DE102019127147A1

DE102019127147A1 - Power supply components and pantograph components for consumers and a system for supplying power to consumers, with these components

Info

Publication number: DE102019127147A1
Application number: DE102019127147.9A
Authority: DE
Inventors: Adnan Sejfic; Julijan Bodrozic-Dzakic; Günther Spitzl
Original assignee: Atko GmbH
Current assignee: Atko GmbH
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-04-15
Also published as: EP4042516A1; WO2021069482A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungskomponente (4) zur Stromversorgung von einem oder mehreren Verbrauchern (8), die mit einer oder mehreren verschiedenen Stromquellen verbindbar ist, aufweisend: zumindest ein erstes elektrisch leitendes Element (10), und zumindest ein zweites elektrisch leitendes Element (12), welches zumindest eine Leiterbahn (14) und ein elektrisch isolierendes Trägermaterial (20) aufweist, wobei die Leiterbahn (14) in dem elektrisch isolierenden Trägermaterial (20) aufgenommen ist, und mit mehreren Magneten (22) über je ein elektrisch leitendes Verbindungselement (46) verbunden ist, welches die Magnete (22) zwischen einer ersten Nicht-Kontakt-Position und einer zweiten Kontakt-Position bewegt, wobei in einer Oberseite (28) des Trägermaterials (20) elektrisch leitende Kontaktoberflächen (30) vorgesehen sind, die oberhalb der Magnete (22) angeordnet sind und zueinander benachbarte Kontaktoberflächen (30) durch das Trägermaterial (20) voneinander getrennt sind, wobei die Magnete (22) in der ersten Nicht-Kontakt-Position beabstandet zu der jeweiligen Kontaktoberfläche (30) angeordnet sind und in der zweiten Kontakt-Position mit der jeweiligen Kontaktoberfläche (30) elektrisch leitend in Kontakt sind.The invention relates to a power supply component (4) for supplying power to one or more loads (8), which can be connected to one or more different power sources, comprising: at least one first electrically conductive element (10), and at least one second electrically conductive element (12 ), which has at least one conductor track (14) and an electrically insulating carrier material (20), the conductor track (14) being received in the electrically insulating carrier material (20), and with several magnets (22) each via an electrically conductive connecting element ( 46), which moves the magnets (22) between a first non-contact position and a second contact position, with electrically conductive contact surfaces (30) being provided in an upper side (28) of the carrier material (20), which are above of the magnets (22) are arranged and mutually adjacent contact surfaces (30) are separated from one another by the carrier material (20) wherein the magnets (22) in the first non-contact position are arranged at a distance from the respective contact surface (30) and in the second contact position are in electrically conductive contact with the respective contact surface (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungskomponente zur Stromversorgung von einem oder mehreren Verbrauchern, die mit einer oder mehreren verschiedenen Stromquellen, bspw. eine Wechselstromquelle, eine Gleichstromquelle, eine Mischstromquelle etc., verbindbar ist, eine Stromabnehmerkomponente zur Versorgung von einem Verbraucher, die mit der Stromversorgungskomponente koppelbar ist und ein System zur Stromversorgung von einem oder mehreren Verbrauchern, mit einer erfindungsgemäßen Stromversorgungskomponente und zumindest einer erfindungsgemäßen Stromabneh merkom ponente.The invention relates to a power supply component for supplying power to one or more consumers, which can be connected to one or more different power sources, e.g. an alternating current source, a direct current source, a mixed current source, etc., a current collector component for supplying a consumer, which can be coupled to the power supply component is and a system for supplying power to one or more consumers, with a power supply component according to the invention and at least one Stromabneh merkom component according to the invention.

