DE102009019994B4 - Flugzeug mit Hybrid Transmittern zur kontaktlosen Energie-und Datenübertragung - Google Patents

Flugzeug mit Hybrid Transmittern zur kontaktlosen Energie-und Datenübertragung Download PDF

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Abstract

Flugzeug mit einem System (100) aus zwei Hybridtransmittern zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil (103) und einem zweiten Fahrzeugteil (104), das System aufweisend:ein erstes Fahrzeugteil (103), aufweisend einen ersten Hybridtransmitter als Sendeeinheit (101); undein zweites Fahrzeugteil (104), aufweisend einen zweiten Hybridtransmitter als Empfangseinheit (102);wobei die Sendeeinheit eine erste Sendevorrichtung (105) und eine zweite Sendevorrichtung (106) aufweist;wobei die Empfangseinheit eine erste Empfangsvorrichtung (107) und eine zweite Empfangsvorrichtung (108) aufweist;wobei die erste Sendevorrichtung zum kontaktlosen Senden von Energie (109) und ersten Daten (110) ausgeführt ist;wobei die zweite Sendevorrichtung zum kontaktlosen Senden von zweiten Daten (111) ausgeführt ist;wobei die erste Empfangsvorrichtung zum kontaktlosen Empfangen der Energie und der ersten Daten der ersten Sendevorrichtung ausgeführt ist; undwobei die zweite Empfangsvorrichtung zum kontaktlosen Empfangen der zweiten Daten der zweiten Sendevorrichtung ausgeführt ist;wobei die erste Sendevorrichtung eine Primärspule (111) und einen Primärkern (113) aufweist;wobei die erste Empfangsvorrichtung eine Sekundärspule (112) und einen Sekundärkern (114) aufweist;wobei die erste Sendevorrichtung die Energie und die ersten Daten induktiv mittels der Primärspule und dem Primärkern an die Sekundärspule und den Sekundärkern der ersten Empfangsvorrichtung überträgt;wobei die zweite Sendevorrichtung in dem Primärkern der ersten Sendevorrichtung baulich integriert ist;wobei die zweite Empfangsvorrichtung in dem Sekundärkern der ersten Empfangsvorrichtung baulich integriert;wobei das erste Fahrzeugteil fußbodenseitig angeordnet ist; undwobei sich zwischen der Sendeinheit und der Empfangseinheit ein Fußboden (402) des Fahrzeugs befindet.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG:
  • Die Erfindung betrifft die kontaktlose Energieübertragung in Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Flugzeug mit einem System aus zwei Hybrid Transmittern zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil und einem zweiten Fahrzeugteil,
  • TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND:
  • In Flugzeugen wird der Passagierplatz zunehmend mit zusätzlichen technischen Geräten ausgestattet, welche das Reisen für den Passagier angenehmer und entspannender gestalten sollen. Speziell für den Langstreckenbetrieb werden zum Beispiel Flugzeugsitze generell mit Unterhaltungssystemen, In Flight Entertainment-Systemen (IFE), Spannungsversorgungen, In Seat Power Supply-Systemen (ISPSS) oder auch elektrischen Verstell- und Massagesystemen ausgestattet. Diese Funktionen werden bisher über Kabelverbindungen zu den Flugzeugsitzen angebunden. Diese Verkabelung jedoch vermindert die Flexibilität der Kabine in einer Umrüstphase erheblich. Veränderungen der Ausstattung der Kabine zum Beispiel bei einer gewünschten Änderung des Sitzabstandes bedeutet gleichzeitig eine kostenintensive Neuverlegung der Verkabelung.
  • Die Übertragung von Daten mittels rein induktiver Technologien ist aufgrund der technischen Randbedingungen ist beispielsweise Unterhaltungssysteme im Sitz eines Passagierflugzeuges zu gering.
  • DE 43 44 071 A1 beschreibet eine Vorrichtung zur Energie- und/oder Datenübertragung, die mit einem primärseitigen und einem sekundärseitigen Verbindungsteil zur Vereinfachung der Handhabung und zur Vermeidung eines fehlerhaften elektrischen Anschlusses derart ausgestaltet wird, dass primärseitig mindestens ein Sender und sekundärseitig mindestens ein Empfänger vorgesehen sind, so dass die Übertragung kontaktlos erfolgt. Diese Vorrichtung kann insbesondere im Bereich der Sicherheitstechnik, der Sensortechnik und im Zusammenhang mit der Installation von Anzeige- und Bedieneinrichtungen eingesetzt werden.
  • GB 2 383 879 A beschreibt einen Sitz, der entfernbar in Position auf Schienen in einem Kraftfahrzeug montiert sein kann. Der Sitz weist mindestens ein Sicherheitselement in Form einer aktiven Sicherheitsvorrichtung oder eines aktiven Sensors auf. Ein Kommunikationskanal ist zwischen der Steuereinheit und dem Sicherheitselement hergestellt. Zumindest ein Teil des Kommunikationskanals ist eine drahtlose Verbindung. Es gibt ein erstes System, das ein Signal an die Steuereinheit liefert, wenn der Sitz im Fahrzeug vorhanden ist, und ein unabhängiges System, das vom Sitzteil des Kommunikationskanals getrennt ist, um das Vorhandensein des Fahrzeugsitzes zu bestimmen und das entsprechende Signal an die Steuereinheit 6 bereitzustellen. Die Steuereinheit hat daher zwei Signale, die das Vorhandensein des Sitzes anzeigen.
  • US 2006 / 0 038 070 A1 beschreibt ein Verkabelungssystem und ein Verfahren zum Bereitstellen des Zugriffs auf elektrische Energie und / oder Datenkommunikation an Bord einer mobilen Plattform. Mehrere untere Verbinder sind an einer Unterseite mehrerer mobiler Plattformbodenplatten angebracht. Jeder untere Stecker enthält mindestens einen unteren Steckerkopplungskontakt, der mit einer unteren Steckverbindersignalleitung verbunden ist. Die unteren Verbindungssignalleitungen übertragen entweder elektrische Signale oder Datensignale zwischen jedem unteren Verbindungskopplungskontakt und einer Signal quelle und / oder einem Signalempfänger. Mehrere obere Verbinder passen entfernbar zu den unteren Verbindern. Jeder obere Verbinder enthält mindestens einen oberen Verbinder-Kopplungskontakt, der entfernbar mit den unteren Verbinder-Kopplungskontakten des verbundenen unteren Verbinders gekoppelt ist. Mehrere obere Verbindersignalleitungen sind mit den oberen Verbinderkupplungskontakten verbunden und können abtrennbar mit mindestens einem Benutzeranschlussanschluss und / oder mindestens einer elektrischen Sitzeinheit (SEU) verbunden werden, die für einen Passagier zugänglich ist, der in einer Passagierkabine der mobilen Plattform sitzt. Somit wird ein Übertragungspfad für die elektrischen und/oder Datensignale zwischen den unteren Verbindern und den Benutzerverbindungsports und/oder den SEUs bereitgestellt, wenn die oberen Verbinder mit den unteren Verbindern verbunden sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine vereinfachte Energie- und Datenübertragung in einem Fahrzeug bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Es ist ein Flugzeug mit einem System aus zwei Hybrid Transmittern zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil und einem zweiten Fahrzeugteil gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die beschriebenen Beispiele betreffen gleichermaßen das System aus zwei Hybrid Transmittern, die Sitzschiene, den Flugzeugsitz, das Flugzeug sowie das Verfahren. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass jedes Verfahren der Erfindung in der genannten Reihenfolge, aber auch in anderen Reihenfolgen der Verfahrensschritte durchgeführt werden kann.
