DE102018105749A1

DE102018105749A1 - Stromschienensystem und stromschienenanordnung zur datenübertragung

Info

Publication number: DE102018105749A1
Application number: DE102018105749.0A
Authority: DE
Inventors: Holger Rüther
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-09-19
Also published as: WO2019175028A1

Abstract

Ein Stromschienensystem zur Datenübertragung weist auf:
- eine entlang einer Haupterstreckungsrichtung (101) länglich ausgedehnte Stromschiene (102),
- zwei entlang der Haupterstreckungsrichtung (101) verlaufende Leitungen (104, 105), die von der Stromschiene (102) gehalten werden und die zum Übertragen von Datensignalen geeignet sind,
- eine Einspeisevorrichtung (106), aufweisend einen Dateneingang (107), der mit einem Datennetzwerk (108) signaltechnisch koppelbar ist, und einen Datenausgang (109), der mit den zwei Leitungen (104, 105) koppelbar ist, wobei die Einspeisevorrichtung (106) ausgebildet ist, ein Datensignal mit einer Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde in die zwei Leitungen (104, 105) einzuspeisen, um das Datensignal mit der Übertragungsrate mittels den zwei Leitungen (104, 105) entlang der Stromschiene (102) zu übertragen.

Description

Es wird ein Stromschienensystem zur Datenübertragung angegeben. Weiterhin wird eine Stromschienenanordnung angegeben, die Stromschienensysteme zur Datenübertragung aufweist.
Es ist wünschenswert, ein Stromschienensystem anzugeben, das sich zur Datenübertragung eignet. Es ist weiterhin wünschenswert, eine Stromschienenanordnung anzugeben, die eine Mehrzahl von Stromschienensysteme zur Datenübertragung aufweist.
Es wird ein Stromschienensystem zur Datenübertragung angegeben. Ein Stromschienensystem dient insbesondere dazu, elektrische Energie bereitzustellen und eine Montageschnittstelle für Verbraucher auszubilden. Ein Stromschienensystem erstreckt sich beispielsweise über eine Länge von mehreren Metern. Es weist beispielsweise einen Anschluss zu einem Stromversorgungsnetz auf. Elektrische Verbraucher wie Leuchten können entlang des Stromschienensystems fixiert werden, um vom Stromschienensystem mechanisch gehalten zu werden und mit elektrischer Energie versorgt zu werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Stromschienensystem eine entlang einer Haupterstreckungsrichtung länglich ausgedehnte Stromschiene auf. Die Stromschiene ist entlang der Haupterstreckungsrichtung länger ausgedehnt als in den Richtungen quer zur Haupterstreckungsrichtung. Beispielsweise ist die Stromschiene entlang der Haupterstreckungsrichtung 3 m oder länger ausgedehnt. Die Stromschiene ist insbesondere an einem Untergrund befestigbar, beispielsweise an einer Zimmerdecke und/oder an einer Wand. Beispielsweise ist die Stromschiene unmittelbar an dem Untergrund befestig oder abgehängt montierbar und somit beabstandet zu dem Untergrund. Mehrere Stromschienen sind gemäß Ausführungsformen entlang der Haupterstreckungsrichtung hintereinander angeordnet, sodass auch Längen von bis zu 10 m oder mehr von den hintereinander angeordneten Stromschienen abgedeckt sind.
Das Stromschienensystem weist zwei entlang der Haupterstreckungsrichtung verlaufende Leitungen auf, die von der Stromschiene gehalten werden. Die zwei Leitungen sind jeweils zum Übertragen von Datensignalen geeignet. Beispielsweise weisen die zwei Leitungen jeweils einen Querschnitt von 2,5 Quadratmillimetern oder mehr auf. Beispielsweise weist die Stromschiene einen Leitungshalter auf, der aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Die Stromschiene hält die zwei Leitungen so, dass sie zumindest aus einer Richtung von außerhalb der Stromschiene zugänglich sind. Insbesondere verlaufen die zwei Leitungen geradlinig entlang der Haupterstreckungsrichtung. Beispielsweise sind die zwei Leitungen nicht miteinander verdrillt. Die zwei Leitungen laufen beispielsweise über ihre gesamte Länge beabstandet zueinander gerade entlang der Haupterstreckungsrichtung. Insbesondere verlaufen die zwei Leitungen im Rahmen der Herstellungstoleranzen parallel zueinander. Die zwei Leitungen sind jeweils ausgebildet, ein elektrisches Signal zu leiten. Somit sind die zwei Leitungen ausgebildet, ein Datensignal zu übertragen, insbesondere entlang der Ausdehnungsrichtung der Leitungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Stromschienensystem eine Einspeisevorrichtung auf. Die Einspeisevorrichtung weist einen Dateneingang auf. Der Dateneingang ist mit einem Datennetzwerk signaltechnisch koppelbar. Die Einspeisevorrichtung weist gemäß Ausführungsformen einen Datenausgang auf. Der Datenausgang ist mit den zwei Leitungen koppelbar. Die Einspeisevorrichtung ist ausgebildet, ein Datensignal mit einer Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde in die zwei Leitungen einzuspeisen, um das Datensignal mit der Übertragungsrate mittels den zwei Leitungen entlang der Stromschiene zu übertragen. Beispielsweise wird im Betrieb ein Datensignal über den Dateneingang dem Stromschienensystem zugefügt. Die Einspeisevorrichtung speist das Datensignal so in die zwei Leitungen ein, dass das Datensignal mittels den zwei Leitungen übertragen werden kann. Beispielsweise führt die Einspeisevorrichtung hierzu eine Modulation und/oder ein anderes Umwandlungsverfahren durch, um ein Signal, das am Dateneingang anliegt, so umzuwandeln, dass die Übertragung mittels den zwei Leitungen möglich ist, insbesondere ohne signifikante Verluste.
