Die Erfindung betrifft ein drahtloses Messsystem. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Messsystem zur Abtastung eines Parameters an einem Bauteil und zur Übertragung des Abtastergebnisses an ein stillstehendes Element.

Ein Planetengetriebe umfasst ein Hohlrad, ein Sonnenrad und mehrere Planetenräder, die mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad kämmen. Die Planetenräder sind drehbar an einem Planetenradträger angebracht und mittels Gleitlagern gelagert. Um eine drohende Überlastung der Gleitlager frühzeitig zu erkennen soll eine Lagertemperatur abgetastet und einer Verarbeitungseinrichtung bereitgestellt werden.

Die Verarbeitungseinrichtung ist gegenüber einer Umgebung oder einem Gehäuse des Planetengetriebes drehfest angebracht und kann elektrisch oder mechanisch mit weiteren Elementen verbunden sein. Am Planetenradträger sind ein Sensorelement und eine Ausleseeinrichtung vorgesehen. Eine Datenübertragung zwischen der Verarbeitungseinrichtung und der Ausleseeinrichtung erfolgt mittels induktiver Kopplung. Dazu ist eine erste Antenne drehfest gegenüber dem Gehäuse angebracht und mit der Verarbeitungseinrichtung verbunden; eine zweite Antenne ist am Planetenradträger angebracht und mit der Ausleseeinrichtung verbunden.

Um eine möglichst vom Drehwinkel unabhängige Kopplung zwischen den Antennen zu erzielen, erstreckt sich eine der Antennen konzentrisch um die Drehachse. Eine Montage dieser Antenne im Bereich des Planetenradträgers kann es erforderlich machen, die Antenne axial auf den Planetenradträger aufzuschieben. Das Planetengetriebe muss dafür weitgehend zerlegt vorliegen, was eine Wartung der Antenne aufwändig machen kann.

WO 2015 107 142 A1 und WO 2015 107 144 A1 zeigen jeweils Systeme zur Ermittlung von Parametern an einem rotierenden Bauteil.

Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Wartbarkeit zweier gegeneinander drehbar gelagerter Antennen zur Messdatenübertragung zu verbessern. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Eine Antenne, die im Folgenden erste Antenne genannt wird, ist zur drahtlosen

Kopplung mit einer weiteren Antenne, die im Folgenden zweite Antenne genannt wird, eingerichtet, wobei die Antennen gegeneinander um eine Drehachse drehbar sind. Dabei umfasst die erste Antenne einen ersten Teilring, der sich auf einem ersten Abschnitt um die Drehachse erstreckt, und einen zweiten Teilring, der sich auf einem zweiten Abschnitt um die Drehachse erstreckt. Ferner umfasst die erste Antenne eine erste Spule, die auf einem ersten Umfang um die Drehachse liegt, und eine zweite Spule, die auf einem zweiten Umfang um die Drehachse liegt. Die Spulen umfassen jeweils einen ersten und einen zweiten Abschnitt, die auf unterschiedlichen Teilringen liegen. Verbindungsabschnitte, durch die jeweils ein Strom zwischen einem Abschnitt der ersten Spule und einem Abschnitt der zweiten Spule an einem Teilring fließt, liegen bevorzugt außerhalb der Drehebenen der Spulen.

Eine Drehebene einer Drehachse erstreckt sich stets senkrecht zu dieser Drehachse. Jede Spule erstreckt sich also im Wesentlichen in einer Ebene, die sich senkrecht zur Drehachse erstreckt. Beziehungen, die in diesem Dokument als„im Wesentlichen" angegeben sind, können auch gelten, wenn eine geringe Abweichung von der Beziehung vorliegt. Beispielsweise kann bei einem „im Wesentlichen rechten Winkel" eine Abweichung von 90° im Bereich von ca. ±5° oder weiter bevorzugt im Bereich von ca. ±2° toleriert werden.„Im Wesentlichen zueinander parallel" kann auch das Einschließen eines kleinen Winkels umfassen, etwa im Bereich von ca. ±5° oder weiter bevorzugt im Bereich von ca. ±2°. Die Erstreckungsebenen der Spulen können zusammenfallen, insbesondere wenn die Spulen radial versetzt sind, oder im Wesentlichen zueinander parallel sein, insbesondere wenn die Spulen axial versetzt sind.

Die Verbindungsabschnitte erstrecken sich weiter bevorzugt in einer Richtung, die mit Erstreckungsebenen der Spulen jeweils einen im Wesentlichen rechten Winkel einschließen. Die Verbindungsabschnitte können sich insbesondere im Wesentlichen in oder parallel zu einer gemeinsamen Ebene erstecken, die mit einer der Erstreckungsebenen einen im Wesentlichen rechten Winkel einschließt.

Die Verbindungsabschnitte können eine Inhomogenität des magnetischen Feldes in Umfangsrichtung minimieren. Eine elektrische Verbindung zwischen dem

Abschnitt der ersten Spule und dem Abschnitt der zweiten Spule kann im Bereich des Verbindungsabschnitts erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindung auch an einer entfernten Stelle hergestellt sein. In einer einfachen Ausführungsform umfassen die erste und die zweite Spule jeweils nur eine Wicklung, werden also jeweils aus Leiterabschnitten gebildet, die gemeinsam einen Winkel von wenigstens annähernd 360° einschließen. Üblicherweise tragen beide Spulen gleiche Wicklungszahlen, um das durch sie generierte Feld möglichst symmetrisch zu gestalten. In einer weiteren Ausführungsform können eine oder beide Spulen auch mehr als eine Wicklung tragen. Es werden bevorzugt nur vollständige Wicklungen verwendet, sodass Wicklungszahlen der Spulen stets ganzzahlig sind.