  • Gemäß der Erfindung ist ein System aus zwei Hybrid Transmittern zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil und einem zweiten Fahrzeugteil angegeben. Dabei weist das System einen ersten Hybrid Transmitter als Sendeeinheit und einen zweiten Hybrid Transmitter als Empfangseinheit auf. Dabei weist die Sendeeinheit eine erste Sendevorrichtung und eine zweite Sendevorrichtung auf, wobei die Empfangseinheit eine erste Empfangsvorrichtung und eine zweite Empfangsvorrichtung aufweist. Dabei ist die erste Sendevorrichtung zum kontaktlosen Senden von Energie und ersten Daten ausgeführt, und die zweite Sendevorrichtung ist zum kontaktlosen Senden von zweiten Daten ausgeführt. Die erste Empfangsvorrichtung ist zum kontaktlosen Empfangen der Energie und der ersten Daten der ersten Sendevorrichtung ausgeführt, und die zweite Empfangsvorrichtung ist zum kontaktlosen Empfangen der zweiten Daten der zweiten Sendevorrichtung ausgeführt.
  • Es sei explizit darauf hingewiesen, dass in diesem und jedem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ebenso die Sendeeinheit zusätzlich als Empfangseinheit ausgeführt sein kann sowie auch die Empfangseinheit zusätzlich als Sendeeinheit ausgeführt sein kann.
  • Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „zweiter Datenkanal“ und „zusätzlicher Datenkanal“ die Einheit bestehend aus zweiter Sendevorrichtung und zweiter Empfangsvorrichtung umfassen.
  • Beispielsweise kann die Übertragung der Energie und der ersten Daten von der ersten Sendevorrichtung zur ersten Empfangsvorrichtung induktiv erfolgen. Dabei kann auch ein Optokoppler in dem Datenkanal zum Einsatz kommen. Weiterhin kann der zweite Datenkanal einen Wellenleiter und / oder einen Hohlleiter umfassen. Die Übertragung der zweiten Daten von der zweiten Sendeeinheit zur zweiten Empfangseinheit kann ebenso induktiv erfolgen, aber auch die Verwendung von Optokopplern ist möglich. Ebenso kann jede Übertragung der zweiten Daten mittels elektromagnetischer Wellen mit gewünschter Frequenz, Amplitude und Polarisation übertragen werden. Dazu kann die erste Sendevorrichtung als Sender elektromagnetischer Wellen und die erste Empfangseinheit als Empfänger elektromagnetischer Wellen ausgeführt sein. Die zweite Sendevorrichtung und die zweite Empfangsvorrichtung stellen somit einen zusätzlichen zweiten Datenkanal zur Verfügung.
  • Mit anderen Worten erweitert das System, bestehend aus zwei Hybrid Transmittern, die kontaktlose beispielsweise induktive Energie- und Datenübertragung derart, dass eine höhere Datenrate aufgrund der Bereitstellung des weiteren Datenkanals bei der Versorgung des zweiten Fahrzeugteils mit Daten erreicht wird. Beispielsweise kann ein Flugzeugsitz so mittels zweier unabhängiger und nicht wechselwirkender Energie- und/oder Datenkanälen einerseits induktiv mit Energie und ersten Daten und zweitens beispielsweise mittels elektromagnetischer Wellen mit zweiten Daten versorgt werden. Dabei kann der erste Datenkanal, welcher durch die erste Sende- und die erste Empfangsvorrichtung gebildet wird induktiv übertragen. Dazu können eine Primärspule mit einem Primärkern und eine Sekundärspule mit einem Sekundärkern zum Einsatz kommen. Der zweite davon unabhängige Datenkanal, welcher durch die zweite Sende- und die zweite Empfangsvorrichtung gebildet wird kann die zweiten Daten beispielsweise mittels eines elektromagnetischen Senders und elektromagnetischen Empfängers übertragen. Dabei kann der zweite Datenkanal in einem magnetisch geschützten Bereich angeordnet sein, in welchem er vor einer magnetischen Wechselwirkung mit den Magnetfeldern der Primär- und/oder Sekundärspule geschützt ist.
  • In diesem Fall wird ein induktiv arbeitendes System aus zwei Transmittern durch den zweiten Datenkanal, welcher beispielsweise baulich in diese beiden Transmitter integriert sein kann, erweitert, was das System zu einem System aus Hybrid Transmittern macht. Dies kann beispielsweise detailliert der folgenden 1 entnommen werden.
  • Mit anderen Worten wird aufgrund dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung ein Transmitter, welcher mittels der ersten Sendevorrichtung und der ersten Empfangseinheit kontaktlos Energie und erste Daten übertragen kann, derart baulich erweitert, dass ein zweiter Datenkanal zur zusätzlichen Übertragung von zweiten Daten von dem ersten Fahrzeugteil zum zweiten Fahrzeugteil ermöglicht wird. Dabei kann die zweite Sendevorrichtung baulich in die erste Sendevorrichtung integriert sein und die zweite Empfangsvorrichtung kann baulich in die erste Empfangsvorrichtung integriert sein.
  • Dabei kann die zweite Sendevorrichtung mittels elektromagnetischer Wellen eine zusätzliche Datenrate für das System bereitstellen, welche mehrere Hundert Megabit pro Sekunde erreichen kann. Aber auch höhere Datenraten können erreicht werden.
  • Damit ist der Anwendungsbereich eines Systems zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung erheblich erweitert und kann beispielsweise als System mit Vorteilen bei einer umzurüstende Kabine eines Flugzeuges eingesetzt werden.
  • Da die beiden Hybridtransmitter in dem System kontaktlos angeordnet sind können sie beide an unterschiedlichen Fahrzeugteilen angebracht werden, welche unabhängig voneinander umpositioniert werden können. Eine Änderung der Verkabelung ist nicht nötig. Mit dem System kann dadurch auch die gesamte Energie und Datenübertragung durch Materie hindurch erfolgen, welche sich zwischen den beiden Hybridtransmittern befindet. Beispielsweise kann der erste Hybridtransmitter als Sendeeinheit an einer Sitzschiene in einem Flugzeug angeordnet sein und der zweite Hybridtransmitter als Empfangseinheit kann in einem Flugzeugsitz angeordnet sein. Dabei ist in dieser Flugzeuginnenarchitektur zwischen dem Sitz und der Sitzschiene beispielsweise der Fußboden des Flugzeuges angeordnet.
