System zur Übertragung von Reifenzustandsgrößen Die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, ein sensorisch ausgestattetes Fahrzeugrad gemäß Oberbegriff von Anspruch 16 sowie ein Sys- tem zur Übertragung von Reifenzustandsgrößen gemäß Oberbeg- riff von Anspruch 33.
Es ist unter anderem aus der EP-A-0 806 307 bekannt, Reifen- zustandsgrößen, wie Druck-oder Temperatur, in das Innere eines Kraftfahrzeuges, zum Beispiel an ein elektronisches Auswerte-oder Steuergerät, zu übertragen. Auch fahrdynami- sche Reifen-bzw. Radzustandsgrößen, wie Reifenquerkraft, Längskraft (Radmoment) oder Kräfte, die in radialer Richtung auf den Reifen wirken (Radaufstandskraft), können durch die in der EP-A-1 227 944 beschriebenen Anordnung gemessen wer- den. In beiden Fällen sollen die zu übertragenden Informati- onen vorrangig zur automatisierten Erhöhung der Fahrzeugsi- cherheit durch elektronisch gesteuerte Bremsreaktionen die- nen. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, für den Fah- rer interessante Informationen, wie etwa den gemessenen Rei- fendruck, über separate Anzeigeeinheiten dem Fahrer zur Kenntnis zu bringen. Als Reifenzustandsgrößen werden hierbei unter anderem physikalische Zustände wie z. B. Innenluft- druck, Lufttemperatur, Temperatur des Reifengummis, Gummi- verformungen, Geräuschspektren gesehen aber auch Kennzeichen oder Markierungen, wie Reifenkenndaten, aus denen Alter, Bauform, Typ (Sommer-/Winterreifen) entnommen werden kann.
In einem Reifendruckkontrollsystem (TPMS) gemäß der EP-A-0 806 307 enthält jedes der vier Räder einen aktiven Sender, zum Teil darüber hinaus einen zusätzlichen Sender im Reser- verad. Sind mehrere Empfangseinrichtungen (Antenne, Empfän- ger) vorhanden, kann nachteilhafterweise-übliche Sende- feldstärken vorausgesetzt-das empfangene Signal in jeder Empfangseinrichtung, ungünstigstenfalls sogar in einem Nach- barfahrzeug, empfangen werden, da von den Sendern in der Re- gel ein gleicher Trägerfrequenzbereich genutzt wird. Bei der Entwicklung einer Übertragungsvorrichtung für Reifenzu- standsgrößen besteht bei Anwendung von Hochfrequenz-Ver- fahren nun das Problem, daß einerseits eine ausreichende Senderreichweite erzielt werden soll, andererseits gleich- zeitig eine ausreichende Unterdrückung von Gleichkanalstö- rungen bzw. andere unerwünschte Verkopplungen zwischen meh- reren Sendern und Empfangseinrichtungen zu vermeiden sind.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, diese Nachteile zu über- winden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ein sensorisch ausgestattetes Fahrzeugrad gemäß Anspruch 16 sowie ein System zur Übertragung von Rei- fenzustandsgrößen gemäß Anspruch 33.
Die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung, welche nach- folgend auch als"Nabenkoppler"bezeichnet wird, dient zur Übertragung von Signalen über Reifenzustandsgrößen aus einem Rad an ein im Bereich der Fahrzeugkarosserie eines Kraft- fahrzeugs angeordnetes elektronisches Auswerte-oder Steuer- gerät. Bei diesem Steuergerät handelt es sich bevorzugt um eine vorhandene elektronische Steuer-/Regeleinheit (ECU) für ein Kraftfahrzeugbremssystem (ABS, ESP, etc.).
Die übertragenen Reifenzustandsgrößen sind bevorzugt eine oder mehrere der Größen Luftdruck, Lufttemperatur, Reifen- temperatur, Kennwerte des Reifentyps, Kennwerte des Reifen- betriebszustandes oder weitere für eine Fahrdynamikregelung interessante Radparameter, wie zum Beispiel Reifenquerkraft, Radmoment oder Reifenaufstandskraft.
