Title:
Induktionsladevorrichtung
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsladevorrichtung, insbesondere von einer Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung, mit einer Spuleneinheit (12) und mit zumindest einer Abschirmeinheit (14), welche zu einer zumindest teilweisen Abschirmung der Spuleneinheit (12) vorgesehen ist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Induktionsladevorrichtung zumindest eine Einstelleinheit (16) aufweist, mittels welcher zumindest eine Abschirmkenngröße der zumindest einen Abschirmeinheit (14) veränderbar ist.




Inventors:
Rejman, Marcin (71334, Waiblingen, DE)
Gonda, Martin (70191, Stuttgart, DE)
Lohr, Guenter (70771, Leinfelden-Echterdingen, DE)
Mack, Juergen (73035, Göppingen, DE)
Krupezevic, Dragan (70565, Stuttgart, DE)
Application Number:
DE102016214515A
Publication Date:
02/08/2018
Filing Date:
08/05/2016
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102014217272A1N/A2015-06-18



Claims:
1. Induktionsladevorrichtung, insbesondere Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung, mit einer Spuleneinheit (12) und mit zumindest einer Abschirmeinheit (14), welche zu einer zumindest teilweisen Abschirmung der Spuleneinheit (12) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch zumindest eine Einstelleinheit (16), mittels welcher zumindest eine Abschirmkenngröße der zumindest einen Abschirmeinheit (14) veränderbar ist.

2. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Abschirmeinheit (14) zumindest ein Abschirmelement (18) aufweist.

3. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Abschirmelement (18) zumindest einen zumindest im Wesentlichen radialen Schlitz (20) aufweist, welcher das zumindest eine Abschirmelement (18) in zumindest einem Betriebszustand unterbricht.

4. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zumindest ein Schaltelement (22), über welches der zumindest eine zumindest im Wesentlichen radiale Schlitz (20) elektrisch geschlossen und/oder geöffnet werden kann.

5. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (16) dazu vorgesehen ist, abhängig von einem Betriebszustand den zumindest einen zumindest im Wesentlichen radialen Schlitz (20) zu einer Veränderung der Abschirmkenngröße zu öffnen und/oder zu schließen.

6. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (16) dazu vorgesehen ist, die Abschirmeinheit (14) zu einer Veränderung der Abschirmkenngröße zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus umzuschalten.

7. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zumindest eine Bedieneinheit (24), mittels welcher manuell zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus umgeschaltet werden kann.

8. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (16) dazu vorgesehen ist, durch Veränderung einer Abschirmkenngröße der zumindest einen Abschirmeinheit (14) eine Resonanzfrequenz eines Schwingkreises der Spuleneinheit (12) zu verändern.

9. Verfahren zu einem Betrieb einer Induktionsladevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (16) den zumindest einen zumindest im Wesentlichen radialen Schlitz (20) des zumindest einen Abschirmelements (18) zu einer Senkung einer Resonanzfrequenz eines Schwingkreises der Spuleneinheit (12) öffnet und/oder zu einer Erhöhung einer Abschirmung der Spuleneinheit (12) schließt.

Description:
Stand der Technik

Aus der DE 10 2014 217 272 A1 ist bereits eine Induktionsladevorrichtung, insbesondere eine Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung, mit einer Spuleneinheit und mit zumindest einer Abschirmeinheit, welche zu einer zumindest teilweisen Abschirmung der Spuleneinheit vorgesehen ist, bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsladevorrichtung, insbesondere Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung, mit einer Spuleneinheit und mit zumindest einer Abschirmeinheit, welche zu einer zumindest teilweisen Abschirmung der Spuleneinheit vorgesehen ist.

Es wird vorgeschlagen, dass die Induktionsladevorrichtung zumindest eine Einstelleinheit aufweist, mittels welcher zumindest eine Abschirmkenngröße der zumindest einen Abschirmeinheit veränderbar ist. Vorzugsweise weist die Spuleneinheit insbesondere zumindest ein Kernelement und zumindest eine Induktionsspule auf. Bevorzugt ist die Abschirmeinheit insbesondere zu einer Verringerung von elektromagnetischen Störungen vorgesehen.

Unter einer „Induktionsladevorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit zur Aufladung des zumindest einen Induktionsakkumulators verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Ladezustand einen Ladestrom zumindest teilweise durch elektromagnetische Induktion an den Induktionsakkumulator weiterzugeben. Unter einer „Spuleneinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die die zumindest eine Induktionsspule mit zumindest einer Wicklung aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Ladezustand durch eine anliegende elektrische Energie, insbesondere durch eine Wechselspannung, ein Magnetfeld zu erzeugen, das in einer Induktionsspule des Induktionsakkumulators einen elektrischen Wechselstrom erzeugt. Insbesondere ist die Spuleneinheit, vorzugsweise die Induktionsspule, dazu vorgesehen, ein elektromagnetisches Wechselfeld in einen elektrischen Wechselstrom umzuwandeln und/oder umgekehrt. Bevorzugt weist das Wechselfeld eine Frequenz von 10–500 kHz, besonders bevorzugt von 100–120 kHz, auf. Insbesondere ist die Richtung senkrecht zu der Spulenebene parallel zu einer Wicklungsachse der Induktionsspule ausgebildet. Bevorzugt umfasst die Spuleneinheit zudem das zumindest eine Kernelement zu einer Erhöhung einer Induktivität der zumindest einen Induktionsspule.

Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer „Abschirmeinheit“ insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer zumindest teilweisen Abschirmung der Spuleneinheit vorgesehen ist. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Abschirmung der Spuleneinheit gegen elektromagnetische Störungen vorgesehen ist. Die Einheit ist insbesondere dazu vorgesehen, elektromagnetische Störungen auf die Spuleneinheit zumindest zu verringern. Bevorzugt umfasst die Einheit zumindest ein elektrisch leitfähiges Element, insbesondere ein Abschirmelement, welches die Spuleneinheit in zumindest eine Richtung zumindest teilweise begrenzt und/oder zumindest teilweise überdeckt. Des Weiteren soll in diesem Zusammenhang unter einer „Einstelleinheit“ insbesondere eine Einheit verstanden werden, mittels welcher zumindest eine Abschirmkenngröße der zumindest einen Abschirmeinheit direkt oder indirekt verändert werden kann. Eine Veränderung der zumindest einen Abschirmkenngröße kann dabei sowohl selbsttätig durch die Einstelleinheit und/oder eine Steuerung der Induktionsladevorrichtung als auch manuell von einem Bediener ausgelöst werden. Vorzugsweise umfasst die Einstelleinheit eine Steuerelektronik. Unter einer „Steuerelektronik“ soll dabei insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden.

Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Einstelleinheit lediglich eine Elektronikschaltung umfasst. Unter einer „Abschirmkenngröße“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße der Abschirmeinheit verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Abschirmwirkung beeinflussende Kenngröße der Abschirmeinheit verstanden werden. Bevorzugt soll darunter insbesondere eine Kenngröße eines durch die Abschirmeinheit erzeugten Magnetfelds während einer Abschirmung verstanden werden. Besonders bevorzugt soll darunter insbesondere eine Magnetfeldstärke des durch die Abschirmeinheit erzeugten Magnetfelds während einer Abschirmung verstanden werden. Grundsätzlich sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Abschirmkenngrößen denkbar, welche insbesondere eine Abschirmwirkung der Abschirmeinheit beeinflussen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Induktionsladevorrichtung kann insbesondere eine vorteilhaft angepasste Abschirmung erreicht werden. Eine Abschirmung kann dadurch vorteilhaft an Randbedingungen angepasst werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Abschirmeinheit zumindest ein Abschirmelement aufweist. Vorzugsweise ist das zumindest eine Abschirmelement zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Bevorzugt ist das zumindest eine Abschirmelement von einem Aluminiumring gebildet. Durch die hohe Leitfähigkeit dieses Werkstoffs fungiert das Abschirmelement demnach insbesondere in zumindest einem Betriebszustand als Kurzschlussring. In einer alternativen Ausgestaltung kann das Abschirmelement auch scheibenförmig ausgebildet sein, wobei das Abschirmelement insbesondere im Wesentlichen vollflächig ausgebildet sein kann. Die Grundform des Abschirmelements ist insbesondere an die Grundform der Spuleneinheit angepasst. Zur Abschirmung einer im Wesentlichen ringförmigen Spuleneinheit, ist das Abschirmelement vorzugsweise ebenfalls ringförmig ausgebildet. Zur Abschirmung einer nicht ringförmig Spuleneinheit, die zum Beispiel oval, rechteckig oder quadratisch ausgebildet ist, ist die geometrische Grundform des Abschirmelements an die Grundform der Spuleneinheit angepasst und ebenfalls zum Beispiel oval, rechteckig oder quadratisch ausgebildet. Das Abschirmelement ist insbesondere dazu ausgebildet, die Spuleneinheit während eines Ladevorgangs eines Induktionsakkumulators gegenüber metallischen Objekten abzuschirmen, insbesondere gegenüber metallischen Objekten die sich auf einer Standfläche für die Induktionsladevorrichtung, zum Beispiel einer Tischfläche, befinden. Eine Standfläche aus einem metallischen Werkstoff oder metallische Partikel auf der Standfläche beeinflussen die Funktion der Spuleneinheit in unvorteilhafter Weise. Um die Abschirmung der Induktionsspule gegenüber metallischen Objekten auf einer Standfläche für die Induktionsladevorrichtung zu erreichen, ist das Abschirmelement insbesondere zwischen einem Gehäuse der Induktionsladevorrichtung und der Spuleneinheit angeordnet. Dabei ist das Abschirmelement insbesondere einer Seite der Spuleneinheit zugewandt, die von einem Aufnahmebereich zu einer Aufnahme und/oder Ablage eines Induktionsakkumulators abgewandt ist. Das Abschirmelement ist demnach insbesondere auf einer Seite der Spuleneinheit angeordnet, die einer Standfläche des Gehäuses der Induktionsladevorrichtung zugewandt ist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft angepasste Abschirmung erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine Abschirmung vorteilhaft an Randbedingungen angepasst werden. Vorzugsweise kann eine Abschirmung dadurch vorteilhaft an einen Untergrund, insbesondere an ein Material des Untergrunds, angepasst werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Abschirmelement zumindest einen zumindest im Wesentlichen radialen Schlitz aufweist, welcher das zumindest eine Abschirmelement in zumindest einem Betriebszustand unterbricht. Vorzugsweise unterbricht der zumindest im Wesentlichen radiale Schlitz das Abschirmelement zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Umlaufrichtung. Unter einem „zumindest im Wesentlichen radialen Schlitz“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Schlitz verstanden werden, dessen Erstreckungsrichtung zumindest im Wesentlichen radial verläuft. Vorzugsweise soll darunter insbesondere verstanden werden, dass zumindest eine wesentliche Richtungskomponente der Erstreckungsrichtung des Schlitzes sich radial zu dem Abschirmelement erstreckt. Unter „radial“ soll dabei insbesondere radial gegenüber einer Mittelachse des Abschirmelements und/oder senkrecht auf die Mittelachse zulaufend verstanden werden. Die Mittelachse ist dabei insbesondere von einer Flächennormalen der Haupterstreckungsebene des Abschirmelements gebildet, welche insbesondere durch einen geometrischen Mittelpunkt des Abschirmelements verläuft. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Darunter, dass „der Schlitz das zumindest eine Abschirmelement unterbricht“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Schlitz entlang einer Umlaufrichtung des Abschirmelements eine materielle Lücke in dem Abschirmelement erzeugt, an welcher das Abschirmelements materiell unterbrochen ist. Durch den zumindest im Wesentlichen radialen Schlitz kann insbesondere vorteilhaft eine angepasste Abschirmung erreicht werden. Vorzugsweise kann durch den Schlitz insbesondere eine Induktionswirkung auf das Abschirmelement verändert werden.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Induktionsladevorrichtung zumindest ein Schaltelement aufweist, über welches der zumindest eine zumindest im Wesentlichen radiale Schlitz elektrisch geschlossen und/oder geöffnet werden kann. Vorzugsweise kann der zumindest im Wesentlichen radiale Schlitz durch das Schaltelement elektrisch überbrückt werden. Eine Überbrückung kann dabei sowohl durch eine mechanische Schließung des Schlitzes, als auch über eine rein elektronische Überbrückung mittels eines Schalters erreicht werden. Unter einem „Schaltelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, mittels welchem der zumindest eine zumindest im Wesentlichen radiale Schlitz elektrisch geschlossen und/oder geöffnet werden kann. Vorzugsweise weist das Schaltelement zumindest zwei Zustände auf, wobei ein Zustand des Schaltelements insbesondere mittels eines externen Steuersignals geändert werden kann. Bevorzugt ist das Schaltelement dazu vorgesehen, zwischen zwei Punkten, insbesondere zwischen den zwei Seiten des Schlitzes, eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen. Vorzugsweise weist das Schaltelement zumindest einen Steuerkontakt auf, über den es geschaltet werden kann. Dadurch kann vorteilhaft eine Abschirmwirkung des Abschirmelements verändert werden. Durch eine Öffnung des Schlitzes kann insbesondere vorteilhaft eine Abschirmwirkung reduziert werden. Durch die Öffnung des Schlitzes kann kein induzierter, geschlossener Stromkreislauf in dem Abschirmelement entstehen, es entstehen insbesondere lediglich einzelne induzierte Wirbelströme. Hierdurch kann durch das Abschirmelement lediglich ein sehr geringes Magnetfeld erzeugt werden. Durch ein Schließen des Schlitzes kann ein vorteilhaft starkes Magnetfeld entstehen. Hierdurch kann eine vorteilhaft hohe Abschirmwirkung erreicht werden.