  • Mit anderen Worten kann der zusätzliche Datenkanal einen Sender und Empfänger aufweisen, die mittels Funkverbindungen unidirektional oder auch falls gewünscht bidirektional Daten austauschen. Dabei könne in dem zusätzlichen Datenkanal zum Beispiel Funkstandards wie WLAN, Bluetooth oder auch UWB zum Einsatz kommen. Aber auch andere Funkverbindungen sind möglich Entsprechende bauliche Maßnahmen und Vorrichtungen sind in der Vorrichtung vorhanden.
  • Dabei können in der zweiten Sendevorrichtung und in der zweiten Empfangsvorrichtung neben elektromagnetischen Sendern und elektromagnetischen Antennen auch Optokoppler zum Einsatz kommen. Auch ist die Verwendung von RFID Transmittern beispielsweise zum gegenseitigen Erkennen der Empfangseinheit und der Sendeeinheit möglich.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die erste Sendevorrichtung weiterhin eine erste Steuereinheit mit einem Spannungseingang, einem Dateneingang und einem Signalausgang auf. Weiterhin weist die erste Empfangsvorrichtung eine zweite Steuereinheit mit einem Signaleingang, einem Datenausgang und einem Spannungsausgang auf. Dabei ist die erste Steuereinheit dazu eingerichtet, aus einer am Spannungseingang anliegenden elektrischen Spannung eine Wechselspannung am Signalausgang zu erzeugen. Dabei moduliert die erste Steuereinheit die Wechselspannung auf Basis von den am Dateneingang eingehenden ersten Daten. Die zweite Steuereinheit ist weiterhin dazu eingerichtet, aus der am Signaleingang anliegenden modulierten Wechselspannung die ersten Daten zu demodulieren und am Datenausgang bereitzustellen und eine zur Verwendung in einem elektrischen Verbraucher aufbereitete Spannung am Spannungsausgang bereitzustellen.
  • Dabei kann dieses Übertragungssystem aus erster Sendevorrichtung und erster Empfangsvorrichtung auch als Leistungsübertragungssystem, das durch Modulation auch Daten übertragen kann, bezeichnet werden.
  • Dabei kann die erste Steuereinheit beispielsweise baulich integriert in die erste Sendevorrichtung sein, aber auch eine separate und beabstandete Ausgestaltung der Steuereinheit ist möglich. Dies gilt in gleichem Maße für die zweite Steuereinheit und die erste Empfangsvorrichtung.
  • Mit anderen Worten wird in der ersten Steuereinheit eine Wechselspannung erzeugt, auf der die zu übertragenden Daten in Form einer Frequenzänderung aufmoduliert werden. Die so gebildete frequenzmodulierte Wechselspannung kann an eine Primärspule gegeben werden, die mit einer Sekundärspule zum Zwecke der Übertragung einen magnetischen Kreis bildet. Die Primärspule gibt ihrerseits die aus dem magnetischen Kreis induzierte frequenzmodulierte Wechselspannung an eine zweite Steuereinheit weiter, die die aus der Frequenzmodulation übertragenen ersten Daten wieder demodulieren kann. Weiterhin kann die in der zweiten Steuereinheit vorliegende induzierte Wechselspannung so aufbereitet werden, dass sie beispielsweise mit einer konstanten vorbestimmten Frequenz oder als Gleichspannung vorliegt, so dass sie zum Betreiben von elektrischen Verbrauchern weiter verwendet werden kann. Demgemäß kann über eine einzige Kombination aus einer Primärspule und einer Sekundärspule eine gleichzeitige vollständige Übertragung von elektrischer Energie und von ersten Daten erreicht werden, ohne dass eine Mehrzahl von elektromagnetischen Überträgern eingesetzt werden muss, so dass sich die vorgeschlagene Ausgestaltung positiv auf das Gewicht und die Kosten niederschlägt. Systeme zur Modulation und Demodulation von Daten bzw. beliebigen Signalen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt, so dass hinreichend robuste und kostengünstige Steuereinheiten zur Modulation und Demodulation realistisch sind.
  • Es sei darauf hingewiesen dass auch eine Amplitudenmodulation, eine Phasenmodulation oder eine beliebige Kombination aus Frequenz-, Phasen- und Amplitudenmodulation möglich ist. Dies kann vorteilhaft für die zu übertragende Energie oder Daten ausgenutzt werden.
  • Mit anderen Worten ist das System gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Lage, ein System zum kontaktlosen Übertragen von elektrischer Energie und ersten Daten bereitzustellen, das einfach gebaut ist, lediglich einen magnetischen Kreis zum Übertragen der elektrischen Energie und der ersten Daten bereitstellt und dazu robust ist und ein geringes Gewicht aufweist. Zusätzlich zu diesen Vorteilen kann eine Datenübertragung beispielsweise im Megabitbereich pro Sekunde bereitgestellt werden, indem ein zweiter Datenkanal mittels der zweiten Sendevorrichtung und der zweiten Empfangsvorrichtung bereitgestellt wird. Damit kann dieses System aus zwei Hybrid Transmittern auch für leistungsintensive Systeme wie Inflight-Entertainmentsysteme, Spannungsversorgungen im Flugzeugsitz sowie auch Verstell- und Massagesysteme, welche im Flugzeugsitz integriert sind, benutzt werden. Dabei kann der zweite Datenkanal in das induktive Übertragungssystem an magnetisch gering durchfluteter, geschützter Stelle baulich integriert sein. Dadurch kann sowohl Platz gespart werden, als kann auch ein mechanischer Schutz für den zweiten Datenkanal durch die erste Sende- und die erste Empfangsvorrichtung bereitgestellt werden.
  • Gemäß der Erfindung weist die erste Sendevorrichtung eine Primärspule und einen Primärkern auf, und die erste Empfangsvorrichtung weist eine Sekundärspule und einen Sekundärkern auf. Dabei überträgt die erste Sendevorrichtung die Energie und die ersten Daten induktiv mittels der Primärspule und dem Primärkern an die Sekundärspule und den Sekundärkern der ersten Empfangsvorrichtung.
  • Es sei weiterhin angemerkt, dass eine Primärspule in diesem Ausführungsbeispiel enthalten sein kann, welche mit dem Signalausgang der ersten Steuereinheit verbindbar ist. Ebenso kann eine Sekundärspule mit dem Signaleingang der zweiten Steuereinheit verbunden werden.
  • Dabei ist es auch möglich, dass mehrere Primärspulen zu einem Segment zusammengefasst sind und diese von einer ersten gemeinsamen Steuereinheit angesteuert werden. Dies ist beispielsweise detailliert in der 3 beschrieben.
