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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Gerät,
- - wobei das Gerät ein erstes und ein zweites Teil aufweist,
- - wobei eines dieser beiden Teile ein relativ zu dem anderen Teil um eine Drehachse drehbares Teil ist,
- - wobei das Gerät Datenübertragungsstrukturen zur kontaktlosen Übertragung von Daten aufweist,
- - wobei die Datenübertragungsstrukturen eine auf dem ersten Teil angeordnete Sende- und/oder Empfangseinrichtung und eine auf dem zweiten Teil angeordnete Koppeleinrichtung umfassen,
- - wobei in Umfangsrichtung um die Drehachse herum gesehen die Sende- und/oder Empfangseinrichtung sich über einen kleinen Winkel erstreckt und die Koppeleinrichtung sich über einen Vollkreis erstreckt,
- - wobei die Datenübertragung zwischen der Sende- und/oder Empfangseinrichtung und der Koppeleinrichtung mit einer Übertragungsfrequenz erfolgt.
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US 2011 / 0 069 819 A1 offenbart eine Einrichtung für eine Computertomographie-Gantry zur Datenübertragung, wobei die Einrichtung einen Hohlleiter umfasst.
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DE 10 2013 215 045 A1 offenbart eine Dreheinheit mit einer Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen.
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DE 195 33 820 A1 offenbart eine differentiell betriebene Übertragungsleitung für eine Kommunikation mit hoher Datenrate in einem Computer-Tomographie-System.
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US 2013 / 0 214 181 A1 offenbart ein Material, das elektromagnetische Wellen absorbiert.
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Die Datenübertragung zwischen stationären und rotierenden Systembestandteilen eines Geräts kann nach Bedarf kontaktbehaftet (beispielsweise über Schleifringe) oder kontaktlos erfolgen.
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Bei einer kontaktlosen Datenübertragung beruht das Wirkprinzip auf elektromagnetischen Wechselfeldern, die sich im Raum ausbreiten. In manchen Fällen der kontaktlosen Datenübertragung ist es lediglich erforderlich, auf den beiden Systembestandteilen, zwischen denen die Datenübertragung erfolgen soll, jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung anzuordnen und die Datenübertragung über Antennen oder dergleichen zu bewirken. Aufgrund der Ausbreitung im Raum können die elektromagnetischen Wechselfelder jedoch auch in andere elektrische Leiter einkoppeln und die dortige Informationsübertragung stören (Stichwort EMV = elektromagnetische Verträglichkeit). Das kann Auswirkungen auf die Funktionstüchtigkeit anderer Komponenten und Systeme des Geräts oder auf andere, in der Umgebung des Geräts angeordnete elektromagnetische Einrichtungen haben.
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In manchen Fällen können die elektromagnetischen Störungen hingenommen werden. In anderen Fällen sind sie nicht tolerierbar. In derartigen Fällen erfolgt die Datenübertragung über Datenübertragungsstrukturen, wie sie obenstehend beschrieben sind. Auf dem zweiten Teil ist in diesem Fall eine weitere Sende- und/oder Empfangseinrichtung angeordnet. Die Datenübertragung zwischen der Koppeleinrichtung und der weiteren Sende- und/oder Empfangseinrichtung kann nach Bedarf kontaktlos oder kontaktbehaftet erfolgen.
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Im Stand der Technik ist im Bereich der auf dem ersten Teil angeordneten Sende- und/oder Empfangseinrichtung eine lokale Abdeckung vorhanden. Diese Abdeckung weist oftmals einen gewissen Abstand (einige wenige Millimeter) zum zweiten Teil auf. Mittels derartiger Abdeckungen können Datenübertragungen im MHz-Bereich geschirmt werden.
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Datenübertragungen werden in jüngerer Zeit mehr und mehr mit Übertragungsfrequenzen ausgeführt, die im GHz-Bereich liegen, beispielsweise im Bereich zwischen 3 GHz und 30 GHz. Für derart hohe Übertragungsfrequenzen sind die im Stand der Technik verwendeten Abdeckungen ungeeignet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auch bei Übertragungsfrequenzen im GHz-Bereich eine zuverlässige Schirmung möglich ist.