In jedem Teilring liegt eine Spule mit einer oder mehreren Windungen. Die Teilringe sind bevorzugt mechanisch derart verbunden, dass in den

Verbindungsabschnitten die Windungen in sehr enger räumlicher Nähe liegen. Durch eine Verschaltung wird dafür gesorgt, dass beide Spulen in den Teilringen gleichsinnig durchflössen werden. Dadurch bildet sich der Stromfluss in den Leiterabschnitten in den Verbindungsabschnitten gegensinnig aus, sodass sich die Felder der beiden Teilringe in den Verbindungsabschnitten gegenseitig kompensieren können. Das resultierende Feld kann dem Feld von zwei gegensinnig durchflossenen Spulen entsprechen, die axial oder radial versetzt sind. Durch die Aufteilung der beiden Spulen jeweils auf den ersten und den zweiten

Teilring ist es möglich, die erste Antenne an einem drehbaren Maschinenelement wie einer Welle anzubringen, ohne die erste Antenne axial auf das Maschinenelement aufzufädeln. Das Maschinenelement muss nur in radialer Richtung zugänglich sein, sodass die Antenne erleichtert an dem Maschinenteil montiert, von ihm entfernt, ausgetauscht oder gewartet werden kann. Trotzdem können die beiden Teilringe zusammen zwei axial oder radial versetzte Spulen bilden, die bevorzugt elektrisch antiparallel miteinander verbunden werden, um das durch die erste Antenne bereitstellbare elektromagnetische Feld auf einen axial möglichst schmalen Bereich zu begrenzen und dort die Feldstärke möglichst hoch zu halten. Durch die antiparallele Verbindung kann ein Strom von einem ersten Anschluss der Spulen in einer ersten Wicklungsrichtung um die

Drehachse durch die erste Spule, anschließend in einer zweiten Wicklungsrichtung um die Drehachse durch die zweite Spule und zu einem zweiten Anschluss fließen. Die beiden Anschlüsse der Spulen können beispielsweise mit einer Wechselspannungsquelle verbunden werden.

Durch die spezielle Form bzw. Ausrichtung der Verbindungsabschnitte liegt ein Leiterstück, das einen Abschnitt der ersten Spule mit einem Abschnitt der zweiten Spule im selben Teilring elektrisch verbindet, bevorzugt in einer Ebene, die die Drehachse enthält oder wenigstens parallel zur Drehachse liegt. Im montierten Zustand liegen die Leiterstücke in den Verbindungsabschnitten bevorzugt räumlich sehr eng aneinander, sodass sich die entstehenden Magnetfelder gegenseitig kompensieren können. Eine Störung des radialsymmetrischen Felds der ersten Antenne durch die Verbindungsabschnitte kann minimiert sein. Außerdem kann eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den Magnetfeldern der Spule und des Verbindungsabschnitts durch ihre zueinander senkrechten Ausrichtungen minimiert sein. Das durch die Spulen bereitstellbare Magnetfeld kann so in verbesserter Weise radialsymmetrisch gehalten sein, sodass eine Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Antenne von einem relativen Drehwinkel zwischen der ersten und der zweiten Antenne verbessert unabhängig sein kann.

Die elektrischen Verbindungsabschnitte unterschiedlicher Teilringe können einander bezüglich einer Trennebene durch die Drehachse gegenüber liegen. Dabei ist bevorzugt, dass Abstände zwischen den Leitern einander gegenüber liegender Verbindungsabschnitte möglichst klein sind. Ein Strom durch den

Verbindungsabschnitt eines Teilrings verläuft dann in umgekehrter Richtung bezüglich eines Stroms durch den gegenüber liegenden Verbindungsabschnitt eines anderen Teilrings. Im Bereich der Verbindungsabschnitte erzeugte Magnetfelder können sich gegenseitig auslöschen. Ein störendes verbleibendes Magnetfeld im Bereich der Verbindungsabschnitte oder eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Ströme im Bereich der Verbindungsabschnitte können so vermieden werden.

Die Teilringe können gleiche oder unterschiedliche Winkel um die Drehachse abdecken. In einer Ausführungsform sind mehr als zwei Teilringe vorgesehen, sodass auch Arbeiten an der Antenne an einem radial eingeschränkt zugänglichen Maschinenelement möglich sein können.

Die Teilringe können mechanisch auf eine beliebige Weise aneinander oder an einem weiteren Element angebracht werden, beispielsweise mittels Schrauben oder Klemmkörpern. Eine Befestigung der Teilringe kann insbesondere im Bereich der Verbindungsabschnitte erfolgen. Bevorzugt wird eine Verbindungsmethode verwendet, die elektromagnetisch möglichst neutral ist, um eine Übertragungscharakteristik der ersten Antenne möglichst nicht zu stören. Beispielsweise können Verriegelungskörper aus Kunststoff verwendet werden oder Enden der Teilringe können ineinander eingreifende, einander in Umfangsrichtung hinterschneidende Profile aufweisen, sodass die Teilringe durch axiales Verschieben gegeneinander verbunden oder getrennt werden können. Es kann auch eine stoffschlüssige Verbindung wie Schweißen, Löten oder Kleben verwendet werden. Dreht sich die erste Antenne um die Drehachse, so ist die Verbindungsmethode bevorzugt dazu eingerichtet, der dabei wirkenden Fliehkraft zu standzuhalten.

