EP1052660A2

EP1052660A2 - Method and device for transfer of electric energy from a stationary to a relatively movable circuit

Info

Publication number: EP1052660A2
Application number: EP00107651A
Authority: EP
Inventors: Beat Siegrist
Original assignee: Satis Vacuum Industries Vertriebs AG
Current assignee: Satisloh AG
Priority date: 1999-05-04
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2000-11-15
Also published as: CH694352A5; TW480502B; EP1052660A3; JP2001015364A; KR20000077132A

Abstract

The method involves generating a primary voltage in the primary circuit (1) and transferring it to a secondary circuit (3) b transformer (2), digitally converting the measurement data generated in the secondary circuit and passing it back to the primary circuit over the same transformer path for evaluation. An Independent claim is also included for an electrical energy transfer arrangement.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf.The present invention relates to a method for electrical energy transmission from a stationary primary circuit to one that is movable relative to it Secondary circuit and retransmission of in the secondary circuit generated measurement data on the primary circuit.

In vielen Bereichen der Technik besteht der Wunsch, elektrische Energie von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis zu übertragen, gegebenenfalls zusätzlich einer Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf, was üblich mit Bürstenanordnungen oder Funksteuerung bewerkstelligt wird. In many areas of technology there is a desire to use electrical energy a stationary primary circuit on a movable relative to this Secondary circuit to transmit, if necessary, an additional retransmission measurement data generated in the secondary circuit to the primary circuit, which is usually done with brush arrangements or radio control becomes.

Weder das eine noch das andere wird aber den heutigen Ansprüchen gerecht oder ist garnicht durchführbar.However, neither one does justice to today's demands or is not feasible.

So ist es beispielsweise bei Vacuum-Beschichtungsanlagen nicht möglich, die von domförmigen, in der Vacuumkammer drehenden Trägermitteln gehaltenen Substrate in unmittelbarer Nähe mit Fühlermitteln zu überwachen, da eine anwendbare Messdatenübertragung vom rotierenden Dom auf den stationären Anlageteil bisher nicht möglich war.For example, with vacuum coating systems it is not possible those held by dome-shaped carriers rotating in the vacuum chamber Monitor substrates in the immediate vicinity with sensor means, as a Applicable measurement data transfer from the rotating dome to the stationary one Plant part was previously not possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens, welches eine elektrische Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf in einer heute angemessenen Weise gestattet.The object of the present invention is therefore to create a method which is an electrical energy transfer from a stationary primary circuit on a movable secondary circuit relative to this Retransfer of measurement data generated in the secondary circuit to the primary circuit allowed in a reasonable manner today.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass im Primär-Schaltkreis eine Primärspannung erzeugt und diese transformatorisch auf den Sekundär-Schaltkreis übertragen wird; und dass dann die im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten digital umgeformt und auf dem gleichen transformatorischen Weg auf den Primär-Schaltkreis rückübertragen und dort ausgewertet werden.This is achieved according to the invention in that one in the primary circuit Primary voltage generated and this transformer on the secondary circuit is transmitted; and that then those generated in the secondary circuit Measurement data digitally transformed and on the same transformer Transfer back to the primary circuit and be evaluated there.

Hierbei wird vorzugsweise der transformatorische Weg von einem Transformator gebildet mit einer Primär-Spule im Primär-Schaltkreis auf einem stationären Kern und mit einer Sekundär-Spule im Sekundär-Schaltkreis auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern. In this case, the transformer path is preferably a transformer formed with a primary coil in the primary circuit on a stationary core and with a secondary coil in the secondary circuit on a relative to stationary core movable core.

Bevorzugt werden dann die digitalisierten Messdaten im Sekundär-Schaltkreis einem Kurzschlusserzeuger zugeführt zur Erzeugung von Stromänderungen im Sekundär-Schaltkreis, welche im Primär-Schaltkreis Eingangssignale für einen Rechner induzieren, die in verwertbare Ausgangssignale überführt werden.The digitized measurement data in the secondary circuit are then preferred a short circuit generator fed to generate current changes in the Secondary circuit, which in the primary circuit input signals for one Induce computers that are converted into usable output signals.

Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Primär-Spule mit dem stationären Kern und die Sekundär-Spule mit dem bewegbaren Kern relativ linear oder umlaufend zueinander beweg bar sind.It is essential to the invention that the primary coil with the stationary core and the secondary coil with the movable core is relatively linear or rotating are mutually movable.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten auf den Primär-Schaltkreis.Furthermore, the present invention relates to a device for electrical energy transmission from a stationary primary circuit to one relative to this movable secondary circuit as well as retransmission from the secondary circuit generated measurement data on the primary circuit.

Diese Einrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass der Primär-Schaltkreis über einen Transformator mit dem Sekundär-Schaltkreis berührungsfrei gekoppelt ist, wobei der Transformator eine Primär-Spule im Primär-Schaltkreis auf einem stationären Kern und eine Sekundär-Spule im Sekundär-Schaltkreis auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern umfasst, wobei sich im Primär-Schaltkreis eine Spannungsquelle sowie eine Auswerteeinrichtung für die induzierten Messdaten befinden und sich im Sekundär-Kreislauf Messdaten erzeugende Fühlermittel sowie eine die Messdaten digitalisierende Auswerteeinrichtung befinden, deren Ausgangssignale einen Kurzschlusserzeugen steuern. According to the invention, this device is characterized in that the primary circuit contact-free via a transformer with the secondary circuit is coupled, the transformer being a primary coil in the primary circuit on a stationary core and a secondary coil in the secondary circuit on a core movable relative to the stationary core, a voltage source and an evaluation device being located in the primary circuit for the induced measurement data and are in the secondary circuit Sensor means generating measurement data and a digitizing measurement data Evaluation device are located, the output signals of which generate a short circuit Taxes.

Hierbei ist es erfindungswesentlich, dass die Primär-Spule mit dem stationären Kern und die Sekundär-Spule mit dem bewegbaren Kern relativ linear oder umlaufend zueinander bewegbar angeordnet sind.It is essential to the invention that the primary coil with the stationary Core and the secondary coil with the movable core relatively linear or rotating are arranged to be movable relative to one another.

Eine beispielsweise Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1: ein Prinzipschema einer Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis, wobei der Primär-Schaltkreis über einen Transformator mit dem Sekundär-Schaltkreis berührungsfrei gekoppelt ist;
Fig.2: einen Primär-Schaltkreis, der über einen Transformator mit dem Sekundär-Schaltkreis berührungsfrei gekoppelt istgemäss dem Prinzipschema gemäss Fig. 1; und
Fig.3: im Schnitt und in Draufsicht den Transformator mit einer Primär-Spule auf einem stationären Kern und einer Sekundär-Spule auf einem relativ zum stationären Kern bewegbaren Kern, wobei die Kerne mit ihren Spulen koaxial und relativ zueinander umlaufend angeordnet sind.

An example embodiment of an arrangement for carrying out the method according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1: a schematic diagram of a device for electrical energy transmission from a stationary primary circuit to a movable relative to this secondary circuit, wherein the primary circuit is coupled via a transformer to the secondary circuit without contact;
Fig. 2: a primary circuit which is coupled in a contactless manner via a transformer to the secondary circuit in accordance with the basic scheme according to FIG. 1; and
Fig. 3: in section and in plan view the transformer with a primary coil on a stationary core and a secondary coil on a core movable relative to the stationary core, the cores with their coils being arranged coaxially and circumferentially relative to each other.

Aus den Fig. 1 bis 3 geht eine Einrichtung zur elektrischen Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis 1 auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis 3 sowie Rückübertragung von im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten auf den Primär-Schaltkreis hervor.1 to 3 shows a device for electrical energy transmission from a stationary primary circuit 1 to a movable relative to this Secondary circuit 3 and retransmission of in the secondary circuit generated measurement data on the primary circuit.

Diese Einrichtung dient der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welches eine elektrische Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf in einer heute angemessenen Weise gestattet.This device is used to carry out the method according to the invention, which is an electrical energy transfer from a stationary primary circuit on a movable secondary circuit relative to this Retransfer of measurement data generated in the secondary circuit to the primary circuit allowed in a reasonable manner today.