Die Übertragungsrate des Datensignals, das von dem Stromschienensystem übertragen wird, ist mindestens 10 Megabit pro Sekunde. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist die Übertragungsrate mindestens 100 Megabit pro Sekunde. Insbesondere entspricht die Übertragungsrate einer Übertragungsrate des Ethernetstandards. Die Übertragungsrate ist insbesondere größer als die Übertragungsrate, die von herkömmlichen Steuersignalen zur Lichtsteuerung verwendet wird. Beispielsweise ist es möglich, mit dem Stromschienensystem Steuersignale zu übertragen, die den Betrieb einer Leuchte steuern, die mit dem Stromschienensystem gekoppelt ist. Beispielsweise werden mittels des Steuersignals Helligkeit und/oder Farbort der Leuchte gesteuert. Die Datenübertragungsrate derartiger Steuersignale liegt beispielsweise unter 1 Megabit pro Sekunde, beispielsweise im Bereich von 1 Kilobit pro Sekunde. Die Einspeisevorrichtung und die Stromschiene sind dagegen so ausgebildet, eine um einen Faktor 100 beziehungsweise einen Faktor 1000 oder mehr schnellere Übertragungsrate für das Datensignal zu realisieren. Somit ist es insbesondere möglich, mittels der Einspeisevorrichtung ein Datensignal aus einem Datennetzwerk wie LAN oder ähnlichem in die Stromschiene und insbesondere in die zwei Leitungen einzuspeisen, um das Datensignal mittels der Stromschiene zu übertragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Stromschienensystem zur Datenübertragung angegeben. Das Stromschienensystem weist eine entlang einer Haupterstreckungsrichtung länglich ausgedehnte Stromschiene auf. Das Stromschienensystem weist zwei entlang der Haupterstreckungsrichtung verlaufende Leitungen auf. Die zwei Leitungen sind jeweils von der Stromschiene gehalten und sind zum Übertragen von Datensignalen geeignet. Das Stromschienensystem weist eine Einspeisevorrichtung auf. Die Einspeisevorrichtung weist einen Dateneingang auf, der mit einem Datennetzwerk signaltechnisch koppelbar ist. Die Einspeisevorrichtung weist einen Datenausgang auf, der mit den zwei Leitungen koppelbar ist. Die Einspeisevorrichtung ist ausgebildet, ein Datensignal mit einer Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde in die zwei Leitungen einzuspeisen. Somit ist es möglich, das Datensignal mit der Übertragungsrate mittels den zwei Leitungen entlang der Stromschiene zu übertragen.
Das Stromschienensystem ist beispielsweise zur Installation von Lichtbändern verwendbar. Leuchteneinsätze können an beliebiger Position entlang der Stromschiene montiert werden. Die Energieversorgung des Leuchteneinsatzes geschieht dann über in der Stromschiene definiert verlaufende Leitungen.
Einem hier beschriebenen Stromschienensystem liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde. Eine schnelle kabelgebundene Datenverbindung mit einer Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde ist beispielsweise mit einem Ethernetsystem möglich. Das Ethernetsystem weist jedoch eine Sterntopologie auf, bei der jeder Ethernetteilnehmer an einem zentralen Punkt angeschlossen werden muss. Es kann kein durchgehendes Kabel im Sinne eines Bussystems verwendet werden. Zur Verwendung in einem Stromschienensystem müsste die Ethernetleitung an vordefinierten Stellen aufgetrennt werden, um einen Teilnehmer an dieser Trennstelle einzufügen. Dieser Teilnehmer müsste außerdem eine Durchleitung realisieren, um zusätzliche Teilnehmer im weiteren Verlauf der Schiene anschließen zu können. Außerdem benötigt Ethernet mindestens vier paarweise verdrillte und abgeschirmte Leitungen.