Die Teilringe sind bevorzugt mechanisch voneinander trennbar, um ein Entfernen der ersten Antenne von einem Maschinenelement in radialer Richtung zu ermöglichen. Das Trennen ist bevorzugt zerstörungsfrei möglich, um eine aus ihrer Einbauposition entfernte erste Antenne erneut verwenden zu können.

In einer ersten Variante liegen die Spulen radial versetzt und die Verbindungsabschnitte erstrecken sich in einer axialen Richtung. Dabei liegen die Spulen bevorzugt in einer gemeinsamen Drehebene, sodass sie axial nicht versetzt sind. Verbindungsabschnitte der Teilringe weisen dabei bevorzugt in eine axiale Richtung, weiter bevorzugt in dieselbe axiale Richtung. In einer zweiten Variante liegen die Spulen axial versetzt und die

Verbindungsabschnitte erstrecken sich in einer radialen Richtung. Die Verbindungsabschnitte können sich in einer Ausführungsformen radial nach innen erstrecken, wobei die zweite Antenne bevorzugt radial außerhalb der ersten Antenne liegt, oder in einer anderen Ausführungsform radial nach außen, wobei die zweite Antenne bevorzugt radial innerhalb der ersten Antenne liegt. Weiter bevorzugt liegen die Spulen auf gleichen Radien, sodass sie radial nicht versetzt sind. Verbindungsabschnitte der Teilringe weisen dabei bevorzugt in eine radiale Richtung, weiter bevorzugt radial nach außen, um auf der radialen Innenseite Raum für die zweite Antenne frei zu halten. Außerdem kann so eine Zugänglichkeit zu den Verbindungsabschnitten verbessert sein.

Eine drahtlose Ausleseeinrichtung zum Auslesen eines drahtlosen Übertragungselements, das bezüglich der Ausleseeinrichtung um eine Drehachse drehbar gelagert ist, umfasst die oben beschriebene erste Antenne; eine Wechselspannungsquelle zur Verbindung mit der ersten Antenne; und eine Abtasteinrichtung zur Abtastung einer Beeinflussung eines durch die ersten

Antenne fließenden Stroms. Die Ausleseeinrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, ein drahtloses Element nach einem RFID-ähnlichen Standard auszulesen. Ein Übertragungssystem umfasst die beschriebene Ausleseeinrichtung sowie ein

Übertragungselement, das zusammen mit der zweiten Antenne um die Drehachse drehbar angebracht ist. Dabei ist das Übertragungselement dazu eingerichtet, ein elektromagnetisches Feld im Bereich der ersten Antenne in Abhängigkeit von zu übertragenden Informationen zu beeinflussen. Eine Datenübertragung zwischen der Ausleseeinrichtung und dem drahtlosen Element erfolgt somit bevorzugt mittels Modulation des Wechselfelds zwischen der ersten und der zweiten Antenne. Dazu wird das Feld üblicherweise durch Feldschwächung im kontaktfreien Kurzschluss (Lastmodulation) oder gegenphasige Reflexion des von der Ausleseeinrichtung ausgesendeten Feldes (modulierte Rückstreuung) beeinflusst. Die Informationen werden üblicherweise binär übermittelt; Rohinformationen können dazu für die Übertragung geeignet moduliert werden.

Üblicherweise erfolgen die Übertragung von Energie und die Übertragung von Informationen auf der gleichen Frequenz bzw. auf dem gleichen Frequenzband.

Mögliche Frequenzen der Wechselfelder sind in verschiedenen ISM-Bändern vorgeschlagen und können beispielsweise im Bereich der Langwelle bei 125 kHz, 134 kHz, 250 kHz, 375 kHz, 500 kHz, 625 kHz, 750 kHz, 875 kHz, der Kurzwelle bei 13,56 MHz, der UHF bei 865-869 MHz (europäische Frequenzen) bzw. 950 MHz (US-amerikanische und asiatische Frequenzbänder) oder der SHF bei 2,45 GHz und 5,8 GHz liegen.

Das Übertragungselement kann ferner dazu eingerichtet sein, mittels der weiteren Antenne elektrische Energie aus dem elektromagnetischen Feld der ersten Antenne zu entnehmen. Eine Versorgung des drahtlosen Übertragungselements mit Energie erfolgt bevorzugt mittels eines elektromagnetischen Wechselfelds, das über die Wechselspannung im Bereich der Spulen bereitgestellt werden kann. Das drahtlose Element ist in diesem Sinne üblicherweise passiv und umfasst keine andere Stromversorgung. Es ist bevorzugt, dass das drahtlose Übertragungselement einen Sensor umfasst oder mit einem Sensor verbunden ist, der dazu eingerichtet ist, eine physikalische Größe im physischen Bereich des Übertragungselements abzutasten. Ein Abtastergebnis kann dann auf die oben beschriebene Weise drahtlos an die Ausleseeinrichtung übermittelt werden. Eine elektrische Energie, die zur Abtastung der physikalischen Größe, zur Verarbeitung oder Umwandlung sowie für die Übermittlung erforderlich ist, kann die Ausleseeinrichtung auf die oben beschriebene Weise drahtlos von der Ausleseeinrichtung empfangen.

