Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontaktlosen Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Wand und einem an dieser Wand um eine Scharnierachse scharniergelenkig befestigten Flügel, bei dem eine an der Wand befestigte Primär-Leistungsspule und eine an dem Flügel befestigte Sekun- där-Leistungsspule vorgesehen sind, die sich mit Hilfe eines Bandbolzens in induktiver Wirkverbindung befinden.

Insbesondere Flügel von Türen für Objekte wie Häuser, Geschäfte oder Produkti- onshallen weisen in zunehmendem Maße die Sicherheit oder den Komfort verbessernde Einrichtungen auf, deren jeweils aktueller Betriebszustand und deren Betätigung durch außerhalb der Tür angeordnete Überwachungs- oder Betätigungseinrichtungen überwacht oder betätigt wird und welche Betriebszustandsänderungen oder eventuell von Sensoren empfangene Signale an die Überwachungs- oder Betätigungseinrichtungen senden.

Beispielhaft sei hier eine in einem Gebäude installierte Einbruchmeldezentrale genannt, die mit an der Tür vorgesehenen Einrichtungen beispielsweise zur Öff- nungs-, Durchbruch-, Verschluss-, Sabotage- oder Motorschlossüberwachung kommuniziert.

Zur Übertragung von entsprechenden Signalen und elektrischen Leitungen zwi- sehen der Überwachungseinrichtung und den an der Tür befindlichen Einrichtungen finden im Stand der Technik vieladrige Kabel Verwendung, die zwischen dem Flügel und dem Rahmen flexibel verlegt und häufig zum Schutz von einem flexiblen Metallschlauch umgeben sind. Diese Kabelübergänge beeinträchtigen das optische Erscheinungsbild erheblich und können beim Schließen des Flügels eingeklemmt werden, was zu Beschädigungen oder sogar zu Zerstörungen der Kabel führen kann. Darüber hinaus stellen die Kabelübergänge hinsichtlich möglicher Manipulationen Schwachstellen dar, weswegen zum Sabotageschutz eine sogenannte Z-Verdrahtung von Senso- ren oder Kontakten auch in dem Kabelübergang verwirklicht ist.

Aus der DE 10 2004 017 341 A1 ist ein Band mit einem eingebauten Trafo für eine kontaktlose Energieübertragung bekannt. Dieses Band umfasst eine in einem Rahmenbandteil angeordnete Primärspule und eine in einem Flügelbandteil ange- ordnete Sekundärspule. Der magnetischen Ankopplung der Sekundärspule an die Primärspule, die in Richtung der Scharnierachse voneinander beabstandet sind, dient ein beide Spulen durchsetzender Eisenkern, der zugleich den Bandbolzen bildet. Zwar ist prinzipiell eine kontaktlose Übertragung von elektrischer Energie und/oder elektrischen Signalen zwischen einer Wand und einem an dieser Wand befestigten Flügel mit dieser Anordnung möglich, eine zumindest nahezu verzögerungsfreie Bereitstellung von Leistung auf der Sekundärseite, wie sie beispielsweise zum Antrieb von Motoren bei einem plötzlichen Leistungsbedarf erforderlich ist, ermöglicht diese Vorrichtung jedoch nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in dieser Hinsicht verbessertes Verfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens vorgesehene Vorrichtung zur kontaktlosen Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Wand und ei- nem an dieser Wand befestigten Flügel, bei dem eine an der Wand befestigte erste Spule und eine an dem Flügel befestigte zweite Spule vorgesehen sind, die sich in induktiver Wirkverbindung befinden, zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren und durch die in Anspruch 3 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der durch die Primär-Leistungsspule fließende elektrische Primärstrom gemessen und der Messwert wird einer Primär- Leistungselektronik zugeführt. In dieser Primär-Leistungselektronik ist ein Datenspeicher vorgesehen, in welchem die Übertragungscharakteristik zwischen der Primär-Leistungsspule und der Sekundär-Leistungsspule, d.h. die an der Sekun- där-Leistungsspule erhältliche Leistung in Abhängigkeit der der Primär- Leistungsspule zugeführten Primärleistung gespeichert ist. Aufgrund dieser Über- tragungscharakteristik ist es bekannt, welche Leistung primärseitig benötigt wird, um sekundärseitig eine bestimmte Leistung zu erhalten.

Wenn sekundärseitig keine elektrische Leistung benötigt wird, mit anderen Worten: Wenn sekundärseitig kein Stromkreis geschlossen ist, wird primärseitig ledig- lieh der Verluststrom gemessen. Da die Übertragungscharakteristik in der Primär- Leistungselektronik hinterlegt ist, ist dieser die an den offenen Enden des Sekundärstromkreises anliegende Spannung bekannt.

Wenn nun sekundärseitig der Leistungsbedarf plötzlich ansteigt, beispielsweise weil zwecks Auslösen einer Funktion ein motorischer Antrieb mit elektrischer Leistung beaufschlagt werden muss, führt dies zu einem Anstieg des Primärstroms. Wird dieser von der Primärleistungselektronik erfasst, steuert diese beispielsweise einen Wechselrichter, der einen Schaltregler und/oder einen Pulsweitenmodulator umfassen kann, so, dass nahezu verzögerungsfrei die Primär-Leistungsspule mit der maximalen Leistung beaufschlagt wird. Dies erfolgt vorzugsweise durch Anlegen der maximal zulässigen Primärspannung und der maximalen Pulsweite der vorzugsweise als Rechteck-Wechselspannung mit einer Frequenz von 40 kHz ausgebildeten Primär-Leistungsspannung. Damit sekundärseitig nicht die durch den sekundärseitigen Verbraucher maximal zulässige Sekundärspannung überschritten wird, ist sekundärseitig eine Span- nungsbegrenzungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher der aufgrund Induktion in der Sekundär-Leistungsspule erzeugte Sekundärspannungswert auf den Maxi- malspannungswert begrenzt wird. Aufgrund dieser Maßnahme fließt sekundärseitig und damit auch primärseitig nur der elektrische Strom, der tatsächlich benötigt wird. Anhand des gemessenen Primärstroms regelt nun die Primär-Leistungs- elektronik die Leistung, mit welcher die Primär-Leistungsspule beaufschlagt wird, herunter, bis nach der abgespeicherten Übertragungscharakteristik sekundärseitig die benötigte Leistung anliegen muss. Dabei wird die Primärleistung vorzugsweise durch Spannungsänderungen in vier Stufen und durch eine stufenlose Pulsweitenveränderung angepasst.