  • Mit anderen Worten besteht das System gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem kontaktlosen induktiven Energie- und Datenübertragungssystem, welches mittels der Primärspule und dem Primärkern und einer Sekundärspule und dem Sekundärkern Energie und Daten von dem ersten Fahrzeugteil an das zweite Fahrzeugteil übertragen kann. Die elektrische Energie wird in der Primärspule in ein magnetisches Feld umgewandelt und in der Sekundärspule wieder in elektrische Energie gewandelt. Durch die Modulation des erzeugten Magnetfeldes in oben beschriebener Art und Weise können mit diesem Spulensystem auch Daten übertragen werden. Da diese Übertragung jedoch hinsichtlich der Datenübertragungsrate begrenzt sein kann, stellt die vorliegende Erfindung den zusätzlichen zweiten Datenkanal bereit. Dieser falls gewünscht kann mehre hundert Megabit pro Sekunde als Datenrate erreichen und kann an magnetisch gering durchfluteter, geschützter Stelle platziert sein.
  • Ebenso ist es möglich, dass Primärspulen, die benachbart zu der Sekundärspule angeordnet sind, durch eine Steuereinheit deaktiviert werden.
  • Gemäß der Erfindung ist die zweite Sendevorrichtung in dem Primärkern der ersten Sendevorrichtung baulich integriert.
  • Dabei ist es möglich, dass die zweite Sendevorrichtung an einer Stelle in dem Primärkern platziert ist, an welcher ein Magnetfeldminimum des magnetischen oder elektromagnetischen Feldes der ersten Sendevorrichtung und/oder der ersten Empfangsvorrichtung platziert ist. Ebenso kann der elektromagnetische Empfänger, die zweite Empfangsvorrichtung baulich in den Sekundärkern derart integriert sein, dass er an einem Magnetfeldminimum des magnetischen Feldes oder elektromagnetischen Feldes der ersten Sendevorrichtung und/oder der ersten Empfangsvorrichtung platziert wird.
  • Die zweite Sendevorrichtung und die zweite Empfangsvorrichtung können beispielsweise in die Ausnehmungen eingeklebt werden. Auch ist es möglich, dass die zweite Sendevorrichtung mit dem Gehäuse der Sendeeinheit und die zweite Empfangsvorrichtung mit dem Gehäuse der Empfangseinheit vergossen werden.
  • Mit anderen Worten wird durch die Primärspule, den Primärkern, die Sekundärspule und den Sekundärkern ein induktives Übertragungssystem bereitgestellt. Dabei weisen der Primärkern und der Sekundärkern jeweils eine Ausnehmung auf, welche derart ausgeführt ist, dass entlang der zur Deckung gebrachten Ausnehmungen im stromgeschlossenen Zustand der Spulen ein Minimum des Magnetfeldes oder Elektromagnetfeldes herrscht. Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel ist in den 1 und 2 gezeigt. Damit kann sichergestellt werden, dass eine Beeinflussung des elektromagnetischen Wechselfeldes des induktiven Übertragungssystems einen möglichst geringen Einfluss auf die in die beiden Ausnehmungen platzierte zweite Sendevorrichtung und zweite Empfangsvorrichtung und deren zusätzliche Datenübertragung hat.
  • Gemäß der Erfindung ist die zweite Empfangsvorrichtung in den Sekundärkern der ersten Empfangsvorrichtung baulich integriert.
  • Dabei kann eine bauliche Integration der zweiten Empfangsvorrichtung durch eine Ausnehmung in dem Sekundärkern erfolgen, welche derart ausgeführt ist, dass sich dort ein magnetischer Freiraum, also ein magnetisches Minimum des Sekundärkerns ergibt. Dabei ist der Betrieb durch den stromdurchflossenen Zustand der Sekundärspule und/oder Primärspule beschrieben. Dabei ist in diesem und jedem anderen Ausführungsbeispiel der elektromagnetische Freiraum dadurch gekennzeichnet, dass der Raum frei von magnetischen Feldlinien des Übertragungssystems ist oder lediglich wenige magnetische Feldlinien dort vorhanden sind. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Datenübertragung in dem zusätzlichen Datenkanal, welcher durch die zweite Sendevorrichtung und die zweite Empfangsvorrichtung bereitgestellt wird, wenig oder gar nicht beeinflusst wird. Dieses Beschreibt den Fall, dass in dem zweiten Datenkanal auch mittels Induktion Daten übertragen werden. Für den Fall, dass der zweite Datenkanal mittels optischer und nicht induktiver Übertragungselemente Daten überträgt werden diese durch magnetische Flussdichten nicht beeinflusst.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eine von der zweiten Sendeeinheit und der zweiten Empfangseinheit in einem Bereich angeordnet, in welchem in einem stromdurchflossenen Zustand der Primärspule ein Magnetfeldminimum liegt.
  • Das Übertragungssystem zur induktiven Leistungsübertragung und das System zur zusätzlichen Datenübertragung zum Beispiel durch elektromagnetische Wellen sind so ausgelegt, dass eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen ist. Dies wird gewährleistet durch die Platzierung der zweiten Sendevorrichtung und der zweiten Empfangsvorrichtung an Stellen innerhalb des Primärkerns bzw. des Sekundärkerns, an welchen elektromagnetische Minima vorliegen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest ein Teil der ersten Sendevorrichtung in einem Primärgehäuse gekapselt, und zumindest ein Teil der ersten Empfangseinheit ist in einem Sekundärgehäuse gekapselt.
  • Dabei kann das Primärgehäuse die Primärspule umschließen, und/oder das Sekundärgehäuse kann die Sekundärspule umschließen. So ist es auch möglich, dass die Primärspule und der Primärkern durch das Primärgehäuse gekapselt werden, und/oder die Sekundärspule und der Sekundärkern werden von dem Sekundärgehäuse gekapselt.
  • Damit liegt eine besonders robuste Ausführungsform der kontaktlosen induktiven Energie- und Datenübertragung vor, welche gerade im Bereich von Sitzen und Sitzschienen im Flugzeug zum Einsatz kommen kann, da dort hohe mechanische Reibungsverluste an den Gleitteilen auftreten können.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Primärgehäuse und das Sekundärgehäuse jeweils eine Öffnung auf, wobei die zweite Sendevorrichtung in der Öffnung des Primärgehäuses angeordnet ist und wobei die zweite Empfangsvorrichtung in der Öffnung des Sekundärgehäuses angeordnet ist.
  • Dabei können diese Öffnungen der Gehäuse mit den bereits beschriebenen Ausnehmungen in dem Primärkern und dem Sekundärkern in montierter Position zum Überlappen gebracht werden. Dies bedeutet eine sehr kompakte Ausführung der Hybridtransmitter und spart Platz, der gerade im Flugzeug sehr wertvoll ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das System eine magnetische Abschottung auf. Dabei ist die magnetische Abschottung derart in dem System platziert, dass die zweite Sendevorrichtung und die zweite Empfangsvorrichtung durch die magnetische Abschottung von einem Magnetfeld der ersten Sendevorrichtung und der ersten Empfangsvorrichtung geschützt sind.
