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Dokumentenidentifikation DE10233842B3 11.03.2004
Titel Energieversorgungssystem auf Stromschienen/Stromabnehmer-Basis
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Budig, Gunther, 16727 Velten, DE;
Lehmpfuhl, Jörg, 91058 Erlangen, DE;
Spaeth, Wolfgang, 90513 Zirndorf, DE;
Wagner, Falk-Henner, 91341 Röttenbach, DE
DE-Anmeldedatum 19.07.2002
DE-Aktenzeichen 10233842
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 11.03.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.03.2004
IPC-Hauptklasse B60M 5/00
IPC-Nebenklasse B60M 1/18   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem auf Stromschienen/Stromabnehmer-Basis, wobei die Stromschiene (1) getrennte oder gekoppelte Einspeiseabschnitte (1.1, 1.2) aufweist und mindestens ein Stromabnehmer (2) eine Einspeiseeinheit eines Fahrzeuges bestromt. Um unerwünschte Ströme zu vermeiden und Lichtbögen zu reduzieren, ist vorgesehen, dass die Einspeiseabschnitte (1.1, 1.2) über Isolierstücke (4) mit einem Stromschienenmittelstück (5) verbundene Stromschienenendstücke (6) aufweisen, wobei die Isolierstücke (4) mittels Dioden (7.1, 7.2) überbrückt sind, deren gleichartige Pole einer Trennstelle (3) zwischen den Stromschienenendstücken (6) zugewandt sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem auf Stromschienen/Stromabnehmer-Basis gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Unter Stromschienen sind hier in Einspeiseabschnitte unterteilte elektrische Energieeinspeisesysteme, insbesondere auch Oberleitungen, für verschiedenste Transportsysteme, die mit Gleichstrom versorgt werden, zu verstehen. Bei derartigen Energieversorgungssystemen treten bisher erhebliche Probleme hinsichtlich unerwünschter Stromflüsse und Lichtbögen auf.

Bei Fahrzeugen, die je Polarität durch einen einzelnen oder mehrere elektrisch verbundene und räumlich getrennte Stromabnehmer versorgt werden, betrifft das vor allem die sogenannten Querströme durch den Stromabnehmer und/oder das Fahrzeug. Die Querströme werden durch die Spannungsdifferenz der an einer Trennstelle aneinandergrenzenden Einspeiseabschnitte getrieben.

An einem Stromabnehmer können an der Trennstelle zwischen den Einspeiseabschnitten unerwünschte Stromflüsse über den Stromabnehmer entstehen.

Darüber hinaus können bei sehr großen Fahrzeuggesamtströmen, beispielsweise mehrere tausend Ampere, starke Lichtbögen resultieren.

Ansatzweise wurden diese Probleme bisher mittels größerer Lücken bzw. Trennstellen zwischen aufeinanderfolgenden Einspeiseabschnitten gelöst (WO 99/03700 A1). Dadurch wird jedoch die Kontinuität der Stromzuführung beeinträchtigt, wobei dennoch nur eine Abschwächung und keine befriedigende Lösung des Problems erreichbar ist.

Für Gleisbau-Isolier-Schienenstöße ist aus der DE 36 36 863 A1 eine Überbrückung mittels einer Lasche vorgesehen, die beidseitig jeweils über eine Gleichrichterschicht mit den Schienenenden verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energieversorgungssystem der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem unerwünschte Ströme vermieden und Lichtbögen reduziert sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die gegensinnig geschalteten Überbrückungsdioden ist sichergestellt, dass keine Querströme fließen können. Die Länge der Stromschienenendstücke an der Trennstelle muss an die jeweiligen Stromabnehmerkonfiguration angepasst werden. Solange sich die elektrisch verbundenen Stromabnehmer vor der Trennstelle befinden, erfolgt die Versorgung des Fahrzeugs aus dem jeweiligen Einspeiseabschnitt bzw. über die Diode aus den Stromschienenendstücken der Einspeiseabschnitte. Wenn der Stromabnehmer bzw. die Stromabnehmerkonfiguration die Trennstelle zwischen den Stromschienenendstücken überbrückt, verhindern die gegensinnig geschalteten Dioden einen Stromfluss über die benachbarten Einspeiseabschnitte.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung des Standes der Technik,

2 die erfindungsgemäße Stromschienenausbildung bei verschiedenen Stromabnehmerpositionen und

3 eine Stromschienenausbildung im Detail.

