Sistema para la transmisión de potencia eléctrica desde una pared a una hoja fijada a esta pared por articulación de bisagra.

Sistema (200) para la transmisión de potencia eléctrica desde una pared fija a una hoja montada en la pared porarticulación de bisagra en torno a un eje de bisagra ,

con una pieza de pared (1, 2) que puede ser fijada a la pared,con una pieza de hoja (3) que puede ser fijada a la hoja, con una bobina primaria (19) prevista en la pieza de pared(1, 2), y con una bobina secundaria (20) prevista en la pieza de hoja (3), con una electrónica primaria (38) queconvierte una tensión de suministro en una tensión primaria para alimentar la bobina primaria (19) que es adecuadapara generar una tensión secundaria en la bobina secundaria (20) mediante acoplamiento inductivo y con unaelectrónica secundaria (39) que convierte la tensión secundaria en una tensión eléctrica de funcionamientoadecuada para un almacenador de energía eléctrica y/o para un consumidor de electricidad, caracterizado por que almenos una de las bobinas primaria y secundaria (19, 20) está montada en la pieza de pared o la pieza de hoja, demodo que sea desplazable en dirección al eje de bisagra contra la otra bobina respectiva por acción de fuerza deresorte .

Sistema para la transmisión de potencia eléctrica desde una pared a una hoja fijada a esta pared por articulación de bisagra.

La invención se refiere a un sistema para la transmisión de potencia eléctrica desde una pared a una hoja montada en esta pared por articulación de bisagra en torno a un eje S de bisagra.

Las cintas que sirven para la unión por articulación de bisagra de una hoja a una pared son ya conocidas desde hace tiempo, por ejemplo por el documento DE 93 02 652 U1. Han sido probadas repetidamente en diferentes realizaciones técnicas y se emplean también en puertas para edificios tales como casas, tiendas o también en puertas de emergencia.

Las puertas de este tipo presentan cada vez más dispositivos accionados mediante energía eléctrica que mejoran la seguridad o la comodidad.

Para el suministro de energía estos dispositivos están unidos a una fuente de energía externa mediante un cable flexible.

Estas conexiones por cable menoscaban considerablemente el aspecto visual y pueden ser aprisionadas entre la hoja y la pared, lo que puede conducir a daños o incluso destrucciones del cable.

Por el documento DE 10 2004 017 341 A1 es conocida una cinta con un transformador incorporado para una transmisión de energía sin contacto. Esta cinta comprende una bobina primaria dispuesta en una pieza de cinta de marco y una bobina secundaria dispuesta en una pieza de cinta de hoja. Para el acoplamiento magnético de la bobina secundaria a la bobina primaria, las cuales están distanciadas entre sí en la dirección del eje de la bisagra, sirve un perno de cinta que atraviesa las dos bobinas.

Aunque esencialmente es deseable la transmisión de energía sin contacto desde un marco fijo a una hoja dispuesta basculante en el marco para evitar los inconvenientes mencionados anteriormente, ensayos han mostrado que con el dispositivo del documento DE 10 2004 017 341 A1 solo pueden ser transmitidas potencias eléctricas muy pequeñas desde la cara primaria a la cara secundaria, ya que la potencia disipada en la transmisión es muy alta.

La invención se propone, por tanto, el objeto de conseguir un sistema para la transmisión de energía eléctrica desde una pared a una hoja fijada a esta pared por articulación de bisagra en torno a un eje de bisagra para realizar una transmisión de energía eléctrica sin contacto, al menos con una potencia como es necesaria para la carga de un almacenador de energía eléctrica y/o para un consumidor de electricidad.

Este objeto se lleva a cabo por el sistema descrito en la reivindicación 1.