Die zweite Antenne kann eine dritte Spule umfassen, deren Wicklungsachse zwischen den Umfängen der ersten und der zweiten Spule hindurch verläuft. Die erste Antenne kann eine im Wesentlichen vom Drehwinkel unabhängige Charakteristik aufweisen, sodass eine Energie- und/oder Datenübertragung zwischen der Ausleseeinrichtung und dem drahtlosen Element durch eine relative Drehbewegung der Antennen nicht gestört sein kann. Die Kopplung zwischen den Antennen kann auch bei einer hohen Relativdrehzahl noch erfolgen.

In der oben beschriebenen ersten Variante mit radial versetzten ersten und zweiten Spulen kann die Wicklungsachse der dritten Antenne parallel zur Drehachse liegen. Ein Ende der dritten Spule liegt bevorzugt axial versetzt und nahe der Drehebene, in der sich die erste und zweite Spule erstrecken. ln der oben beschriebenen zweiten Variante mit axial versetzten ersten und zweiten Spulen kann die Wicklungsachse der dritten Antenne radial zur Drehachse liegen. Ein Ende der dritten Spule liegt bevorzugt radial innerhalb und weiter bevorzugt nahe einer Zylindermantelfläche, die durch die erste und zweite

Spule aufgespannt wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt das Ende der dritten Spule radial außerhalb der Zylindermantelfläche und weiter bevorzugt nahe an dieser. Die Erfindung kann die drahtlose Übermittlung von Energie und Daten zwischen der ersten und der zweiten Antenne erlauben, wobei die erste Antenne bevorzugt koaxial zu einer Drehachse liegt und die zweite Antenne um die Drehachse umlaufen kann. Die Antennen können an Maschinenelementen einer Maschine angebracht werden. Beispielsweise kann die Maschine eine Turbine mit einem Pumpenrad und einem Turbinenrad, eine hydrodynamische

Übertragungseinrichtung für Drehmoment mit einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite, ein Getriebe, eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor oder eine beliebige andere Einrichtung umfassen, in der sich ein Element bezüglich einem anderen um eine Drehachse dreht.

Üblicherweise steht die erste Antenne gegenüber einem Gehäuse der Maschine oder einer sonstigen Umgebung fest, während sich die zweite Antenne gegenüber der ersten Antenne auf einer Kreisbahn um die Drehachse bewegen kann. Energie kann dabei bevorzugt von der ersten zur zweiten Antenne übertragen werden und Informationen können bevorzugt von der zweiten zur ersten Antenne übertragen werden. Umgekehrte Richtungen sind jeweils ebenfalls möglich. Informationen können in beide Richtungen übertragbar sein, optional auch gleichzeitig. Merkmale und Vorteile, die bezüglich der unterschiedlichen Gegenstände genannt, beschrieben oder gezeigt sind, können im übertragenen Sinn jeweils auch auf einen der anderen Gegenstände bezogen werden.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Planetengetriebes mit einem drahtlosen Übertragungssystem;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer ersten Antenne einer

Ausleseeinrichtung eines Übertragungssystems; und Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer ersten Antenne einer

Ausleseeinrichtung eines Übertragungssystems darstellt. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines drahtlosen

Übertragungssystems 100 an einem Planetengetriebe 105. Das Planetengetriebe 105 steht hier stellvertretend für eine beliebige Maschine, die zwei Maschinenelemente umfasst, die gegeneinander drehbar gelagert sind. In der dargestellten, exemplarischen Ausführungsform umfasst das

Planetengetriebe 105 eine Drehachse 1 10, um die ein Sonnenrad 1 15 drehbar angeordnet ist, und zu der ein feststehendes Hohlrad 120 konzentrisch angeordnet ist. Mehrere Planetenräder 125 kämmen jeweils mit dem Sonnenrad 1 15 und dem Hohlrad 120. Dabei sind die Planetenräder 125 mittels Lagern 130 drehbar an einem Planetenradträger 135 gelagert, wobei der Planetenradträger

135 ebenfalls drehbar um die Drehachse 1 10 ist. Im dargestellten, exemplarischen Anwendungsfall soll eine Lagertemperatur eines Lagers 130 bestimmt und unabhängig von einem Drehwinkel oder einer Drehgeschwindigkeit des Planetenradträgers 135 an einem mit dem Hohlrad 120 verbundenen Element bereitgestellt werden.

