用于在壁和可相对于该壁枢转的翼扇之间传输电功率和/或信号的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于在壁和可相对于该壁枢转的翼扇之间借助传输装置传输电功率和/或信号的方法和设备。

背景技术：

这种方法和这种设备由de3915812a1中已知。为了功率传输，设有同心设置的各线圈或者构成圆柱体形的电容。信号传输同样应经由这些线圈或者所述电容或者经由无线设备实现。

所述设备的缺点在于，至少当所述功率传输和/或信号传输也是感应式实现时，通过外部磁场的传输可能会受到影响或者说干扰。尤其可能的是，通过有针对性地形成外部磁场这样影响电功率从壁到翼扇中的传输和在所述壁和翼扇之间的、例如用于对在翼扇中的各装置进行控制和功能监控的信号传输以及反向的电功率传输和信号传输，使得所述设备的功能性不再得到确保。

因此，wo2012/123040a1为了改进运行可靠性提出了用于屏蔽所述传输装置不受外部磁场影响的器件。这些器件可尤其包括由围绕传输装置的软磁材料制成的壳体。

然而，缺点是与这些屏蔽器件相关联的空间需求，使得尤其是构造相对小的装置不能设有这种器件。此外，通过附加的壳体显著地提高了与制造这种装置相关联的结构性耗费。

技术实现要素：

本发明的任务因此在于，实现一种开头所述类型的方法和一种设备，其以较低的结构性耗费有效地得到保护免受外部磁场的影响。

该任务通过在权利要求1中描述的方法和通过在权利要求5中描述的设备解决。

根据本发明，检测在传输装置的周围环境中的磁场强度并且在超出磁场强度阈值的情况下生成干扰信号。本发明因此通过如下方式构成wo2012/123040a1的教导相反的方案：不试图屏蔽例如可能故意为了破坏的目的而产生的有害的外部磁场，而是带有这样的目的检测所述有害的外部磁场，即：由于在阈值之上时，传输装置的功能性可能会受损，因此在超出阈值的情况下生成信号，于是例如借助该信号对扰动报告中心(einbruchmeldezentrale)进行加载并且为了保护系统有针对性地调整或者断开功率传输的各个系统部件。对扰动报告中心进行的加载能够以与借助其它传感器(例如玻璃破碎传感器)的信号进行加载相类似的方式实现。

根据本发明的方法可借助用于检测磁场强度的电线路组件实施，所述电线路组件借助预定的供应电压运行并且所述电线路组件这样构成，使得在检测强度高于阈值的磁场时，线路组件的功率需求升高并且所述功率需求的升高被用于生成干扰信号。换言之，“识别到外磁场”这一信息的传输优选通过电流调制实现。

所述干扰信号-如已经提及的那样-优选被引导至扰动报告中心。所述干扰信号于是可以被扰动报告中心评估为试图扰动或试图破坏并且予以处理，使得得以执行在相应的情况下针对试图扰动或者试图破坏设计的安全措施。

于是，当所述传输至少也是感应式实现时，采用根据本发明的方法至少对于在壁和翼扇之间传输电功率和/或信号的情况下提高运行安全性是有利的，因为尤其是感应式的传输部件可能会受到外部磁场的影响和/或干扰。

用于执行根据本发明的方法的设备包括用于检测在传输装置的周围环境中的的磁场强度的装置。

用于在壁和翼扇之间传输电功率和/或信号的传输装置可尤其包括壁侧的和翼扇侧的线圈组件。这些线圈组件于是优选具有嵌入到线圈壳体中的线圈绕组。所述两个壳体优选由软磁材料制成并且这样构成和设置，使得在所述两个线圈之间引起散射场尽可能小的磁耦合。

所述用于检测磁场强度的装置优选包括磁场传感器，该磁场传感器尤其优选可具有磁簧开关和/或霍尔传感器。这些构件于是优选这样设置，使得这些构件不被使所述壁侧的线圈组件和所述翼扇侧的线圈组件处于感应式有效连接中的磁场流经。

为此，所述磁场传感器可设计在电线路组件的印刷电路板上，其中，所述印刷电路板设计在线圈组件的壳体的外侧上。所述外侧尤其可以是壳体的闭合的端面，该闭合端面由其它的线圈组件指向。