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Die Aufgabe wird durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Geräts sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 12.
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Erfindungsgemäß wird ein Gerät der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
- - dass das erste und das zweite Teil Wandungen aufweisen, die zusammen einen sich vollständig um die Drehachse herum erstreckenden Tunnelinnenraum vollständig umschließen,
- - dass die Datenübertragungsstrukturen in dem Tunnelinnenraum angeordnet sind oder in den Tunnelinnenraum hineinragen,
- - dass die Wandungen als elektrisch leitende Strukturen ausgebildet sind, so dass sie elektromagnetische Wechselfelder im Bereich der Übertragungsfrequenz reflektieren, und
- - dass zumindest an einem Teil der Wandungen zum Tunnelinnenraum hin eine Absorberstruktur angeordnet ist, welche elektromagnetische Wechselfelder im Bereich der Übertragungsfrequenz absorbiert.
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Vorzugsweise sind die Wandungen in Übergangsbereichen von dem ersten zum zweiten Teil als elastische Strukturen mit zwei Enden ausgebildet, wobei das eine Ende der elastischen Strukturen an einer jeweiligen am ersten oder am zweiten Teil angeordneten Haltestruktur befestigt ist und das andere Ende der elastischen Strukturen an das zweite oder das erste Teil angedrückt wird. Dadurch werden Lücken und ähnliche Unterbrechungen des Tunnels vermieden. Die elektromagnetischen Wechselfelder können also aus dem Tunnelinnenraum nicht entweichen. Die elastischen Strukturen können beispielsweise als Bürstenhaare ausgebildet sein.
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Vorzugsweise sind die Haltestrukturen, bezogen auf die Drehachse, axial und/oder radial voneinander beabstandet und ist in die Haltestrukturen ein die Haltestrukturen überbrückendes Trägerblech eingesetzt. Diese Ausgestaltung ist in konstruktiver Hinsicht besonders einfach zu realisieren.
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Vorzugsweise weisen die Haltestrukturen Aufnahmen zum Aufnehmen des Trägerblechs auf und sind in den Aufnahmen Lamellen angeordnet, mittels derer die Aufnahmen gegenüber dem Trägerblech im Bereich der Übertragungsfrequenz elektromagnetisch abgedichtet werden und das Trägerblech in den Aufnahmen mechanisch fixiert wird. Diese Ausgestaltung kombiniert eine relativ einfache Konstruktion mit einer zuverlässigen Schirmung.
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Vorzugsweise ist die Absorberstruktur am Trägerblech angeordnet. Dadurch kann insbesondere die Absorberstruktur auf einfache Weise zum Tunnelinnenraum hin angeordnet werden.
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Vorzugsweise sind die Haltestrukturen auf dem ersten Teil angeordnet (also nicht auf dem zweiten Teil). Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere eine einfache elektromagnetische „Abdichtung“ zur Sende- und/oder Empfangseinrichtung hin.
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Vorzugsweise ist die Absorberstruktur als Schaum ausgebildet. Dadurch ist die Absorberstruktur in elektromagnetischer Hinsicht besonders effizient.
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Vorzugsweise besteht die auf dem ersten Teil angeordnete Wandung zumindest in ihrem an die Sende- und/oder Empfangseinrichtung angrenzenden Bereich aus einem flexiblen Material. Dadurch ist eine besonders gute und zuverlässige elektromagnetische „Abdichtung“ zur Sende- und/oder Empfangseinrichtung hin realisierbar. Das flexible Material kann beispielsweise ein leitfähiger Stoff oder ein leitfähiges Gewebe sein. Von Bedeutung ist hierbei, dass das flexible Material - zumindest vorzugsweise - keine Eigenstabilität aufweist. Dadurch übt das flexible Material, obwohl es dicht an der Sende- und/oder Empfangseinrichtung anliegt, keine Kraft auf die Sende- und/oder Empfangseinrichtung aus. Insbesondere Justierungen der Sende- und/oder Empfangseinrichtung werden somit durch das flexible Material nicht beeinträchtigt.