Zur Übertragung dieser Kenngrößen werden sensorische Bau- gruppen mit Koppelbaugruppen und ggf. Energieübertragungs- baugruppen im erfindungsgemäßen System so kombiniert, daß die gewünschte sensorische Information im rotierbar gelager- ten Rad gemessen und in den Bereich der Karosserie übertra- gen werden kann.
Ein grundsätzlicher Gedanke, welcher der Erfindung zu Grunde liegt, ist die Anwendung und technische Umsetzung von an sich bekannten allgemeinen telemetrischen Prinzipien auf das Problem der Übertragung von Zustandsgrößen aus dem Innenraum eines Kraftfahrzeugreifens heraus. Die zu übertragende In- formation muß durch den Reifengummi, insbesondere durch die Reifenseitenwand, hindurchgeleitet werden. Hierzu werden be- vorzugt Sende-/Empfangsantennen eingesetzt, die zueinander stets einen nennenswerten Ortsabstand von minimal einigen Zentimetern bis maximal in den Meterbereich hinein haben. In der Telemetrie lassen sich drei Klassen voneinander unter- scheiden. In Anlehnung an früher übliche Bezeichnungen sind dies die sogenannte aktive Telemetrie, die halbaktive Tele- metrie und die sogenannte passive Telemetrie. Bei der akti- ven Telemetrie wird der Sender im Bereich der Sensorik bei- spielsweise durch eine eigene Batterie versorgt. Bei der halbaktiven Telemetrie wird der Sendestufe zum Beispiel auf transformatorischem Weg Wechselstromenergie zugeführt, diese dort gleichgerichtet und anstelle einer Batterie genutzt.
Bei der passiven Telemetrie besteht der"Sender"zum Bei- spiel aus einem Resonanzkreis, der entweder durch Hochfre- quenz-Pulspakete angeregt wird oder über eine lose Kopplung auf den Sendekreis zurückwirkt. Die über Sensoren gewonnene elektrische Abbildung der Zustandsgröße moduliert den Reso- nanzkreis in seiner Dämpfung bzw. Resonanzfrequenz. Dies wird auf der Anregungsseite detektiert. Die Erfindung betrifft weiterhin ein sensorisch ausgestatte- tes Fahrzeugrad umfassend eine Felge, einen Luftreifen und eine oder mehrere sensorische Baugruppen und/oder Energie- übertragungsbaugruppen, welche mit dem Rad rotieren. In ei- ner bevorzugten Ausführungsform des sensorisch ausgestatte- ten Fahrzeugrades bilden Reifen, Felge, die Meßeinrichtung und die Bauelemente zur Bildung einer elektrischen Verbin- dung mit dem Nabenkoppler einen festen unlösbaren Verbund, der als Einheit gefertigt und getauscht wird. Diese Einheit wird bei der Montage oder einem späteren Wechsel auf eine Nabe mit fabrikmäßig integriertem Nabenkoppler geschraubt.
Zur weiteren Übertragung der Reifenzustandsgrößen an den Na- benkoppler ist vorzugsweise eine geeignete Steckverbindung am Rad und in entsprechender Weise am Nabenkoppler vorgese- hen, so daß bei der Montage des Rades an der Nabe die not- wendige elektrische Verbindung vorteilhafterweise automa- tisch hergestellt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich des Reifenmantels, insbesondere an der Innenseite des Reifenman- tels, eine sensorische Meßvorrichtung befestigt. Diese sen- sorische Meßvorrichtung ist entweder eine Einheit aus akti- ven oder passiven elektronischen Bauelementen oder aber eine auf den Mantel aufgebrachte Meßmarkierung (Spiegel, Meßstreifen, Fadenkreuze, optisch anregbare Materialien etc. ), die durch einen Abtaststrahl der auf der Felge ange- ordneten Signalübertragungsbaugruppe zum Ermitteln der ge- wünschten physikalischen Größe abgetastet wird.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figuren- beschreibung, welche zur näheren Erläuterung der Erfindung dient.
Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes System zur Übertragung von Reifenzustandsgrößen, Fig. 2 eine Prinzipdarstellung über die Anwendung von un- terschiedlichen Energieversorgungskonzepten, Fig. 3 eine Radeinheit im System gemäß Fig. 1 mit einer sensorischen Feldkopplung zwischen Reifenmantel und Felge, Fig. 4 eine Prinzipdarstellung mit verschiedenen Beispie- len für eine reifeninterne Feldkopplung, Fig. 5 einen Nabenkoppler mit Flachspulen, Fig. 6 einen Nabenkoppler mit Zylinderspulen, Fig. 7 verschiedene Kopplungsvarianten in einem Nabenkopp- ler und Fig. 8 einen Nabenkoppler mit integriertem Dynamo.
Fig. 1 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes System zur Übertragung von Reifenzustandsgrößen dar, welches aus einer erfindungsgemäßen Radeinheit und einem mit dem Rad lösbar verbundenem Nabenkoppler besteht, welcher mit dem Chassis eines Kraftfahrzeug auf übliche Weise verbunden ist. Das Rad, bestehend aus Felge 1 und Luftreifen 2, ist an Nabe 3 mittels Schraube 4 befestigt. Nabe 3 enthält zumindest ein oder auch mehrere Lager und bildet die mechanische Schnitt- stelle zwischen dem rotierenden Rad und bezüglich des Rades ortsfesten Teilen 5, z. B. den Achsschenkeln des Fahrzeug- chassis. Zur Übertragung der Reifenzustandsgrößen ist in Radnabe 3 Rotor 6a und ein nicht rotierender Stator 6b in- tegriert. Im Nabenkoppler stehen sich die elektrisch wirksa- men elektromechanischen Koppelelemente nur durch einen engen Luftspalt getrennt einander gegenüber, wobei eine Energie- und/oder Signalkopplung über elektrische Felder, vorrangig jedoch über magnetische, bzw. elektromagnetische Felder er- folgt. Der elektrische Zugang zum Nabenkoppler ist rotorsei- tig durch den Steckverbinder 7a und statorseitig durch Steckverbinder 7b realisiert, wobei die Steckdosen Bestand- teil der Nabe sind. In der Nähe der Nabe, an ortsfesten Tei- len 5, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform eine gehäuste elektronische Baugruppe 8 angeordnet, die elektro- nische Schaltkreise zur Signalaufbereitung und/oder Wechsel- stromspeisung des Nabenkopplers enthält und die über Ste- ckerkabel 9 mit diesem verbunden ist. Zwischen Baugruppe 8 und elektronischem Steuergerät (ECU) besteht eine elektri- sche Verbindung 10. In der Felge existiert ein weiterer Steckverbinder 11, wobei dieser bevorzugt als Steckdose aus- geführt ist und insbesondere als Bestandteil der Felge eine Felgensteckdose bildet. In Felge 1 ist Steckerkabel 12 in- tegriert, welcher Nabenkoppler und Felgensteckdose elekt- risch miteinander verbindet. An der Innenseite der Felge,' mit der Felgensteckdose mechanisch und/oder elektrisch ver- bunden, ist Baugruppe 13 angeordnet, die zur Energieversor- gung einer Sensorik oder Meßvorrichtung 14 dient, welche ei- ne oder mehrere spezifische Reifenzustandsgrößen erfaßt. In Baugruppe 13 kann die Bereitstellung der Betriebsenergie für den Meßvorgang als aktive oder halbaktive Energieversorgung erfolgen. Entsprechend der weiter oben beschriebenen Prinzi- pien bedeutet aktive Energieversorgung die Verwendung einer Batterie oder einer technischen Apparatur, die eine elektri- sche Energiegewinnung aus dem Umfeld ermöglicht. Erfindungs- gemäß bevorzugt wird die Mechanik der Radbewegung bzw. deren Nebeneffekte genutzt, z. B. die Rotation der Felge oder deren Vibration aber auch Temperaturdifferenzen und Körperwärme (Seebeck Effekt) können genutzt werden. Auch der Einsatz von an sich bekannten miniaturisierten mechanischen Generatoren ist möglich. Es besteht als weitere bevorzugte Ausführungs- form die Möglichkeit, zur Herstellung eines elektromechani- schen Wandlers piezoelektrisches Folienmaterial einzusetzen.