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, abhängig von einem Betriebszustand den zumindest einen zumindest im Wesentlichen radialen Schlitz zu einer Veränderung der Abschirmkenngröße zu öffnen und/oder zu schließen. Vorzugsweise steuert die Einstelleinheit zu einem Öffnen und/oder Schließen des Schlitzes das Schaltelement an. Hierdurch kann die Abschirmkenngröße vorteilhaft einfach mittels der Einstelleinheit verändert werden. Hierdurch kann insbesondere eine Abschirmwirkung vorteilhaft einfach mittels der Einstelleinheit verändert werden. Es kann insbesondere zwischen zwei verschiedenen Zuständen gewechselt werden. Eine Abschirmung kann dadurch vorteilhaft einfach an Randbedingungen angepasst werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, die Abschirmeinheit zu einer Veränderung der Abschirmkenngröße zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus umzuschalten. Vorzugsweise ist die Einstelleinheit zu einem Umschalten zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus zu einer Ansteuerung des Schaltelements vorgesehen. Bei einem Kurzschlussmodus ist der zumindest eine zumindest im Wesentlichen radiale Schlitz geschlossen bzw. überbrückt. Bei einem Leerlaufmodus ist der zumindest eine zumindest im Wesentlichen radiale Schlitz geöffnet. Unter einem „Kurzschlussmodus“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Modus der Abschirmeinheit verstanden werden, in welchem das Abschirmelement als Kurzschlussring fungiert. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Modus verstanden werden, bei welchen die Abschirmeinheit zu einer vorteilhaften Abschirmung vorgesehen. Bevorzugt erzeugt in dem Kurzschlussmodus der in das Abschirmelement induzierte Strom eine elektromagnetische Kraft, die im Vergleich zu der elektromagnetischen Kraft der Spuleneinheit phasenverschoben ist. Ein dadurch entstehendes Magnetfeld des Abschirmelements hebt eine Wirkung des Magnetfelds der Spuleneinheit in die Richtung, in welcher das Abschirmelement angeordnet ist, zumindest teilweise auf. Bei einer idealen Ausprägung kann kein Magnetfluss in diese Richtung auftreten, sodass sich die Magnetfelder aufheben. Ein Magnetfeld der Spuleneinheit wird damit während des Kurzschlussmodus vom Boden der Induktionsladevorrichtung „weggebogen“. Damit wird der Einfluss von verschiedenen Materialien als Auflage für die Induktionsladevorrichtung zumindest vermindert. Das „Verbiegen“ des Magnetfelds der Spuleneinheit ist mit einer Erhöhung des magnetischen Widerstands verbunden. Daraus resultieren eine verminderte Induktivität der Spuleneinheit und eine erhöhte Resonanzfrequenz eines primären Schwingkreises. Unter einem „Leerlaufmodus“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Modus der Abschirmeinheit verstanden werden, in welchem eine Abschirmwirkung stark vermindert wird. Bevorzugt erzeugt in dem Leerlaufmodus der in das Abschirmelement induzierte Strom lediglich einzelne Wirbelströme. Ein dadurch entstehendes Magnetfeld des Abschirmelements ist zu gering um eine Wirkung des Magnetfelds der Spuleneinheit in die Richtung, in welcher das Abschirmelement angeordnet ist, wesentlich zu verringern. Die verminderte Abschirmung ist mit einem gegenüber dem Kurzschlussmodus verringerten magnetischen Widerstand verbunden. Daraus resultieren eine höhere Induktivität der Spuleneinheit und eine verringerte Resonanzfrequenz des primären Schwingkreises. Dadurch kann insbesondere eine Abschirmwirkung vorteilhaft einfach mittels der Einstelleinheit verändert werden. Es kann insbesondere zwischen zwei verschiedenen Modi gewechselt werden. Eine Abschirmung kann dadurch vorteilhaft einfach an Randbedingungen angepasst werden. Ferner kann dadurch die Resonanzfrequenz des Schwingkreises verändert werden, ohne die eigentlichen frequenzbestimmenden Bauteile der Spuleneinheit zu beeinflussen.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Induktionsladevorrichtung zumindest eine Bedieneinheit aufweist, mittels welcher manuell zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus umgeschaltet werden kann. Vorzugsweise ist die Bedieneinheit mit der Einstelleinheit verbunden. Unter einer „Bedieneinheit“ soll hier insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest ein Bedienelement aufweist, das direkt von einem Bediener betätigbar ist und die dazu vorgesehen ist, durch eine Betätigung und/oder durch eine Eingabe von Parametern einen Prozess und/oder einen Zustand einer mit der Bedieneinheit gekoppelten Einheit zu beeinflussen und/oder zu ändern. Unter einem „Bedienelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, bei einem Bedienvorgang eine Eingabegröße von einem Bediener aufzunehmen und insbesondere unmittelbar von einem Bediener kontaktiert zu werden, wobei ein Berühren des Bedienelements sensiert wird und/oder eine auf das Bedienelement ausgeübte Betätigungskraft sensiert und/oder mechanisch zur Betätigung einer Einheit weitergeleitet wird. Dadurch kann insbesondere ein manuelles Umschalten zwischen den Modi der Abschirmeinheit erreicht werden. Hierdurch könnte beispielsweise ermöglicht werden, dass ein Bediener manuell angibt, ob die Induktionsladevorrichtung auf einem unmagnetischen, einem ferromagnetischen und/oder diamagnetischen bzw. paramagnetischen Untergrund steht. Hierdurch könnte beispielsweise auf einem Untergrund aus einem unmagnetischen Material, wie beispielsweise Holz oder Kunststoff, ein vorteilhaft Effizienter Ladevorgang ermöglicht werden. Dagegen kann auf einem anderen Untergrund eine vorteilhafte Abschirmung ermöglicht werden.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, durch Veränderung einer Abschirmkenngröße der zumindest einen Abschirmeinheit eine Resonanzfrequenz eines Schwingkreises der Spuleneinheit zu verändern. Vorzugsweise ist die Einstelleinheit hierzu insbesondere mit einer Elektronikeinheit der Induktionsladevorrichtung, welche zu einer Steuerung und/oder Regelung eines Ladevorgangs vorgesehen ist, verbunden. Besonders bevorzugt kann die Einstelleinheit grundsätzlich auch in die Elektronikeinheit integriert ausgebildet sein. Dadurch kann die Resonanzfrequenz des primären Schwingkreises der Spuleneinheit insbesondere verändert werden, ohne die eigentlichen frequenzbestimmenden Bauteile der Spuleneinheit zu beeinflussen.