Das hier beschriebene Stromschienensystem macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch, dass die schnelle Datenverbindung von mindestens 10 Megabit pro Sekunde mittels zwei Leitungen der Stromschiene realisiert wird. Somit ist es möglich, neben den Beleuchtungselementen auch andere Geräte zu installieren, die eine schnelle Datenverbindung benötigen. Sowohl eine Versorgung mit elektrischer Energie als auch die Datenverbindung ist über das Stromschienensystem realisiert. Somit ist es insbesondere möglich, eine schnelle Datenübertragung mittels des Stromschienensystems zu realisieren, ohne extra Ethernetkabel in dem Stromschienensystem vorsehen zu müssen, die herkömmlich nicht im Stromschienensystem vorhanden sind. Außerdem ist es möglich, abhängig von der verwendeten Technologie, mehrere Teilnehmer gleichzeitig an die zwei Leitungen polungsfrei anzuschließen, um die Teilnehmer jeweils an die Datenverbindung anzuschließen. Dieser Anschluss kann an beliebigen Stellen der Stromschiene erfolgen. Es ist kein Auftrennen von Datenleitungen nötig. Die Teilnehmer können an beliebiger Stelle entlang der Stromschiene installiert werden und mit der Energieversorgung sowie dem Datennetz verbunden werden. Für die Datenverbindung werden nur zwei Adern aus dem Stromschienensystem benötigt. Insbesondere ist es möglich, zwei Leitungen zu verwenden, die nicht mit dem öffentlichen Stromversorgungsnetz verbunden sind. Diese müssen dann auch keine speziellen Protokolle erfüllen. Somit ist eine einfache Realisierung der Datenübertragung mittels den zwei Leitungen möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Stromschienensystem einen Filter auf. Der Filter ist ausgebildet, die Ausbreitung des Datensignals einzuschränken. Somit ist es möglich, vorzugeben, in welchen Abschnitten des Stromschienensystems die Datenübertragung möglich ist. Insbesondere ist vermeidbar, dass das Datensignal sich in Bereiche des Stromschienensystems ausbreitet, in dem es nicht erwünscht ist. Beispielsweise ist der Filter ein Tiefpassfilter. Somit ist es beispielsweise möglich, dass Wechselstrom den Filter passiert, während das Datensignal gefiltert wird und so weit gedämpft wird, dass es sich nicht weiter ausbreitet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Filter Teil der Einspeisevorrichtung. Somit ist es mit wenigen Bauelementen möglich, ein sicheres Stromschienensystem zur Datenübertragung zu realisieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Stromschienensystem eine Mehrzahl von Leitungen auf, die von der Stromschiene gehalten werden. Zumindest ein Teil der Leitungen ist als Stromleitungen ausgebildet, um einen elektrischen Strom zu übertragen. Somit ist eine Energieversorgung der im Betrieb mit dem Stromschienensystem gekoppelten Teilnehmer möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Filter zwischen den Stromleitungen und einem Stromversorgungsnetz angeordnet, um das von dem Stromschienensystem in Richtung des Stromversorgungsnetzes ausgehende Datensignal zu filtern. Somit ist vermeidbar, dass das Datensignal ungewünscht in das Stromversorgungsnetz weitergeleitet wird und sich dort ungewünscht ausbreitet. Beispielsweise ist es möglich, dass das Datensignal im Betrieb von den zwei Leitungen aufgrund von Induktion oder ähnlichen Phänomenen auf die parallel zu den zwei Leitungen verlaufenden Stromleitungen übertragen wird. Mittels des Filters wird vermieden, dass das Datensignal aus den Stromleitungen der Stromschiene in das Versorgungsnetz eingespeist wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Teil der Mehrzahl von Leitungen ausgebildet, Steuersignale zu übertragen. Die Steuersignale unterscheiden sich von dem Datensignal insbesondere in der Übertragungsrate. Die Übertragungsrate der Steuersignale ist deutlich geringer als die Übertragungsrate des Datensignals, insbesondere um den Faktor 1000 oder mehr. Beispielsweise ist die Übertragungsrate der Steuersignale im Bereich von 1 Kilobit pro Sekunde. Die Steuersignale sind beispielsweise Leuchtensteuersignale, die einen Betrieb von Leuchten steuern, die im Betrieb mit dem Stromschienensystem gekoppelt sind. Die Steuersignale umfassen beispielsweise Informationen über eine gewünschte Helligkeit, einen gewünschten Farbort und/oder weitere relevante Informationen, die beispielsweise von einem Nutzer mittels eines Schalters oder einer anderen Eingabevorrichtung eingegeben werden. Die Steuersignale können insbesondere keine beliebigen Informationen umfassen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Stromschienensystem einen Funktionseinsatz auf. Der Funktionseinsatz ist mit der Stromschiene frei positionierbar koppelbar zum Halten des Funktionseinsatzes. Der Funktionseinsatz ist mit den zwei Leitungen signaltechnisch verbindbar zum Übertragen des Datensignals zwischen der Einspeisevorrichtung und dem Funktionseinsatz. Das Stromschienensystem stellt somit sowohl eine mechanische Montageschnittstelle für den Funktionseinsatz zur Verfügung als auch eine Datenschnittstelle zum Übertragen des Datensignals. Der Funktionseinsatz, der auch als Teilnehmer bezeichnet wird, ist mit den zwei Leitungen an einer beliebigen Position entlang der Stromschiene verbindbar, um das Datensignal zwischen den zwei Leitungen und dem Funktionseinsatz übertragen zu können. Hierfür muss insbesondere keine Leitung aufgetrennt werden. Ein einfacher Berührungskontakt zwischen Kontaktstiften des Funktionseinsatzes und den zwei Leitungen ist ausreichend, um das Datensignal zwischen den zwei Leitungen und dem Funktionseinsatz zu übertragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Funktionseinsatz ein Audiosystem auf. Das Datensignal umfasst beispielsweise