Die 1 veranschaulicht eine Stromschiene 1 herkömmlicher Bauart für zwei verschiedene Positionen a und b eines Stromabnehmers 2, der mit einer Einspeiseeinheit eines Fahrzeuges verbunden ist. Die Stromschiene 1 ist in Einspeiseabschnitte eingeteilt, von denen zwei 1.1 und 1.2 teilweise dargestellt sind. Zwischen den Einspeiseabschnitten 1.1 und 1.2 sind Trennstellen 3 vorgesehen. In der Darstellung gemäß a überbrückt der Stromabnehmer 2 mit seinen Kontakten 2a und 2b die Trennstelle 3. Die Kontakte 2a und 2b können Schleifkontakte sein. Es ist ersichtlich, dass in dieser Position a quasi der gesamte Strom I von dem Einspeiseabschnitt 1.1 über den Stromabnehmer 2 zu dem nachfolgenden Einspeiseabschnitt 1.2 fließt. Dieser Stromfluss ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet. In Position b, bei der sich der Kontakt 2a des Stromabnehmers 2 im Bereich der Trennstelle 3 befindet, fließt der Strom I über diesen Kontakt 2a. Die gestrichelt dargestellten Stromflüsse sind unerwünscht und können bisher nur durch Verbreiterung der Trennstellen 3 unzureichend unterdrückt werden.

Eine wesentlich bessere Stromunterdrückung ergibt sich durch die für die Stromabnehmerpositionen a bis d der 2 veranschaulichte erfindungsgemäße Ausbildung der Stromschiene 1. Die Stromschiene 1 ist in den Endbereichen ihrer Einspeiseabschnitte 1.1 und 1.2 nochmals unterteilt. Dazu ist ein Isolierstück 4 vorgesehen, das ein Stromschienenmittelstück 5 von einem Stromschienenendstück 6 des Einspeiseabschnittes 1.1 bzw. 1.2 abtrennt. Das Isolierstück 4 ist jeweils mit einer Diode 7.1 bzw. 7.2 überbrückt, wobei sich bei einer Plus-Stromschiene die kathodischen Pole und bei einer Minus-Stromschiene die anodischen Pole der Dioden 7.1 und 7.2 benachbarter Einspeiseabschnitte 1.1 und 1.2 vis-a-vis gegenüberliegen. Dargestellt ist eine Plus-Stromschiene Es ist ersichtlich, dass bei der Position a, die der Position a aus 1 entspricht, kein Strom über den Stromabnehmer 2 fließt. Der Stromfluss wird durch die gegensinnige Stromrichtung in den Stromschienenendstücken 6 der Einspeiseabschnitte 1.1 und 1.2 verhindert.

Wie aus Position b ersichtlich, fließt ein Teil des Stromes I über den Stromabnehmer 2, wenn dieser mit seinen Kontakten 2a und 2b die Diodenschaltung überbrückt.

Ein Defekt 8 der Stromversorgung des Einspeiseabschnittes 1.2 führt zu der gleich Stromlossituation wie die Normalfunktion gemäß a, wie anhand der Darstellung c ersichtlich ist.

Auch in der Position d, die der Position b in 1 entspricht, kann kein unerwünschter Strom über den Kontakt 2a des Stromabnehmers 2 fließen.

3 veranschaulicht in einer Prinzipdarstellung noch einmal die wesentlichen Baugruppen der beanspruchten Stromschienenausbildung sowie deren Stromeinspeisung mittels eines Einspeisekabels 9.


Anspruch[de]
  1. Energieversorgungssystem auf Stromschienen/Stromabnehmer-Basis, wobei die Stromschiene (1) getrennte oder gekoppelte Einspeiseabschnitte (1.1, 1.2) aufweist und mindestens ein Stromabnehmer (2) eine Einspeiseeinheit eines Fahrzeuges bestromt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiseabschnitte (1.1, 1.2) jeweils ein, über ein Isolierstück (4) mit einem Stromschienenmittelstück (5) mechanisch verbundenes Stromschienenendstück (6) aufweisen, wobei die Isolierstücke (4) mittels Dioden (7.1, 7.2) überbrückt sind, deren gleichartige Pole einer Trennstelle (3) zwischen den Stromschienenendstücken (6) zugewandt sind.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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