Durch Kenntnis der Übertragungscharakteristik ist bei einem bestimmten, vorbe- kannten Verhältnis von Primärspannung und Pulsweite die sekundärseitige Leistung bekannt. Es muss dann ein bestimmter, vorbekannter Primär-Leistungsstrom fließen.

Wenn nun der gemessene Primärstrom im Wert niedriger als der erwartete fließt, dann ist die bereitgestellte Leistung zu hoch, die Sekundärleistung wird durch die Spannungsbegrenzungseinrichtung reduziert.

Ist der gemessene Primärstromwert höher, dann ist die bereitgestellte Leistung zu niedrig. Die Primär-Leistungselektronik erhöht dann die bereitgestellte Primärleis- tung durch Erhöhung der Spannung und/oder der Pulsweite nach der abgespeicherten Charakteristik.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontaktlosen Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Wand und einem an dieser Wand um eine Scharnierachse scharniergelenkig befestigten Flügel umfasst eine an der Wand befestigbare Primär-Leistungsspule, und eine an dem Flügel befestigbare Sekundär-Leistungsspule. Als magnetischer Flussleitkörper zwischen der Primär-Leistungsspule und der Sekundär-Leistungsspule kann ein Bandbolzen dienen. Erfindungsgemäß ist eine Primär-Leistungselektronik vorgesehen, in welcher eine Übertragungscharakteristik in Form einer Funktion der an der Sekundär- Leistungsspule erhältlichen Leistung in Abhängigkeit von der der Primär- Leistungsspule zugeführten Primärleistung abspeicherbar ist. Ferner ist eine Strommesseinrichtung vorgesehen, mit welcher der durch die Primär-Leistungs- spule fließende elektrische Primärstrom messbar und der entsprechende Messwert der Primär-Leistungselektronik zuführbar ist. Schließlich ist eine Einrichtung zur Beeinflussung der Primärleistung vorgesehen, die vorzugsweise einen Schaltregler und/oder einen Pulsweitenmodulator aufweisen kann. Sekundärseitig ist eine Spannungsbegrenzungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher der aufgrund Induktion in der Sekundär-Leistungsspule erzeugte Sekundärspannungswert auf einen vorbestimmten Maximalspannungswert begrenzt wird.

Ferner kann ein die in der Sekundärspule induzierte Sekundär-Leistungsspannung in eine Gleichspannung umwandelnder Gleichrichter vorgesehen sein.

Des Weiteren kann die Primär-Leistungselektronik einen Wechselrichter umfassen. Die Vorrichtung ist dann zum Anschluss an eine wandseitige Gleichspannungsquel le, beispielsweise an einen G leichstromausgang eines Notstrom- gepufferten Netzteils einer Alarmanlage geeignet.

Die Primär-Leistungselektronik kann zur Verbesserung der Betriebssicherheit einen Tiefpass zum Ausfiltern von Störfrequenzen umfassen. Sollten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Primär- und Sekundär- Leistungsspulen auch zur bidirektionalen Signal- oder Datenübertragung dienen, oder hierzu separate erste und zweite Spulen vorhanden sein, so können in einem bestimmten Zeitintervall die Primär-Leistungsspule oder die erste Spule mit m indestens einem ersten Kontrollsignal beaufschlagt und das mindestens eine in der Sekundär-Leistungsspule oder in der zweiten Spule induzierte erste Signal erfasst werden.

Ferner wird in dem oben genannten Zeitintervall die zweite Spule mit mindestens einem zweiten Kontrollsignal beaufschlagt und das mindestens eine in der ersten Spule induzierte zweite Signal wird ebenfalls erfasst. Sollte bei dieser bidirektionalen Signalübertragung eine Spule nicht m it zumindest einem Teil der erwarteten Kontrollsignale beaufschlagt werden oder in den Spulen nicht zumindest ein Teil aufgrund der Kontrollsignale erwarteten, induzierten Signale erfasst werden, so wird ein Alarm- und/oder Störungssignal erzeugt. Wird dieses beispielsweise einer Gefahrenmeldeanlage zur Auslösung eines Alarms übermittelt, so wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der Sabotageschutz wesentlich verbessert. Das A- larm- und/oder Störungssignal kann jedoch auch einem sogenannten„Watchdog" zugeführt werden, um so eine Fehlalarmauslösung beim Auftreten einer techni- sehen Störung zu vermeiden.