Audiosignale, die mittels des Audiosystems akustisch ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich weist der Funktionseinsatz ein Kamerasystem auf. Das Datensignal umfasst beispielsweise Videosignale, die von dem Kamerasystem erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich weist der Funktionseinsatz einen Netzwerkanschluss auf. Beispielsweise weist der Funktionseinsatz einen Ethernetanschluss auf, die beispielsweise als 8P8C-Buchse (auch RJ45 Buchse genannt) ausgebildet ist. Somit ist es mittels des Stromschienensystems möglich, ein Datensignal zu übertragen und einem beliebigen Gerät zur Verfügung zu stellen, das mittels herkömmlicher Ethernetleitungen und mittels des Netzwerkanschlusses an die zwei Leitungen angeschlossen wird. Somit ist es möglich, die Stromschienen als Netzwerkkabel zwischen der Einspeisevorrichtung und dem Netzwerkanschluss zu verwenden. Somit ist es mittels des Stromschienensystems möglich, auf eine zusätzliche Verlegung von Netzwerkkabeln zu verzichten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Stromschienensystem eine Mehrzahl von Funktionseinsätzen auf. Die Funktionseinsätze sind jeweils mit den zwei Leitungen signaltechnisch verbindbar zum Übertragen des Datensignals zwischen der Einspeisevorrichtung und den Funktionseinsätzen. Insbesondere ist es möglich, die Funktionseinsätze gleichzeitig mittels den zwei Leitungen mit dem Datensignal zu versorgen. Beispielsweise ist es möglich, bis zu 128 Funktionseinsätze mit der Stromschiene zu verbinden und mit dem Datensignal zu versorgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Dateneingang eine Ethernetschnittstelle. Somit ist es möglich, die Einspeisevorrichtung mittels herkömmlicher Ethernetkabel mit einem Datennetzwerk zu verbinden. Beispielsweise weist der Dateneingang eine 8P8C-Buchse auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Stromschienensystem einen Leuchteneinsatz auf, der mit der Stromschiene koppelbar ist zum Halten des Leuchteneinsatzes. Der Leuchteneinsatz ist mittels der Stromschiene mit elektrischen Strom versorgbar. Der Leuchteneinsatz wird von der Stromschiene gehalten und von der Stromschiene mit elektrischer Energie versorgt, insbesondere mittels den Stromleitungen der Stromschiene. Beispielsweise ist der Leuchteneinsatz mit den Leitungen verbunden, die Steuersignale übertragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine Stromschienenanordnung eine Mehrzahl von Stromschienensystemen auf, die insbesondere gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sind. Die Stromschienensysteme sind jeweils mittels der zugehörigen Einspeisevorrichtung mit einem gemeinsamen Stromversorgungnetz verbindbar. Somit ist es möglich, mehrere Stromschienen zu verwenden, die beispielsweise entlang einer gemeinsamen Haupterstreckungsrichtung verlaufen oder in unterschiedlichen Haupterstreckungsrichtungen verlaufen und von dem gemeinsamen Stromversorgungsnetz mit elektrischer Energie versorgt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Stromschienensysteme jeweils den Filter auf. Die Stromschienensysteme sind jeweils mittels dem zugehörigen Filter signaltechnisch von dem Stromversorgungsnetz entkoppelt, um ein Übertragen des Datensignals zwischen den Stromschienensystemen über das Stromversorgungsnetz zu vermeiden. Somit ist es insbesondere möglich, in jedem der Stromschienensysteme unterschiedliche Daten zu übertragen, ohne dass eine Beeinflussung der Stromschienensysteme untereinander auftritt. Zudem ist eine unerwünschte Ausbreitung der Datensignale mittels des Stromversorgungsnetzes vermeidbar.
Eine Stromschiene mit zwei Leitungen wird gemäß einer Ausführungsform verwendet zur Datenübertragung mit einer Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde mittels den zwei Leitungen. Eine Verwendung der Stromschiene wird angegeben, bei der die zwei Leitungen insbesondere entlang der gesamten Länge nebeneinander und beabstandet zueinander verlaufen und sich insbesondere nicht überkreuzen oder verdrillt sind. Insbesondere sind die zwei Leitungen entlang ihrer gesamten Länge in der Stromschiene zumindest aus einer Richtung nicht abgeschirmt, sodass ein Berühren der zwei Leitungen entlang der gesamten Stromschiene möglich ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Verwendung der Stromschiene zur Datenübertragung mit einer Übertragungsrate von mindestens 100 Megabit pro Sekunde angegeben.
Weitere Vorteile, Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Stromschienensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung eines Stromschienensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
3 eine schematische Darstellung einer Stromschienenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Stromschienensystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Stromschienensystem 100 weist eine Stromschiene 102 auf. Die Stromschiene 102 weist beispielsweise eine Tragschiene auf, die beispielsweise an einer Gebäudewand, wie beispielsweise einer Zimmerdecke, montierbar ist. Die Tragschiene ist beispielsweise als ein metallisches halboffenes Profilrohr ausgebildet. Die Stromschiene 102 sowie die Tragschiene erstrecken sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung 101 länglich ausgedehnt. Entlang der Haupterstreckungsrichtung 101 weist die Stromschiene 102 eine größere Ausdehnung auf als quer dazu. Beispielsweise erstreckt sich die Stromschiene entlang der Haupterstreckungsrichtung 101 über eine Länge von 3 m oder mehr. Mehrere Stromschienen 102 können entlang der Haupterstreckungsrichtung 101 hintereinander in Serie miteinander verbunden werden, sodass insgesamt eine Länge von mehreren 10 m mittels der Stromschienen 102 überbrückbar ist.