在一种尤其优选的实施方式中，所述印刷电路板包括光电信号传输装置的附加的发射和/或接收装置。虽然可能的是，不仅电功率、而且信号也通过适当的调制经由同一个壁侧的和翼扇侧的线圈对传输。但是，一方面由于无法排除功率传输和信号传输的相互影响，并且另一方面最优化的功率传输通常要求的对线圈组件的结构调整通常不同于最优化的信号传输，因此在这种优选的扩展方案中也设有所述光电信号传输。该光电信号传输可以-如尤其优选的那样-是用于根据翼扇侧的功率需求控制用以对壁侧的线圈进行加载的功率的控制回路的部件。但是该光电信号传输也可以-作为替选或者作为附加-例如是在翼扇和壁之间的处于翼扇中的装置的相应的运行状态以及将发送到这些装置上的控制信号从壁传输到翼扇上。

附图说明

现在根据附图详细地阐述本发明，在附图中示出了根据本发明的设备的一个实施例。附图如下：

图1以局部的纵剖面图示出根据本发明的设备的实施例；

图2以放大的示意图示出在图1中的截面a；

图3示出包括功率传输装置和第一光电耦合器的功率传输组件的透视分解图；

图4示出包括第二光电耦合器的信号传输组件的透视分解图；

图5示出壁侧的电线路的方框电路图；

图6示出翼扇侧的电线路的方框电路图以及

图7示出用于在检测传输装置的周围环境中的、高于阈值的磁场时产生干扰信号的电线路的原理电路图。

具体实施方式

在图1中作为整体用100标记的设备包括两个壁部件1、2，这两个壁部件可沿着铰链轴线s的方向相互间隔开地固定在未在该附图中示出的壁上，所述壁具有门洞或者窗洞。上面使用的和下面使用的“壁”概念包括通常设计在壁上的门洞或者窗洞的区域内的框架或者边框。

所述壁部件1、2包括固定部件3、4。每个固定部件具有用于分别容纳固定螺栓或者用于穿引电缆和/或光缆的孔5、6、7、8。如还将进一步在下面详细描述的那样，所述未在图1中示出的线缆用于建立功率传输装置或者信号传输装置和相配的电线路或者光电线路的电连接或者光连接。

通常，壁构成初级侧面ps，电功率从该初级侧面被传输到翼扇中，所述翼扇于是为次级侧面ss。

分别将用于容纳功率传输组件和信号传输组件11、12的构件的容纳部件9、10模制到所述固定部件3、4上。在这里描述的实施例中，所述功率传输组件和信号传输组件11、12构成功率传输装置和信号传输装置44、46。在所描述的本实施例中，所述功率传输组件包括传输装置19，该传输装置具有壁侧的和翼扇侧的线圈组件32、45。

设备100此外包括翼扇部件13，该翼扇部件嵌入到构造在壁部件1、2之间的间隔空间中。该翼扇部件同样具有固定部件14和模制到该固定部件14上的容纳部件15。在所述固定部件14上设有用于固定螺栓17的孔16，借助该固定螺栓可将翼扇部件13安装在未在附图中示出的翼扇上的翼扇部件13。所述固定部件14此外还具有用于被电的和/或光的线缆19穿过的孔18，这些孔未在附图中示出。所述线缆用于将功率传输组件和信号传输组件11、12与翼扇侧的各电子线路或者光电线路(在这里为初级电子装置60和次级电子装置75)相连接。

所述容纳部件15用于容纳翼扇侧的、在功率传输组件和信号传输组件11、12中的构件。这些翼扇侧的构件包括两个支承套20、21，所述两个支承套沿着铰链轴线s的方向相互间隔开并且可朝该方向相对彼此移动地支承。轴驱动装置22用于在期望的位置上的移动与固定。该轴驱动装置包括调整轴23，该调整轴在中央包括冠形齿轮24。该冠形齿轮24用于选择性地连接未在附图中示出的转动工具或者用于接合同样在附图中不可见的转动操纵装置。所述调整轴24此外具有两个螺纹区域25、26，这两个螺纹区域包括在反向的意义上构造的外螺纹。这些螺纹区域25、26嵌入到支承套20、21的互补的内螺纹27、28中。因此能够通过转动操纵轴驱动装置22使所述支承套20、21沿着铰链轴线s的方向移动，因此以便在安装位置和运行位置之间进行调节，在所述安装位置上，所述支承套20、21相互间具有最小的间距，在所述运行位置上，所述支承套20、21至少接近于贴靠在壁部件的容纳部件9、10中的支承套29、30上。