Wenn nachfolgend von„erster" und„zweiter" Spule die Rede ist, so ist alternativ jeweils auch die Primär- bzw. Sekundär-Leistungsspule gemeint. Versuche haben gezeigt, dass es bei der bidirektionalen Übertragung und Erfassung der Kontrollsignale und der induzierten Signale in Einzelfällen zu Signalstörungen kommen kann. Um zu vermeiden, dass eine derartige Störung jeweils zu einer Alarmauslösung führt, wird vorzugsweise innerhalb des Zeitintervalls die erste und die zweite Spule jeweils mit zwei Kontrollsignalen beaufschlagt. Das Stö- rungssignal wird erst bei Nichtbeaufschlagung oder Nichterfassung von beiden Kontrollsignalen oder beiden induzierten, zweiten Signalen erzeugt. Ein Störungssignal wird mit anderen Worten erst dann ausgelöst, wenn zwei aufeinanderfolgende Kontrollsignalzyklen als fehlerhaft identifiziert werden. Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird die erste o- der die zweite Spule nach Erzeugung des induzierten Signals mit einem Respon- se-Kontrollsignal beaufschlagt, welches wiederum in der jeweils anderen Spule ein induziertes Signal erzeugt. Das Zeitintervall, in welchem miteinander korrelierte Signale erzeugt oder erfasst werden, beträgt vorzugsweise zwischen 1 0 ms und 500 ms, besonders bevorzugt etwa 60 ms. Ein Kontrollsignal und ein zugehöriges Response-Kontrollsignal werden vorzugsweise innerhalb eines Zeitraums von 20 ms bis 100 ms, besonders bevorzugt von etwa 40 ms erzeugt. Das Kontrollsignal kann prinzipiell beliebiger Art sein, die eine Erzeugung eines Signals in der jeweils anderen Spule auf induktive Weise ermöglicht. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das Kontrollsignal - besonders bevorzugt auch das Response-Kontrollsignal - durch Modulation einer Trägerspannung erzeugt wird. Hierzu kommen grundsätzlich sämtliche zur Modulation von Signalen bekannten Verfahren in Betracht. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn zur bidirektionalen Übertragung die Trägerspannung durch das Kontrollsignal amplitudenmoduliert und das Response-Kontrollsignal frequenzmoduliert wird. Das Kontrollsignal wird vorzugsweise flügel-, das Response-Kontrollsignal vorzugsweise wandseitig erzeugt.

Die Trägerfrequenz der Trägerspannung ist abhängig von der Ausgestaltung des Spulensystems. Im Falle eines Spulensystem mit Gehäusen und Kernen, die MnZn-Ferrite umfassen, können - je nach MnZn-Material - Trägerfrequenzen von 20 kHz bis 2 MHz zum Einsatz kommen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, Luft- spulen einzusetzen. Die Trägerfrequenzen können dann auch höher sein.

Um den Schutz auch gegen aufwendige Sabotageverfahren zu erhöhen, die beispielsweise eine induktive Ankopplung einer Sabotagespule an die erste Spule anstatt der am Flügel vorgesehenen zweiten Spule beinhalten, sieht eine Weiter- bildung des Verfahrens die Abfrage des Wertes eines flügelseitig angeordneten Kontrollwiderstandes innerhalb des Zeitintervalls vor. Der Kontrollwiderstandswert kann durch eine flügelseitige Meldegruppe imitiert und digitalisiert und wechselkodiert auf die Primärseite übertragen werden. Hierdurch wird ein weiteres Sabotagehindernis geschaffen, da bei einer induktiven Ankopplung zum Zwecke der Ab- kopplung der flügelseitigen Spule auch der Widerstandswert bekannt und das entsprechende Signal erzeugt werden müsste.

Der Abfragewert des Kontrollwiderstandes kann durch Modulation der an der zweiten Spule anliegenden Trägerspannung auf die erste Spule übertragen und dann mit einem Sollwert verglichen werden. Ein zweites Störungssignal kann dann beispielsweise zur Auslösung eines Alarms verwendet werden, wenn der ermittelte Wert einen bestimmten, noch zulässigen Differenzbetrag von einem Referenzwert übersteigt. Versuche haben gezeigt, dass zur Reduzierung des Fehlalarmrisikos der Differenzbetrag von etwa 40% des Widerstandswertes als Schwellenwert gut geeignet ist.

Um eine Sabotagemöglichkeit selbst für den Fall erheblich zu erschweren, dass der den Sabotageakt planenden Person auch der Widerstandswert bekannt ist, werden die ersten und zweiten Spulen vorzugsweise zumindest mit verschlüsselten Kontrollsignalen und Response-Kontrollsignalen beaufschlagt.

Die Möglichkeit der Entschlüsselung durch Unbefugte wird abermals erschwert, wenn - wie besonders bevorzugt - das Kontrollsignal und das Response- Kontrollsignal mit Hilfe eines Wechselcodes verschlüsselt werden.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit gegen Sabotage kann das Verfahren den Verfahrensschritt der gegenseitigen Authentifizierung einer mit der ersten Spule elektrisch verbundenen Primärelektronik und einer mit der zweiten Spule verbun- denen Sekundärelektronik umfassen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens umfasst eine an einer Wand vorgesehene erste Spule, eine an einem Flügel vorgesehene zweite Spule, wobei sich die ersten und zweiten Spulen in induktiver Wirkverbindung befinden, eine mit der ersten Spule verbundene Primärelektronik sowie eine mit der zweiten Spule verbundene Sekundärelektronik, wobei die Primär- und die Sekundärelektronik Mittel zur Erzeugung und Erfassung von Kontrollsignalen und Response-Kontrollsignalen umfassen. Vorzugsweise umfasst die Sekundärelektronik Mittel zur Modulation einer Trägerspannung mit den Kontrollsignalen, vorzugsweise einen Amplitudenmodulator. Die Primärelektronik umfasst vorzugsweise ebenfalls Mittel zur Modulation einer Trägerspannung mit den Response-Kontrollsignalen, vorzugsweise einen Frequenzmodulator. Darüber hinaus sind vorzugsweise Mittel zur Authentifizierung der Primär- und der Sekundärelektronik vorgesehen. Damit die Primär- und die Sekundärelektronik bei geschlossenem Flügel nicht ohne Zerstörungen erreichbar sind, umfassen die Primär- und die Sekundärelektronik jeweils ein Gehäuse, welches zum Einbau in ein Rahmenprofil oder in ein Flügelprofil, insbesondere in Profilaussparungen auf den bei geschlossenem Flügel einander zugewandten Seiten, geeignet ist.