Ein Großteil aller elektrischer Verbraucher, bspw. Beleuchtung, Fernseher, Staubsauger oder Bohrmaschine, im Haushalt sind Niederspannungsgeräte, d.h., sie kommen mit einer Spannung zwischen etwa 5V bis etwa 12V aus. Damit Niederspannungsgeräte genutzt werden können, muss die Spannung erst von der gebräuchlichen Standardspannung, üblicherweise etwa 220V, auf die entsprechende Niederspannung herabgesetzt werden. Hierfür werden in der Regel Netzteile eingesetzt, wobei diese in den allermeisten Fällen individuell an den Niederspannungsverbraucher angepasst sind.The majority of all electrical consumers, e.g. lighting, television sets, vacuum cleaners or drills, in the household are low-voltage devices, i.e. they get by with a voltage between about 5V to about 12V. In order for low-voltage devices to be used, the voltage must first be reduced from the usual standard voltage, usually around 220V, to the corresponding low voltage. As a rule, power supply units are used for this, although in the vast majority of cases these are individually adapted to the low-voltage consumer.

Aufgrund der zunehmenden Anzahl an Niederspannungsgeräten ergibt sich die Problematik, dass die Anzahl der anzuschließenden Niederspannungsgeräte die Anzahl der begrenzt verfügbaren Stromquellen, insbesondere Steckdosen, übersteigt. Abhilfen, wie bspw. Mehrfachstecker und/oder Verlängerungskabel sind nur unbefriedigend und verlagern das Problem an eine andere Stelle, lösen dies aber nicht. Im ungünstigsten Fall stellen diese sogar ein Gefahrenpotential dar.Due to the increasing number of low-voltage devices, the problem arises that the number of low-voltage devices to be connected exceeds the number of limited available power sources, in particular sockets. Remedies such as multiple plugs and / or extension cables are only unsatisfactory and relocate the problem to another location, but do not solve it. In the worst case, these even represent a potential hazard.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein System bereitzustellen, welches es ermöglicht, die Niederspannung von einer Stromversorgungskomponente direkt und vorzugsweise für mehrere Verbraucher, die verschiedene Spannungen aufweisen können, gleichzeitig bereitstellen zu können.The object of the invention is thus to provide a system which makes it possible to provide the low voltage from a power supply component directly and preferably simultaneously for a plurality of loads that can have different voltages.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The object of the invention is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments result from the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Stromversorgungskomponente zur Stromversorgung von einem oder mehreren Verbrauchern, die mit einer oder mehreren verschiedenen Stromquellen, bspw. eine Wechselstromquelle, eine Gleichstromquelle, eine Mischstromquelle, eine Signalspannungsstromquelle etc., verbindbar ist, weist gemäß einem Aspekt der Erfindung zumindest ein erstes elektrisch leitendes Element, welches im Betriebszustand das Massepotential besitzt, und zumindest ein zweites elektrisch leitendes Element auf, welches zumindest eine Leiterbahn und ein elektrisch isolierendes Trägermaterial aufweist. Die Leiterbahn ist in dem elektrisch isolierenden Trägermaterial aufgenommen, und mit mehreren Magneten über je ein elektrisch leitendes Verbindungselement verbunden, welches die Magnete zwischen einer ersten Nicht-Kontakt-Position und einer zweiten Kontakt-Position bewegt. Die Magnete sind dabei entlang der Leiterbahn angeordnet und weisen jeweils die gleiche Magnetpolausrichtung auf. In einer Oberfläche des Trägermaterials sind hierbei elektrisch leitende Kontaktoberflächen vorgesehen, die oberhalb der Magnete angeordnet sind und zueinander benachbarte Kontaktoberflächen sind durch das Trägermaterial voneinander getrennt, wobei die Magnete in der ersten Nicht-Kontakt-Position beabstandet zu der jeweiligen Kontaktoberfläche angeordnet sind und in der zweiten Kontakt-Position mit der jeweiligen Kontaktoberfläche elektrisch leitend in Kontakt sind. Dabei liegen die Oberseiten des ersten elektrisch leitenden Elements und des zweiten elektrisch leitenden Elements in einer Ebene, wobei ein, insbesondere streifenförmiger, Bereich des elektrisch isolierenden Trägermaterials zwischen dem ersten elektrisch leitenden Element und den Kontaktoberflächen des zweiten elektrisch leitenden Elements angeordnet ist, und diese somit voneinander elektrisch isoliert.A power supply component according to the invention for supplying power to one or more consumers, which can be connected to one or more different power sources, for example an alternating current source, a direct current source, a mixed current source, a signal voltage current source, etc., has, according to one aspect of the invention, at least one first electrically conductive element , which has the ground potential in the operating state, and at least one second electrically conductive element which has at least one conductor track and an electrically insulating carrier material. The conductor track is received in the electrically insulating carrier material and is connected to a plurality of magnets via an electrically conductive connecting element each, which moves the magnets between a first non-contact position and a second contact position. The magnets are arranged along the conductor track and each have the same magnetic pole alignment. In one surface of the carrier material, electrically conductive contact surfaces are provided, which are arranged above the magnets and mutually adjacent contact surfaces are separated from one another by the carrier material, the magnets being arranged in the first non-contact position at a distance from the respective contact surface and in the second contact position are in electrically conductive contact with the respective contact surface. The upper sides of the first electrically conductive element and the second electrically conductive element lie in one plane, with an, in particular strip-shaped, region of the electrically insulating carrier material being arranged between the first electrically conductive element and the contact surfaces of the second electrically conductive element, and thus this electrically isolated from each other.