所述功率传输组件和信号传输组件的结构和作用方式应在下面参考图2至图4做更详细地阐述。

除了可移动地借助调整轴23可移动地支承在翼扇部件13的容纳部件15中的支承套21外，所述功率传输组件还包括支承套29，该支承套设置在容纳部件9中。功能上相对应的支承套30与此相应地设置在下铰接件2的容纳部件10中(见附图1)。所述支承套29、30未设有沿铰链轴线s的可移动性。为了使所述上支承套29不可相对转动地支承并且在可能取下翼扇部件13后不会自行向下掉落，所述上支承套包括径向突出的夹紧装置31。

在所述支承套29中设置壁侧的线圈组件32(也称作“初级线圈组件”)。所述初级线圈组件包括线圈壳体34，该线圈壳体可由软磁材料(尤其是铁素体材料)组成。所述线圈壳体具有中央的芯36，围绕该芯引导线圈绕组38。该线圈绕组38在附图中仅示意性地示出。在芯36中设有中央的孔40。该孔用于容纳光电发射/接收单元41，该光电发射/接收单元是初级光电信号传输装置43的部件。所述光电发射/接收单元41支承在印刷电路板90上。

所述印刷电路板90包含用于运行光电发射/接收单元41的电线路。为此，所述印刷电路板经由双芯导线91与初级电子装置60的开关变换器73连接，运行光电发射/接收单元41所需的运行电压和所需的运行电流也可供该开关变换器使用。

此外，所述印刷电路板90包括用于检测磁场强度的装置92，在图7中示出了该装置的原理电路图，该装置在示出的实施例中具有构成为磁簧开关的磁场传感器97。印刷电路板的电线路这样构成，使得在检测其磁场强度在阈值之上的磁场时，所述电线路的功率需求借助磁簧开关或者霍尔传感器显著升高并且所述功率需求的升高被用于生成标志着检测到外部磁场的干扰信号。为此，由磁场传感器97和电阻101组成的串联电路与晶体管99的基极线路98并联，所述晶体管用作用于根据需求对借助初级线圈组件32提供的电功率进行调节的反向信道的部件。如果所述磁场传感器97由于外部磁场m而被切换到流通状态，那么这将导致功率需求显著升高。

为了使用于检测磁场强度92的装置不受由于流经线圈绕组38的电流所产生的磁场的影响，印刷电路板90设置在线圈壳体34的外侧。

在翼扇部件13的容纳部件15中设置翼扇侧的线圈组件45(也称为次级线圈组件)。该次级线圈组件包括具有芯49的线圈壳体47，线圈绕组51围绕该芯缠绕。

所述线圈壳体47又具有中央的、穿过芯49延伸的中心孔53。该中心孔53用于容纳光电发射/接收单元55。所述光电发射/接收单元41、55这样相互协调，使得至少沿一个方向的(优选双向的)信号传输是可能的。所述两个光电发射/接收单元41、55共同构成第一光电耦合器48。所述光电发射/接收单元55设置在印刷电路板93上。该印刷电路板包括适合于借助双芯导线94运行所述光电发射/接收单元55和信号传输的电线路。在所示出的本实施例中，用于检测外部磁场的磁场强度的装置不设置在印刷电路板93上。

在图3中以透视分解图示出所述功率传输组件11，如在图3中可见的那样，该组件的各构件大致对称于中央轴线a地设置。在完成安装的状态下，该轴线a大致与铰链轴线s重合。

在图4中以大致与图3对应的示意图示出所述信号传输组件12。该信号传输组件包括支承套30、初级支承件37、初级光电发射/接收单元35、次级支承件37、次级光电发射/接收单元39和支承套20。所述光电发射/接收单元35、39分别设置在印刷电路板56、57上。这两个印刷电路板56、57包括用于分别经由双芯导线58、59运行相应的光电发射/接收单元的电线路。所述印刷电路板56、57固定在插入件30、37的相互背离地指向的端面上。

所述信号传输组件12不包括各线圈组件。所述支承件30、37可由塑料制造。由于因此缺少以感应方式的功率传输和/或信号传输，因此也不在所述印刷电路板56、57的任一印刷电路板上设置用于检测外部磁场强度的装置。