Ferner geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einem Betrieb der Induktionsladevorrichtung. Es wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit den zumindest einen zumindest im Wesentlichen radialen Schlitz des zumindest einen Abschirmelements zu einer Senkung einer Resonanzfrequenz eines Schwingkreises der Spuleneinheit öffnet und/oder zu einer Erhöhung einer Abschirmung der Spuleneinheit schließt. Dadurch kann die Induktionsladevorrichtung vorteilhaft angepasst werden. Es kann insbesondere eine Abschirmwirkung vorteilhaft einfach mittels der Einstelleinheit verändert werden. Es kann insbesondere zwischen zwei verschiedenen Zuständen gewechselt werden. Eine Abschirmung kann dadurch vorteilhaft einfach an Randbedingungen angepasst werden. Ferner kann dadurch die Resonanzfrequenz des Schwingkreises verändert werden, ohne die eigentlichen frequenzbestimmenden Bauteile der Spuleneinheit zu beeinflussen.

Die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung sowie das Verfahren soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung sowie das Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

1 ein System mit einer erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung und mit einem Induktionsakkumulator in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,

2 die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung mit einer Spuleneinheit und mit einer Abschirmeinheit in einer schematischen Explosionsdarstellung,

3 die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung mit einem geöffneten Außengehäuse in einer schematischen Darstellung von unten,

4 die Spuleneinheit der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung in einer schematischen Explosionsdarstellung und

5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einem Betrieb der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In 1 ist ein System mit einer Induktionsladevorrichtung 10 und mit einem Induktionsakkumulator 26 dargestellt. Die Induktionsladevorrichtung 10 ist dazu vorgesehen, den Induktionsakkumulator 26 in einem Ladezustand elektrisch aufzuladen. Der Induktionsakkumulator 26 ist als Handwerkzeuginduktionsakkumulator ausgebildet. Der Induktionsakkumulator 26 ist mittels der Induktionsladevorrichtung 10 induktiv aufladbar ausgebildet. Der Induktionsakkumulator 26 ist mit der Induktionsladevorrichtung 10 koppelbar ausgebildet. Die Induktionsladevorrichtung 10 ist dazu vorgesehen, in einem mit dem Induktionsakkumulator 26 gekoppelten Zustand eine Energie auf den Induktionsakkumulator 26 zu übertragen. Die Induktionsladevorrichtung 10 ist als Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung ausgebildet. Die Induktionsladevorrichtung 10 ist als Induktionsladegerät ausgebildet. Die Induktionsladevorrichtung 10 weist eine Spuleneinheit 12 auf. Ferner weist die Induktionsladevorrichtung 10 ein Außengehäuse 28 auf. Das Außengehäuse 28 umschließt die Spuleneinheit 12. Das Außengehäuse 28 weist zwei Gehäuseschalen 30, 32 auf. Das Außengehäuse 28 weist eine obere Gehäuseschale 30 und eine untere Gehäuseschale 32 auf, die nicht weiter sichtbar miteinander verschraubt sind. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine Rastund/oder Klebeverbindung zwischen den Gehäuseschalen 30, 32 denkbar. Die Spuleneinheit 12 ist zu einer induktiven Energieübertragung in einem Ladezustand auf den Induktionsakkumulator 26 vorgesehen. Die Induktionsladevorrichtung 10 umfasst eine Elektronikeinheit 34, die dazu vorgesehen ist, einen Ladevorgang zu steuern oder zu regeln. Die Elektronikeinheit 34 umfasst zumindest eine mit elektronischen Komponenten bestückte Leiterplatte 36. Die Leiterplatte 36 weist auf einer der Spuleneinheit 12 der Induktionsladevorrichtung 10 abgewandten Seite eine Kupferbeschichtung auf. Zudem weist die Leiterplatte 36 der Elektronikeinheit 34 auf einer der Spuleneinheit 12 der Induktionsladevorrichtung 10 abgewandten Seite eine SMD-Bestückung auf.

