators (4) eine zweite Leiterplatte (10) gegenüber der ersten Leiterplatte (17) angeordnet ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a first printed circuit board ((17) is attached to the outside of an intermediate wall (15) of the rotor (5) and that the wall (7) of the stator (4) between the Wall (14) of the rotor (5) and the intermediate wall (15) arranged , a second circuit board (10) opposite the first circuit board (17) being arranged on the inside of the wall (7) of the stator (4).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Leiterplatten am Boden (6, 13) der Hohlzylinder des Stators (4) bzw. Rotors (5) gegenüberliegend angeordnet sind.5. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized ge indicates that the circuit boards on the bottom (6, 13) of the hollow cylinder of the stator (4) or rotor (5) are arranged opposite one another.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatten (10, 17) mit direkten Steckverbindern für die Verbindung mit den zugehörigen elektrischen und elektronischen Baugruppen versehen sind.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit boards (10, 17) are provided with direct plug connectors for connection to the associated electrical and electronic assemblies.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zugehörige Elektronik auf den Leiterplatten (10, 17) angeordnet ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the associated electronics are arranged on the printed circuit boards (10, 17).
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stator (4) und Rotor (5) teilweise aus magnetisch gut leitendem Material bestehen.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stator (4) and rotor (5) partially consist of magnetically highly conductive material.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß Stator (4) und Rotor (5) im Bereich der Spulen aus magnetisch gut leitendem Material beste¬ hen. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß als magnetisch gut leitendes Material Ferrit- oder Eisenpulvermaterial verwendet wird.9. The device according to claim 8, characterized gekennzeich¬ net that stator (4) and rotor (5) in the region of the coils consist of magnetically good conductive material. 10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized gekenn¬ characterized in that ferrite or iron powder material is used as a magnetically highly conductive material.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stator (4) und Rotor (5) aus ferromagnetischem Material be¬ stehen.11. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stator (4) and rotor (5) are made of ferromagnetic material.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich¬ net, daß Automatenstahl verwendet wird.12. The apparatus according to claim 11, characterized gekennzeich¬ net that free-cutting steel is used.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als13. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that as
Leiterplatte Leiterfolie verwendet wird.Printed circuit board is used.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeich¬ net, daß jeder Folie ein gitterförmiger Folienhal¬ ter (16, 33) zugeordnet ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized gekennzeich¬ net that a lattice-shaped film holder (16, 33) is assigned to each film.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Folienhalter (16, 33) mit Nietabschnit¬ ten (32, 37, 38) versehen sind. 15. The apparatus according to claim 14, characterized gekennzeich¬ net that the film holder (16, 33) with Nietabschnit¬ th (32, 37, 38) are provided.
PCT/DE1997/000786 1996-04-17 1997-04-15 Device for the inductive transmission of electric energy and signals in motor vehicles WO1997038876A1 (en)

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DE29607713U DE29607713U1 (en) 1996-04-17 1996-04-17 Device for the inductive transmission of electrical energy and signals in motor vehicles

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WO1997038876A1 true WO1997038876A1 (en) 1997-10-23

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PCT/DE1997/000786 WO1997038876A1 (en) 1996-04-17 1997-04-15 Device for the inductive transmission of electric energy and signals in motor vehicles

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DE (1) DE29607713U1 (en)
WO (1) WO1997038876A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169339B1 (en) 1999-03-31 2001-01-02 Methode Electronics, Inc. Rotating signal transducer
WO2001023243A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-05 Daimlerchrysler Ag Module with an angle sensor technology, contactless energy transmission and contactless information transmission
WO2002025616A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-28 Robert Bosch Gmbh Inductive transformer
WO2005043567A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-12 Abb Research Ltd. Variable transformer
JP2019211819A (en) * 2018-05-31 2019-12-12 株式会社シマノ Electronic device

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19647705C2 (en) 1996-11-11 1998-10-08 Petri Ag Device for determining the angular position of the steering wheel in a motor vehicle
FR2819223B1 (en) * 2001-01-09 2003-05-23 Trw France STEERING CONTROL DEVICE FOR MOTOR VEHICLE
DE102007054952B4 (en) * 2007-11-17 2009-07-16 Tyco Electronics Amp Gmbh Clock spring
DE102008010018A1 (en) * 2008-02-20 2009-08-27 LFK Lenkflugkörpersysteme GmbH Contact-less energy and data transmission arrangement for use in aircraft, has transmission unit arranged around central free space as circular module bank with module halves that are moveably supported relative to each other
EP2688078A1 (en) 2012-07-17 2014-01-22 Stichting Nationaal Lucht- en Ruimtevaart Laboratorium Contactless power and data transfer
DE102013002052B4 (en) 2013-01-15 2018-10-11 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Rotary joint
CN107331146B (en) * 2017-07-20 2020-05-05 广东美的制冷设备有限公司 Remote controller and air conditioning system
EP3552886A1 (en) * 2018-04-09 2019-10-16 IDT Europe GmbH Wireless sensor inferface for steering wheel