Um einerseits Störungen der Primär- oder der Sekundärelektronik durch äußere elektrische Magnetfelder zu vermeiden, andererseits ein Austreten elektromagnetischer Strahlungen aus den Gehäusen zu verhindern, sind diese vorzugsweise abgeschirmt ausgebildet.

Um Überhitzungen der in den Gehäusen vorgesehenen elektronischen Bauteile, die regelmäßig selbst eine gewisse Wärme entwickeln, zu verhindern, sind die Gehäuse vorzugsweise aus einem Wärme leitenden Material, wegen der Vereinfachung der Herstellung besonders bevorzugt aus einem Wärme leitenden Kunst- Stoffmaterial, hergestellt.

Ferner umfassen die Primär- und die Sekundärelektronik vorzugsweise Modems zur 8-Bit-Kodierung und Dekodierung von zu übertragenden Signalen und Kontrollsignalen. Mit Hilfe dieser Modems können auch von beispielsweise an dem Flügel vorgesehenen Einrichtungen und Sensoren übermittelte Analogsignale moduliert und störungsunempfindlich übertragen werden. Die Primär- und die Sekundärelektronik kann weiterhin jeweils ein BUS-System umfassen, an welches jeweils mehrere Sensoren angeschlossen sein können. Die Übertragung von mit Hilfe der Sensoren bereitgestellten Messwerten oder Betriebszuständen kann dann seriell nach Modulation und Demodulation beispielsweise unter Verwendung von Protokollen, die zum Beispiel dem RS 485 Standard entsprechen können, erfolgen. Die Erfindung soll nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 - schematisch - eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer teilweise aufgerissenen Darstellung der Band- und Flügelteile in einer perspektivischen Ansicht, mit schematisch angedeuteter Primär- und Sekundärelektronik;

Fig. 2 - wiederum schematisch - die Anordnung gemäß Fig. 1 in an einem

Rahmen- und einem Flügelprofil, welches um eine Scharnierachse scharniergelenkig mit dem Rahmen verbunden ist, angebrachten Zustand;

Fig. 3 ein Übersichts-Blockschaltbild dieser Vorrichtung;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der rahmenseitigen Primärelektronik dieser Vorrichtung;

Fig. 5 ein Blockschaltbild der flügelseitigen Sekundärelektronik dieser Vorrichtung;

Fig. 6 eine Darstellung eines Längsschnitts durch die Scharnierachse S eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, der zugleich die Funktion eines herkömmlichen Bandes zukommt:

Fig. 7 das Flügelbandteil dieses Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen

Einzelteildarstellung, die auch Wiedergaben der in dem Rahmenbandteil vorgesehenen Spulen umfasst;

Fig. 8 ein Blockschaltbild der rahmenseitigen Primär-Leistungselektronik dieses

Ausführungsbeispiels sowie

Fig. 9 ein Blockschaltbild der flügelseitigen Sekundär-Leistungselektronik dieses

Ausführungsbeispiels. Die in der Zeichnung als Ganzes mit 100 bezeichnete Vorrichtung ist optisch einem sogenannten dreiteiligen Band nachgebildet. Ihr kann - je nach Bedarf - zugleich tragende Scharnierfunktion zukommen und somit ein herkömmliches Band ersetzen. Oder sie dient lediglich der kontaktlosen Übertragung von elektri- scher Energie und/oder elektrischen Signalen und wird zusätzlich zu herkömmlichen Bändern an einer Flügel/Bandanordnung vorgesehen.

Die Vorrichtung 100 umfasst ein Bandteil 1 , welches der Festlegung an einem feststehenden Rahmen R dient. Es weist zwei Scharnierteile 2, 2' auf, die in Längsrichtung einer Scharnierachse S um einen Abstandsraum 3 voneinander beabstandet sind.

Zwischen dem oberen Scharnierteil 2 und dem unteren Scharnierteil 2' ist in dem Abstandsraum 3 das Scharnierteil 4 eines Flügelteils 5 angeordnet, welches bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Flügelrahmen F angebracht ist. Zur Befestigung umfasst das Bandteil 1 Bandbefestigungsteile 6, 6', das Flügelteil 5 ein Flügelbefestigungsteil 7.

Die Scharnierachse S wird definiert durch einen die Scharnierteile 2, 2' und 4 durchsetzenden Bandbolzen 8, der die Scharnierteile in Bandbolzenaufnahmen, die in der Zeichnung der Übersicht halber nicht dargestellt sind, in bekannter Weise durchsetzt.

In dem oberen Scharnierteil 2 des Bandteils 1 ist eine erste elektrische Spule 19 vorgesehen, die von einer Schraubenfeder 18 mit einer gemäß Fig. 1 nach unten wirkenden Federkraft beaufschlagt ist. Die Spule 19 ist mit Hilfe einer zumindest zweiadrigen, vorzugsweise abgeschirmten elektrischen Leitung 17 mit einer Primärelektronik PE verbunden. In das Scharnierteil 4 des Flügelteils 5 ist eine zweite elektrische Spule 20 eingesetzt, welche mit Hilfe einer Schraubenfeder 21 mit einer gemäß Fig. 1 nach oben gerichteten Federkraft beaufschlagt wird. Die ersten und zweiten Spulen liegen unter Wirkung der Schraubenfedern 18, 21 aneinander an. Die zweite Spu le 20 ist über eine zumindest zweiadrige, vorzugsweise abgeschirmte elektrische Leitung 22 mit einer Sekundärelektronik SE verbunden.