Im Inneren der Tragschiene der Stromschiene 102 ist insbesondere ein Leitungshalter angeordnet. Der Leitungshalter ist insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, beispielsweise aus einem Kunststoff. Der Leitungshalter hält Leitungen 104, 105, L, N, PE. Die Leitungen 104, 105, L, N, PE sind insbesondere als elektrische Leitungen ausgebildet, die jeweils einen elektrischen Strom leiten können und/oder elektrische Signale übertragen können. Bevorzugt handelt es sich bei den Leitungen 104, 105, L, N, PE um metallische Drähte, beispielsweise aus Kupfer. Bevorzugt sind die Leitungen 104, 105, L, N, PE frei von einer isolierenden Ummantelung. Insbesondere sind blanke Drähte ohne eine elektrisch isolierende Ummantelung in dem Leitungshalter der Stromschiene 102 angebracht. Die Verwendung der Leitungen 104, 105, L, N, PE ohne Ummantelung weist den Vorteil auf, dass keine Entfernung einer Ummantelung notwendig ist, um elektrische Kontaktstellen zu schaffen. Die Leitungen 104, 105, L, N, PE sind über ihre gesamte Länge oder zumindest über nahezu ihre gesamte Länge zumindest aus einer Richtung berührbar, um einen elektrischen Kontakt auszubilden.
Die beiden Leitungen 104, 105 verlaufen geradlinig entlang der Stromschiene 102. Die beiden Leitungen 104, 105 verlaufen insbesondere nebeneinander entlang der Stromschiene 102. Die beiden Leitungen 104, 105 verlaufen insbesondere entlang der Stromschiene 102 ohne sich gegenseitig zu überkreuzen. Die beiden Leitungen 104, 105 verlaufen insbesondere parallel zueinander entlang der Stromschiene 102. Die beiden Leitungen 104, 105 verlaufen insbesondere nicht miteinander verdrillt entlang der Stromschiene 102.
Das Stromschienensystem 100 weist eine Einspeisevorrichtung 106 auf. Die Einspeisevorrichtung 106 dient dazu, die Leitungen 104, 105, L, N, PE gemäß ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch zu kontaktieren. Beispielsweise verbindet die Einspeisevorrichtung 106 die Stromleitungen L, N, PE mit einem Stromversorgungsnetz 111, das insbesondere ein 230 V-Netz ist. Die Einspeisevorrichtung 106 verbindet die beiden Leitungen 104, 105 mit einem Datennetzwerk 108. Das Datennetzwerk ist insbesondere ein drahtgebundenes Netzwerk nach einem Ethernetstandard. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist das Datennetzwerk 108 ein drahtloses Netzwerk. Die Einspeisevorrichtung 106 weist dann eine entsprechende Drahtlosschnittstelle auf zur drahtlosen Verbindung der Einspeisevorrichtung 106 mit dem drahtlosen Netzwerk 108.
Die Einspeisevorrichtung 106 weist einen Übertrager 103 auf, der einen Dateneingang 107 aufweist. Der Dateneingang ist mit dem Datennetzwerk 108 verbunden. Der Dateneingang 107 ist eine Schnittstelle zwischen dem Stromschienensystem 100 und dem Datennetzwerk 108. Am Dateneingang 107 können sowohl Daten aus dem Stromschienensystem 100 in das Datennetzwerk 108 übertragen werden als auch Daten aus dem Datennetzwerk 108 in das Stromschienensystem 100 übertragen werden. Beispielsweise weist der Dateneingang 107 eine Buchse wie eine 8P8C-Buchse auf zur Verbindung der Einspeisevorrichtung 106 mit dem Datennetzwerk 108. Beispielsweise wird eine Ethernetverbindung zwischen dem Datennetzwerk 108 und der Einspeisevorrichtung 106 ausgebildet.
Die Einspeisevorrichtung 106 und insbesondere der Übertrager 103 weisen einen Datenausgang 109 auf. Der Datenausgang 109 ist mit den zwei Leitungen 104, 105 der Stromschiene 102 verbunden. Der Übertrager 103 ist ausgebildet, die Daten des Dateneingangs 107 in die zwei Leitungen 104, 105 einzuspeisen. Entsprechend können Daten aus den Leitungen 104, 105 mittels des Übertragers 103 in das Datennetzwerk 108 eingespeist werden. Beispielsweise ist die Einspeisevorrichtung 106 und insbesondere der Übertrager 103 ausgebildet, ein Datensignal in einem Frequenzband von 2 MHz bis 68 MHz über die Leitungen 104, 105 zu übertragen. Insbesondere ist die Einspeisevorrichtung 106 und insbesondere der Übertrager 103 eingerichtet, das Datensignal des Datennetzwerks 108 zu modulieren oder anderweitig anzupassen, um die Übertragung mittels den zwei Leitungen 104, 105 zu ermöglichen. Der Übertrager 103 ist ausgebildet, ein Ethernetsignal auf die zwei Leitungen 104, 105 zu modulieren. Die zwei Leitungen 104, 105 wirken dann beispielsweise ähnlich wie ein Datenhub.
Insbesondere ermöglicht die Einspeisevorrichtung 106 eine Datenübertragungsrate von 10 Megabit pro Sekunde oder mehr mittels der beiden Leitungen 104, 105. Mittels der Einspeisevorrichtung 106 ist es möglich, Daten mit einer Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde entlang der zwei Leitungen 104, 105 zu übertragen. Insbesondere ermöglicht die Einspeisevorrichtung 106 eine Datenübertragung mittels der beiden Leitungen 104, 105 ohne signifikante Verluste. Die Einspeisevorrichtung 106 ermöglicht die Datenübertragung mit der Übertragungsrate von 10 Megabit oder mehr mittels genau den beiden Leitungen 104, 105. Es werden nicht mehr Leitungen als die beiden Leitungen 104, 105 benötigt.