在图5中作为方框电路图示出的、框架侧的电线路包括初级电子装置60，该初级电子装置主要用于根据翼扇侧的操纵功率需求和运行功率需求提供电功率。为此，所述初级电子装置60不仅经由导线91与所述光电发射/接收单元41电连接，也经由双芯导线95与初级线圈组件32的线圈绕组38电连接。

为了能够在壁侧的控制与分析装置-在本示出的实施例中由扰动报告中心61、翼扇侧的以磁触点63形式的各信号传感器62、各玻璃破碎传感器64、各闭合触点65以及各破坏触点66构成-之间双向地传输信号，所述初级电子装置此外也与光电发射/接收单元35电连接。

进一步地，所述初级电子装置60电连接到在有需求的情况下提供翼扇侧的操纵功率的功率电源件67以及连接到经过缓冲的电流供应器件68上，所述电流供应器件是所述扰动报告中心61的部件并且对于功率电源件67的供应电压消失或者出现技术故障的情况用于从翼扇侧满足各信号传感器62的运行功率需求。如果不存在翼扇侧的耗电器，则可以取消所述功率电源件67。

所述初级电子装置60此外包括多个继电器69，这些继电器反映从打开监控器、穿破监控器、闭锁监控器传输出来的信号以及传输到安装监控器的信号。所述继电器与扰动报告中心的相应的各输入端连接，其中，各连接电阻70与各连接导线串联。进一步地，继电器被设计用于取消触点和指示外部磁场的信号以及用于传输通过“监视器”传输的各种干扰。

所述继电器69由初级电子装置60的处理器71根据通过所述初级光电发射/接收单元35传输的信号控制。所述处理器71经由各分析电子装置72获得关于报告组电压的信息以及所述侵入报告中心61的信号，例如用于锁簧控制和锁舌控制。

所述处理器71此外与开关变换器73连接，该开关变换器根据由处理器计算出的功率需求经由所述光电发射/接收单元41反馈对线圈绕组38加载电功率。

所述电功率在正常运行状态下由功率电源件67或者在供应电压消失的情况下由经过缓冲的电源供应器件68经由切换电路74提供。所述切换电路74包括初级电能缓冲器54。该能量缓冲器用于为这样的情况提供翼扇侧的操纵功率：供应电压在操纵耗电器79的过程期间消失。由此避免，所述操纵过程在所述供应电压在此消失的情况下中断。原则上-只要存在耗电器79-就借助功率电源件67不仅实现对翼扇侧的操纵功率的提供，而且也实现对翼扇侧的运行功率的提供。只有对于借助所述功率电源件提供的供应功率消失的情况，才借助切换电路74切换到所述经过缓冲的电流供应器件上。由此确保对于安全性具有重要意义的次级侧的电路部件的无中断运行。前述的所述初级电子装置的经由切换电路74的电能供应方式能够与所述设备100的另外的构造不相关地用于提高电分离地加载设置在翼扇上的电的耗电器的电功率的运行安全性。

为了将由切换电路74在开关变换器中提供的直流电压转换成适合于对壁侧的线圈绕组38进行加载并且因此适合于通过感应在线圈组件45的翼扇侧的线圈绕组51中的次级交流电压传输的交流电压，所述开关变换器73包括封锁变换器的特别的变型方案。该封锁变换器包括具有四个高功率金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)的h桥。对这些金属氧化物半导体场效应晶体管的控制通过各金属氧化物半导体场效应晶体管驱动装置实现，这些金属氧化物半导体场效应晶体管驱动装置由智能逻辑控制装置控制。为此使用控制器，针对这种使用情况这样优化所述控制器，使得不仅对h桥的快速智能控制、而且用于监控和控制所述次级电子装置75的所有功能的程序运行过程彼此不相关地在最小的空间内实现。以这种方式，所述控制器可在其程序运行过程中影响对h桥的控制，但是却排除了h桥的控制装置对所述控制器的程序运行过程的反作用影响。

所述翼扇侧的线圈绕组51电连接到翼扇侧的次级电子装置78上。以该交流电压对整流器76进行加载，该整流器对所述交流电压进行整流。借助缓冲器完成缓冲后，该直流电压被输送给次级电子装置75的电流供应器件77。尤其是过流识别与负载分离电路78被连接到所述电流供应器件77上。该过流识别与负载分离电路包括功率输出端，从翼扇侧设置的电耗电器79可连接在所述功率输出端上。