Hierbei ist der Primär-Schaltkreis 1 über einen Transformator 2 mit dem Sekundär-Schaltkreis 3 berührungsfrei gekoppelt, wobei der Transformator 2 eine Primär-Spule 4 im Primär-Schaltkreis 1 auf einem stationären Kern 5 und eine Sekundär-Spule 6 im Sekundär-Schaltkreis 3 auf einem relativ zum stationären Kern 5 bewegbaren Kern 7 umfasst, wobei sich im Primär-Schaltkreis 1 eine Spannungsquelle 8 sowie eine Auswerteeinrichtung 9 für die induzierten Messdaten befinden und sich im Sekundär-Kreislauf 3 Messdaten erzeugende Fühlermittel 10 sowie eine die Messdaten digitalisierende Auswerteeinrichtung 11 befinden, deren Ausgangssignale einen Kurzschlusserzeuger 12 steuern.Here, the primary circuit 1 is connected to the secondary circuit via a transformer 2 3 coupled without contact, the transformer 2 being a primary coil 4 in the primary circuit 1 on a stationary core 5 and a secondary coil 6 in the secondary circuit 3 on a relative to the stationary Core 5 includes movable core 7, one in the primary circuit 1 Voltage source 8 and an evaluation device 9 for the induced measurement data and there are 3 sensor means generating measurement data in the secondary circuit 10 and an evaluation device 11 digitizing the measurement data are located, the output signals of which control a short-circuit generator 12.

Wie Fig. 3 mehr im Einzelnen andeutet, sind hier und beispielsweise die Primär-Spule 4 mit dem stationären Kern 5 und die Sekundär-Spule 6 mit dem bewegbaren Kern 7 in koaxialer Anordnung und relativ umlaufend zueinander bewegbar angeordnet. As indicated in more detail in FIG. 3, here and for example the primary coil 4 with the stationary core 5 and the secondary coil 6 with the movable Core 7 in a coaxial arrangement and movable relative to each other arranged.

Durch diese Massnahmen wird es möglich, eine elektrische Energieübertragung von einem stationären Primär-Schaltkreis auf einen relativ zu diesem bewegbaren Sekundär-Schaltkreis sowie Rückübertragung von im Sekundär-Kreislauf erzeugten Messdaten auf den Primär-Kreislauf in einer heute angemessenen Weise zu gestatten, indem im Primär-Schaltkreis eine Primärspannung erzeugt und diese transformatorisch auf den Sekundär-Schaltkreis übertragen wird; und dass dann die im Sekundär-Schaltkreis erzeugten Messdaten digital umgeformt und auf dem gleichen transformatorischen Weg auf den Primär-Schaltkreis rückübertragen und dort ausgewertet werden.These measures make it possible to transfer electrical energy from a stationary primary circuit to one that is movable relative to it Secondary circuit and retransmission of in the secondary circuit generated measurement data on the primary circuit in a reasonable today To allow way by generating a primary voltage in the primary circuit and this is transformer-transmitted to the secondary circuit; and that the measurement data generated in the secondary circuit is then digitally transformed and retransmitted to the primary circuit in the same transformatory way and be evaluated there.

Gemäss Fig. 2 erhält der mit dem Sekundär-Schaltkreis 3 bewegte Messfühler 10 seine Energie transformatorisch aus dem Primär-Schaltkreis 1. Die vom Messfühler 10 erzeugten Strom- und Spannungs-Messdaten gelangen dann zu der Auswerteeinrichtung 11, beispielsweise Rechner. Die dann in digitale Ausgangssignale umgeformten Messdaten steuern einen Kurzschlusserzeuger 12, beispielsweise in Form eines Transducers, welcher den Strom im Sekundär-Schaltkreis 3 gemäss dem Messdatenverlauf kurzschliesst.2 receives the sensor moved with the secondary circuit 3 10 its energy transformatory from the primary circuit 1. The from Measuring sensors 10 generated current and voltage measuring data then arrive the evaluation device 11, for example a computer. The then in digital output signals transformed measurement data control a short-circuit generator 12, for example in the form of a transducer, which the current in the secondary circuit 3 shorts according to the measurement data history.