Die Primärelektronik PE (Fig. 4) weist einen Primärprozessor 38 mit einem Ein- gang 40 auf, welcher dem Anschluss an eine Energieversorgungsquelle 41 über einen Schaltregler 54, der die von der Energieversorgungsquelle bereitgestellte Spannung in die Betriebsspannung des Primärprozessors umformt, dient. Bei dieser kann es sich - wie in Fig. 3 erkennbar ist - um einen notstromgepufferten Ausgang eines Netzteils 42 einer Gefahrenmeldeanlage 43 handeln. Es stellt eine Versorgungs-Gleichspannung von beispielsweise 13,8 V zur Verfügung. Die Primärelektronik PE umfasst einen Wechselrichter 52, welcher d ie E i ngangs- Gleichspannung in eine zur Beaufschlagung der ersten Spule 19 geeignete Wechselspannung beispielsweise von 12 V und einer Trägerfrequenz von 40 kHz umwandelt.

Der Primärprozessor 38 weist Anschlüsse 44a, 44b auf, an welche beispielsweise Signale von Öffnungs-, Durchbruch-, Verschluss- und Sabotageüberwachungen sowie Steuersignale beispielsweise zur Riegelbetätigung einer Gefahrenmeldeanlage GMA angelegt werden. Diese Steuersignale werden von der Primärelektronik m it Hilfe eines BUS-Systems unter Verwendung beispielsweise von Protokollen, die dem RS 485 Standard entsprechen, in serielle Datensätze umgewandelt.

Auch umfasst der Primärprozessor 38 einen Watchdog, der die Funktionen der Primär- und Sekundärelektroniken sowie der daran angeschlossenen Komponen- ten und Systeme überwacht. Im Falle der Erkennung einer Fehlfunktion wird dies der Gefahrenmeldeanlage als solche signalisiert, um eine Fehlalarmauslösung beim Auftreten der Fehlfunktion zu vermeiden. Ferner kann der Watchdog Programmanweisungen des Primärprozessors 38 zur Problembeseitigung einleiten. Ferner umfasst die Primärelektronik PE einen Modulator 53, mittels welchem die Trägerfrequenz durch die zu übertragenden Datensätze moduliert wird. Die modulierte Trägerspannung liegt an einem Anschluss 45 an und wird über die elektrische Leitung 17 der ersten Spule 19 zugeleitet. In der zweiten Spule 20 wird eine Sekundärspannung induziert und über die Leitung 22 einem Anschluss 46 der Sekundärelektronik SE zugeleitet. Sie umfasst einen Demodulator 55, welcher die durch die Signale modulierte Sekundärspannung demoduliert und die Signale einem Sekundärprozessor 39 beispielsweise einer Öffnungs-, Durchbruch-, Verschluss- oder Sabotageüberwachung Ü übermittelt. An den Sekundärprozessor sind über In/Out-Leitungen Sensoren und Einrichtungen zur Zustandsabfrage und Betätigung angeschlossen.

Der Sekundärprozessor 39 ist mit einer Energieversorgungsquelle 47 verbunden, die beispielsweise eine 12 V Gleichspannung an einem Eingang 48 bereitstellt. Die Energieversorgung der Sekundärelektronik erfolgt also über eine induktiv in der Sekundärspule erzeugte Versorgungsspannung.

Ferner umfasst die Sekundärelektronik SE wiederum einen Modulator 56, welcher von den Sensoren der vorgenannten Überwachungseinrichtungen über Anschlüsse 49 bereitgestellte Signale in serielle Signalpakete in derjenigen der Primärelektronik PE entsprechenden Weise umwandelt. Die so modulierte Trägerspannung wird über die Leitung 22 an die zweite Spule 20 angelegt. Die hierdurch in der ersten Spule 19 induzierte Wechselspannung wird über die Leitung 1 7 der Primär- elektronik PE zugeleitet und in dieser in einem Demodulator 57 demoduliert sowie über Anschlüsse 44 der Gefahrenmeldeanlage GMA zugeführt.

Um eine möglichst störunempfindliche und verlustarme Signalübertragung zu erzeugen, werden die von der Primärseite auf die Sekundärseite zu übertragenden Daten frequenzmoduliert, die von der Sekundär- auf die Primärseite zu übertragende Daten amplitudenmoduliert.

Die somit geschaffene bidirektionale Datenübertragung erfolgt mit einer 8-Bit- Auflösung und einer Übertragungsrate von beispielsweise 9600 baud.

Zur Erhöhung des Sabotageschutzes wird von der Sekundärelektronik SE in einem Zeitintervall von 200 ms ein Kontrollsignalpaket über die Leitungen 22 und 17 sowie die zweiten und ersten Spulen 20 und 19 der Primärelektronik PE übermittelt. Diese quittiert den Empfang des Kontrollsignalpakets durch RückÜbermittlung eines Response-Kontrollsignalpakets an die Sekundärelektronik SE innerhalb eines 40 ms Zeitintervalls. Empfängt die Sekundärelektronik SE innerhalb dieses Zeitintervalls kein Response-Kontrollsignal, so wird nochmalig ein Kontrollsignalpaket an die Primärelektronik gesendet. Sollte die Primärelektronik PE innerhalb des Zeitintervalls von 200 ms kein Kontrollsignalpaket von der Sekundärelektronik SE erhalten, so wird ein Störsignal erzeugt. Dasselbe gilt, wenn zwei aufeinanderfolgende Kontrollsignalpakete fehlerhaft waren.

Um den Sabotageschutz weiter zu erhöhen, wird flügelseitig ein Kontrollwider- stand von der Sekundärelektronik SE imitiert und abgefragt, und mit einem in der Sekundärelektronik hinterlegten Referenzwert verglichen. Weicht der übermittelte Messwert um vorzugsweise 40% von dem Sollwert ab, so wird dies als H inweis auf einen Sabotageversuch gewertet. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird der Primärelektronik PE in diesem Zeitintervall übermittelt.

Die Kontroll- und Response-Kontrollsignalpakete werden zur weiteren Erhöhung der Sicherheit mit Hilfe eines Wechselcodes verschlüsselt, der von der jeweils empfangenden Primärelektronik PE bzw. Sekundärelektronik SE entschlüsselt werden kann.