Wenn die Folienfläche in einer Wechselbewegung mechanisch vor und zurück gekrümmt wird, setzt diese elektrische Ladun- gen frei, wobei die Ladungsmenge durch Frequenz und Krüm- mungshub der Wechselbewegung und die Größe der Folienfläche veränderbar gestaltet werden kann. Durch elektronisches Gleichrichten und Glätten auf an sich bekannte Weise kann daraus eine Gleichspannung erzeugt werden, die während der Radrotation eine Batterie zu ersetzten vermag. Eine halbak- tive Energieversorgung ist dann gegeben, wenn der Baugruppe 13 über den Nabenkoppler Wechselstrom zugeführt wird, aus dem dann, wie zuvor beschrieben, durch Gleichrichten und Glätten eine Gleichspannung zum Betrieb der Meßvorrichtung 14 erzeugt wird.
In der Prinzipdarstellung in Fig. 2 werden drei Ausführungs- formen für beispielgemäße Anordnungen mit unterschiedlichem Energieversorgungskonzept schematisch dargestellt. Hierbei entspricht Fig. 2a) einer Anordnung mit aktiver Energiever- sorgung und Figuren 2b) und 2c) Anordnungsvarianten mit halbaktiver Energieversorgung.
In Fig. 2a) wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 die Meßgröße MG von der Meßvorrichtung MV (Bezugszeichen 14 in Fig. 1 bzw.
44 in Fig.. 3) erfaßt. Die erforderliche Betriebsenergie wird durch aktive Gleichstromversorgung AG (Baugruppe 13 in Fig.
1) bereitgestellt. Diese kann wie o. a. eine Batterie oder ein spezieller Generator sein. Das Meßsignal gelangt über Steckverbindungen SV1 (11,12, 7a) zu Nabenkoppler R/S (6a, 6b) und von dort über eine Steckverbindung SV2 (7b) zu einer Signalaufbereitungsstufe SC (elektronische Baugruppe 8 in Figuren 1 und 3) und über eine Leitung (Leitung 10 in Figu- ren 1 und 3) zu einem elektronischen Steuergerät ECU.
In Fig. 2b) wird der Nabenkoppler R/S in zweifacher Richtung genutzt, wobei das erfaßte Signal bis zum Steuergerät ECU den in Fig. 2a) dargestellten Pfad durchläuft. Zusätzlich zum ersten Kanal des Nabenkopplers ist ein zweiter Kanal vorgesehen, in dem die Energie den Nabenkoppler in entgegen- gesetzte Richtung durchläuft und welcher der halbaktiven E- nergieversorgung der Meßvorrichtung dient. Zu diesem Zweck ist in Baugruppe 8 von Fig. 1 neben der Aufbereitungsstufe zusätzlich eine Wechselstromversorgung WV angeordnet, die über die Steckverbindung SV2 (7b) mit Nabenkoppler R/S (6b, 6a) verbunden ist. Die Steckverbindung SV1 (7a, 12,11) führt zu einer Energieaufbereitungsstufe EA in Baugruppe 13, in der dann, wie zuvor beschrieben, nach Gleichrichten und Glätten eine Gleichspannung zum Betrieb der Meßvorrichtung MV (14) bereitstellt wird.
Fig. 2c) zeigt eine Variante von Fig. 2b) mit dem Unter- schied, daß der Nabenkoppler für jede Koppelrichtung einen separaten Koppelpfad R1/S1 und R2/S2 enthält. Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, daß Signalpfad und Energie- pfad mit stark unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden können und sich die Koppler separat für diese Betriebsbedin- gungen optimieren lassen.