Hierfür umfasst das Übertragungssystem 100 eine drahtlose Ausleseeinrichtung 140, die exemplarisch am Hohlrad 120 angebracht ist, und ein drahtloses Übertragungselement 145, das am Planetenradträger 135 angebracht ist. Die Ausleseeinrichtung 140 umfasst eine Wechselspannungsquelle 150, eine

Abtasteinrichtung 155, bevorzugt eine Schnittstelle 160 sowie eine erste Antenne 165. Das drahtlose Übertragungselement 145 umfasst eine zweite Antenne 170, eine Verarbeitungseinrichtung 175 sowie bevorzugt einen Sensor 180 zur Abtastung einer physikalischen Größe wie beispielsweise der Lagertemperatur eines Lagers 130. Umfasst das Übertragungssystem 100 den Sensor 180, so kann es auch Abtastsystem oder Sensorsystem genannt werden. Das Übertragungselement 145 ist bevorzugt in einem vorbestimmten radialen Abstand von der Drehachse 1 10 am Planetenradtrager 135 angebracht, sodass es eine Kreisbahn um die Drehachse 1 10 beschreibt, wenn sich der Planetenradtrager 135 gegenüber dem Hohlrad 120 um die Drehachse 120 dreht. Es wird davon ausgegangen, dass das Übertragungselement 145 dazu eingerichtet ist, den mechanischen Belastungen der Drehbewegung (Fliehkraft, Beschleunigung) sowie den Betriebsbedingungen des Planetengetriebes 105 (beispielsweise hohe Temperatur, Vibrationen, Anwesenheit von Öl oder Feuchtigkeit, aggressive Stoffe etc.) standzuhalten. Das Übertragungselement

145 kann nach dem RFID-Standard zur Übertragung von Informationen und Energie ausgelegt sein. Insbesondere ist bevorzugt, dass sowohl Informationen als auch Energie zwischen dem Übertragungselement 145 und der Ausleseeinrichtung 140 drahtlos mittels der miteinander elektromagnetisch koppelbaren Antennen 165, 170 übermittelt werden können.

Die erste Antenne 165 liegt bevorzugt radialsymmetrisch zur Drehachse 1 10 und die zweite Antenne 170 ist dazu eingerichtet, im Lauf ihrer relativen Drehbewegung um die Drehachse 1 10 einen möglichst konstanten radialen und/oder axialen Abstand zur ersten Antenne 165 einzuhalten. Seitens der

Ausleseeinrichtung 140 wird ein elektromagnetischer Wechselstrom in die erste Antenne 165 eingekoppelt, der in der zweiten Antenne 170 einen korrespondierenden Strom induziert. Dieser Strom kann seitens des Übertragungselements 145 zur Speisung der Verarbeitungseinrichtung 175 oder des Sensors 180 verwendet werden. Zur Übertragung von Informationen vom

Übertragungselement 145 zur Ausleseeinrichtung 140 kann das elektromagnetische Feld der ersten Antenne 165 moduliert werden, indem ein Strom durch die zweite Antenne 170 gesteuert wird. Die Veränderung des Feldes kann seitens der Ausleseeinrichtung 140 abgetastet und dementsprechend die Information empfangen werden.

Die erste Antenne 165 kann „doppelflutig" durch zwei um die Drehachse 1 10 gewickelte Leiterschleifen 185 realisiert werden, die in der Darstellung von Figur 1 radial versetzt sind. Die Leiterschleifen 185 werden dabei so verschaltet, dass sie von Strömen in entgegengesetzten Umlaufrichtungen um die Drehachse 1 10 durchflössen werden. Diese Anordnung der Leiterschleifen 185 wird hier antiparallel oder mit entgegengesetztem Wicklungssinn genannt. Dabei können die Leiterschleifen elektrisch parallel oder in Serie geschaltet sein. Die Leiterschleifen 185 können Magnetfelder erzeugen, die in einem Bereich radial zwischen ihnen gleichgerichtet sind, sodass sie sich gegenseitig verstärken, und die radial außerhalb der Leiterschleifen 185 einander entgegen gerichtet sind, sodass sie einander abschwächen oder auslöschen.

Links neben dem Übertragungssystem 100 sind Figur 1 Leiterschleifen 185 zusammen mit beispielhaften technischen Stromrichtungen und resultierenden Magnetfeldern symbolisch dargestellt. Noch weiter links ist eine magnetische

Feldstärke der ersten Antenne 165 in Abhängigkeit eines radialen Abstands von der Drehachse 1 10 schematisch dargestellt. Dabei ist in vertikaler Richtung ein Abstand von der Drehachse 1 10 und in horizontaler Richtung nach links die qualitative Stärke des resultierenden Magnetfelds dargestellt. Durch die Verstärkung der Magnetfelder im Bereich radial zwischen den Leiterschleifen 185 kann eine Kopplung zur zweiten Antenne 170 verbessert werden. Durch die Abschwächung der Magnetfelder radial innerhalb und außerhalb der ersten Antenne 165 kann ein Effekt eines dort befindlichen magnetisierbaren Objekts minimiert werden. Beispielsweise kann ein metallisches Gehäuse, eine Welle oder ein rotierendes Element des Übertragungssystems 100 die Übertragung zwischen den Antennen 165, 170 nur wenig oder gar nicht stören.