Das Außengehäuse 28 der Induktionsladevorrichtung 10 weist einen Aufnahmebereich 38 auf, der zur Aufnahme des Induktionsakkumulators 26 in einem gekoppelten Zustand vorgesehen ist. Der Induktionsakkumulator 26 umfasst ebenfalls ein Gehäuse 40, das ein Positionierelement 42 zur Kopplung des Induktionsakkumulators 26 mit dem Aufnahmebereich 38 des Außengehäuses 28 der Induktionsladevorrichtung 10 in einem gekoppelten Zustand aufweist. Das Positionierelement 42 des Induktionsakkumulators 26 ist als Podest, das sich über eine Außenfläche des angrenzenden Gehäuses 40 des Induktionsakkumulators 26 erhebt, ausgebildet. Der Aufnahmebereich 38 des Außengehäuses 28 der Induktionsladevorrichtung 10 weist zumindest eine Vertiefung auf. Die Vertiefung bildet ein Positionierelement 44 zur Positionierung des Induktionsakkumulators 26. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Positionierelement 44 der Induktionsladevorrichtung 10 als Podest und das Positionierelement 42 des Induktionsakkumulators 26 als Vertiefung ausgebildet sind. Die Vertiefung weist eine Absatzhöhe von zumindest 0,5 mm auf. Das Positionierelement 42 des Induktionsakkumulators 26 weist eine Absatzhöhe von zumindest 0,5 mm auf. Das Positionierelement 44 der Induktionsladevorrichtung 10 und das Positionierelement 42 des Induktionsakkumulators 26 sind korrespondierend ausgebildet.

Das Positionierelement 44 der Induktionsladevorrichtung 10 und das Positionierelement 42 des Induktionsakkumulators 26 weisen jeweils eine Absatzhöhe von 3 mm auf. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Maße denkbar. Das Positionierelement 44 der Induktionsladevorrichtung 10 weist eine teilweise gekrümmte Außenkontur auf. Die Außenkontur des Positionierelements 44 der Induktionsladevorrichtung 10 ist rund ausgebildet. Das Positionierelement 42 des Induktionsakkumulators 26 weist eine teilweise gekrümmte Außenkontur auf. Die Außenkontur des Positionierelements 42 des Induktionsakkumulators 26 ist quadratisch mit abgerundeten Ecken ausgebildet. Ein Durchmesser des Positionierelements 44 der Induktionsladevorrichtung 10 entspricht zumindest nahezu einer Diagonallänge des Positionierelements 42 des Induktionsakkumulators 26. Zwischen den Abmessungen des Positionierelements 44 der Induktionsladevorrichtung 10 und des Positionierelements 42 des Induktionsakkumulators 26 ist eine geringe Toleranz vorgesehen. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Außenkontur des Positionierelements 44 der Induktionsladevorrichtung 10 quadratisch mit abgerundeten Ecken und die Außenkontur des Positionierelements 42 des Induktionsakkumulators 26 rund ausgebildet ist. Ferner ist es auch denkbar, dass die Außenkontur des Positionierelements 44 der Induktionsladevorrichtung 10 oder des Positionierelements 42 des Induktionsakkumulators 26 eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende geometrische Form, insbesondere mit abgerundeten Ecken, aufweist. In einem Ladezustand liegt der Induktionsakkumulator 26 auf der Induktionsladevorrichtung 10, sodass das Positionierelement 42 des Induktionsakkumulators 26 in das Positionierelement 44 der Induktionsladevorrichtung 10 eingreift. Dabei kontaktiert das Gehäuse 40 des Induktionsakkumulators 26 das Außengehäuse 28 der Induktionsladevorrichtung 10 direkt.

Die Induktionsladevorrichtung 10 weist die Spuleneinheit 12 auf, die dazu vorgesehen ist, in einem mit einem Induktionsakkumulator 26 gekoppelten Zustand Energie zu übertragen. Mittels der Spuleneinheit 12 wird in gekoppeltem Zustand elektrische Energie von der Induktionsladevorrichtung 10 auf den Induktionsakkumulator 26 übertragen. Die Spuleneinheit 12 umfasst zumindest ein Kernelement 46 und zumindest eine Induktionsspule 48, die das zumindest eine Kernelement 46 zumindest teilweise umschließt (4). Die Spuleneinheit 12 umfasst sechs formgleiche Kernelemente 46 und eine Induktionsspule 48, die die Kernelemente 46 in Umfangsrichtung umschließt. Die Induktionsspule 48 weist mehrere übereinander angeordnete Wicklungen auf. Die Induktionsspule 48 weist zwei Spulenanschlüsse 50 auf, die beabstandet zueinander ausgebildet sind. Die Induktionsspule 48 weist eine runde Kontur auf. Die Induktionsspule 48 weist eine kreisförmige Grundform auf. Die Induktionsspule 48 kann alternativ auch eine nicht kreisförmige, zum Beispiel ovale, rechteckige oder quadratische Grundform haben. Die Kernelemente 46 sind jeweils teilkreisförmig ausgebildet. In einem montierten Zustand sind die Kernelemente 46 so nebeneinander angeordnet, dass die sechs Kernelemente 46 zusammen eine kreisförmige Kontur bilden. Die Kernelemente 46 sind dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 34 der Induktionsladevorrichtung 10 teilweise induktiv abzuschirmen. Die Kernelemente 46 sind zu einer Erhöhung einer Induktivität der zumindest einen Induktionsspule 48 vorgesehen. Die Kernelemente 46 sind aus einem Metall gebildet. Die Kernelemente 46 sind als Ferritkerne ausgebildet.

Die Kernelemente 46 weisen jeweils einen Überstand 52 auf einer dem Aufnahmebereich 38 abgewandten Seite auf. Die Induktionsspule 48 umgreift die Kernelemente 46 in einem montierten Zustand in Umfangsrichtung. Der Überstand 52 der Kernelemente 46 weist einen größeren Durchmesser auf als ein Wicklungsdurchmesser der Induktionsspule 48. Die Induktionsspule 48 ist in einem montierten Zustand in Axialrichtung, die senkrecht zu dem Durchmesser der Wicklungen der Induktionsspule 48 verläuft, zwischen den Überständen 52 der Kernelemente 46 und dem Aufnahmebereich 38 der Induktionsladevorrichtung 10 angeordnet. Die der Induktionsspule 48 abgewandte Seite des Kernelements 46 wird von einer im Wesentlichen ebenen Fläche gebildet.