Am Ausgang 44 wird ein entsprechendes Signal erzeugt.

Die Primärelektronik PE und die Sekundärelektronik SE sind in mechanisch widerstandsfähigen, gut wärmeleitfähigen Gehäusen 50, 51 untergebracht, die lediglich in Fig. 2 schematisch dargestellt sind.

Das Gehäuse 50 der Primärelektronik PE ist in ein wandseitiges Rahmenprofil, das Gehäuse 51 der Sekundärelektronik SE in ein Flügelprofil eingebaut. Der Einbau erfolgt - wie Fig. 2 entnehmbar ist - von den Profilseiten her, die bei ge- schlossenem Flügel einander zugewandt sind. Durch diese Maßnahme sind die Gehäuse 50, 51 von außen nicht sichtbar und können durch einen Sabotagekontakt, der bei einem Entnahmeversuch ein Alarm- und/oder Störungssignal erzeugt, gegen Manipulationen geschützt sein. Um die Sabotagesicherheit weiterhin zu erhöhen, sind gleichwohl die Primärelektronik PE und die Sekundärelektronik SE mit Mitteln zur gegenseitigen Authentifizierung versehen, so dass ein unbemerkter Austausch einer Primär- oder Sekundärelektronik PE, SE durch eine zuvor manipulierte Elektronik zumindest wesent- lieh erschwert ist.

Zur weiteren Erhöhung der Sabotagesicherheit sind Gehäuse der Elektroniken mit Deckel- und/oder Abhebesensoren versehen. Sollten diese ein Öffnen und/oder Abheben des jeweiligen Gehäuses detektieren, wird dieses als Sabotageversuch gewertet und am Ausgang 44 ein entsprechendes Signal erzeugt.

Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient in erster Linie der Signalübertragung. Die zum Betrieb der Sekundärelektronik benötigte elektrische Leistung wird ebenfalls induktiv in der Sekundärspule induziert. Regelmäßig sind zur Betätigung der sekundärseitigen Vorrichtungen jedoch höhere elektrische Leistungen erforderlich, als von der Primär- in der Sekundärspule bei Aufrechterhaltung der Signalübertragung induzierbar sind. In diesem Falle wird eine separate elektrische Leistungsversorgung für die Betätigung der sekundärseitigen Vorrichtungen benötigt.

Diese elektrische Leistungsversorgung erfolgt bei dem in Fig. 6 ff dargestellten Ausführungsbeispiel, welches als Ganzes m it 200 bezeichnet ist, ebenfalls durch induktive Ankopplung. Diese Vorrichtung (200) ist als sogenanntes dreiteiliges Band ausgebildet. Es umfasst ein Rahmenbandteil 101 , welches ein Bandteil 102 der Vorrichtung 200 bildet und welches der Festlegung an einer feststehenden Wand W bzw. an einem feststehenden Rahmen dient. Das Rahmenbandteil 101 weist zwei Scharnierteile 103, 104 auf, die in Längsrichtung einer Scharnierachse S voneinander um einen Abstandsraum 105 voneinander beabstandet sind. Zwischen dem oberen Scharnierteil 103 und dem unteren Scharnierteil 104 ist in dem Abstandsraum 105 das Scharnierteil 106 eines Flügelbandteils 107 angeordnet, welches bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ein an dem Flügel F befestigbares Flügelteil 108 bildet. Die Scharnierachse S wird definiert durch einen die Scharnierteile 103, 1 04 und 1 06 in Bolzenaufnahmen 109, 1 1 0 und 1 1 1 durchsetzenden Bandbolzen 1 12. Er ist in den Bandbolzenaufnahmen 109, 1 1 1 der Scharnierteile 103, 104 des Rahmendbandteils 1 01 in bekannter Weise senkrecht zur Scharnierachse S justierbar mit H ilfe von Lagerbuchsen 1 1 3, 1 14 gelagert, die aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sind.

Der Lagerung des Bandbolzens 1 12 in der Bandbolzenaufnahme 1 10 des Flügelscharnierteils 1 06 dient eine Lagerbuchse 1 1 5, die wiederum aus einem Kunst- stoff-Lagerwerkstoff gefertigt ist.

Die Lagerbuchse 1 13 des oberen Rahmenscharnierteils 103 weist in ihrem zum Flügelscharnierteil 106 hin weisenden Bereich eine um die Scharnierachse S rotationssymmetrische Ausnehmung 1 16 auf, in welche eine elektrische Primärleis- tungsspule 1 17 eingesetzt ist. Sie ist mit Hilfe zweier elektrischer Anschlusskabel 1 18 mit einer Leistungsspannungsversorgung 1 19 (s. Fig. 3) verbunden.

Die Lagerbuchse 1 15 des Flügelscharnierteils 106 umfasst auf der der Primärspule 1 17 zugewandten Seite ebenfalls eine Ausnehmung 120, in die eine Sekundär- spule 121 eingepasst ist, welche in einer der Primärspule 1 17 entsprechenden Weise aufgebaut ist.

Die Sekundärspule 121 ist in Richtung der Scharnierachse S verschiebbar in der Ausnehmung 120 gelagert und stützt sich über ein Federelement 122 am Boden 123 der Ausnehmung 120 ab, so dass die einander zugewandten Stirnseiten 124, 125 der Primär- und der Sekundärspule 1 17, 121 aneinanderliegen.