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Außerhalb des an die Sende- und/oder Empfangseinrichtung angrenzenden Bereichs kann die auf dem ersten Teil angeordnete Wandung ebenfalls aus einem derartigen flexiblen Material bestehen. Alternativ ist es aber ebenso möglich, dass die auf dem ersten Teil angeordnete Wandung außerhalb des an die Sende- und/oder Empfangseinrichtung angrenzenden Bereichs aus einem eigenstabilen Material besteht, unter Umständen sogar aus einem starren Material. Eigenstabil ist ein Material, wenn es ohne äußere Einwirkung von Kräften eine bestimmte Form annimmt und beibehält. Derartige Materialien können durch Kräfte elastisch verformbar sein, so dass sie nach Wegfall der Kräfte wieder ihre ursprüngliche Form annehmen. Sie können alternativ auch plastisch verformbar sein, so dass sie nach dem Wegfall der Kräfte die Form beibehalten, in welche sie durch die Kräfte verformt wurden.
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Soweit erforderlich, kann eine Verbindung des flexiblen Materials mit dem eigenstabilen Material über eine lösbare Verbindung erfolgen, beispielsweise über einen einen Klettverschluss (englisch: hook-and-loop-fastener, Markenbezeichnung velcro tape) und/oder eine Schraubverbindung mit Andruckstreifen. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich. In analoger Weise kann eine Verbindung des flexiblen Materials mit der Sende- und/oder Empfangseinrichtung erfolgen. Auch hier sind aber andere Ausgestaltungen möglich, beispielsweise ein Andrücken über einen Gummizug (O-Ring oder dergleichen) oder ähnliche Elemente. Der Gummizug (so er verwendet wird) kann beispielsweise in das flexible Material eingearbeitet sein.
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Vorzugsweise weist die Sende- und/oder Empfangseinrichtung eine im Wesentlichen parallel zur Wandung in der Nähe der Sende- und/oder Empfangseinrichtung verlaufende Vertiefung auf. Die Vertiefung kann beispielsweise als umlaufende Nut ausgebildet sein. Die Vertiefung kann insbesondere der Aufnahme des Gummizugs (oder dergleichen) dienen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
- 1 einen Computertomographen,
- 2 ein zweites Teil von vorne,
- 3 das zweite Teil von 2 von der Seite,
- 4 einen Datenübertragungspfad,
- 5 einen Teilbereich des zweiten Teils von 2,
- 6 einen Teilbereich des zweiten Teils von 2 einschließlich einer Wandung,
- 7 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 6,
- 8 das zweite Teil von 2 von der Seite einschließlich der Wandung,
- 9 ein Detail von 7,
- 10 eine Ausnehmung und einen Sendeempfänger,
- 11 die Elemente von 10 ohne die Wandung im Bereich des Sendeempfängers und
- 12 eine mögliche Ausgestaltung eines flexiblen Materials.
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Gemäß 1 weist ein Computertomograph 1 (unter anderem) einen Grundkörper 2 und ein um eine Drehachse 3 drehbares Teil 4 auf. Der Grundkörper 2 ist ein feststehendes Teil. Das drehbare Teil 4 ist ein relativ zu dem feststehenden Teil um eine Drehachse 3 drehbares Teil.
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Soweit nachfolgend die Begriffe „axial“, „radial“ und tangential verwendet werden, beziehen sie sich stets auf die Drehachse 3. „Axial“ bezeichnet eine Richtung parallel zur Drehachse 3. „Radial“ bezeichnet eine Richtung orthogonal zur Drehachse 3 auf die Drehachse 3 zu oder von ihr weg. „Tangential“ bezeichnet eine Richtung, die sowohl orthogonal zur Axialrichtung als auch orthogonal zur Radialrichtung verläuft. „Tangential“ ist also eine Richtung, die in einem konstanten radialen Abstand von der Drehachse 3 bei einer konstanten Axialposition kreisförmig um die Drehachse 3 herum gerichtet ist.