Eine solche Stromversorgungskomponente ermöglicht den gleichzeitigen Anschluss mehrerer Verbraucher, insbesondere mit unterschiedlichen Spannungen. Die vorbestimmte Magnetpolausrichtung verhindert einen Kurzschluss aufgrund falscher Polzuordnung. Ferner ermöglichen die Magnete eine geschlossene, insbesondere plane, Oberfläche der Stromversorgungskomponente, die somit besonders leicht zu reinigen ist.Such a power supply component enables several loads to be connected at the same time, in particular with different voltages. The predetermined magnetic pole alignment prevents a short circuit due to incorrect pole assignment. Furthermore, the magnets enable a closed, in particular planar, surface of the power supply component, which is therefore particularly easy to clean.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass zwischen jedem Verbindungselement, der zugehörigen Leiterbahn und einem Element mit Massepotential eine Überstromschutzvorrichtung vorgesehen ist. Dadurch wird erreicht, dass Schäden durch Kurzschlüsse von einzelnen Verbrauchern auf die einzelne Verbindungsstelle begrenzt ist, mit der der Verbraucher elektrisch leitend verbunden ist, und schützt somit die restliche Stromversorgungskomponente, und ggf. weitere an die Stromversorgungskomponente angeschlossene Verbraucher, vor Schäden durch solche Kurzschlüsse.An advantageous embodiment provides that an overcurrent protection device is provided between each connection element, the associated conductor track and an element with ground potential. This ensures that damage caused by short circuits from individual consumers is limited to the individual connection point to which the consumer is connected in an electrically conductive manner, and thus protects the rest of the power supply component, and possibly other consumers connected to the power supply component, from damage caused by such short circuits.

Das Element mit Massepotential kann in einer Ausführungsform das erste elektrisch leitende Element sein oder in einer anderen Ausführungsform ein davon separates Element mit Massepotential sein. Die Umsetzung des Elements mit Massepotential ist hauptsächlich davon abhängig, welche der Lösungen konstruktiver günstiger bzw. vorteilhafter ist.In one embodiment, the element with ground potential can be the first electrically conductive element or, in another embodiment, an element with ground potential that is separate therefrom. The implementation of the element with ground potential is mainly depends on which of the solutions is structurally more favorable or advantageous.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Stromversorgungskomponente sieht vor, dass das zweite elektrisch leitende Element zwei, drei oder mehr Leiterbahnen aufweist, welche im Betriebszustand voneinander verschiedene Spannungen führen und in dem elektrisch isolierenden Trägermaterial derart aufgenommen sind, dass die Leiterbahnen nebeneinander und zueinander beabstandet angeordnet sind. Die unterschiedlichen Spannungen der Leiterbahnen können auch zu Spannungen kombiniert werden, welche keine der Leiterbahnen aufweist. Je mehr voneinander verschiedene Spannungen in Form von Leiterbahnen vorgesehen sind, desto mehr unterschiedliche Spannungen können somit von einer einzigen Stromversorgungskomponente bereitgestellt werden.An advantageous embodiment of the power supply component provides that the second electrically conductive element has two, three or more conductor tracks, which carry voltages different from one another in the operating state and are received in the electrically insulating carrier material in such a way that the conductor tracks are arranged next to one another and at a distance from one another. The different voltages of the conductor tracks can also be combined to form voltages which none of the conductor tracks has. The more voltages that are different from one another are provided in the form of conductor tracks, the more different voltages can thus be provided by a single power supply component.

Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das erste elektrisch leitende Element einen Permanentmagneten aufweist, der eine zweite Magnetpolausrichtung besitzt, die der ersten Magnetpolausrichtung entgegengesetzt ist. Durch die unterschiedlichen Polaritäten ist eine eindeutige Zuordnung der Magnete möglich.Furthermore, it has been shown to be advantageous if the first electrically conductive element has a permanent magnet which has a second magnetic pole orientation which is opposite to the first magnetic pole orientation. The different polarities enable the magnets to be clearly assigned.

Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, wenn der Permanentmagnet unterhalb einer Oberflächenschicht des ersten elektrisch leitenden Elements angeordnet ist oder in die Oberflächenschicht des ersten elektrisch leitenden Elements eingebettet ist oder die Oberflächenschicht als ein Permanentmagnet ausgebildet ist.It is particularly advantageous here if the permanent magnet is arranged below a surface layer of the first electrically conductive element or is embedded in the surface layer of the first electrically conductive element or the surface layer is designed as a permanent magnet.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Stromversorgungskomponente sehen vor, dass das Verbindungselement als ein Scharniergelenk, als eine Spiralfeder oder als eine Blattfeder ausgebildet ist.Advantageous embodiments of the power supply component provide that the connecting element is designed as a hinge joint, as a spiral spring or as a leaf spring.

Für das Scharniergelenk hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn es ein Stativ und einen Scharnierschenkel aufweist, wobei das Stativ elektrisch isolierend mit der Leiterbahn und der Scharnierschenkel mit der Leiterbahn und dem Magneten elektrisch leitend verbunden ist. Das Stativ dient lediglich als Stütze und ist mit weiteren anderen Elementen in der Umgebung in Kontakt, weshalb es elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist. Der Scharnierschenkel dient als Verbindungselement zwischen der Leiterbahn und dem Magneten, weshalb der Scharnierschenkel elektrisch leitende Eigenschaften aufweist.It has been shown to be advantageous for the hinge joint if it has a stand and a hinge leg, the stand being connected in an electrically insulating manner to the conductor track and the hinge leg to the conductor track and the magnet in an electrically conductive manner. The tripod only serves as a support and is in contact with other elements in the vicinity, which is why it has electrically insulating properties. The hinge leg serves as a connecting element between the conductor track and the magnet, which is why the hinge leg has electrically conductive properties.

Für die Stromversorgungskomponente mit der Spiralfeder ist es von Vorteil, wenn die Spiralfeder mittig auf der Leiterbahn angeordnet ist und mit einem Ende mit der Leiterbahn in elektrisch leitendem Kontakt ist und mit dem anderen Ende mit dem Magneten elektrisch leitend verbunden ist.For the power supply component with the spiral spring, it is advantageous if the spiral spring is arranged centrally on the conductor track and has one end in electrically conductive contact with the conductor track and is electrically conductively connected to the magnet at the other end.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Stromversorgungskomponente mit Blattfeder sieht vor, dass die Blattfeder mit einem Ende mit der Leiterbahn elektrisch leitend verbunden ist und mit dem anderen Ende mit dem Magneten elektrisch leitend verbunden ist.An advantageous embodiment of the power supply component with a leaf spring provides that the leaf spring is electrically conductively connected at one end to the conductor track and is electrically conductively connected to the magnet at the other end.