Die Induktionsladevorrichtung 10 weist ferner eine Spulengehäuseeinheit auf, die die Spuleneinheit 12 umschließt. Die Spulengehäuseeinheit weist zwei Spulengehäuseelemente 54, 56 auf, die in einem montierten Zustand über zumindest ein Rastelement 58 miteinander gekoppelt sind. Die Spulengehäuseeinheit weist eine größtenteils zylinderförmige Außenkontur auf. Ein erstes der Spulengehäuseelemente 54 weist zwei Rastelemente 58 auf (3). Die Rastelemente 58 sind fest mit dem ersten Spulengehäuseelement 54 verbunden. Die Rastelemente 58 sind einstückig mit dem ersten Spulengehäuseelement 54 ausgebildet. Die Rastelemente 58 sind von Schnapphaken gebildet. Die Rastelemente 58 sind in einem Zentrum des ersten Spulengehäuseelements 54 angeordnet. Die Rastelemente 58 sind federelastisch in Radialrichtung des ersten Spulengehäuseelements 54 auslenkbar ausgebildet. Ein weiteres der Spulengehäuseelemente 56 ist dazu vorgesehen, die Induktionsspule 48 aufzunehmen. Zudem ist das weitere Spulengehäuseelement 56 dazu vorgesehen, die Kernelemente 46 in einem montierten Zustand aufzunehmen. Das weitere Spulengehäuseelement 56 ist als Spulenträger ausgebildet. Die Kernelemente 46 und die Induktionsspule 48 der Spuleneinheit 12 sind in einem montierten Zustand zumindest nahezu vollständig in dem als Spulenträger ausgebildeten weiteren Spulengehäuseelement 56 eingefasst. Das weitere Spulengehäuseelement 56 weist ferner eine Rastausnehmung 60 auf, die mit den Rastelementen 58 des ersten Spulengehäuseelements 54 korrespondierend ausgebildet ist. Die Rastausnehmung 60 ist in einem Zentrum des weiteren Spulengehäuseelements 56 angeordnet. In einem montierten Zustand greifen die Rastelemente 58 des ersten Spulengehäuseelements 54 durch die Rastausnehmung 60 des weiteren Spulengehäuseelements 56 und sind mit dieser verrastet. Die Spulengehäuseelemente 54, 56 sind in einem montierten Zustand somit formschlüssig miteinander verbunden.

Ferner weist die Induktionsladevorrichtung 10 eine Abschirmeinheit 14 auf. Die Abschirmeinheit 14 ist zu einer teilweisen Abschirmung der Spuleneinheit 12 vorgesehen. Die Abschirmeinheit 14 ist zu einer Verringerung von elektromagnetischen Störungen vorgesehen. Die Abschirmeinheit 14 weist ein Abschirmelement 18 auf. Für die Funktion des Abschirmelements 18 ist wichtig, dass das Abschirmelement 18 in der Induktionsladevorrichtung 10 zwischen der Spuleneinheit 12 und dem Außengehäuse 28, insbesondere zwischen der Spuleneinheit 12 und der zweiten Gehäuseschale 32, angeordnet ist. Dabei ist eine Seite des Abschirmelements 18 der zweiten Gehäuseschale 32 zugewandt, während die andere, gegenüberliegende Seite des Abschirmelements 18 der Spuleneinheit 12 zugewandt ist. Somit ist während eines Ladevorgangs eines Induktionsakkumulators 26 mit der Induktionsladevorrichtung 10 das Abschirmelement 18 zwischen der Spuleneinheit 12 und der zweiten Gehäuseschale 32 angeordnet. Während des Ladevorgangs bildet die zweite Gehäuseschale 32 eine Standfläche für die Induktionsladevorrichtung 10, zum Beispiel auf einer Tischfläche. Das Abschirmelement 18 ist zwischen dem Spulengehäuseelement 56 und der zweiten Gehäuseschale 32 angeordnet. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann das Abschirmelement 18 auch ein Element der Spuleneinheit 12 bilden. Dabei kann das Abschirmelement 18 in dem Spulengehäuseelement 56 angeordnet sein. Dabei kann das Abschirmelement 18 insbesondere zwischen dem Spulengehäuseelement 56 und den Kernelementen 46 angeordnet sein.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Abschirmelement 18 in der Induktionsladevorrichtung 10 mittels Befestigungselementen in Form von Schrauben lösbar befestigt. Die Befestigungselemente wirken mit Halteelementen der oberen Gehäuseschale 30 zusammen. Damit ist das Abschirmelement 18 lösbar an der oberen Gehäuseschale 30 befestigt. Eines der Befestigungselemente übernimmt zusätzlich die Funktion, eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Abschirmelement 18 und einer elektrischen Leitung in Form eines elektrischen Kabels herzustellen. Über die elektrische Leitung ist das Abschirmelement 18 mit einer Masse verbunden. Das Abschirmelement 18 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Es ist vorteilhaft aus einem metallischen Material gebildet. Das Abschirmelement 18 besteht aus Aluminium. Das Abschirmelement 18 ist dazu ausgebildet, die Spuleneinheit 12 gegenüber metallischen Objekten abzuschirmen, die sich auf einer Standfläche für die Induktionsladevorrichtung 10, zum Beispiel einer Tischfläche, befinden. Eine Standfläche aus einem metallischen Werkstoff oder metallische Partikel auf der Standfläche beeinflussen die Funktion der Spuleneinheit 12 in unvorteilhafter Weise. Das Abschirmelement 18 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Das Abschirmelement 18 ist von einem Aluminiumring gebildet. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann das Abschirmelement 18 auch scheibenförmig ausgebildet sein. Das Abschirmelement 18 kann dabei insbesondere im Wesentlichen vollflächig ausgebildet sein. Zur Erreichung einer ausreichenden mechanischen Stabilität hat das Abschirmelement 18 zum Beispiel eine Dicke von ca. 1 mm, jedoch kann das Abschirmelement 18 auch eine wesentlich geringere Dicke haben.