  • Dabei ist es möglich, dass die zweite Sendevorrichtung und / oder die zweite, Empfangsvorrichtung beispielsweise innerhalb einer nicht magnetisierbaren Röhre beliebiger Form in den einen der Kerne eingeführt ist. Aber auch andere magnetische Abschottungen anderer Form und Materialien zur magnetischen Isolierung des zweiten Datenkanals sind möglich.
  • Gemäß der Erfindung weist das System das erste Fahrzeugteil und das zweite Fahrzeugteil auf. Dabei weist das erste Fahrzeugteil die Sendeeinheit und das zweite Fahrzeugteil die Empfangseinheit auf.
  • Mit anderen Worten sind die beiden Hybridtransmitter in Montageposition ohne gegenseitigen Kontakt angeordnet.
  • Beispielsweise ist es möglich, einen Sitz in einem Flugzeug mit einer Empfangseinheit auszustatten und eine Sitzschiene in einem Flugzeug mit einer oder mehreren Sendeeinheiten in oben beschriebener Form auszustatten. Damit ist gewährleistet, dass eine kontaktlose induktive Energie- und Datenübertragung zwischen dem Sitz und der Sitzschiene erfolgt, wobei die übertragene Datenrate durch den zusätzlichen Datenkanal, welcher in magnetisch geschütztem Raum des induktiven Übertragungssystems integriert ist in den Bereich von Megabit pro Sekunde liegt. Damit kann bereitgestellt werden, dass in Umrüstphasen der Kabine keine Neuverkabelungen nötig sind und mit diesem System auch alle höher bitratigen Verbraucher wie Unterhaltungssysteme im Flugzeugsitz mit elektrischer Energie und Daten versorgt werden können.
  • Gemäß der Erfindung ist das erste Fahrzeugteil fußbodenseitig angeordnet und zwischen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit befindet sich ein Fußboden des Fahrzeuges.
  • Mit anderen Worten ist es möglich mittels dieser beiden Hybrid Transmitter, Energie und Daten durch den Fußboden beispielsweise eines Flugzeuges hin zu beispielsweise einem Flugzeugsitz übermittelt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das zweite Fahrzeugteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sitz, Versorgungseinheit, Inflight-Entertainmentsystem, Frachtcontainer, Bordküche und Bordtoilette.
  • Mit anderen Worten ist das zweite Flugzeugteil eine mit Energie und Daten zu versorgende Einheit.
  • Damit ist es möglich, die komplette Energie- und Datenversorgung des gesamten Fahrzeugbereichs innerhalb des Bodens bereitzustellen und kontaktlos an darüberliegende Fahrzeugteile wie beispielsweise Frachtcontainer, Bordküchen, Bordtoiletten, Entertainmentsysteme oder sonstige elektrische Verbraucher mit der benötigten Energie und den Daten zu versorgen. Beispielsweise kann mittels RFID-Technologie von den unterhalb des Bodens bereitgestellten Sendeeinheiten erkannt werden, welcher elektrische Verbraucher oberhalb des Bodens in gewünschter Form von dem Umrüstpersonal platziert wurde. Die Sendeeinheiten können ein Netzwerk aus Sendern unterhalb des Bodens bilden. Es ist jedoch möglich eine Identifikation eines Verbrauchers über eine eindeutige ID erfolgen zu lassen, die über die zur Verfügung stehenden Datenwege an die Steuereinheit übermittelt wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das erste Fahrzeugteil am Fahrzeug fest angeordnet, und das zweite Fahrzeugteil kann in unterschiedlichen Positionen relativ zum ersten Fahrzeugteil positioniert werden.
  • Dabei lässt sich die mit Energie und Daten zu versorgende Einheit (zweites Fahrzeugteil) z. B. der Flugzeugsitz relativ zum ersten Fahrzeugteil so positionieren, dass mindestens eine in der Einheit angeordnete Sekundärspule benachbart zu mindestens einer Primärspule zum Bilden eines magnetischen Kreises angeordnet ist, Damit wird die Übertragung der Energie und erste Daten und der zweiten Daten ermöglicht.
  • Gerade für Fahrzeugteile, welche innerhalb einer Umrüstphase beispielsweise innerhalb eines Flugzeuges verschoben werden müssen und welche elektrischen Zugang und Datenzugang brauchen, bietet die vorliegende Erfindung eine Lösung zur kontaktfreien Energie- und Datenübertragung an, welche hohen Anforderungen an die Datenrate genügt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Sitzschiene für ein Flugzeug zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen der Sitzschiene und einem Sitz angegeben. Die Sitzschiene weist dabei einen Hybrid Transmitter als Sendeeinheit auf, wobei die Sendeeinheit eine erste Sendevorrichtung und eine zweite Sendevorrichtung aufweist. Dabei ist die erste Sendevorrichtung zum kontaktlosen Senden von Energie und ersten Daten ausgeführt, und die zweite Sendevorrichtung ist zum kontaktlosen Senden von zweiten Daten ausgeführt.
  • Gemäß einem weiteren, nur zur weiteren Erläuterung gezeigten Beispiel ist ein Sitz für ein Flugzeug zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen dem Sitz und einer Sitzschiene angegeben. Dabei weist der Sitz einen Hybrid Transmitter als Empfangseinheit auf, wobei die Empfangseinheit eine erste Empfangsvorrichtung und eine zweite Empfangsvorrichtung aufweist. Die erste Empfangsvorrichtung ist dabei zum kontaktlosen Empfangen der Energie und der ersten Daten der ersten Sendevorrichtung ausgeführt, und die zweite Empfangsvorrichtung ist zum kontaktlosen Empfangen der Daten der zweiten Sendevorrichtung ausgeführt.
  • Gemäß einem weiteren, nur zur weiteren Erläuterung gezeigten Beispiel ist ein Verfahren zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil und einem zweiten Fahrzeugteil angegeben. Dabei weist das die Verfahren Schritte auf: kontaktloses gleichzeitiges Senden von Energie und ersten Daten von dem ersten Fahrzeugteil an das zweite Fahrzeugteil mittels einer ersten Sendevorrichtung einer Sendeeinheit sowie paralleles kontaktloses Senden von zweiten Daten von dem ersten Fahrzeugteil an das zweite Fahrzeugteil mittels einer zweiten Sendevorrichtung der Sendeeinheit.
  • Es kann als ein Kernaspekt der Erfindung angesehen werden, dass ein System aus zumindest zwei Hybridtransmittern zur kontaktlosen induktiven Energie- und Datenübertragung mit zusätzlichem magnetisch geschützt integriertem zweiten Datenkanal zur kontaktlosen und materiedurchdringenden Energie- und Datenübertragung zwischen zwei Fahrzeugteilen angegeben ist.
  • Weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele.
  • Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
  • Figurenliste
    • 1a und 1b zeigen eine schematische, zweidimensionale Schnittdarstellung eines Systems, bestehend aus zwei Hybridtransmittern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 2 zeigt eine schematische, zweidimensionale Darstellung eines Systems aus zwei Hybrid Transmittern in Draufsicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 3 zeigt eine schematische, zweidimensionale Darstellung eines Systems, bestehend aus mehreren Hybrid Transmittern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 4 zeigt eine schematische, zweidimensionale Darstellung eines Fußbodens in einem Fahrzeug mit einem System aus Hybridtransmittern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 5 zeigt ein Flugzeug mit einem System aus mehreren Hybrid Transmittern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 6 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren gemäß einem nur zur Erklärung gezeigten Beispiel illustriert.
  • Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den folgenden Figurenbeschreibungen werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN:
  • 1a zeigt ein System 100 aus zwei Hybrid Transmittern 101, 102 zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil 103 und einem zweiten Fahrzeugteil 104. Dabei ist der erste Hybrid Transmitter als Sendeeinheit 101 und der zweite Hybrid Transmitter als Empfangseinheit 102 ausgeführt. Die Sendeeinheit wiederum weist eine erste Sendevorrichtung 105 und eine zweite Sendevorrichtung 106 auf. Die Empfangseinheit 102 weist eine erste Empfangsvorrichtung 107 und eine zweite Empfangsvorrichtung 108 auf.
  • Dabei ist die Sendevorrichtung zum kontaktlosen Senden von Energie und ersten Daten ausgeführt. Dabei veranschaulichen die gezeigten Magnetfeldlinien 109 das Magnetfeld, welches mittels Modulation neben Energie auch die ersten Daten von der ersten Sendevorrichtung an die erste Empfangsvorrichtung überträgt. Dieser induktive Prozess ist im vorangegangene bereist mehrfach detailiert beschrieben. Die zweite Empfangsvorrichtung ist zum kontaktlosen Empfangen der zweiten Daten der zweiten Sendevorrichtung ausgeführt. Weiterhin ist die zweite Sendevorrichtung ist zum kontaktlosen Senden von zweiten Daten ausgeführt. Die zweiten Daten sind durch die Wellen 110 veranschaulicht, welche durch beispielsweise eine Funkverbindung erzeugt werden, die den zusätzlichen Datenkanal 119 bereitstellt.
    1a zeigt weiterhin einen Primärkern 113, welcher von einer Primärspule 111 umwickelt ist.
  • Mit anderen Worten stellt die erste Sendevorrichtung ein induktives Übertragungssystem für Energie und Daten bereit. Die erste Empfangseinheit wiederum weist einen Sekundärkern 114 und eine Sekundärspule 112 auf, um die Modulation des Magnetfeldes in Strom umzuwandeln und damit eine Spannung und gegebenenfalls Daten an einen Endverbraucher bereitstellen zu können.
  • Es ist weiterhin gezeigt, dass die zweite Sendevorrichtung 106, welche beispielsweise als elektromagnetischer Sender ausgeführt sein kann, in einer Ausnehmung 117 in dem Primärkern 113 angeordnet ist, in welchem ein Minimum des Magnetfeldes, welches in stromgeschlossenem Zustand der Primärspule vorliegt, herrscht. Dadurch kann ein möglichst geringer Einfluss der Datenübertragung von dem elektromagnetischen Sender zur zweiten Empfangsvorrichtung 108 erreicht werden. Die zweiten Daten, veranschaulicht durch die Wellen 110, können somit unabhängig und ungestört auch bei Leistungs- und Datenübertragung in dem induktiven System übertragen werden. Der induktive Teil des Systems befindet sich dabei rechts und links von dem zweiten Datenkanal 119. Ebenso befindet sich die zweite Empfangsvorrichtung 108 in einer Ausnehmung 118 des Sekundärkerns 114.
  • Aufgrund der Ausformung der Ausnehmungen 117 und 118 ergibt sich, dass sich das Magnetfeld hauptsächlich von den gezeigten Stirnflächen des Primarkerns zu den gegenüberliegenden Stirnflächen des Sekundärkerns erstreckt. Dabei können der linke und der rechte Teil des Primärkerns ein einziges gemeinsames Bauteil bilden. Ebenso der rechte und der linke Teil des Sekundärkerns. In des zusätzlichen integrierten Datenkanals 119 und der zweiten Daten, also entlang der Propagationsrichtung der elektromagnetischen Wellen von der zweiten Sendevorrichtung 106 zur zweiten Empfangseinheit 108 liegt ein Bereich vor, welcher ein Minimum an magnetischen Feldlinien im stromdurchflossenen Zustand der Primärspule und/oder der Sekundärspule aufweist.
  • Dabei weisen der Primärkern und der Sekundärkern jeweils eine Ausnehmung 117 und 118 auf, welche derart ausgeführt ist, dass entlang der zur Deckung gebrachten Ausnehmungen im stromdurchflossenen Zustand der Spulen ein Minimum des Magnetfeldes oder Elektromagnetfeldes herrscht. Damit kann sichergestellt werden, dass das elektromagnetische Wechselfeld des induktiven Übertragungssystems einen möglichst geringen Einfluss auf den zweiten Datenkanal 119 hat.
  • 1a zeigt weiter, dass sich zwischen der Sendeeinheit 101 und der Empfangseinheit 102 lediglich das Gehäuse 116 befindet. Aber auch eine teilweise Umschließung von Elementen aus der ersten Sendevorrichtung wie z.B. der Primärspule durch das Gehäuse ist möglich. Dabei ist das Gehäuse ledigliche eine Umbauung, um die Sendeeinheit bzw. die Empfangseinheit als gesamte mechanische äußerlich einstückige Einheit bereitzustellen.
  • Mit anderen Worten besteht dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem kontaktlosen induktiven Energie- und Datenübertragungssystem, welches mittels der Primärspule und dem Primärkern und einer Sekundärspule und dem Sekundärkern Energie und Daten von dem ersten Fahrzeugteil an das zweite Fahrzeugteil übertragen kann. Da diese Übertragung jedoch hinsichtlich der induktiven Datenübertragungsrate begrenzt sein kann, stellt die vorliegende Erfindung den zusätzlichen zweiten Datenkanal 119 bereit. Dieser kann falls gewünscht mehre hundert Megabit pro Sekunde als Datenrate erreichen und ist an magnetisch gering durchfluteter, geschützter Stelle innerhalb der beiden Spulen platziert.