Ferner hat sich für die Stromversorgungskomponente als vorteilhaft herausgestellt, wenn sich das Verbindungselement in einem kraftfreien Zustand in der ersten Nicht-Kontakt-Position befindet. Dies ist insbesondere von Vorteil, weil die Kontaktflächen somit nur dann eine elektrische Spannung besitzen, wenn ein Verbraucher an die Kontaktfläche angebunden ist. Der kraftfreie Zustand beschreibt einen Zustand, in dem der der Magnet keiner magnetischen Anziehung unterliegt.Furthermore, it has been found to be advantageous for the power supply component if the connecting element is in a force-free state in the first non-contact position. This is particularly advantageous because the contact surfaces thus only have an electrical voltage when a consumer is connected to the contact surface. The force-free state describes a state in which the magnet is not subject to any magnetic attraction.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das erste elektrisch leitende Element zumindest streifenartig ausgebildet ist und/oder sich parallel und benachbart zu der Leiterbahn erstreckt.An advantageous embodiment provides that the first electrically conductive element is at least strip-like and / or extends parallel and adjacent to the conductor track.

Insbesondere hat es sich für die Stromversorgungskomponente als vorteilhaft herausgestellt, wenn mehrere erste und zweite elektrisch leitende Elemente nebeneinander und alternierend angeordnet sind. Eine solche Anordnung ermöglicht eine Ausbildung der Stromversorgungskomponente über eine größere Fläche, welche durch die Möglichkeit, beliebig viele erste und zweite elektrisch leitende Elemente aneinanderzureihen, individuell bestimmbar ist.In particular, it has proven to be advantageous for the power supply component if a plurality of first and second electrically conductive elements are arranged next to one another and alternately. Such an arrangement enables the power supply component to be designed over a larger area, which can be individually determined by the possibility of stringing any number of first and second electrically conductive elements next to one another.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Stromversorgungskomponente sieht vor, dass ein Abstand zwischen dem ersten elektrisch leitenden Element und den Kontaktoberflächen für alle Kontaktflächen entlang dieser Leiterbahn konstant ist. Damit ist mithilfe des Abstands eine eindeutige Zuordnung der Leiterbahn bzw. der Spannung, die die Leiterbahn im Betriebszustand besitzt, ermöglicht.An advantageous embodiment of the power supply component provides that a distance between the first electrically conductive element and the contact surfaces is constant for all contact surfaces along this conductor track. With the aid of the distance, a clear assignment of the conductor track or the voltage that the conductor track possesses in the operating state is thus made possible.

Insbesondere für die Reinigung der Stromversorgungskomponente hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das erste elektrisch leitende Element und das zweite elektrisch leitende Element auf der Seite der Oberfläche des Trägermaterials eine ebene/plane Kontaktierungsoberfläche ausbilden.In particular for cleaning the power supply component, it has been shown to be advantageous if the first electrically conductive element and the second electrically conductive element form a flat / planar contacting surface on the side of the surface of the carrier material.

Eine erfindungsgemäße Stromabnehmerkomponente zur Versorgung von einem Verbraucher gemäß einem Aspekt der Erfindung weist einen elektrisch leitenden Massekontaktmagneten, welcher zum Kontaktieren eines ersten elektrisch leitenden Elements einer erfindungsgemäßen Stromversorgungskomponente, zumindest einen elektrisch leitenden Schaltauslösemagneten, welcher zum Kontaktieren einer Kontaktoberfläche des zweiten elektrisch leitenden Elements der Stromversorgungskomponente ausgebildet ist, und ein Trägerelement, welches aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist, auf. Der Massekontaktmagnet und der zumindest eine Schaltauslösemagnet sind derart in dem Trägerelement aufgenommen, dass sie voneinander getrennt sind und ihre Unterseiten in einer gemeinsamen Stromversorgungskomponenten-Kontaktebene liegen, wobei der Massekontaktmagnet eine solche Polarisierung aufweist, dass er von einem ersten elektrisch leitenden Element der Stromversorgungskomponente anziehbar ist und der zumindest eine Schaltauslösemagnet eine dazu entgegengesetzte Polarisierung aufweist, sodass er von einem Magneten eines zweiten elektrisch leitenden Elements der Stromversorgungskomponente anziehbar ist.A current collector component according to the invention for supplying a consumer according to one aspect of the invention has an electrically conductive ground contact magnet, which for contacting a first electrically conductive element of a power supply component according to the invention, at least one electrically conductive switch trigger magnet, which for Contacting a contact surface of the second electrically conductive element of the power supply component is formed, and a carrier element which is formed from an electrically insulating material on. The ground contact magnet and the at least one switch trigger magnet are accommodated in the carrier element in such a way that they are separated from each other and their undersides lie in a common power supply component contact plane, the ground contact magnet having such a polarization that it can be attracted by a first electrically conductive element of the power supply component and the at least one switch trigger magnet has opposite polarization, so that it can be attracted by a magnet of a second electrically conductive element of the power supply component.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromabnehmerkomponente gemäß diesem Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Stromabnehmerkomponente zwei oder mehr Schaltauslösemagneten aufweist, die voneinander getrennt in dem Trägermaterial aufgenommen sind. Die Schaltauslösemagneten sind untereinander elektrisch leitend miteinander gekoppelt und können so einen an einen dieser Schaltauslösemagneten angeschlossenen Verbraucher mit einer kombinierten Spannung versorgen.An advantageous embodiment of the current collector component according to the invention according to this aspect of the invention provides that the current collector component has two or more switching trigger magnets, which are received separately from one another in the carrier material. The switch release magnets are electrically conductively coupled to one another and can thus supply a consumer connected to one of these switch release magnets with a combined voltage.