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Der Computertomograph 1 als Ganzes ist ein Gerät im Sinne der vorliegenden Erfindung. In Verbindung mit dem Computertomographen 1 wird die vorliegende Erfindung nachstehend näher erläutert. Nachstehend wird daher der Computertomograph 1 stets als Gerät bezeichnet und auch das Bezugszeichen 1 hierfür verwendet. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf eine Anwendung bei einem Computertomographen 1 beschränkt. Sie könnte ebenso auch bei einem anderen Gerät angewendet werden, welches ein erstes und ein zweites Teil aufweist, wobei eines dieser beiden Teile ein relativ zu dem anderen Teil um eine Drehachse drehbares Teil ist. Ein anderes Beispiel eines derartigen Geräts ist ein Panzer, dessen Rumpf als feststehendes Teil und dessen Geschützturm als drehbares Teil angesehen werden kann. Ein weiteres Beispiel eines derartigen Geräts ist eine Radaranlage, bei der die Tragstruktur der rotierenden Radarantenne als rotierendes Teil angesehen werden kann und die Tragstruktur in einem Grundkörper der Radaranlage rotierbar gelagert ist. Weitere Beispiele sind eine elektrische Maschine mit Rotor und Stator, eine Windkraftanlage und eine Turbine. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nachstehend der feststehende Grundkörper 2 als erstes Teil im Sinne der vorliegenden Erfindung angesehen, das um die Drehachse 3 drehbare Teil 4 als zweites Teil im Sinne der vorliegenden Erfindung. Dementsprechend werden nachstehend für das erste Teil und das zweite Teil auch die Bezugszeichen 2 und 4 verwendet. Prinzipiell wäre aber auch die umgekehrte Zuordnung möglich.
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In vielen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Geräts 1 - beispielsweise im Falle eines Computertomographen 1 - ist eine unbegrenzte Drehbarkeit des drehbaren Teils 4 um die Drehachse 3 gegeben. Es können also nicht nur kleinere Drehbewegungen über einen begrenzten Winkelbereich ausgeführt werden, sondern beliebige Anzahlen an vollen Umdrehungen und auch „krumme“ Umdrehungen um beispielsweise 5,29 Umdrehungen. In manchen Ausgestaltungen ist es jedoch möglich, dass nur eine begrenzte Drehbarkeit beispielsweise über einen Winkel von 60°, 180° oder 300° oder auch einmalig 360° (oder geringfügig darunter) gegeben ist.
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Es soll eine kontaktlose Datenübertragung von Daten von dem feststehenden Teil 2 zu dem rotierbaren Teil 4 (und/oder umgekehrt) erfolgen. Zu diesem Zweck weist das Gerät 1 gemäß der Darstellung in den 2 bis 4 entsprechende Datenübertragungsstrukturen 5 auf.
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Die Datenübertragungsstrukturen 5 umfassen zunächst (mindestens) eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung 6, nachfolgend kurz als Sendeempfänger bezeichnet. Der Sendeempfänger 6 ist auf dem ersten Teil 2 angeordnet. Im Falle der Ausgestaltung des Sendeempfängers 6 als Sender sendet der Sendeempfänger 6 zwar Daten aus, empfängt aber keine. Im Falle der Ausgestaltung des Sendeempfängers 6 als Empfänger empfängt der Sendeempfänger 6 zwar Daten, sendet aber keine aus. Im Falle der Ausgestaltung des Sendeempfängers 6 sowohl als Sender als auch als Empfänger sendet der Sendeempfänger 6 Daten aus und empfängt andere Daten. Die Datenübertragungsstrukturen 5 umfassen weiterhin eine Koppeleinrichtung 7. Die Koppeleinrichtung 7 ist auf dem zweiten Teil 4 angeordnet. Auf dem zweiten Teil 4 ist weiterhin - sozusagen als Gegenstück zum Sendeempfänger 6 - ein weiterer Sendeempfänger 8 angeordnet. Der weitere Sendeempfänger 8 kann nach Bedarf kontaktlos oder kontaktbehaftet mit der Koppeleinrichtung 7 kommunizieren.