Bisher war es erforderlich, zur Montage der ersten Antenne 165 an einer Einrichtung wie dem Planetengetriebe 105 das gegenüber dem feststehenden Element (hier das Hohlrad 120) drehbare Element (hier den Planetenradträger

135 vollständig auszubauen, um die radialsymmetrische und in sich geschlossene erste Antenne 165 anbringen zu können. Dadurch konnte es zu längeren Stillstandszeiten der Einrichtung kommen, insbesondere wenn noch weitere Elemente aus- und wieder eingebaut werden mussten oder wenn die Einrichtung groß war, sodass die einzelnen Teile nicht ohne Weiteres von einer

Person bewegt werden konnten. Es wird daher vorgeschlagen, die erste Antenne 165 teilbar bzw. aus mehreren Teilen zusammensetzbar zu gestalten, sodass sie leichter montiert oder demontiert werden kann. Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer ersten Antenne 165 einer

Ausleseeinrichtung 140 eines Übertragungssystems 100 nach der Art von Figur 1. Figur 2a zeigt eine perspektivische Darstellung der geteilten ersten Antenne 165, Figur 2b eine Schnittdarstellung der ersten Antenne 165. Die erste Antenne 165 umfasst bevorzugt eine erste Spule 205 und eine zweite Spule 210. In der dargestellten Ausführungsform sind die Spulen 205 und 210 radial versetzt, weisen also verschieden große (mittlere) Radien auf und liegen ansonsten bevorzugt in einer Drehebene, haben also keinen axialen Versatz zueinander. Rein exemplarisch ist hier der Radius der ersten Spule 205 kleiner als der der zweiten Spule 210. Die Spulen 205 und 210 weisen unterschiedliche Wicklungsrichtungen auf und ihre Enden sind paarweise miteinander verbunden, unter Berücksichtigung ihrer Stromrichtungen sind die Spulen 205, 210 also antiparallel zusammengeschaltet. Rein exemplarisch sind hier die Enden der Spulen 205 und 210 an einen ersten Anschluss 215 und einen zweiten Anschluss 215 geführt. Die Anschlüsse 210, 215 sind zur Verbindung mit einer Sende- oder Empfangseinrichtung eingerichtet. Ein Strom, der in den ersten Anschluss 215 fließt, wird auf die Spulen 205 und 210 aufgeteilt und durchläuft in der dargestellten Ausführungsform die erste Spule 205 gegen den Uhrzeigersinn sowie die zweite Spule 210 im Uhrzeigersinn, bevor die beiden Spulenströme am zweiten Anschluss 220 wieder zusammengeführt werden. Eine wirksame Fläche der ersten Antenne 165 kann im Wesentlichen auf einen Kreisring konzentriert sein, der zwischen den Spulen 205 und 210 liegt.

Im radialen Bereich zwischen den Spulen 205 und 210 liegt bevorzugt die zweite Antenne 170, die insbesondere als Spule um eine Wicklungsachse 235 ausgeführt sein kann. Bevorzugt liegt radial innerhalb der Spule ein weichmagnetischer Spulenkern, etwa aus Ferrit. Die zweite Antenne 170 liegt bevorzugt radial zwischen den Spulen 205, 210 und hält weiter bevorzugt einen möglichst geringen axialen Abstand zu den Spulen 205, 210 ein.

Eine erste magnetische Feldlinie 225, die um einen Querschnitt der ersten Spule 205 gebildet wird, und eine zweite magnetische Feldlinie 230, die um einen korrespondierenden Querschnitt der zweiten Spule 210 gebildet wird, beeinflussen einander im Bereich der zweiten Antenne 170 auf eine Weise, die in Figur 2b schematisch dargestellt ist. Effektiv wird ein durch den Strom durch die

Spulen 205, 210 hervorgerufenes magnetisches oder elektromagnetisches Feld in einem radialen Bereich zwischen den Spulen 205 und 210 verstärkt und radial innerhalb der inneren Spule 205 sowie radial außerhalb der äußeren Spule 210 abgeschwächt und das Magnetfeld wird in Richtung der dritten Antenne 170 verlängert bzw. verschoben.

Die Feldlinien 225, 230 um die Querschnitte der Spulen 205, 210 verlaufen dicht nebeneinander durch die zweite Antenne 170, eine Feldstärke im Bereich der zweiten Antenne 170 ist also hoch. Eine Kopplung zwischen den Antennen 165 und 170 kann dadurch besonders stark sein. Die zweite Antenne 170 ist bevorzugt derart orientiert, dass ihre Wicklungsachse 235 im Bereich ihrer

Wicklungen parallel zu den Feldlinien 225, 230 verläuft. Dazu ist bevorzugt, dass sich die Wicklungsachse 235 außerhalb der Wicklungen zwischen den Spulen 205, 210 bzw. zwischen deren Radien hindurch erstreckt. Anders ausgedrückt verläuft die Wicklungsachse 235 bevorzugt zwischen Umfängen hindurch, auf denen sich die Spulen 205 und 210 erstrecken. Sollte eine Spule 205, 210 mehrere Wicklungen umfassen, so sind ein mittlerer Umfang bzw. ein mittlerer Radius gemeint.

Die erste Antenne 165 umfasst bevorzugt einen ersten Teilring 245 und einen zweiten Teilring 250. In anderen Ausführungsformen können auch mehr als zwei

Teilringe 245, 250 vorgesehen sein. Die Teilringe 245, 250 erstrecken sich jeweils auf einem vorbestimmten Abschnitt eines Umfangs um die Drehachse 1 10 und ergänzen sich insbesondere bevorzugt zu 360°. Dabei ist weiter bevorzugt, dass die Teilringe 245, 250 kongruent sind, sodass gleiche Teile als Teilringe 245, 250 eingesetzt werden können.