Fig. 3 stellt ein System dar, welches im Gegensatz zum Sys- tem in Fig. 1 zur Messung der Reifenkenngröße eine Feldkopp- lung 16 nutzt, die zwischen einer sensorischen Meßvorrich- tung 15, lokalisiert im Reifengummi selbst oder an der In- nenseite des Reifens, und einer elektronischen Sende- und/oder Empfangseinrichtung 44, mit einer Energieversorgung 13'am Felgeninnenraum, angeordnet ist. Meßvorrichtung 15 kann beispielsweise eine sensorische Anordnung sein, welche zur Messung der sensorisch zu erfassenden Reifenzustandsgrö- ße Energie benötigt. Die Anordnung in Fig. 3 nutzt den Vor- teil, daß bei einer Rotation des Rades 15 gemeinsam mit Bau- gruppen 13'und 44 die Baugruppen gegenüber der Reifeninnen- seite eine unveränderliche Position beibehalten, so daß eine Signalübertragung zur Energie-und/oder Informationsübertra- gung über die beschriebene Feldkopplung besonders einfach und mit minimalem Aufwand an Feldenergie vorgenommen werden kann.
Fig. 4 zeigt unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 3 in schematischer Darstellung zwei Ausführungsbeispiele für An- ordnungen mit unterschiedlichen Energieversorgungskonzepten.
Die Darstellung in Fig. 4a) entspricht einer Anordnung mit aktiver Energieversorgung 13', 44 für das Sendemodul in der Meßvorrichtung 15 entsprechend Fig. 3. Empfängermodul 44 weist in diesem Beispiel eine halbpassive Energieversorgung durch Baugruppe 13 auf. Meßgröße MG wird zunächst von Meß- vorrichtung MV erfaßt. Anschließend wird Sender S entspre- chend der Meßgröße moduliert. Die hierzu erforderliche Be- triebsenergie wird durch eine aktive Gleichstromversorgung AG bereitgestellt. Diese kann wie o. a. eine Batterie sein oder ein spezieller Generator. Das Sendesignal gelangt über eine Feldkopplung FK zu Empfänger E, danach über Steckver- bindungen SV zu Nabenkoppler R/S und von dort über eine wei- tere Steckverbindung SV zu Signalaufbereitungsstufe D und letztlich zu Steuergerät ECU. Nabenkoppler R/S wird gleich- zeitig zur halbaktiven Energieversorgung des Empfängers E genutzt. Hierzu dient eine Energieaufbereitungsstufe EA, die in zuvor bereits beschriebener Weise mit einer Wechselstrom- versorgung WV zusammenwirkt.
In Fig. 4b) ist eine Anordnung dargestellt, bei der das Prinzip der passiven Telemetrie für den Meßwert und die E- nergieversorgung 13'sowie für das zugehörige Sende- /Empfängermodul 44 angewendet wird. Bezüglich der halbakti- ven Energieversorgungsstruktur und der Signalübertragung ü- ber den Nabenkoppler zum Steuergerät ECU entspricht die hier beschriebene Anordnung im wesentlichen der Anordnung in Teilbild a), jedoch versorgt die Energieaufbereitungsstufe EA hier eine Sende-/Empfangseinrichtung TF, die trägerfre- quent einen Primärkreis PK anregt, der seinerseits mit einem Sekundärkreis SK feldverkoppelt (Feldkopplung FK) ist, so daß eine Modulation MO dieses Sekundärkreises, verursacht durch ein Meßsignal MV, auf den Primärkreis PK zurückwirkt, was im Empfängerteil von TF detektiert werden kann und als detektiertes Signal an den Nabenkoppler weitergeleitet wird.