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Im vorliegenden Fall kommt es auf die geometrische Ausgestaltung und Anordnung des Gerätes 1 an. Für die geometrische Ausgestaltung des Gerätes 1 ist die Anordnung des weiteren Sendeempfänger und die Art und Weise der Datenübertragung zwischen der Koppeleinrichtung 7 und dem weiteren Sendeempfänger 8 von untergeordneter Bedeutung. Auf den weiteren Sendeempfänger 8 wird nachstehend daher nicht näher eingegangen. Der weitere Sendeempfänger 8 ist im Sinne der vorliegenden Erfindung auch nicht als Bestandteil der Datenübertragungsstrukturen 5 anzusehen.
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Die Datenübertragung zwischen dem Sendeempfänger 6 und der Koppeleinrichtung 7 kann mit einer prinzipiell beliebigen Übertragungsfrequenz f erfolgen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es jedoch insbesondere möglich, dass die Datenübertragung entsprechend der Darstellung in 4 mit einer Übertragungsfrequenz f im Gigahertz-Bereich erfolgen kann, beispielsweise mit einer Übertragungsfrequenz f, die zwischen 3 GHz und 20 GHz liegt, teilweise sogar bis 30 GHz.
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Entsprechend der Darstellung in den 2 und 3 erstreckt sich der Sendeempfänger 6 in Tangentialrichtung nur über einen kleinen Winkel α. Der Winkel α liegt meist im Bereich von 15° oder darunter, beispielsweise bei ca. 10°. Die zugehörige Koppeleinrichtung 7 hingegen erstreckt sich in Tangentialrichtung über einen Vollkreis, also über die vollen 360°. Die Koppeleinrichtung 7 kann beispielsweise gemäß 5 als Koaxialkabel ausgebildet sein, dass in eine hierfür vorgesehene Nut oder Rinne des zweiten Teils 4 eingebettet ist. Der Schirm und der Außenleiter des Koaxialkabels können in diesem Fall in dem Bereich, der in der Axial-Radial-Ebene gesehen dem Sendeempfänger 6 zugewandt ist, entfernt sein. Dadurch ist - je nach Richtung der Datenübertragung - ein Einkoppeln oder Auskoppeln von Daten vom Sendeempfänger 6 in die Koppeleinrichtung 7 oder zurück möglich.
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Insbesondere in 2 sind weiterhin zwei größere kreisförmige Ausnehmungen und zwei größere langgestreckte Ausnehmungen zu erkennen. Die beiden kreisförmigen Ausnehmungen dienen bei der konkreten Ausgestaltung des zweiten Teils 4 als Drum eines Computertomographen 1 der Aufnahme von Röntgenquellen. Die beiden langgestreckten Ausnehmungen dienen der Aufnahme von Röntgendetektoren. Dieser Sachverhalt ist zwar im Rahmen der konkreten Ausgestaltung als Computertomograph 1 relevant, für den Kerngedanken der vorliegenden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung.
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Der Sendeempfänger 6 und die Koppeleinrichtung 7 befinden sich gemäß der Darstellung in den 3 (siehe ergänzend auch 5) bei der gleichen Axialposition, sind aber radial voneinander beabstandet. Eine Verbindungslinie vom Sendeempfänger 6 zur Koppeleinrichtung 7 weist somit ausschließlich eine Radialkomponente auf. Es ist ebenso auch umgekehrt möglich, dass der Sendeempfänger 6 und die Koppeleinrichtung 7 sich zwar bei der gleichen Radialposition befinden, aber axial voneinander beabstandet sind. In diesem Fall weist eine Verbindungslinie vom Sendeempfänger 6 zur Koppeleinrichtung 7 ausschließlich eine Axialkomponente auf. Ebenso wäre es bei geeigneter Anordnung und Ausrichtung des Sendeempfängers 6 und der Koppeleinrichtung 7 auch möglich, dass eine Verbindungslinie vom Sendeempfänger 6 zur Koppeleinrichtung 7 sowohl eine Axialkomponente als auch eine Radialkomponente aufweist. In diesem Fall wäre sowohl die Axialposition als auch die Radialposition des Sendeempfängers 6 von der der Koppeleinrichtung verschieden.
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Der guten Ordnung halber sei weiterhin erwähnt, dass in 3 mehrere Koppeleinrichtungen 7 dargestellt sind, konkret drei Koppeleinrichtungen 7. Weiterhin sind auch für zwei der Koppeleinrichtungen 7 mehrere Sendeempfänger 6 dargestellt.