El sistema según la invención para la transmisión de energía eléctrica desde una pared a una hoja fijada a esta pared por articulación de bisagra en torno a un eje de bisagra comprende una electrónica primaria, que convierte una tensión de suministro en una tensión primaria para alimentar la bobina primaria que es adecuada para generar una tensión secundaria en la bobina secundaria por acoplamiento inductivo, y una electrónica secundaria que convierte la tensión secundaria en una tensión eléctrica de funcionamiento adecuada para un almacenador de energía eléctrica y/o para un consumidor de electricidad. En cuanto al almacenador de energía eléctrica se puede tratar por ejemplo de un acumulador o de un condensador, en particular de un condensador electrolítico, que amortigüe los picos de potencia del consumidor de electricidad y las interrupciones de tensión secundaria de corto plazo y pueda aplanar la tensión secundaria. En cuanto a la tensión de suministro puede tratarse de una tensión de la red. No obstante, puede emplearse también una tensión continua que sea proporcionada por ejemplo por una fuente de alimentación amortiguada por corriente de emergencia protegida frente a sabotaje. Las dimensiones espaciales de la electrónica primaria, en particular si la tensión de la red va a servir como tensión de suministro, pueden ser adaptadas por ejemplo al volumen interior de una caja de distribución empotrada habitual, desde la que se puede realizar una conexión de la salida de la electrónica primaria a la bobina primaria con ayuda de cables tirados a través de un tubo vacio. La electrónica secundaria presenta las dimensiones espaciales adecuadas para la introducción por ejemplo en un perfil hueco de una hoja, de manera que no sea visible tampoco por el lado de la hoja ningún componente de la electrónica. Si además el aspecto exterior de la pieza de pared y hoja se corresponde con el de las piezas de marco y hoja de las cintas que se emplean para la colocación por articulación de bisagra de la hoja, entonces el sistema según la invención parece únicamente otra cinta y no se puede reconocer que en la hoja se encuentran componentes que precisan potencia eléctrica.

De forma especialmente preferida la tensión primaria presenta una frecuencia de al menos 20 kHz. Con ello se evita que por el campo electromagnético generado por la bobina primaria otros componentes sean desplazados en vibraciones mecánicas en el rango de lo audible.

Muy especialmente preferido es que la frecuencia primaria esté entre 50 y 140 kHz. Se encuentra entonces muy por encima del límite de lo audible y aún no en un rango de frecuencias de una altura tal en el que se tenga que contar

con una radiación de ondas de radio a través de las conducciones que podrían perturbar la radiodifusión en el rango de la onda larga.

La tensión primaria con la que es alimentada la bobina primaria es preferentemente de 48 V como máximo. Debido a esta limitación, por un lado se puede transmitir una potencia mínima de 500 mW con ayuda del sistema según la invención sin que para ello la bobina primaria presente un tamaño desfavorable para el fin de aplicación, por otra parte se puede prescindir de las medidas de seguridad que serían necesarias en caso de tensiones primarias altas para la protección de personas frente a electrificación, ya que las tensiones de hasta el valor máximo mencionado no son peligrosas para las personas.

Muy especialmente preferido es sin embargo que la tensión primaria esté entre 3, 5 y 15 V. Una bobina que esté diseñada para este rango de tensiones presenta otra vez dimensiones pequeñas, de manera que es más adecuada para el alojamiento también en una cinta que sirve al mismo tiempo para la transmisión de fuerzas mecánicas entre la hoja y la pared o en un dispositivo cuyo aspecto visual corresponde al de la cinta convencional. Además la mayoría de los consumidores previstos en la hoja funcionan en este rango de tensiones, de manera que para la bobina primaria y la bobina secundaria pueden ser empleados los mismos componentes y a pesar de ello no es necesario un transformador conectado después de la bobina secundaria. Solo es necesaria en este caso una rectificación de la tensión alterna inducida en la bobina secundaria, ya que está no es adecuada para la carga de un almacenador de energía eléctrica.

Para generar por el lado de la pared la tensión primaria con la frecuencia primaria necesaria, preferentemente es convertida correspondientemente una tensión de la red existente o una tensión continua proporcionada por ejemplo por una fuente de alimentación.

Para mejorar el acoplamiento inductivo de la bobina secundaria a la bobina primaria, la bobina primaria comprende preferentemente un devanado de bobina primaria y un cuerpo de bobina de un material ferromagnético o ferrimagnético que en la cara frontal que da a la pieza de hoja puede al menos aproximadamente cubrir el devanado de bobina y que en la cara frontal opuesta puede estar abierta y la bobina secundaria presenta un devanado secundario y un cuerpo de bobina secundaria de un material ferromagnético o ferrimagnético que por la cara frontal que da a la pieza de pared recubre al menos aproximadamente el devanado de bobina y por la cara frontal opuesta puede estar abierta.

Para mejorar el acoplamiento y también para poder enrollar más fácilmente la bobina es especialmente preferido emplear un cuerpo de bobina primaria y/o un cuerpo de bobina secundaria que presenten una superficie lateral cilíndrica interior en torno a la que esté enrollado el devanado de bobina primaria o el devanado de bobina secundaria.