  • 1b zeigt, dass die erste Sendevorrichtung von ihrer Form und Abmessung her baugleich wie die erste Empfangsvorrichtung gebaut ist. Der Primärkern 113 hat ein flaches, ebenes distales Ende 120 und ein proximales Ende 121 welches eine umlaufende Vertiefung 122 aufweist, in welcher sich die umlaufende Primärspule 111 befindet. Zentriert davon befindet sich die Ausnehmung 117 für die zweite Sendevorrichtung des zusätzlichen Datenkanals. Die Stirnflächen 123 der sich daraus herausbildenden Stege 124-127 stehen dabei den korrespondierenden Stegen auf der Seite des zweiten Hybridtransmitters als Empfangseinheit 102 gegenüber. Damit wird eine homogene Erstreckung des Magnetfeldes von einer Stirnfläche 124-127 des Primärkerns zur dem Sekundärkern erreicht. Ebenso fluchten die beiden Ausnehmungen 117 und 118 in Montageposition.
  • 2 zeigt eine Draufsicht eines Systems aus 1, bei welcher die Öffnung 200 im Gehäuse 116 zu sehen ist. In dieser Öffnung kann die erste Sendevorrichtung 106 aufgenommen werden. Dabei ist die Öffnung derart platziert, dass die zweite Sendevorrichtung 106 in einem Magnetfeldminimum platziert ist. Dadurch kann eine Beeinflussung der beiden unabhängigen Datenübertragungen, die durch das System 100 bereitgestellt werden, vermieden werden. Die Ausnehmungen 117 sind in diesem Ausführungsbeispiel nicht umlaufend sondern erstreckend sich in dem Primärkern von einem ersten lateralen Ende 201 des Primärkerns zu einem zweiten lateralen Ende 202. Analoges kann für den Sekundärkern gelten.
  • 3 zeigt ein erstes Fahrzeugteil 103, in dem beispielhaft zwei weitere Sendeeinheiten 305 und 306 gezeigt sind. Diese sind unterhalb einer Oberfläche 312 angeordnet, welche beispielsweise ein Fußboden innerhalb des Fahrzeuges sein kann. Darüber ist das zweite Fahrzeugteil 104 gezeigt mit der Empfangseinheit 102, wobei das zweite Fahrzeugteil entlang der Richtung 314 über die verschiedenen Sendeeinheiten positioniert werden kann. Dies kann verschiedenen Anforderungswünschen beispielsweise in einer Umrüstphase einer Kabine gerecht werden. Zur Herstellung einer Verbindung zum Übertragen elektrischer Energie und Daten ist es erforderlich, dass sich zwischen einer Sendeeinheit und der Empfangseinheit 102 ein magnetischer Kreis bildet, wie beispielsweise mit der Sendeeinheit 101, was durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.
  • Die Sendeinheiten 101, 305 und 306 und die Empfangseinheit 102 weisen jeweils einen Kern auf, der mit Wicklungen einer Spule versehen ist. Die Primärspule der Sendeinheiten 101 wird mit der Leitung 307 verbunden, welche wiederum mit einem Signalausgang 308 einer ersten Steuereinheit 313 verbunden ist. Hierbei ist zu bemerken, dass eine räumliche Nähe zwischen der ersten Steuereinheit 313 und dem Fahrzeugteil 103 nicht erforderlich ist. Die erste Steuereinheit könnte auch deutlich abseits des Fahrzeugteils 103 betrieben werden. Die erste Steuereinheit 313 (auch mit „Rail Control“ zu bezeichnen) weist ferner einen Dateneingang 311 und einen Spannungseingang 310 auf. Der Dateneingang 311 kann beispielsweise mit einer bereits vorhandenen Datenleitung oder einem Datenbus in dem betreffenden Fahrzeug verbunden werden, der Spannungseingang 310 mit einer Bordspannungsversorgung. Die Sekundärspule der Empfangseinheit 102 ist mit einem Signaleingang 304 einer zweiten Steuereinheit 303 verbunden, welche einen Spannungsausgang 300 und einen Datenausgang 302 aufweist. An dem Spannungsausgang 300 kann eine entsprechend aufbereitete Versorgungsspannung abgegriffen werden, die zum Betrieb von Geräten innerhalb des zweiten Fahrzeugteils 104 genutzt werden kann.
  • Die Daten aus dem Datenausgang 302 können für eine Vielzahl von verschiedenen Anwendungen genutzt werden, bei denen Daten oder Gerätezustände mit fahrzeugzentralen Geräten kommuniziert werden müssen. Die erste Steuereinheit 313 weist zum Bereitstellen eines geeigneten Ausgangssignals am Signalausgang 308 einen Modulator 309 auf, der die Frequenz der elektrischen Spannung am Spannungseingang 310 in Abhängigkeit von den eingehenden Daten am Dateneingang 311 moduliert. Bevorzugt weist die erste Steuereinheit 313 bzw. der Modulator 309 hierfür zunächst einen nicht dargestellten Gleichrichter auf, der aus der eingehenden Spannung am Spannungseingang 310 eine Gleichspannung herstellt. Durch einen sogenannten „Zerhacker“ ist es möglich, aus der gleichgerichteten Spannung eine Wechselspannung mit einer Trägerfrequenz zu erzeugen. Schließlich moduliert der Modulator 309 die Frequenz der Wechselspannung um die Trägerfrequenz herum und stellt sie am Signalausgang 308 bereit.
  • Zur Auswahl einer entsprechenden Trägerfrequenz, die zum Weiterleiten hoher Datenströme geeignet ist, muss berücksichtigt werden, dass bei ansteigender Trägerfrequenz eine geringere Menge an Ferriten zum Herstellen eines geeigneten Spulenkerns für die Wicklungen benötigt wird, jedoch auch die magnetischen Verluste mit ansteigender Trägerfrequenz steigen. Exemplarisch könnte etwa eine Trägerfrequenz von ungefähr 100 kHz verwendet werden, mit der Datenübertragungsraten im Bereich von 115 kbit/s oder mehr erreicht werden könnten. Diese Werte sind jedoch explizit nicht als Beschränkung der Erfindung aufzufassen, sondern sollen vielmehr dazu dienen, das erfindungsgemäße System anhand beispielhafter verwendbarer Parameter plastischer zu beschreiben. Je nach Anforderungen von Daten konsumierenden Geräten oder dergleichen können andere Frequenzen und andere Bitraten sinnvoll und bevorzugt sein.
  • In der zweiten Steuereinheit 303 befindet sich analog zur ersten Steuereinheit 313 ein Demodulator 301, der aus den regelmäßigen Frequenzabweichungen des Signals am Signaleingang 304 die entsprechenden Daten demoduliert und am Datenausgang 302 bereitstellt. Die anliegende Wechselspannung mit der modulierten Frequenz kann nach Demodulation wieder in gängige Größen umgewandelt werden, so dass beispielsweise eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 400 Hz in Flugzeugumgebung, mit 50 Hz oder als Gleichspannung ausgegeben werden könnte. Dadurch können elektrische Verbraucher am Spannungsausgang 300 betrieben werden.
  • Zum Reduzieren der Anzahl notwendiger erster Steuereinheiten 313 ist es denkbar, mehrere Primärwicklungen zu einem Segment zusammenzufassen, die von einer gemeinsamen ersten Steuereinheit 313 angesteuert werden.