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Zur Abschirmung elektromagnetischer Wellen, die im Rahmen der Datenübertragungen zwischen dem Sendeempfänger 6 und der Koppeleinrichtung 7 auftreten, weisen das erste und das zweite Teil 2, 4 entsprechend der Darstellung in den 6, 7 und 8 Wandungen 9 auf. Die Wandungen 9 begrenzen einen Tunnelinnenraum 10. Der Tunnelinnenraum 10 erstreckt sich in Tangentialrichtung über einen Vollkreis. Er erstreckt sich also vollständig um die Drehachse 3 herum. In der Axial-Radial-Ebene gesehen umschließen die Wandungen 9 den Tunnelinnenraum 10 vollständig. Somit erstrecken sich in Tangentialrichtung gesehen auch die Wandungen 9 über einen Vollkreis, also vollständig um die Drehachse 3 herum. Besonders deutlich ist dies in 8 erkennbar. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass auf die in 8 erkennbaren Ausnehmungen 11 später noch eingegangen wird. Die Datenübertragungsstrukturen 5 - also im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Sendeempfänger 6 und die Koppeleinrichtung 7, nicht aber der weitere Sendeempfänger 8 - sind in dem Tunnelinnenraum 10 angeordnet oder ragen in den Tunnelinnenraum 10 hinein. Die Ausnehmungen 11 sind größer als die Sendeempfänger 6. Dies ermöglicht es, die Sendeempfänger 6 nach Bedarf relativ zu ihrer jeweiligen Koppeleinrichtung 7 zu justieren.
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Die Wandungen 9 sind als elektrisch leitende Strukturen ausgebildet. Beispielsweise können sie aus Metall bestehen oder metallisch beschichtet sein. Dies gilt - zwar nicht ausschließlich, wohl aber unter anderem - auch für das zweite Teil 4 zumindest in denjenigen Bereich, der den Tunnelinnenraum 10 begrenzt. Aufgrund der Ausbildung als elektrisch leitende Strukturen reflektieren die Wandungen 9 elektromagnetische Wechselfelder zumindest im Bereich der Übertragungsfrequenz f. Weiterhin ist zumindest an einem Teil der Wandungen 9 zum Tunnelinnenraum 10 hin eine Absorberstruktur 12 angeordnet. Die Absorberstruktur 12 absorbiert elektromagnetische Wechselfelder zumindest im Bereich der Übertragungsfrequenz f. Die Absorberstruktur 12 kann insbesondere als Schaum ausgebildet sein. Dies ist in 7 durch eine entsprechende Pünktelung der Absorberstruktur 12 angedeutet. Die Absorberstruktur 12 erstreckt sich vorzugsweise ebenfalls tangential vollständig um die Drehachse 3 herum.
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Die Wandungen 9 umschließen den Tunnelinnenraum 10 in der Axial-Radial-Ebene gesehen lückenlos. Zu diesem Zweck sind die Wandungen 9 in Übergangsbereichen von dem ersten zum zweiten Teil 2, 4 als elastische Strukturen 13 mit zwei Enden ausgebildet. Das eine Ende der elastischen Strukturen 13 ist an einer jeweiligen Haltestruktur 14 befestigt. Die Haltestrukturen 14 wiederum sind am ersten oder am zweiten Teil 2, 4 angeordnet. Das andere Ende der elastischen Strukturen 13 wird an das jeweils andere Teil 4, 2 angedrückt. Wenn also die Haltestrukturen 14 am ersten Teil 2 angeordnet sind, werden die elastischen Strukturen 13 an das zweite Teil 4 angedrückt. Diese Ausgestaltung stellt den Regelfall dar und ist bevorzugt. Wenn (ausnahmsweise) die Haltestrukturen 14 am zweiten Teil 4 angeordnet sind, werden die elastischen Strukturen 13 an das erste Teil 2 angedrückt. Die elastischen Strukturen 13 können insbesondere entsprechend der Darstellung in 9 als Bürstenhaare ausgebildet sein. Die Bürstenhaare stehen gegebenenfalls dicht aneinander und sind vorzugsweise in mehreren Reihen angeordnet. Rein beispielhaft sind in 9 drei Reihen von Bürstenhaaren dargestellt.