Für die Stromabnehmerkomponente als vorteilhaft herausgestellt hat sich, wenn der Massekontaktmagnet für einen anschließbaren Verbraucher als Minuspol ausgebildet ist und der/die Schaltauslösemagnet/e für einen anschließbaren Verbraucher als Pluspol ausgebildet ist. Jedoch ist auch eine umgekehrte Polung, denkbar, d.h., der Massekontaktmagnet ist als Pluspol ausgebildet und der/die Schaltmagnet/e sind als Minuspol ausgebildet. Diese Polung ist im Wesentlichen von der Polausrichtung der Stromversorgungskomponente abhängig.It has been found to be advantageous for the current collector component if the ground contact magnet for a connectable consumer is designed as a negative pole and the switch triggering magnet (s) for a connectable consumer is designed as a positive pole. However, reverse polarity is also conceivable, i.e. the earth contact magnet is designed as a positive pole and the switching magnet (s) are designed as a negative pole. This polarity is essentially dependent on the polarity of the power supply component.

Ein erfindungsgemäßes System zur Stromversorgung von einem oder mehreren Verbrauchern gemäß einem Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das System eine erfindungsgemäße Stromversorgungskomponente und zumindest eine erfindungsgemäße Stromabnehmerkomponente aufweist.A system according to the invention for supplying power to one or more consumers according to one aspect of the invention provides that the system has a power supply component according to the invention and at least one current collector component according to the invention.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Systems sieht vor, dass der Abstand zwischen dem Massenkontaktmagneten und dem Schaltauslösemagneten der Stromabnehmerkomponente dem Abstand zwischen dem ersten elektrisch leitenden Element und der gewählten Spannung zugehörigen Kontaktoberfläche des zweiten elektrisch leitenden Elements entspricht. Dadurch ist eine eindeutige Zuordnung der Kontakte der Stromabnehmerkomponente zu den Kontakten der Stromversorgungskomponente möglich.An advantageous embodiment of the system provides that the distance between the ground contact magnet and the switching trigger magnet of the current collector component corresponds to the distance between the first electrically conductive element and the contact surface of the second electrically conductive element associated with the selected voltage. This enables the contacts of the pantograph component to be clearly assigned to the contacts of the power supply component.