进一步地，所述电流供应器件77包括稳定的、防短路的直流电压输出端80，在该直流电压输出端上例如可连接固体声波报警器并且向其供应运行电压。

借助电流供应器件77为处理器81提供所需的运行功率。所述处理器81此外借助信号导线与所述过流识别与负载分离电路78相连接，以便在有需求的情况下产生负载分离。

此外，所述光电发射/接收单元55和39连接到次级电子装置75上。

在组件运行时，借助开关变换器73对所述初级线圈组件32的线圈绕组38加载电功率，所述电功率是为了在次级线圈组件45的次级线圈绕组51中根据需求提供操纵功率和运行功率所需要的电功率。所述控制经由通过所述光电发射/接收单元41、55电分离的反向信道实现，该反向信道直接在硬件中作用到开关变换器73的h桥的控制装置上。通过这种类型的控制采用只在硬件中实现的封锁变换器，所述封锁变换器不需要软件控制的、具有相应的延迟反应时间的程序运行过程。但是能够设置当所述封锁变换器的接通/断开频率处于可听见的范围内时的运行状态。在这种情况下可借助控制器通过软件控制地改变控制频率。也可以在无软件控制的情况下出现运行状态，在该运行状态下，系统过渡到过载状态。这种运行状态也可通过软件控制断开所述封锁变换器来阻止。

所述通道此外用于检测可能的外部磁场。

如上面已经进一步阐述的那样，在所述承载光电发射/接收单元41的印刷电路板上设有用于检测磁场强度的装置。该装置这样构成，使得在检测这种磁场的情况下，所述印刷电路板90的功率需求显著升高，使得所述升高可被连接在处理器71上游的分析装置96理解为干扰信号相应地控制配属的继电器。

进一步地，在运行期间经由所述光电发射/接收单元35、39发生双向的信号传输。借助该双向的信号传输，一方面可将各信号传感器62的运行状态提供给所述扰动报告中心61，另一方面，所述处理器81和所述各信号传感器以及必要时另外的耗电器由所述扰动报告中心61控制。

所述次级电子装置此外包括用于顶盖监控的安全触点82和用于防取下保护的安全触点83。进一步地，继电器84、85设计用于对构成为电动锁的耗电器79进行锁簧控制和锁舌控制。

任意的、可远程操纵的开关都可以考虑用作继电器。在本描述的实施例中是光电式工作的开关。

附图标记列表

100设备

1壁部件

2壁部件

3固定部件

4固定部件

5孔

6孔

7孔

8孔

9容纳部件

10容纳部件

11功率传输组件

12信号传输组件

13翼扇部件

14固定部件

15容纳部件

16孔

17固定螺栓

18孔

19传输装置

20支承套

21支承套

22轴驱动装置

23轴驱动装置

24冠形齿轮

25螺纹区域

26螺纹区域

27螺纹区域

28螺纹区域

29支承套

30支承套

31夹紧装置

32壁侧的线圈组件

33支承件

34支承件

35光电发射/接收单元

36芯

37支承件

38线圈绕组

39光电发射/接收单元

40中心孔

41光电发射/接收单元

42孔

43光电信号传输装置

44功率传输装置

45翼扇侧的线圈组件

46信号传输装置

47线圈壳体

48第一光电耦合器

49芯

50第二光电耦合器

51线圈绕组

52缓冲器

53孔

54缓冲器

55光电发射/接收单元

56印刷电路板

57印刷电路板

58双芯导线

59双芯导线

60初级电子装置

61扰动报告中心

62信号传感器

63磁触点

64玻璃破碎传感器

65闭合触点

66破坏触点

67功率电源件

68电流供应器件

69继电器

70监控电阻

71处理器

72电分析装置

73开关变换器

74切换电路

75次级电子装置

76整流器

77电流供应器件

78过流识别与负载分离电路

79耗电器

80直流电压输出端

81处理器

82安全触点

83安全触点

84继电器

85继电器

90印刷电路板

91双芯导线

92用于检测磁场强度的装置

93印刷电路板

94双芯导线

95双芯导线

96分析装置

97磁场传感器

98基极线路

99晶体管

101电阻

m磁场

ps初级侧面

s铰链轴线

ss次级侧面