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Die Haltestrukturen 14 sind entsprechend der Darstellung in den 6 bis 8 axial voneinander beabstandet. Bei entsprechender Anordnung der Datenübertragungsstrukturen 5 könnte jedoch alternativ oder zusätzlich auch ein radialer Abstand voneinander bestehen. Zur Überbrückung des Zwischenraums zwischen den Haltestrukturen 14 ist in die Haltestrukturen 14 ein Trägerblech 15 eingesetzt. Soweit erforderlich, kann das Trägerblech 15 zusätzlich durch Fixierungselemente 16 (siehe 8) fixiert sein. Entsprechend der Darstellung in 7 ist die Absorberstruktur 12 am Trägerblech 15 angeordnet. Diese Ausgestaltung ist bevorzugt, aber nicht zwingend.
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Die Haltestrukturen 14 weisen - siehe insbesondere 9 - zum Aufnehmen des Trägerblechs 15 vorzugsweise entsprechende Aufnahmen 17 auf. In den Aufnahmen 17 sind in diesem Fall vorzugsweise Lamellen 18 angeordnet. Mittels der Lamellen 18 werden die Aufnahmen 17 gegenüber dem Trägerblech 15 zumindest im Bereich der Übertragungsfrequenz f elektromagnetisch abgedichtet. Weiterhin wird das Trägerblech 15 durch die Lamellen 18 in den Aufnahmen 17 mechanisch fixiert.
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Die elastischen Strukturen 13, die Haltestrukturen 14 und das Trägerblech 15 sind, wie bereits erwähnt, Bestandteile der Wandungen 9. Sie sind daher elektrisch leitend ausgebildet, beispielsweise mit Metall beschichtet. Gleiches gilt für das zweite Teil 4, zumindest soweit es den Tunnelinnenraum 10 begrenzt.
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Wie bereits beiläufig erwähnt, weisen die Wandungen 9 Ausnehmungen 11 auf. Die Ausnehmungen 11 dienen dazu, dass der Sendeempfänger 6 (bzw. eine entsprechende Anzahl von Sendeempfängern 6) in den Tunnelinnenraum 10 hineinragen können. 10 zeigt exemplarisch eine derartige Ausnehmung 11 einschließlich des zugehörigen Sendeempfängers 6 und die Art und Weise, auf welche auch im Bereich der Ausnehmung 11 und des Sendeempfängers 6 eine vollständige elektromagnetische Abdichtung oder Abschirmung des Tunnelinnenraum 10 erreicht wird.
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Gemäß 10 besteht die Wandung 9, soweit sie auf dem ersten Teil 2 angeordnet ist, zumindest in demjenigen Bereich, in dem die Wandung 9 an den Sendeempfänger 6 angrenzt, aus einem flexiblen Material 19. Das flexible Material 19 kann beispielsweise ein leitfähiger Stoff oder ein leitfähiges Gewebe sein. Besonders bevorzugt ist, wenn das flexible Material 19 keine Eigenstabilität aufweist. Dadurch werden von dem flexiblen Material 19 keine Kräfte auf den Sendeempfänger 6 ausgeübt. Eine vorherige Justierung des Sendeempfängers 6 relativ zur Koppeleinrichtung 7 wird daher nicht beeinflusst. Außerhalb des Bereichs der Wandung 9, der an den Sendeempfänger 6 angrenzt, kann die auf dem ersten Teil 2 angeordnete Wandung 9 jedoch ohne weiteres aus einem eigenstabilen Material bestehen. Beispielsweise kann das flexible Material 19 an seinem vom Sendeempfänger 6 abgewandten Ende mit dem Trägerblech 15 verbunden sein.