Ein Funktionseinsatz 112 ist mit den beiden Leitungen 104, 105 verbunden. Mittels der Leitungen 104, 105 ist eine Datenübertragung zwischen dem Funktionseinsatz 112 und der Einspeisevorrichtung 106 möglich. Somit ist eine Datenübertragung zwischen dem Funktionseinsatz 112 und dem Datennetzwerk 108 möglich, wobei die Datenübertragung eine Datenübertragungsrate von 10 Megabit oder mehr aufweist. Zusätzlich ist der Funktionseinsatz 112 mit den Stromleitungen L, N verbunden. Somit ist es mittels der Stromschiene 102 möglich, sowohl eine Versorgung des Funktionseinsatzes 112 mit elektrischer Energie bereitzustellen als auch die Datenübertragung zwischen der Einspeisevorrichtung 106 und dem Funktionseinsatz 112 zu realisieren. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist der Funktionseinsatz 112 nur mit den Leitungen 104, 105 zur Datenübertragung gekoppelt und nicht zusätzlich mit den Stromleitungen L, N. Beispielsweise wird elektrischer Strom auch mittels den Leitungen 104, 105 zur Verfügung gestellt. Alternativ ist es möglich, dass der Funktionseinsatz 112 lediglich eine Datenverbindung benötigt und keine zusätzliche Stromversorgung.
Der Funktionseinsatz 112 ist beispielsweise ein netzwerkfähiges Gerät wie ein Computer, ein Audiosystem, ein Kamerasystem, ein Bildschirmsystem oder ein weiteres System, das elektrische Signale sendet oder empfängt, insbesondere mittels eines Ethernetstandards. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist der Funktionseinsatz 112 eine Datenschnittstelle, mit der verschiedenste Geräte beispielsweise mittels des Ethernetstandards verbunden werden können. Insbesondere weist der Funktionseinsatz 112 hierfür eine Buchse auf oder eine Drahtlosschnittstelle.
2 zeigt das Stromschienensystem 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Stromschienensystem 100 gemäß 2 entspricht im Wesentlichen dem Stromschienensystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 weist das Stromschienensystem 100 gemäß 2 einen Filter 110 auf. Der Filter ist insbesondere ein Tiefpassfilter. Der Filter 110 ist insbesondere eingerichtet, Datensignale zu filtern. Insbesondere ist der Filter 110 Teil der Einspeisevorrichtung 106. Beispielsweise ist der Filter 110 zwischen den Stromleitungen L, N, PE und dem Stromversorgungsnetz 111 angeordnet. Der Filter 110 verhindert somit eine Übertragung der Datensignale aus der Stromschiene 102 in das Stromversorgungsnetz 111. Der Filter 110 ist für die Frequenzen, mit der die Datenübertragung in den Leitungen 104, 105 erfolgt, nicht durchlässig.
Im Betrieb können Datensignale aus den Leitungen 104, 105 auf die Stromleitungen L, N, PE übertragen werden. Der Filter 110 verhindert ein Einspeisen dieser übertragenen Datensignale in das Stromversorgungsnetz 111. Somit ist eine unerwünschte Ausbreitung der Datensignale vermeidbar.
3 zeigt eine Stromschienenanordnung 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Stromschienenanordnung 200 weist zwei Stromschienensysteme 100 auf. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind mehr als zwei Stromschienensysteme 100 vorgesehen, insbesondere drei oder mehr Stromschienensysteme 100. Die Stromschienensysteme 100 der Stromschienenanordnung 200 sind mit dem gemeinsamen Stromversorgungsnetz 111 verbunden. Das Stromversorgungsnetz 111 stellt die elektrische Energie für die Stromschienensysteme 100 zur Verfügung.
Die Stromschienensysteme 100 der Stromschienenanordnung 200 können mit dem gemeinsamen Datennetzwerk 108 verbunden sein. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist jedes Stromschienensystem 100 mit einem eigenen Datennetzwerk 108 verbunden. Es ist auch möglich, dass ein Teil der Stromschienensysteme 100 mit einem gemeinsamen Datennetzwerk 108 verbunden ist und ein weiterer Teil der Stromschienensysteme 100 mit einem anderen Datennetzwerk 108 verbunden ist.
Das exemplarisch dargestellte Stromschienensystem 100A entspricht dem Stromschienensystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2.
Das exemplarisch dargestellte Stromschienensystem 100B entspricht ebenfalls im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der 2. Zusätzlich sind Steuerleitungen 116 dargestellt, die Teil der Stromschiene 102 sind. Diese können auch bei den weiteren Ausführungsbeispielen gemäß der 1 und der 2 sowie beim Stromschienensystem 100A vorhanden sein. Die Steuerleitungen 116 sind ausgebildet, eine sogenannte DaLi-Verbindung zu ermöglichen. Über die Steuerleitungen 116 werden insbesondere Steuersignale für den Betrieb eines Leuchteneinsatzes 117 übertragen. Die Übertragungsrate der Daten auf den Steuerleitungen 116 ist insbesondere niedriger als die Übertragungsrate auf den Leitungen 104, 105. Beispielsweise werden die Steuersignale auf den Steuerleitungen 116 mit einer Übertragungsrate von etwa 1 Kilobit pro Sekunde übertragen.