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2583360A1 (en) * 1985-06-17 1986-12-19 Peugeot Aciers Et Outillage Device especially intended for transferring energy between a fixed part of a steering column of a motor vehicle and a steering wheel
DE3812631C1 (en) * 1988-04-15 1989-04-13 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Device for contactless interrogation of the state of electrical switching or triggering means in a motor vehicle
DE4407277A1 (en) * 1993-03-24 1994-09-29 Siemens Ag Electrical transformer
DE4404816A1 (en) * 1994-02-16 1995-08-17 Pars Passive Rueckhaltesysteme Device for the transmission of energy and data between the vehicle and the steering wheel side of motor vehicles
DE29518443U1 (en) * 1995-11-22 1996-01-18 Duerrwaechter E Dr Doduco Device for wired, unidirectional or bidirectional transmission of electrical signals to a steering wheel of a vehicle

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2520934C3 (en) * 1975-05-10 1982-07-08 Blaupunkt-Werke Gmbh, 3200 Hildesheim Printed coil
DE2632039A1 (en) * 1976-07-16 1978-01-19 Reinshagen Kabelwerk Gmbh Coil consisting of flexible printed circuit board - has supporting foil with transversal cuttings spread out so that conducting trace is helical
DE7628700U1 (en) * 1976-09-14 1977-06-16 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Electronic assembly
DE7824483U1 (en) * 1978-08-17 1978-11-23 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Electrical assembly with a printed conductor foil
FR2572845B1 (en) * 1984-11-06 1987-03-20 Peugeot Aciers Et Outillage DEVICE FOR TRANSMITTING, BY MAGNETIC COUPLING, INFORMATION FROM CONTROLS MOUNTED ON A STEERING WHEEL TO A SOLIDARITY MEMBER OF A VEHICLE
DE8507860U1 (en) * 1985-03-16 1985-06-05 Diamant-Electronic Horst Hansen, 2870 Delmenhorst Printed circuit board for a high frequency receiver converter
DE9002941U1 (en) * 1989-04-05 1990-06-21 Metz-Werke Gmbh & Co Kg, 8510 Fuerth, De
DE4019241A1 (en) * 1990-06-15 1991-12-19 Telefunken Electronic Gmbh Energy and signal transmission system - for transmitting measurement signals from vehicle tyres
DE4120650A1 (en) * 1991-06-22 1992-12-24 Kolbenschmidt Ag DEVICE FOR TRANSMITTING ELECTRICAL ENERGY AND DATA IN MOTOR VEHICLES
JP2713529B2 (en) * 1992-08-21 1998-02-16 三菱電機株式会社 Signal receiving coil and non-contact IC card using the same
DE4329315C1 (en) * 1993-08-31 1994-12-08 Siemens Ag System for the contactless transmission of data or energy
DE4427883C1 (en) * 1994-08-08 1995-12-14 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Road vehicle steering column mounted electrical and optical switching unit
DE4433701A1 (en) * 1994-09-21 1996-03-28 Siemens Ag Device for contactless energy and data transmission by induction, and preferred use thereof for the identification of gas cylinders

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2583360A1 (en) * 1985-06-17 1986-12-19 Peugeot Aciers Et Outillage Device especially intended for transferring energy between a fixed part of a steering column of a motor vehicle and a steering wheel
DE3812631C1 (en) * 1988-04-15 1989-04-13 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Device for contactless interrogation of the state of electrical switching or triggering means in a motor vehicle
DE4407277A1 (en) * 1993-03-24 1994-09-29 Siemens Ag Electrical transformer
DE4404816A1 (en) * 1994-02-16 1995-08-17 Pars Passive Rueckhaltesysteme Device for the transmission of energy and data between the vehicle and the steering wheel side of motor vehicles
DE29518443U1 (en) * 1995-11-22 1996-01-18 Duerrwaechter E Dr Doduco Device for wired, unidirectional or bidirectional transmission of electrical signals to a steering wheel of a vehicle

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169339B1 (en) 1999-03-31 2001-01-02 Methode Electronics, Inc. Rotating signal transducer
WO2001023243A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-05 Daimlerchrysler Ag Module with an angle sensor technology, contactless energy transmission and contactless information transmission
US6651999B1 (en) 1999-09-30 2003-11-25 Daimlerchrysler Ag Module with an angle sensor technology, contactless energy transmission and contactless information transmission
DE19946934B4 (en) * 1999-09-30 2011-09-29 Ramsle Technology Group Gmbh, Llc Module with angle sensors, non-contact energy transmission and contactless information transmission
WO2002025616A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-28 Robert Bosch Gmbh Inductive transformer
JP2004510325A (en) * 2000-09-20 2004-04-02 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング Inductive transformer
US7053791B2 (en) 2000-09-20 2006-05-30 Robert Bosch Gmbh Inductive transformer
WO2005043567A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-12 Abb Research Ltd. Variable transformer
US7911307B2 (en) 2003-11-03 2011-03-22 Abb Research Ltd Rotary transformer
JP2019211819A (en) * 2018-05-31 2019-12-12 株式会社シマノ Electronic device

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Publication number Publication date
DE29607713U1 (en) 1996-07-25

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