Für die Funktion des Abschirmelements 18 ist von Vorteil, wenn das Abschirmelement 18 eine möglichst große Ausdehnung in der Fläche, bezogen auf die von der Induktionsspule 48 umfasste Fläche, aufweist. Das Abschirmelement 18 weist eine Ausdehnung in der Fläche auf, welche mindestens im Wesentlichen der Fläche entspricht, die von der Induktionsspule 48 gebildet wird. Das im Wesentlichen ringförmige Abschirmelement 18 hat einen Außendurchmesser, der mindestens so groß ist wie der Außendurchmesser der Induktionsspule 48. In einer alternativen Ausführungsform, in der die Induktionsspule 48 nicht ringförmig sondern zum Beispiel oval, rechteckig oder quadratisch ausgebildet ist, ist die geometrische Grundform des Abschirmelements 18 vorteilhaft an die Grundform der Induktionsspule 48 angepasst. Dabei ist eine Projektionsfläche des Abschirmelements 18, die bei einer Projektion des Abschirmelements 18 entlang der Axialrichtung gebildet wird, zumindest annähernd so groß wie die Projektionsfläche der Induktionsspule 48, die bei einer Projektion der Induktionsspule 48 entlang der Axialrichtung gebildet wird.

Das Abschirmelement 18 weist einen radialen Schlitz 20 auf. Der Schlitz 20 erstreckt sich senkrecht zu einer Mittelachse 62 des Abschirmelements 18. Eine Erstreckungsrichtung des Schlitzes 20 schneidet die Mittelachse 62. Die Mittelachse 62 ist dabei von einer Flächennormalen einer Haupterstreckungsebene des Abschirmelements 18 gebildet, welche durch einen geometrischen Mittelpunkt des Abschirmelements 18 verläuft. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Erstreckung des Schlitzes 20 denkbar. Der Schlitz 20 unterbricht das Abschirmelement 18 in zumindest einem Betriebszustand. Der Schlitz 20 bildet einen Spalt in dem Abschirmelement 18 aus, in welchem das Abschirmelement 18 eine materielle Lücke aufweist.

Ferner weist die Abschirmeinheit 14 ein weiteres Abschirmelement 64 auf. Das weitere Abschirmelement 64 ist in der Induktionsladevorrichtung 10 zwischen der Spuleneinheit 12 und dem Aufnahmebereich 38 angeordnet. Dabei ist eine Seite des weiteren Abschirmelements 64 dem Aufnahmebereich 38 zugewandt, während die andere, gegenüberliegende Seite des weiteren Abschirmelements 64 der Induktionsspule 48 zugewandt ist. Somit ist während eines Ladevorgangs des Induktionsakkumulators 26 mit der Induktionsladevorrichtung 10 das weitere Abschirmelement 64 zwischen der Induktionsspule 48 und dem Induktionsakkumulator 26 bzw. zwischen der Induktionsspule 48 und einer Induktionsspule 48 des Induktionsakkumulators 26 angeordnet. Das weitere Abschirmelement 64 ist dazu ausgebildet, mit der Induktionsspule 48 der Induktionsladevorrichtung 10 einen Bypass-Kondensator zu bilden. Dabei bildet die Induktionsspule 48 eine erste Elektrode des Bypass-Kondensators und das weitere Abschirmelement 64 eine zweite Elektrode des Bypass-Kondensators.

Ferner weist die Induktionsladevorrichtung 10 ein Schaltelement 22 auf. Über das Schaltelement 22 kann der radiale Schlitz 20 des Abschirmelements 18 elektrisch geschlossen und/oder geöffnet werden kann. Der radiale Schlitz 20 kann durch das Schaltelement 22 elektrisch überbrückt werden. Das Schaltelement 22 weist zwei Zustände auf, wobei ein Zustand des Schaltelements 22 mittels eines externen Steuersignals geändert werden kann. Das Schaltelement 22 weist hierzu einen nicht weiter sichtbaren Steuerkontakt auf, über den es geschaltet werden kann. Das Schaltelement 22 ist dazu vorgesehen, zwischen zwei Seiten des Schlitzes 20 des Abschirmelements 18 eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen. Das Schaltelement 22 ist von einem elektrischen Schalter gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das Schaltelement 22 von einem mechanischen Schaltelement gebildet ist. Dabei wäre insbesondere denkbar, dass das Schaltelement 22 ein Element aus einem leitfähigen Material, insbesondere Aluminium, aufweist, dessen Größe zumindest im Wesentlichen einer Größe des Schlitzes 20 entspricht und welches über eine Mechanik in den Schlitz 20 bzw. aus diesem heraus bewegt werden kann. Hierdurch könnte der Schlitz 20 insbesondere temporär geschlossen oder geöffnet werden.

Eine Überbrückung könnte daher sowohl durch eine mechanische Schließung des Schlitzes 20, als auch über eine rein elektronische Überbrückung des Schlitzes 20 erreicht werden.

Des Weiteren weist die Induktionsladevorrichtung 10 eine Einstelleinheit 16 auf. Mittels der Einstelleinheit 16 ist eine Abschirmkenngröße der Abschirmeinheit 14 veränderbar. Die Einstelleinheit 16 ist mit der Elektronikeinheit 34 der Induktionsladevorrichtung 10 verbunden. Die Einstelleinheit 16 bildet ein Teil der Elektronikeinheit 34. Die Einstelleinheit 16 ist dazu vorgesehen, abhängig von einem Betriebszustand den radialen Schlitz 20 zu einer Veränderung der Abschirmkenngröße zu öffnen oder zu schließen. Die Einstelleinheit 16 ist dazu mit dem Schaltelement 22 verbunden. Die Einstelleinheit 16 ist zu einer Ansteuerung des Schaltelements 22 vorgesehen. Durch ein Öffnen oder ein Schließen des Schlitzes 20 kann eine Abschirmkenngröße der Abschirmeinheit 14 verändert werden. Die Einstelleinheit 16 ist hierfür dazu vorgesehen, die Abschirmeinheit 14 zu einer Veränderung der Abschirmkenngröße zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus umzuschalten.