Der Leuchteneinsatz 117 ist mit den Steuerleitungen 116 verbunden sowie mit den Stromleitungen L, N. Somit ist es möglich, im Betrieb elektrische Energie für den Leuchteneinsatz 117 mittels der Stromschiene 102 bereitzustellen sowie die Steuersignale, die eine Betriebsart des Leuchteneinsatzes 117 vorgeben. Der Leuchteneinsatz 117 ist insbesondere nicht mit den Leitungen 104, 105 verbunden, die zur Datenübertragung mit der Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde eingerichtet sind. Die Steuerleitungen 116 und die zwei Leitungen 104, 105 sind insbesondere separat zueinander ausgebildete Leitungen der Stromschiene 102. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen werden die Steuersignale für den Leuchteneinsatz 117 und das Datensignal gemeinsam mittels der beiden Leitungen 104, 105 übertragen. Beispielsweise werden die Signale aufeinander aufmoduliert. Gemäß Ausführungsformen sind die Leitungen 104, 105 zur Datenübertragung alternativ oder zusätzlich separat zu den Stromleitungen L, N, PE ausgebildet.
Weitere Funktionseinsätze 112 sind mittels der Stromschiene 102 mit dem Stromversorgungsnetz 111 sowie dem Datennetzwerk 108 verbunden, beispielsweise ein Audiosystem 113, ein Kamerasystem 114 und ein Netzwerkanschluss 115. Selbstverständlich ist die Darstellung nur beispielhaft zu verstehen. Es können andere, weniger oder mehr Funktionseinsätze 112 mit der Stromschiene 102 verbunden sein.
Die Mehrzahl der Funktionseinsätze 112 des Stromschienensystems 100B sind beispielsweise allesamt mit den beiden Leitungen 104, 105 verbunden. Somit sind die Funktionseinsätze 112 mit einem gemeinsamen Datenbus verbunden. Die Einspeisevorrichtung 106 ermöglicht die Datenübertragung zwischen dem Netzwerk 108 und der Mehrzahl der Funktionseinsätze 112 mittels lediglich der beiden Leitungen 104, 105. Dabei sind die Funktionseinsätze 112 frei entlang der Stromschiene 102 positionierbar und mit den Leitungen 104, 105 verbindbar. Die Leitungen 104, 105 sind zumindest von einer Seite unisoliert frei zugänglich und somit mittels Kontaktstiften oder ähnlichen Kontaktelementen der Funktionseinsätze 112 unmittelbar kontaktierbar. Somit ist eine einfache und flexible Positionierung und Installation der Funktionseinsätze 112 möglich.
An einem Ende der Stromschiene 102 wird die Einspeisevorrichtung 106 montiert. Die Einspeisevorrichtung 106 wandelt beispielsweise das Ethernetsignal aus dem vorhandenen Netzwerk 108 um, damit das Datensignal auf den beiden Leitungen 104, 105 der Stromschiene 102 verwendet werden kann. Gemäß Ausführungsbeispielen ist der Filter 110 in den Stromleitungen L, N, PE vorgesehen, damit keine High-Speed Signale über die Stromleitungen L, N, PE in andere Stromschienen 102 gelangen können. Der Filter 110 ist beispielsweise in der Einspeisevorrichtung 106 integriert.
In einer Anwendung ist der Funktionseinsatz 112 ein Ethernet-Auskoppler mit einer Standard RJ45 Buchse, um handelsübliche Netzwerkgeräte anschließen zu können.
Die jeweiligen Filter 110 der jeweiligen Einspeisevorrichtung 106 verhindern ein Übertragen der Datensignale zwischen den einzelnen Stromschienensystemen 100A und 100B. Gemäß Ausführungsbeispielen wird das Datensignal mit der Übertragungsrate von 10 Megabit oder mehr mittels den Stromleitungen L, N übertragen. Beispielsweise wird das Datensignal auf den Wechselstrom aufmoduliert.
Das Stromschienensystem 100 beziehungsweise die Stromschienenanordnung 200 ermöglicht eine schnelle Datenverbindung über die zwei Leitungen 104, 105 der Leitungen der Stromschiene 102.
Es ist möglich, dass die Leitungen 104, 105 nur zur Übertragung des Datensignals mit der Übertragungsrate von 10 Megabit oder mehr verwendet werden. Es ist auch möglich, dass die zwei Leitungen 104, 105 zwei Leitungen der Stromleitungen L, N, PE zur Energieversorgung der Funktionseinsätze 112 sind. Das Datensignal wird somit auf zwei Stromleitungen der Stromleitungen L, N, PE aufmoduliert und mittels der beiden Stromleitungen übertragen. Die Stromleitungen L, N, PE dienen somit sowohl zur Energieübertragung als auch zur Datenübertragung. Hierbei ist es möglich, eine Wechselspannung oder Gleichspannung zu verwenden. Abhängig von der Einspeisevorrichtung 106 ist es möglich, zwischen einem Funktionseinsatz 112 und 128 Funktionseinsätzen 112 gleichzeitig an die beiden Leitungen 104, 105 polungsfrei anzuschließen.
Sämtliche der angeschlossenen Funktionseinrichtungen 112 haben somit einen Zugang zu der Datenverbindung und zum Datennetzwerk 108. Der jeweilige Anschluss des Funktionseinsatzes 112 kann an beliebiger Stelle der Stromschiene 112 erfolgen. Zur Installation des Funktionseinsatzes 112 an die schnelle Datenverbindung mit dem Datennetzwerk 108 ist kein Auftrennen oder Abisolieren von Datenleitungen nötig. Es sind keine fest vorgegebenen Installationsorte wie beispielsweise Buchsen vorgegeben.