Die Modulation kann insbesondere durch Dämpfungsänderungen und/oder Resonanzfrequenzverschiebungen des Sekundärkreises SK vorgenommen werden. Die erfindungsgemäß anwendbare Tech- nik der Dämpfungsänderungen ist im Bereich von Hochfrequenz- Identifikationssystemen (RFID) an sich bekannt, z. B. beim elektronischen Lesen von Warenkennzeichen in der Produktion und im Handel. Die Technik der Resonanzfrequenzverschiebung läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß der senso- rische Wandler mechanisch als Kondensator ausgebildet ist, dessen Kapazität in Abhängigkeit von der Meßgröße variiert, wobei diese Kapazität Teil einer elektrischen Schwingkreis- kapazität ist. Eine weitere Möglichkeit besteht in der e- lektrischen Ansteuerung von Varaktordioden durch das Meß- signal. Hierbei sind die Varaktordioden Teil eines elektri- schen Schwingkreises. Eine weitere Möglichkeit ist die An- wendung von Resonatoren in an sich bekannter Oberflächenwel- len-Technik (z. B. Quarz-OFW). Bei entsprechend diesem Prin- zip arbeitenden Schaltungen bzw. Bauteilen kann über eine räumliche Distanz durch Senden eines Hochfrequenzsignals ei- ne Wanderwelle auf der Oberfläche des Quarz angeregt werden, die nach einer kurzen Laufzeit ihrerseits einen Resonanz- kreis zum Rücksenden einer Hochfrequenzschwingung anregt, deren Frequenzabweichung gegenüber der Frequenz des gesende- ten Signals gemessen wird. Die Frequenzabweichung ist ein Maß für die mechanische Verformung der Quarzoberfläche. Die Meßwandler sind daher so konstruiert, daß die Meßgröße den Quarz verformt.
In Fig. 5 weisen Rotor 6a und Stator 6b der erfindungsgemä- ßen Übertragungsvorrichtung ("Nabenkoppler") jeweils Flachspulen auf (Rotorwicklung 20 und Statorwicklung 22).
Rotor 6a ist mit dem über Kugellager 19 drehbar gelagerten Teil der Nabe 17 und Stator 6b mit dem feststehenden Teil der Nabe 18 ortsfest verbunden. Rotorwicklung 20 ist leitend mit Steckdose 21 (siehe 7a in Fig. 1) verbunden und Stator- wicklung 22 führt elektrisch leitend auf Steckdose 23 (siehe Bezugszeichen 7b in Fig. 1). Zwischen Stator und Rotor exis- tiert ein schmaler Luftspalt 24, vorteilhafterweise in der Größe zwischen etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm. Die spiralartigen Wicklungen der Flachspulen stehen sich direkt gegenüber. Die Windungszahlen bzw. die Induktivitäten der Spulen lassen sich in Abhängigkeit von dem verwendeten Frequenzbereich und der zu übertragenden Leistung gemäß den in der Elektrotech- nik allgemein bekannten Regeln anpassen. Dabei wird das Win- dungszahlverhältnis zur Impedanzanpassung etc. nach den bei Transformatoren üblichen Gesetzmäßigkeiten ausgewählt. Je nach der gewünschten übertragbaren Leistung und/oder den ge- wünschten Anforderung bezüglich einer Abschirmung können Stator-und Rotorkörper im Wicklungsbereich als Ferrit-oder Eisenblechhalbschalen oder Abschirmblechschalen ausgebildet sein, dergestalt, daß diese Schalen die Wicklungen gemeinsam nach Art eines Mantelkerns mit Luftspalt umfassen. Hierdurch wird ein Optimum zwischen Übertragungswirkungsgrad und Ab- schirmwirkung erreicht. Die Erfindung umfaßt weiterhin eine bevorzugte Ausführungsform zur Realisierung eines zweifachen Nabenkopplers gemäß Fig. 2c, bei der nur jeweils ein Stator- und Rotorkörper verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform sind jeweils in Rotor und Stator jeweils zwei getrennte Wicklungen eingebracht. Dies hat den Vorteil, daß sowohl Wicklungen als auch Ferrit-, Eisen-oder Abschirmblechscha- len für die beiden Übertragungsrichtungen getrennt gewählt werden können.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemä- ßen Nabenkoppler, welcher im Gegensatz zu Fig. 5 Zylinder- spulen 42,43 für die Signalkopplung einsetzt, welche in Ro- tor 25 und Stator 26 eingelassen sind. Zylinderspulen 42 und 43 umfassen einander konzentrisch, abermals unter Bildung eines Luftspaltes 24. Die zuvor erläuterten Regeln für Win- dungszahlen, Ausführungen mit Ferrit-oder Eisen-oder Ab- schirmschalen gelten analog auch für den in Fig. 6 darge- stellten Nabenkoppler.