Die Primär- und Sekundärspulen 1 17, 121 weisen einen Außendurchmesser auf, der nahezu dem Innendurchmesser der Bolzenaufnahmen 1 1 3, 1 1 5 entspricht. Hierdurch wird die durch die Abmessungen des oberen Rahmenscharnierteils 103 und des Flügelscharnierteils 106 vorgegebene Querschnittsfläche von der Primär- und der Sekundärspule 1 17, 121 bestmöglich ausgenutzt, um so die induktiv von der Primärspule 1 17 in die Sekundärspule 121 übertragbare, elektrische Leistung zu maximieren. Zum Zwecke der Verbesserung der Ankopplung von Primär- und Sekundärspule 1 17, 121 weist der Bandbolzen 1 12 über die Länge, über die er von Primär- und Sekundärspule 1 17, 121 überdeckt ist, eine Einschnürung 126 auf. In dieser Ein- schnürung ist ein zwei Halbschalen aus einem gesinterten Ferritmaterial, beispielsweise auf Basis von Mangan-Zink-Ferrit-Pulver, umfassender Hülsenkern 141 eingebracht. Der den Hülsenkern 141 umfassende Bandbolzen 1 12 dient somit als magnetischer Flussleitkörper. In dem der Sekundärspule 121 gegenüberliegenden Bereich des Flügelscharnierteils 106 ist in die Lagerbuchse 1 15 eine weitere, zur Scharnierachse S symmetrische Ausnehmung 127 eingearbeitet. Sie dient der Aufnahme einer Signalübertragungsspule 128, die auch als„zweite Spule" bezeichnet ist. Die Signalübertragungsspule 128 ist wiederum in Richtung der Scharnierachse S verschiebbar in der Ausnehmung 127 aufgenommen und stützt sich an deren Boden 129 mit Hilfe eines Federelements 130 ab.

Mit der dem Federelement 130 gegenüberliegenden Stirnseite 131 liegt die Signalübertragungsspule 128 an einer Stirnseite 132 einer weiteren, in einer entspre- chenden Ausnehmung 133 gelagerten Signalübertragungsspule 134, auch„erste Spule" genannt, an. Die Signalübertragungsspule 134 ist mit Hilfe von Anschlusskabeln 135 mit einer Primärelektronik PE verbunden (s. Fig. 3). Die Wirkungsweise und Ausgestaltung der Signalübertragungsspulen und der Primär- und Sekundärelektroniken entsprechend denjenigen der anhand der Vorrichtung 100 erläu- terten.

Zwischen dem unteren Rahmenscharnierteil 104 und dem Flügelscharnierteil 106 sind Gleitscheiben 137, 138 vorgesehen, um den durch eine Schwenkbetätigung des Bandes hervorgerufenen Verschleiß zu verringern.

Wie insbesondere in Fig. 6 und 7 erkennbar ist, weisen die Signalübertragungsspulen 128, 134 deutlich geringere Abmessungen als die Primär- und Sekundär- Leistungsspulen 1 17, 121 auf, da für die Signalübertragung geringere Spulenvolumina ausreichend sind. Auch ist die im Überdeckungsbereich der Signalübertra- gungsspulen 128, 134 wiederum in einer Einschnürung 140 des Bandbolzens 1 12 vorgesehene Hülse 139 aus einem zwei Halbschalen aus einem gesinterten Ferritmaterial, beispielsweise auf Basis von Mangan-Zink-Ferrit-Pulver mit einer erheblich geringeren Wandstärke als der Hülsenkern 141 ausgestattet, so dass ins- gesamt der Bereich der Signalübertragungsspulen zur Übertragung größerer mechanischer Kräfte zwischen Wand- bzw. Rahmen und Flügel als der Bereich der Primär- und Sekundärspulen 1 17, 121 geeignet ist. Der Ausgestaltung der Vorrichtung 200 mit zwei separaten Spulenpaaren zur Leistungs- und zur Signalübertragung kommt somit selbständige erfinderische Bedeutung zu.

Von einer Leistungsspannungsversorgung einer Gefahrenmeldeanlage wird eine Leistungs-Gleichspannung von 12 V oder 24 V zur Verfügung gestellt. Sie liegt an einem Schaltreger 145 an, welcher diese Spannung in eine zur Erzeugung einer benötigten Sekundärleistungsspannung geeignete Versorgungsspannung um- formt. Ihr Wert liegt zwischen 12 V und 48 V. Dem Schaltregler 145 nachgeschaltet ist ein Wechselrichter 1 48, der auch an den Primär-Leistungsprozessor 146 angeschlossen ist. Der Wechselrichter 148 formt die Ausgangsspannung des Schaltreglers 145 in eine zur Beaufschlagung der Primärspule 1 17 geeignete, vorzugsweise rechteckförmige Wechselspannung um, die bei dem dargestellten Aus- führungsbeispiel 12 - 22 V beträgt und eine Frequenz von 40 kHz aufweist und über einen Ein/Aus-Schalter 155 an der Primärleistungsspule 1 17 anliegt. Es wird in der Sekundär-Leistungsspule 121 - von Übertragungsverlusten und Phasenverschiebungen abgesehen - etwa e i n e e n ts p re ch e n d e S e ku n d ä r- Leistungsspannung induziert, die m it Hilfe von Kabeln 142 (auch als Leitung be- zeichnet) einer Sekundär-Leistungselektronik SLE (s. Fig. 3) zugeführt wird. Um die in der Sekundär-Leistungsspule 121 induzierte Leistung variieren zu können, können - wie in Fig. 8 symbolisiert ist - der Wert der Primär-Leistungsspannung in vier Stufen und die Pulswerte stufenlos variiert werden. Der durch die Primär- Leistungsspule fließende Strom wird durch eine Strommesseinrichtung 157 erfasst und der Messwert dem Primär-Leistungsprozessor 146 zugeführt. Er umfasst einen Datenspeicher, in dem die Übertragungscharakteristik, d.h. die Abhängigkeit der an der Sekundärspule erhältlichen Leistung in Abhängigkeit der der Primär- Leistungsspule zugeführten Leistung abgespeichert ist und von welchem der zu einem bestimmten Primär-Leistungswert gehörende Sekundär-Leistungswert und umgekehrt abrufbar sind.