Die Einstelleinheit 16 ist zu einem Umschalten zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus zu einer Ansteuerung des Schaltelements 22 vorgesehen. Bei einem Kurzschlussmodus ist der radiale Schlitz 20 des Abschirmelements 18 geschlossen bzw. überbrückt. Bei einem Leerlaufmodus ist der radiale Schlitz 20 des Abschirmelements 18 geöffnet. In dem Kurzschlussmodus der Abschirmeinheit 14 fungiert das Abschirmelement 18 als Kurzschlussring. Das Abschirmelement 18 stellt in dem Kurzschlussmodus eine vorteilhafte Abschirmung bereit. In dem Kurzschlussmodus erzeugt der in das Abschirmelement 18 induzierte Strom eine elektromagnetische Kraft, die im Vergleich zu der der Spuleneinheit 12 phasenverschoben ist. Ein dadurch entstehendes Magnetfeld des Abschirmelements 18 hebt eine Wirkung des Magnetfelds der Spuleneinheit 12 in die Richtung, in welcher das Abschirmelement 18 angeordnet ist, teilweise auf. Ein Magnetfeld der Spuleneinheit 12 wird damit während des Kurzschlussmodus vom Boden der Induktionsladevorrichtung 10 „weggebogen“. Damit wird der Einfluss von verschiedenen Materialien als Auflage für die Induktionsladevorrichtung 10 vermindert. Das „Verbiegen“ des Magnetfelds der Spuleneinheit 12 ist mit einer Erhöhung des magnetischen Widerstands verbunden. Daraus resultieren eine verminderte Induktivität der Spuleneinheit 12 und eine erhöhte Resonanzfrequenz eines primären Schwingkreises. Bei dem Leerlaufmodus dagegen ist eine Abschirmwirkung des Abschirmelements 18 stark vermindert. Durch den Schlitz 20 in dem Abschirmelement 18 erzeugt ein induzierter Strom lediglich einzelne Wirbelströme. Ein dadurch entstehendes Magnetfeld des Abschirmelements 18 ist zu gering, um eine Wirkung des Magnetfelds der Spuleneinheit 12 in die Richtung, in welcher das Abschirmelement 18 angeordnet ist, wesentlich zu verringern. Die verminderte Abschirmung ist mit einem gegenüber dem Kurzschlussmodus verringerten magnetischen Widerstand verbunden. Daraus resultieren eine höhere Induktivität der Spuleneinheit 12 und eine verringerte Resonanzfrequenz des primären Schwingkreises.

Die Einstelleinheit 16 ist dazu vorgesehen, durch Veränderung der Abschirmkenngröße der Abschirmeinheit 14 eine Resonanzfrequenz eines Schwingkreises der Spuleneinheit 12 zu verändern. Durch ein Umschalten zwischen dem Kurzschlussmodus und dem Leerlaufmodus kann die Resonanzfrequenz des primären Schwingkreises der Spuleneinheit 12 angepasst werden. Die Resonanzfrequenz kann dadurch von der Einstelleinheit 16 auf einen optimalen Wert geregelt werden. Die Einstelleinheit 16 wird hierzu über die Elektronikeinheit 34 der Induktionsladevorrichtung 10 angesteuert.

Ferner weist die Induktionsladevorrichtung 10 eine Bedieneinheit 24 auf. Mittels der Bedieneinheit 24 kann manuell zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus umgeschaltet werden. Mittels der Bedieneinheit 24 kann ein Bediener manuell zwischen einem Kurzschlussmodus und einem Leerlaufmodus umschalten. Die Bedieneinheit 24 ist dazu mit der Einstelleinheit 16 verbunden. Hierdurch könnte beispielsweise ermöglicht werden, dass ein Bediener manuell angibt, ob die Induktionsladevorrichtung 10 auf einem unmagnetischen, einem ferromagnetischen und/oder diamagnetischen bzw. paramagnetischen Untergrund steht, um einen vorteilhaft effizienten Ladevorgang zu ermöglichen. Die Bedieneinheit 24 ist von einem Schiebeschalter gebildet. Die Bedieneinheit 24 weist drei Positionen auf. Eine erste Position der Bedieneinheit 24 definiert einen Kurzschlussmodus, eine zweite Position der Bedieneinheit 24 definiert einen Leerlaufmodus und eine dritte Position der Bedieneinheit 24 definiert einen Automatikmodus. In dem Automatikmodus wird automatisch von der Einstelleinheit 16 zwischen dem Kurzschlussmodus und dem Leerlaufmodus umgeschalten.

5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einem Betrieb der Induktionsladevorrichtung 10. Bei dem Verfahren öffnet die Einstelleinheit 16 den radialen Schlitz 20 des Abschirmelements 18 zu einer Senkung einer Resonanzfrequenz eines Schwingkreises der Spuleneinheit 12 oder schließt den radialen Schlitz 20 des Abschirmelements 18 zu einer Erhöhung einer Abschirmung der Spuleneinheit 12. Während des Betriebs der Induktionsladevorrichtung 10 wird nach einem Start 66 in einer ersten Verzweigung 68 eine Position der Bedieneinheit 24 überprüft. Befindet sich die Bedieneinheit 24 in einer ersten Position, wird in einem weiteren Verfahrensschritt 70 der radiale Schlitz 20 des Abschirmelements 18 geschlossen oder bleibt geschlossen. Befindet sich die Bedieneinheit 24 in einer zweiten Position, wird in einem weiteren Verfahrensschritt 72 der radiale Schlitz 20 des Abschirmelements 18 geöffnet oder bleibt geöffnet. Befindet sich die Bedieneinheit 24 in einer dritten Position, wird in einem weiteren Verfahrensschritt 74 ein Magnetismus eines Untergrunds der Induktionsladevorrichtung 10 sensiert. Dies kann beispielsweise über einen separaten Sensor, wie beispielsweise einen Magnetsensor, erfolgen. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, den Magnetismus durch eine Überwachung des Schwingkreises der Spuleneinheit 12 bei einem Wechsel zwischen dem Kurzschlussmodus und dem Leerlaufmodus zu sensieren. Anschließend werden in einer Verzweigung 76 die sensierten Werte ausgewertet. Besteht der Untergrund aus einem unmagnetischen Material, wie beispielsweise Holz oder Kunststoff, wird in dem weiteren Verfahrensschritt 72 der radiale Schlitz 20 des Abschirmelements 18 geöffnet oder bleibt geöffnet. Besteht der Untergrund aus einem ferromagnetischen oder diamagnetischen Material, wie beispielsweise Eisen, Nickel, Kupfer oder Aluminium, wird in dem weiteren Verfahrensschritt 70 der radiale Schlitz 20 des Abschirmelements 18 geschlossen oder bleibt geschlossen. Nach den Verfahrensschritten 70 und 72 wird das Verfahren an der Verzweigung 68 wiederholt, bis die Induktionsladevorrichtung 10 deaktiviert wird.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102014217272 A1 [0001]