  • 4 zeigt ein System 100 welches in diesem Ausführungsbeispiel aus vier Hybrid Transmitter als Sendeinheiten 101 besteht, die unterhalb einer Sitzschiene 400 in dem Fahrzeug angeordnet sind. Ein darüber befindlicher Flugzeugsitz 401 weist eine Vielzahl korrespondierender Empfangseinheiten 102 auf. Dazwischen befindet sich der Fußboden 402.
  • 5 zeigt ein Flugzeug 500, in welchem eine Pluralität an Sitzschienen 400 mit Hybrid Transmittern als Sendeinheiten 101 und einem Flugzeugsitz 401 angeordnet sind. Der Sitz weist dabei eine Empfangseinheit 102 auf.
  • 6 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen zwei Fahrzeugteilen. Wobei das Verfahren die beiden Schritte aufweist: Bereitstellen eines ersten Hybrid Transmitters in dem ersten Fahrzeugteil, S1. Und S2, Bereitstellen eines zweiten Hybrid Transmitters in dem zweiten Fahrzeugteil. Der weitere Schritt kontaktloses gleichzeitiges Senden von Energie und ersten Daten von dem ersten Fahrzeugteil an das zweite Fahrzeugteil mittels einer ersten Sendevorrichtung des ersten Hybrid Transmitters an den zweiten Hybrid Transmitter entspricht Schritt S3. Der gleichzeitige Schritt S4 weist auf: paralleles kontaktloses Senden von zweiten Daten von dem ersten Fahrzeugteil an das zweite Fahrzeugteil mittels einer zweiten Sendevorrichtung der des ersten Hybrid Transmitters an den zweiten Hybrid Transmitter.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit dem Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele der Erfindung verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind explizit nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (9)

  1. Flugzeug mit einem System (100) aus zwei Hybridtransmittern zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil (103) und einem zweiten Fahrzeugteil (104), das System aufweisend: ein erstes Fahrzeugteil (103), aufweisend einen ersten Hybridtransmitter als Sendeeinheit (101); und ein zweites Fahrzeugteil (104), aufweisend einen zweiten Hybridtransmitter als Empfangseinheit (102); wobei die Sendeeinheit eine erste Sendevorrichtung (105) und eine zweite Sendevorrichtung (106) aufweist; wobei die Empfangseinheit eine erste Empfangsvorrichtung (107) und eine zweite Empfangsvorrichtung (108) aufweist; wobei die erste Sendevorrichtung zum kontaktlosen Senden von Energie (109) und ersten Daten (110) ausgeführt ist; wobei die zweite Sendevorrichtung zum kontaktlosen Senden von zweiten Daten (111) ausgeführt ist; wobei die erste Empfangsvorrichtung zum kontaktlosen Empfangen der Energie und der ersten Daten der ersten Sendevorrichtung ausgeführt ist; und wobei die zweite Empfangsvorrichtung zum kontaktlosen Empfangen der zweiten Daten der zweiten Sendevorrichtung ausgeführt ist; wobei die erste Sendevorrichtung eine Primärspule (111) und einen Primärkern (113) aufweist; wobei die erste Empfangsvorrichtung eine Sekundärspule (112) und einen Sekundärkern (114) aufweist; wobei die erste Sendevorrichtung die Energie und die ersten Daten induktiv mittels der Primärspule und dem Primärkern an die Sekundärspule und den Sekundärkern der ersten Empfangsvorrichtung überträgt; wobei die zweite Sendevorrichtung in dem Primärkern der ersten Sendevorrichtung baulich integriert ist; wobei die zweite Empfangsvorrichtung in dem Sekundärkern der ersten Empfangsvorrichtung baulich integriert; wobei das erste Fahrzeugteil fußbodenseitig angeordnet ist; und wobei sich zwischen der Sendeinheit und der Empfangseinheit ein Fußboden (402) des Fahrzeugs befindet.
  2. Flugzeug gemäß Anspruch 1, wobei die erste Sendevorrichtung (105) weiterhin aufweist: eine erste Steuereinheit (313) mit einem Spannungseingang (310), einem Dateneingang (311) und einem Signalausgang (308), wobei die erste Empfangsvorrichtung (107) weiterhin aufweist: eine zweite Steuereinheit (303) mit einem Signaleingang (304), einem Datenausgang (302) und einem Spannungsausgang (300); wobei die erste Steuereinheit dazu eingerichtet ist, aus einer am Spannungseingang anliegenden elektrischen Spannung eine Wechselspannung am Signalausgang zu erzeugen, wobei die erste Steuereinheit die Wechselspannung auf Basis von den am Dateneingang eingehenden ersten Daten (110) moduliert; und wobei die zweite Steuereinheit dazu eingerichtet ist, aus der am Signaleingang anliegenden modulierten Wechselspannung die ersten Daten (110) zu demodulieren und am Datenausgang bereitzustellen und eine zur Verwendung in einem elektrischen Verbraucher aufbereitete Spannung am Spannungsausgang bereitzustellen.
  3. Flugzeug gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zumindest eine von der zweiten Sendevorrichtung und der zweiten Empfangsvorrichtung in einem Bereich (115) angeordnet ist, in welchem in einem stromdurchflossen Zustand der Primärspule ein Magnetfeldminimum vorliegt.
  4. Flugzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest ein Teil der ersten Sendevorrichtung in einem Primärgehäuse gekapselt ist; und wobei zumindest ein Teil der ersten Empfangseinheit in einem Sekundärgehäuse gekapselt ist.
  5. Flugzeug gemäß Anspruch 4, wobei das Primärgehäuse und das Sekundärgehäuse jeweils eine Öffnung (200) aufweisen; wobei die zweite Sendevorrichtung in der Öffnung des Primärgehäuses angeordnet ist; und wobei die zweite Empfangsvorrichtung in der Öffnung des Sekundärgehäuses angeordnet ist.
  6. Flugzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das System weiterhin aufweisend: eine magnetische Abschottung; wobei die magnetische Abschottung derart platziert ist, dass die zweite Sendevorrichtung und die zweite Empfangsvorrichtung durch die magnetische Abschottung von einem Magnetfeld der ersten Sendevorrichtung und der ersten Empfangsvorrichtung geschützt sind.
  7. Flugzeug gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zweite Fahrzeugteil (104) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sitz (401), Versorgungseinheit für Passagier (PSU), in-flight entertainment system, Frachtcontainer, Bordküche, und Bordtoilette ist.
  8. Flugzeug gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Fahrzeugteil (103) fahrzeugfest angeordnet ist; und wobei sich das zweite Fahrzeugteil (104) in unterschiedliche Positionen relativ zum ersten Fahrzeugteil positionieren lässt.
  9. Flugzeug gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Fahrzeugteil (103) ausgebildet ist als Sitzschiene (400) für ein Flugzeug (500).
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