Además de nuevo para mejorar el acoplamiento inductivo de la bobina secundaria a la bobina primaria y también para hacer que las bobinas puedan resistir influencias exteriores es especialmente ventajoso que el cuerpo de bobina primaria y/o el cuerpo de bobina secundaria comprendan una superficie lateral exterior que esté dispuesta concéntrica a la superficie lateral interior. El devanado de bobina se encuentra entonces protegido al estar rodeado por las superficies laterales interior y exterior, así como... [Seguir leyendo]

1. Sistema (200) para la transmisión de potencia eléctrica desde una pared fija a una hoja montada en la pared por articulación de bisagra en torno a un eje de bisagra , con una pieza de pared (1, 2) que puede ser fijada a la pared, con una pieza de hoja (3) que puede ser fijada a la hoja, con una bobina primaria (19) prevista en la pieza de pared (1, 2) , y con una bobina secundaria (20) prevista en la pieza de hoja (3) , con una electrónica primaria (38) que convierte una tensión de suministro en una tensión primaria para alimentar la bobina primaria (19) que es adecuada para generar una tensión secundaria en la bobina secundaria (20) mediante acoplamiento inductivo y con una electrónica secundaria (39) que convierte la tensión secundaria en una tensión eléctrica de funcionamiento adecuada para un almacenador de energía eléctrica y/o para un consumidor de electricidad, caracterizado por que al menos una de las bobinas primaria y secundaria (19, 20) está montada en la pieza de pared o la pieza de hoja, de modo que sea desplazable en dirección al eje de bisagra contra la otra bobina respectiva por acción de fuerza de resorte .

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por que la longitud de la bobina (19, 20) en la dirección al eje de bisagra es menor que el diámetro exterior de la carcasa de bobina.

3. Sistema según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que la bobina primaria (19) y la bobina secundaria (20) están realizadas con la misma construcción.

4. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la inductancia de la bobina primaria (19) y/o de la bobina secundaria (20) es de entre 1 μH y 100 μH, preferentemente es de aproximadamente 30 μH.

5. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la bobina primaria (19) y la bobina secundaria (20) son adecuadas para una tensión efectiva de 48 V como máximo.

6. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la bobina primaria (19) y/o la bobina secundaria (20) , en particular sus caras frontales asociadas entre sí, están rodeadas con unión positiva de material por un material aislante de la electricidad.

7. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la electrónica primaria (38) comprende un convertidor con el que es generada una tensión primaria de una frecuencia entre 20 y 140 kHz, cuyo valor efectivo es preferentemente ≤ 48 V.

8. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la bobina primaria (19) contiene un devanado (31) de bobina primaria y un cuerpo (23) de bobina primaria que contiene un material ferromagnético o ferrimagnético y la bobina secundaria (20) contiene un devanado (32) de bobina secundaria y un cuerpo (24) de bobina secundaria que contiene un material ferromagnético o ferrimagnético.

9. Sistema según la reivindicación 8, caracterizado por que el cuerpo (23) de bobina primaria y/o el cuerpo (24) de bobina secundaria presentan una pared lateral cilíndrica interior en torno a la que está enrollado el devanado (31) de bobina primaria o el devanado (32) de bobina secundaria.

10. Sistema según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado por que el cuerpo (23) de bobina primaria y/o el cuerpo (24) de bobina secundaria comprenden una pared lateral exterior que está dispuesta concéntrica a la pared lateral interior.

11. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el devanado (31) de bobina primaria y el devanado (32) de bobina secundaria están formados por hilo de litz para altas frecuencias.

12. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que los cuerpos (23, 24) de bobina primaria y secundaria presentan , respectivamente, una abertura que se extiende aproximadamente concéntrica a la pared lateral interior en dirección al eje de bisagra a través de la cual puede ser introducido un perno (10) que define el eje de bisagra.

13. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado por que por la longitud que está cubierta por las bobinas primaria y secundaria (19, 20) el perno (10) presenta un manguito (47) con propiedades ferromagnéticas.

14. Sistema según la reivindicación 13, caracterizado por que el manguito (47) está previsto en una escotadura que discurre concéntrica respecto al eje longitudinal del perno (10) .

15. Sistema según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado por que el manguito (47) está fabricado de un material plástico con partículas de ferrita.