Die Sekundär-Leistungsspannung liegt am Eingang 1 50 eines Gleichrichters 149 an, welcher an seinem Ausgang 151 eine Leistungs-Gleichspannung für die Betätigung der sekundärseitigen, im oder am Flügel vorgesehenen Vorrichtung dient (siehe Fig. 9). Dem Gleichrichter nachgeschaltet ist eine Spannungsbegrenzungs- einrichtung 158, die die in der Sekundär-Leistungsspuie induzierte Spannung auf einen durch den nachgeschalteten Verbraucher vorgegebene Maximalspannung begrenzt.

Aufgrund der in dem Datenspeicher abgespeicherten Übertragungscharakteristik, die beispielsweise durch Messreihen an der Vorrichtung experimentell bestimmt wird, ist bekannt, m it welcher Leistung die Primär-Leistungsspule 1 17 beauf- schlagt werden muss, um eine bestimmte Leistung der Sekundär-Leistungsspuie 121 entnehmen zu können. Der durch die Primär-Leistungsspule 1 17 fließende Strom wird mit Hilfe der Strommesseinrichtung 157 gemessen und der Messwert dem Primär-Leistungsprozessor 146 zugeführt. Dieser erm ittelt durch Zugriff auf die dem Datenspeicher abgelegten Daten die zu einem erfassten Stromwert und der bekannten Primärspannung gehörige Sekundärleistung.

Wird keine Sekundärleistung abgefordert, ist also der Sekundärstromkreis offen, wird primärseitig lediglich der Verluststrom gemessen. Über die in dem Datenspeicher abgelegte Übertragungscharakteristik ist die am Sekundärausgang anliegen- de Spannung bekannt. Wenn nun sekundärseitig der Leistungsbedarf ansteigt, führt dies zum Anstieg des Primärstroms. Dann steuert der Primär- Leistungsprozessor 146 den Wechselrichter 148 so an, dass die maximale Leistung übertragen wird. Sekundärseitig steht somit sofort beim Einschaltvorgang die Maximalleistung zur Verfügung, wodurch Anlaufverzögerungen beispielsweise motorische Antriebe vermieden werden. Die maximale Sekundär-Leistung wird durch Erhöhen der Primär-Spannung auf den Maximalwert und Einsteller der maximalen Pulsweite erzeugt. Sekundärseitig möglicherweise für den jeweiligen Verbraucher zu hohe Spannungswerte werden mit Hilfe der Spannungsbegren- zungseinrichtung 158 blockiert. Es fließt sekundärseitig - und somit auch primär- seitig - nur derjenige Strom, der von dem sekundärseitigen Verbraucher tatsächlich benötigt wird. Über die mit Hilfe der Strommesseinrichtung 157 erfasste Primärstrommessung regelt der Primär-Leistungsprozessor 146 die Leistung durch Reduzierung der Primärspannung und/oder der Pulsweite so weit herunter, bis nach der in dem Datenspeicher abgelegten Übertragungscharakteristik am Sekundärausgang die für den Verbraucher benötigte Sekundärleistung anliegen muss.

Bezugszeichenliste:

100 Vorrichtung

1 Bandteil

2, 2' Scharnierteile

3 Abstandsraum

4 Scharnierteil

5 Flügelteil

6, 6' Wandbefestigungsteile

7 Flügelbefestigungsteil

8 Bandbolzen

17 elektrische Leitung

18 Schraubenfeder

19 erste Spule

20 zweite Spule

21 Schraubenfeder

22 elektrische Leitung

38 Primärprozessor

39 Sekundärprozessor

40 Eingang

41 Energieversorgungsquelle

42 Netzteil

43 Gefahrenmeldeanlage

44 Anschlüsse

45 Anschluss

46 Anschluss

47 Energieversorgungsquelle

48 Eingang

49 Anschlüsse

50 Gehäuse

51 Gehäuse

52 Wechselrichter

53 Modulator

54 Schaltregler 55 Demodulator

56 Modulator

57 Demodulator

F Flügelrahmen

R Rahmen

S Scharnierachse

PE Primärelektronik

GMA Gefahrenmeldeanlage

SE Sekundärelektronik

200 Vorrichtung

101 Rahmenbandteil

102 Bandteil

103 Scharnierteil

104 Scharnierteil

105 Abstandsraum

106 Scharnierteil

107 Flügelbandteil

108 Flügelteil

109 Bolzenaufnahme

1 10 Bolzenaufnahme

1 1 1 Bolzenaufnahme

1 12 Bandbolzen

1 13 Lagerbuchse

1 14 Lagerbuchse

1 15 Lagerbuchse

1 16 Ausnehmung

7 Primär-Leistungsspule

1 18 Anschlusskabel

1 19 Leistungsspannungsversorgung

120 Ausnehmung

121 Sekundär-Leistungsspule

122 Federelement

123 Boden

124 Stirnseite

125 Stirnseite 126 Einschnürung

127 Ausnehmung

28 Signalübertragungsspule

129 Boden

130 Federelement

131 Stirnseite

132 Stirnseite

33 Ausnehmung

134 Signalübertragungsspule

135 Anschlusskabel

137 Gleitscheibe

138 Gleitscheibe

139 Hülse

140 Einschnürung

141 Hülse

142 Kabel

144 Kabel

145 Schaltreger

146 Primär-Leistungsprozessor

148 Wechselrichter

149 Gleichrichter

150 Eingang

151 Ausgang

155 Schalter

157 Strommesseinrichtung

158 Spannungsbegrenzungseinrichtung

F Flügel

S Scharnierachse

Ü Sensoren und Einrichtungen

W Wand

WD Watchdog

PLE Primär-Leistungselektronik

SLE Sekundär-Leistungselektronik