Jeder Teilring 245, 250 trägt einen Abschnitt der ersten Spule 205 und einen Abschnitt der zweiten Spule 250. Der erste Teilring 245 trägt also einen ersten Abschnitt 255 der ersten Spule 205 und einen ersten Abschnitt 260 der zweiten Spule 210. Der zweite Teilring 250 trägt einen zweiten Abschnitt 265 der ersten

Spule 205 und einen zweiten Abschnitt 270 der zweiten Spule 210.

An jedem Teilring 245, 250 ist wenigstens ein Verbindungsabschnitt 275 vorgesehen, in dem die beiden Abschnitte des Teilrings 245, 250 elektrisch miteinander verbunden sind. Die Spulen 205, 210 weisen bevorzugt gleiche

Wicklungszahlen auf. Umfassen die Spulen 205, 210 jeweils nur eine Wicklung, so kann jeder Teilring 245, 250 nur einen solchen Verbindungsabschnitt 275 mit solchen elektrischen Verbindungen aufweisen. Umfassen die Spulen 205, 210 jeweils N Wicklungen bzw. Leiterstücke, so umfasst einer der Verbindungsabschnitte 275 ebenfalls N Leiterstücke, die jeweils zwei Leiterstücke von Abschnitten unterschiedlicher Spulen 205, 210 desselben

Teilrings 245, 250 miteinander verbinden. Der andere Verbindungsabschnitt umfasst N-1 Leiterstücke, die jeweils zwei Leiterstücke von Abschnitten unterschiedlicher Spulen 205, 210 desselben Teilrings 245, 250 miteinander verbinden, zusätzlich ein Leiterstück, das zum ersten Anschluss 215 führt, und eines, das zum zweiten Anschluss 220 führt. Eine mit den Anschlüssen 215, 220 verbundene Stromquelle kann als elektrische Verbindung aufgefasst werden, sodass die Zahl der Leiterstücke des Verbindungsabschnitts 275 wieder N beträgt. Im Bereich der Verbindungsabschnitte 275 können auch Befestigungsmittel 280

(nicht dargestellt) angreifen, um die Teilringe 245, 250 aneinander oder an einem Maschinenelement zu befestigen. Diese Befestigungsmittel 280 können beispielsweise eine Schraube, eine Niete, einen Klemmkörper oder eine Klebeoder Schweißnaht umfassen. In einer Ausführungsform kann ein elektrischer Kontakt zwischen elektrischen Enden der ersten Spule 205 mit Enden der zweiten Spule 210 im Bereich zweier einander zugeordneter Verbindungsabschnitte 275 beim Anbringen der Teilringe 245, 250 aneinander automatisch hergestellt werden. Dazu können entsprechende Kontaktstellen vorgesehen sein, die bei der Montage der Teilringe 245, 250 in gegenseitige Anlage gehen. Ein Anschluss 205, 210 oder eine Zuleitung zum Anschluss 205,

210 kann an einem der Teilringe 245, 250 fest angebracht sein.

Es ist bevorzugt, dass die Verbindungsabschnitte 275 außerhalb von Drehebenen der Spulen 205, 210 liegen. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Verbindungsabschnitte 275 in axialer Richtung, bevorzugt insbesondere parallel zur Wicklungsachse 235 oder parallel zu einer Trennebene 285, entlang derer die beiden Teilringe 245, 250 getrennt werden können. Die Trennebene 285 verläuft bevorzugt durch die Drehachse 1 10. Es ist außerdem bevorzugt, dass Verbindungsabschnitte 275 von in Umfangsrichtung aneinander angrenzenden Teilringen 245, 250 einander gegenüber liegen, insbesondere bezüglich der Trennebene 285. Dadurch können sich elektromagnetische Felder der elektrischen Verbindungen in den beiden Verbindungsabschnitten aufgrund ihrer antiparallelen Stromrichtungen gegenseitig auslöschen.

Weiter bevorzugt erstrecken sich die Verbindungsabschnitte 275 bezüglich der Erstreckungsebenen der Spulen 205, 210 bevorzugt in einer von der zweiten

Antenne 170 entfernten Richtung. Anders ausgedrückt liegt die erste Antenne 165 bevorzugt zwischen den Verbindungsabschnitten 275 und der zweiten Antenne 170. In den Figuren 2a und 2b sind ein Verbindungsabschnitt 275, die erste Antenne 165 und die zweite Antenne 170 axial versetzt.

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer ersten Antenne 165 einer Ausleseeinrichtung 140 eines Übertragungssystems 100 nach der Art von Figur 1. Figur 3a zeigt die Anordnung der Spulen 205, 210 und Figur 3b eine Schnittdarstellung der ersten Antenne 165. Im Unterschied zu der oben mit Bezug auf Figur 2 beschriebenen Ausführungsform liegen hier die Spulen 205,

210 axial versetzt, wobei Radien der Spulen 205, 210 bevorzugt gleich sind. Eine wirksame Fläche der ersten Antenne 165 kann im Wesentlichen auf eine Zylindermantelfläche konzentriert sein, die zwischen den Spulen 205 und 210 aufgespannt ist. Exemplarisch ist in der dargestellten Ausführungsform die erste Spule 205 vom Betrachter abgewandt und die zweite Spule 210 dem Betrachter zugewandt.