In Fig. 7 sind in den Teilbildern a) bis d) Beispiele für unterschiedliche Ausführungsformen von Stator/Rotor- Koppelwicklungen dargestellt, welche in den weiter oben be- schriebenen Nabenkopplern einsetzbar sind. In allen darge- stellten Beispielen bestehen die Grundkörper 6a, 6b von Ro- tor und Stator aus einem elektrisch und magnetisch nicht leitendem festen Kunststoff. Fig. 7a zeigt den Ausschnitt eines Nabenkopplers mit zwei einlagigen Wicklungen 27a, 27b, die in Schalen aus Ferrit 28a, 28b eingebettet sind. Das Ferritmaterial ist so gewählt, daß sich im zu übertragenden Frequenzbereich eine hohe Koppeleffektivität einstellt und gleichzeitig eine magnetische Schirmwirkung gegenüber dem Außenraum der Wicklungen erreicht wird. Fig. 7b zeigt den Ausschnitt eines Nabenkopplers mit zwei mehrlagigen Wicklun- gen 29a, 29b, die direkt in die zugehörigen Grundkörper ein- gebettet sind. Fig. 7c zeigt den Ausschnitt eines Nabenkopp- lers mit zwei einlagigen Wicklungen 30a, 30b, die in Ab- schirmblechschalen 31a, 31b eingebettet sind. Fig. 7d zeigt den Ausschnitt eines zweifachen Nabenkopplers mit zwei ein- lagigen Wicklungen 32a, 32b, die in Abschirmblechschalen 33a, 33b eingebettet sind. 34a und 34b bezeichnen zwei mehr- lagige Wicklungen, die in Ferritschalen 35a, 35b eingebettet sind. Wicklungen 32a, 32b dienen hierbei zur Kopplung eines Signals mit höherer Frequenz vom Rotor zum Stator als die Wicklungen 34a, 34b, welche zur Übertragung von Wechsel- stromenergie niederer Frequenz herangezogen werden.
Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der in den Nabenkoppler zusätzlich ein Dynamo 41 zur Erzeugung einer Versorgungsspannung für den Schaltungsbetrieb der Bau- gruppen 13 und 14 bzw. 13'und 44 integriert ist. In Teil- bild a) ist das Prinzip eines einfachen scheibenförmigen Wechselstromgenerators dargestellt, bestehend aus einem Ring 36, welcher umlaufend mit permanentmagnetischen Segmenten 37 in abwechselnder Polung (N = Nordpol ; S = Südpol) versehen ist. Gegenüber von Ring 36 ist Ring 45 angeordnet, welcher aus mehreren, ebenfalls ringförmig angeordneten, Flachspulen 46 mit jeweils Eisenkernen 38 besteht. Wird zur Erzeugung von Energie nun Ring 45 gegenüber Ring 36 bewegt, insbeson- dere um eine gemeinsame Achse 47 gedreht, entsteht in den Spulen eine Induktionsspannung, die zur Bereitstellung von elektrischer Energie genutzt wird. Durch Serien-und/oder Parallelschaltung der verschiedenen im Ring vorhandenen Teilspulen 38 kann eine Leistungsanpassung an die Baugruppen 13,14 bzw. 13', 44 vorgenommen werden. Fig. 8b) zeigt sche- matisch die Integration eines solchen Dynamos in einen Na- benkoppler. In Rotorseite 6a (Fig. 5) ist Spulenanordnung 38a mit Eisenkernen 38b eingebracht und in Statorseite 6b (Fig. 5) befindet sich Magnetanordnung 37. Unterhalb von Dy- namo 41 ist die Signalübertragungsvorrichtung mit den Wick- lungen 39a, 39b und Abschirmungen 40a, 40b angeordnet.