Die Stromschiene 102 ist zur Datenübertragung mit der Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde mittels genau den beiden Leitungen 104, 105 verwendbar. Somit ermöglicht das Stromschienensystem 100 eine Installation der Funktionselemente 112, die die schnelle Datenverbindung benötigen, zusätzlich zu dem Leuchteneinsatz 117.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

100: Stromschienensystem
101: Haupterstreckungsrichtung
102: Stromschiene
103: Übertrager
104, 105: Leitungen
106: Einspeisevorrichtung
107: Dateneingang
108: Datennetzwerk
109: Datenausgang
110: Filter
111: Stromversorgungsnetz
112: Funktionseinsatz
113: Audiosystem
114: Kamerasystem
115: Netzwerkanschluss
116: Steuerleitungen
117: Leuchteneinsatz
200: Stromschienenanordnung
L, N, PE: Stromleitungen

Claims

Stromschienensystem zur Datenübertragung, aufweisend: - eine entlang einer Haupterstreckungsrichtung (101) länglich ausgedehnte Stromschiene (102), - zwei entlang der Haupterstreckungsrichtung (101) verlaufende Leitungen (104, 105), die von der Stromschiene (102) gehalten werden und die zum Übertragen von Datensignalen geeignet sind, - eine Einspeisevorrichtung (106), aufweisend einen Dateneingang (107), der mit einem Datennetzwerk (108) signaltechnisch koppelbar ist, und einen Datenausgang (109), der mit den zwei Leitungen (104, 105) koppelbar ist, wobei die Einspeisevorrichtung (106) ausgebildet ist, ein Datensignal mit einer Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde in die zwei Leitungen (104, 105) einzuspeisen, um das Datensignal mit der Übertragungsrate mittels den zwei Leitungen (104, 105) entlang der Stromschiene (102) zu übertragen.
Stromschienensystem nach Anspruch 1, aufweisend: - einen Filter (110), der ausgebildet ist, die Ausbreitung des Datensignals einzuschränken.
Stromschienensystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Filter (110) Teil der Einspeisevorrichtung (106) ist.
Stromschienensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend eine Mehrzahl von Leitungen (104, 105, 116, L, N, PE), die von der Stromschiene (102) gehalten werden, und von denen zumindest ein Teil als Stromleitungen (N, L, PE) ausgebildet sind, um einen elektrischen Strom zu übertragen.
Stromschienensystem nach Anspruch 3 und Anspruch 4, bei dem der Filter (110) zwischen den Stromleitungen (N, L, PE) und einem Stromversorgungsnetz (111) angeordnet ist, um das von dem Stromschienensystem (100) in Richtung des Stromversorgungsnetzes (111) ausgehende Datensignal zu filtern.
Stromschienensystem nach Anspruch 4 oder 5, bei dem ein Teil (116) der Mehrzahl von Leitungen (104, 105, 116, L, N, PE) ausgebildet ist, Steuersignale zu übertragen.
Stromschienensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die zwei Leitungen (104, 105) und die Einspeisevorrichtung (106) zusätzlich eingerichtet sind, elektrischen Strom mittels der zwei Leitungen (104, 105) zu leiten.
Stromschienensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die zwei Leitungen (104, 105) und die Einspeisevorrichtung (106) zusätzlich eingerichtet sind, ein Steuersignal mittels der zwei Leitungen (104, 105) zu leiten.
Stromschienensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend einen Funktionseinsatz (112), der mit der Stromschiene (102) frei positionierbar koppelbar ist zum Halten des Funktionseinsatzes (112) und der mit den zwei Leitungen (104, 105) signaltechnisch verbindbar ist zum Übertragen des Datensignals zwischen der Einspeisevorrichtung (106) und dem Funktionseinsatz (112).
Stromschienensystem nach Anspruch 9, aufweisend eine Mehrzahl von Funktionseinsätzen (112), wobei Funktionseinsätze (112) jeweils mit den zwei Leitungen (104, 105) signaltechnisch verbindbar sind zum Übertragen des Datensignals zwischen der Einspeisevorrichtung (106) und den Funktionseinsätzen (112).
Stromschienensystem nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der Funktionseinsatz (112) mindestens eines aufweist aus: - einem Audiosystem (113), - einem Kamerasystem (114), und - einem Netzwerkanschluss (115).
Stromschienensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Dateneingang (107) eine Ethernetschnittstelle aufweist.
Stromschienensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend einen Leuchteneinsatz (117), der mit der Stromschiene (102) koppelbar ist zum Halten des Leuchteneinsatzes (117) und der mittels der Stromschiene (102) mit elektrischen Strom versorgbar ist.
Stromschienenanordnung, aufweisend eine Mehrzahl von Stromschienensystemen (100) jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die mittels der jeweiligen Einspeisevorrichtung (106) mit einem gemeinsamen Stromversorgungnetz (111) verbindbar sind.
Stromschienenanordnung nach Anspruch 14, bei dem die Stromschienensysteme (100) jeweils einen Filter (110) nach Anspruch 2 oder 3 aufweisen, wobei die Stromschienensysteme (100) mittels dem jeweiligen Filter (110) signaltechnisch von dem Stromversorgungsnetz (111) entkoppelt ist, um ein Übertragen des Datensignals zwischen den Stromschienensystemen (100) über das Stromversorgungsnetz (111) zu vermeiden.
Verwendung einer Stromschiene (102) mit zwei Leitungen (104, 105) zur Datenübertragung mit einer Übertragungsrate von mindestens 10 Megabit pro Sekunde mittels den zwei Leitungen (104, 105).