In einer weiteren Ausführungsform können die Radien der Spulen 205 und 210 auch verschieden groß sein, während die Spulen 205, 210 in zueinander parallelen Ebenen axial versetzt sind. Die wirksame Fläche der ersten Antenne

165 kann dann der Mantelfläche eines Konus oder Kegelstumpfs entsprechen, dessen Grund- und Deckelflächen durch die innerhalb der Spulen 205 und 210 liegenden Flächen gebildet sind. Die zweite Antenne 170 ist bevorzugt derart ausgerichtet, dass ihre Wicklungsachse 235 mit der konischen Mantelfläche einen im Wesentlichen rechten Winkel einschließt.

Die Spulen 205, 210 sind wieder auf die Teilringe 245, 250 aufgeteilt, wobei der erste Teilring 245 den ersten Abschnitt 255 der ersten Spule 205 und den ersten Abschnitt 260 der zweiten Spule 210 trägt. Der zweite Teilring 250 trägt den zweiten Abschnitt 265 der ersten Spule 205 und den zweiten Abschnitt 270 der zweiten Spule 210. Wieder weisen die Spulen 205 und 210 unterschiedliche Wicklungsrichtungen auf und sind bevorzugt antiparallel miteinander verbunden. Ein Strom, der in den ersten Anschluss 215 geführt wird, wird auf die Spulen 205 und 210 aufgeteilt und fließt in der dargestellten Ausführungsform gegen den Uhrzeigersinn durch die erste Spule 205 sowie im Uhrzeigersinn durch die zweite Spule 210, bevor die beiden Spulenströme am zweiten Anschluss 220 wieder zusammengeführt werden. Die Beeinflussung der Feldlinien um die Abschnitte 255 bis 270 erfolgt im Wesentlichen wie oben mit Bezug auf Figur 2 beschrieben ist. Allerdings sind die Feldlinien in einem Bereich zwischen den Spulen 205, 210 im Wesentlichen auf die Drehachse 1 10 gerichtet. Die zweite Antenne 170 liegt mit möglichst geringem radialem Abstand in einem axialen Bereich zwischen den Spulen 205 und 210. Die Wicklungsachse 235 der zweiten Antenne 170 verläuft bevorzugt zwischen den Spulen 205, 210 hindurch und kann die Drehachse 1 10 schneiden. Die zweite Antenne kann radial außerhalb oder radial innerhalb der Spulen 205,

210 liegen. Die Verbindungsabschnitte 275 liegen wieder außerhalb der Drehebenen der Spulen 205, 210. In der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich die Verbindungsabschnitte 275 bevorzugt in einer radialen Richtung, und zwar bevorzugt in einer von der zweiten Antenne 170 entfernten Richtung. Liegt die zweite Antenne radial innerhalb der Spulen 205, 210, so erstrecken sich die Verbindungsabschnitte 275 bevorzugt radial nach außen und umgekehrt. Dabei liegen sich die Verbindungsabschnitte 275 benachbarter Teilringe 245, 250 wieder bevorzugt gegenüber, und wieder bevorzugt bezüglich einer Trennebene 285, entlang derer die Teilringe 245, 250 getrennt werden können.

Es ist bevorzugt, dass sich die Verbindungsabschnitte 275 auch in dieser Ausführungsform bezüglich der Erstreckungsebenen der Spulen 205, 210 in einer von der zweiten Antenne 170 entfernten Richtung erstrecken. Anders ausgedrückt liegt die erste Antenne 165 bevorzugt zwischen den

Verbindungsabschnitten 275 und der zweiten Antenne 170, wobei in den Figuren 3a und 3b ein Verbindungsabschnitt 275, die erste Antenne 165 und die zweite Antenne 170 radial versetzt sind.

Die oben mit Bezug auf Figur 2 erwähnten Varianten, Optionen, Merkmale oder Vorteile können auch für die Ausführungsform von Figur 3 gelten und umgekehrt. Prinzipiell ist es möglich, die Übertragungsrichtungen für Energie oder Informationen zwischen den Antennen 165, 170 umzukehren, auch unabhängig voneinander. Eine Ausführungsform, bei der die erste Antenne 165 sich mit einem Maschinenteil dreht und die zweite Antenne 170 stillsteht ist somit auch realisierbar.

Bezugszeichen

100 Übertragungssystem

105 Planetengetriebe

1 10 Drehachse

1 15 Sonnenrad

120 Hohlrad

125 Planetenrad

130 Lager

135 Planetenradträger

140 Ausleseeinrichtung

145 drahtloses Übertragungselement

150 Wechselspannungsquelle

155 Abtasteinrichtung

160 Schnittstelle

165 erste Antenne

170 zweite Antenne

175 Verarbeitungseinrichtung

180 Sensor

185 Leiterschleife

205 erste Spule

210 zweite Spule

215 erster Anschluss

220 zweiter Anschluss

225 erste Feldlinie

230 zweite Feldlinie

235 Wicklungsachse

245 erster Teilring

250 zweiter Teilring

255 erster Abschnitt der ersten Spule

260 erster Abschnitt der zweiten Spule

265 zweiter Abschnitt der ersten Spule

270 zweiter Abschnitt der zweiten Spule

275 Verbindungsabschnitt

280 Befestigungsmittel

285 Trennebene