Die dadurch erzeugten relativ grossen Strom- und Spannungsänderungen im Sekundär-Schaltkreis 3 induzieren im Primär-Schaltkreis äquivalente Strom- und Spannungsänderungen, die über einen Widerstand 9' und einen Transducer 9'' zu einem Rechner 9''' der Auswerteeinrichtung 9 im Primär-Schaltkreis 1 gelangen und dort in verwertbare Ausgangssignale, beispielsweise Nachregelsignale u. dgl., überführt werden. The resulting relatively large changes in current and voltage in the Secondary circuit 3 induce equivalent current and in the primary circuit Voltage changes that occur via a resistor 9 'and a transducer 9' ' to a computer 9 '' 'of the evaluation device 9 in the primary circuit 1 and there in usable output signals, for example readjustment signals u. Like., transferred.

Selbstverständlich sind im Rahmen der vorbeschriebenen Erfindung eine ganze Reihe von Modifikationen möglich, ohne dabei den Erfindungsgedanken zu verlassen. So kann der Messfühler beliebiger Art, etwa ein Temperaturfühler sein. Weiter kann der Sekundär-Schaltkreis auch mehrere gleiche oder unterschiedliche Messfühler umfassen. Entsprechend sind dann Auswerteeinrichtung und Kurzschlusserzeuger im Sekundär-Schaltkreis sowie die Auswerteeinrichtung im Primär-Schaltkreis auszulegen.Of course, a whole A number of modifications are possible without leaving the inventive idea. The sensor can be of any type, for example a temperature sensor. Furthermore, the secondary circuit can also have several identical or different ones Include probe. The evaluation device and Short circuit generator in the secondary circuit and the evaluation device in Primary circuit.

Es wird Schutz beansprucht wie folgt:Protection is claimed as follows:

Claims

Method for the electrical energy transmission from a stationary primary circuit to a secondary circuit which is movable relative to this, and retransmission of measurement data generated in the secondary circuit to the primary circuit,
characterized,

that a primary voltage is generated in the primary circuit and this is transmitted to the secondary circuit by means of a transformer; and

that the measurement data generated in the secondary circuit are then digitally converted and transferred back to the primary circuit in the same transformer way and evaluated there.

A method according to claim 1, characterized in that the transformer Formed by a transformer with a primary coil in the primary circuit on a stationary core and with a secondary coil in the secondary circuit on a movable relative to the stationary core Core.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the digitized measurement data in the secondary circuit of a short-circuit generator are supplied to generate current changes in the secondary circuit, which in the primary circuit input signals for a computer induce, which are converted into usable output signals.

A method according to claim 2, characterized in that the primary coil with the stationary core and the secondary coil with the movable one Core can be moved relatively linearly or circumferentially to one another.

Device for the electrical energy transmission from a stationary primary circuit to a secondary circuit which is movable relative to this, and retransmission of measurement data generated in the secondary circuit to the primary circuit,
characterized,

that the primary circuit (1) is coupled via a transformer (2) to the secondary circuit (3) in a contact-free manner, the transformer having a primary coil (4) in the primary circuit on a stationary core (5) and a secondary - Coil (6) in the secondary circuit on a core (7) movable relative to the stationary core, wherein in the primary circuit there is a voltage source (8) and an evaluation device (9) for the induced measurement data and in the secondary circuit Sensor means (10) generating measurement data and an evaluation device (11) digitizing the measurement data are located, the output signals of which control a short-circuit generator (12).

Device according to claim 5, characterized in that the primary coil with the stationary core and the secondary coil with the movable one Core are arranged relatively linearly or circumferentially movable.

Device according to claim 5, characterized in that with the Secondary circuit (3) moved sensor (10) its energy transformatory from the primary circuit (1) receives that generated by the sensor (10) Current and voltage measurement data arrive at the evaluation device (11) and that the measurement data converted into digital output signals is one Short-circuit generator (12) control which the current in the secondary circuit (3) shorts according to the measurement data history.

Device according to claim 7, characterized in that in the primary circuit (1) induced equivalent current and voltage change signals via a resistor (9 ') and a transducer (9' ') to a computer (9 '' ') of the evaluation device (9) in the primary circuit (1) and in there usable output signals are convertible.