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Die Verbindung des flexiblen Materials 19 mit dem eigenstabilen Material (beispielsweise dem Trägerblech 15) kann nach Bedarf erfolgen. Die Verbindung ist vorzugsweise lösbar. Beispielsweise kann die Verbindung einen Klettverschluss (englisch: hook-and-loop-fastener) und/oder eine Schraubverbindung umfassen. Im Falle einer Schraubverbindung (ein Teil derartiger Schraubverbindungen ist in 11 dargestellt) drückt die Schraubverbindung das flexible Material vorzugsweise über relativ große Andruckstreifen (nicht dargestellt) an das eigenstabile Material an.
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Die Verbindung des flexiblen Materials 19 mit dem Sendeempfänger 6 kann auf die gleiche Art und Weise wie die Verbindung des flexiblen Materials 19 mit dem eigenstabilen Material erfolgen. Alternativ kann sie auf andere Art und Weise erfolgen. Vorzugsweise erfolgt ein Andrücken über ein dehnbares, geschlossenes Element 20 (siehe 12), beispielsweise einen Gummizug, einen O-Ring oder ein ähnliches Element. Insbesondere ist es möglich, dass das dehnbare, geschlossene Element 20 entsprechend der Darstellung in 12 in das flexible Material 19 eingearbeitet ist. Die Fixierung am Sendeempfänger 6 kann beispielsweise dadurch gewährleistet werden, dass der Sendeempfänger 6 entsprechend der Darstellung in 11 - insbesondere in seinem vom Tunnelinnenraum 10 am weitesten entfernten Bereich - eine Vertiefung 21 aufweist. Die Vertiefung 21 verläuft in diesem Fall im Wesentlichen parallel zur Wandung 9 in der Nähe des Sendeempfängers 6. Sie dient der Aufnahme des dehnbaren, geschlossenen Elements 20. Sie kann beispielsweise als umlaufende Nut oder als umlaufende Rinne ausgebildet sein.
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Die 10 und 11 zeigen weiterhin auch die mechanische Fixierung und die elektrische Anbindung des Sendeempfängers 6.
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Dies ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung.
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Alternativ zu einer Kombination eines flexiblen Materials 19 und eines eigenstabilen Material (beispielsweise des Trägerblechs 15) ist es auch möglich, große Teile der Wandungen 9 aus dem flexiblen Material 19 herzustellen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass auch komplexe Strukturen wie beispielsweise Störbereiche aufgrund anderer Bauelemente auf einfache Weise geschirmt werden können.
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Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
- Ein Gerät 1 weist ein erstes und ein zweites Teil 2, 4 auf, von denen eines 4 relativ zu dem anderen Teil 2 um eine Drehachse 3 drehbar ist. Das Gerät 1 weist Datenübertragungsstrukturen 5 zur kontaktlosen Übertragung von Daten auf, die eine auf dem ersten Teil 2 angeordnete Sende- und/oder Empfangseinrichtung 6 und eine auf dem zweiten Teil 4 angeordnete Koppeleinrichtung 7 umfassen. In Umfangsrichtung um die Drehachse 3 herum gesehen erstreckt sich die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 6 über einen kleinen Winkel α und erstreckt sich die Koppeleinrichtung 7 über einen Vollkreis. Die Datenübertragung zwischen der Sende- und/oder Empfangseinrichtung 6 und der Koppeleinrichtung 7 erfolgt mit einer Übertragungsfrequenz f. Die beiden Teile 2, 4 weisen Wandungen 9 auf, die zusammen einen sich vollständig um die Drehachse 3 herum erstreckenden Tunnelinnenraum 10 vollständig umschließen. Die Datenübertragungsstrukturen 5 sind in dem Tunnelinnenraum 10 angeordnet oder ragen in ihn hinein. Die Wandungen 9 sind elektrisch leitende Strukturen, die elektromagnetische Wechselfelder im Bereich der Übertragungsfrequenz f reflektieren. Zumindest an einem Teil der Wandungen 9 ist zum Tunnelinnenraum 10 hin eine Absorberstruktur 12 angeordnet, welche elektromagnetische Wechselfelder im Bereich der Übertragungsfrequenz f absorbiert.
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Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere kann auf einfache Weise ein vollständig geschlossener Tunnel um die Datenübertragungsstrukturen 5 herum gebildet werden. Dies ermöglicht eine Abschirmung im GHz-Bereich.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