Darüber hinaus ist es auch denkbar, die aufeinander abgestimmten Komponenten der Stromversorgungskomponente einerseits und der Stromabnehmerkomponente andererseits geometrisch derart auszubilden, dass sie einen Formschluss ausbilden, d.h. aufeinander abgestimmte Geometrien aufweisen, so dass zusätzlich zur magnetischen Ausrichtung, auch durch eine entsprechende Formgebung eine falsche Zuordnung verhindert werden kann.In addition, it is also conceivable to geometrically design the coordinated components of the power supply component on the one hand and the pantograph component on the other hand in such a way that they form a form fit, i.e. have mutually coordinated geometries, so that in addition to the magnetic alignment, an incorrect assignment is prevented by a corresponding shape can be.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 (a) eine Draufsicht auf eine erste beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
1 (b) die Draufsicht auf die erste beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aus 1 (a) mit zusätzlicher Überstromschutzschaltung;
2 eine Ansicht des Schnitts entlang der Linie II-II in 1(a);
3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Mechanismus in der Kontakt-Position;
4 eine schematische Darstellung des Mechanismus aus 3 in einer ersten Nicht-Kontakt-Position;
5 eine schematische Darstellung des Mechanismus in einer weiteren Ausführungsform in der ersten Kontakt-Position;
6 eine schematische Darstellung des Mechanismus aus 5 in der zweiten Nicht-Kontakt-Position;
7 eine Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels des Systems;
8 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine fehlerhafte Anordnung der Stromabnehmerkomponente relativ zur Stromversorgungskomponente;
9 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine fehlerhafte Anordnung der Stromabnehmerkomponente relativ zur Stromversorgungskomponente;
10(a) eine schematische Darstellung einer möglichen konstruktiven Ausführung einer Überstromschutzvorrichtung;
10(b) die Überstromschutzvorrichtung aus 10(a), wobei die Überstromschutzvorrichtung als elektrischer Schaltkreis dargestellt ist; und
11 eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung der verschiedenen Spannungen gemäß einer zweiten Ausführungsform.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1 (a) a plan view of a first exemplary embodiment of a system according to the invention;
1 (b) the top view of the first exemplary embodiment of the system according to the invention 1 (a) with additional overcurrent protection circuit;
2 a view of the section along the line II-II in 1 (a) ;
3 a schematic representation of a first embodiment of a mechanism in the contact position;
4th a schematic representation of the mechanism 3 in a first non-contact position;
5 a schematic representation of the mechanism in a further embodiment in the first contact position;
6th a schematic representation of the mechanism 5 in the second non-contact position;
7th a view of the first embodiment of the system;
8th a first embodiment for an incorrect arrangement of the pantograph component relative to the power supply component;
9 a second embodiment for an incorrect arrangement of the pantograph component relative to the power supply component;
10 (a) a schematic representation of a possible structural design of an overcurrent protection device;
10 (b) the overcurrent protection device off 10 (a) , where the Overcurrent protection device is shown as an electrical circuit; and
11 a schematic representation of a possible arrangement of the various voltages according to a second embodiment.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only of a schematic nature and are only used for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference symbols.

Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.Features of the individual exemplary embodiments can also be implemented in other exemplary embodiments. So they are interchangeable with each other.

1 (a) und 1 (b) zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems 2, mit einer Stromversorgungskomponente 4 und einer schematisch dargestellten Stromabnehmerkomponente 6 mit einem angeschlossenen Verbraucher 8. 1 (a) and 1 (b) show a first embodiment of a system 2 , with a power supply component 4th and a schematically shown pantograph component 6th with a connected consumer 8th .

Die Stromversorgungskomponente 4 in dem ersten Ausführungsbeispiel weist ein erstes elektrisch leitendes Element 10 und zumindest ein zweites elektrisch leitendes Element 12 auf. Das erste elektrisch leitende Element 10 besitzt im Betriebszustand üblicherweise das Massepotential, welches in der Regel 0V beträgt.The power supply component 4th in the first embodiment has a first electrically conductive element 10 and at least one second electrically conductive element 12th on. The first electrically conductive element 10 usually has the ground potential in the operating state, which is usually 0V.

Das zweite elektrisch leitende Element 12 weist zumindest eine Leiterbahn 14 auf, die im Betriebszustand eine vordefinierte Spannung führt, die im Niederspannungsbereich liegt. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Leiterbahnen 14 vorgesehen, die im Betriebszustand unterschiedliche Spannungen führen, hier bspw. eine erste Leiterbahn 16 mit 5V und eine zweite Leiterbahn 18 mit 12V. Die Leiterbahnen 14 sind in einem elektrisch isolierenden Trägermaterial 20 aufgenommen und mit mehreren Magneten 22, in 1 (a) und (b) gestrichelt dargestellt, verbunden, wobei die Magnete 22 entlang der Leiterbahnen 14 angeordnet sind, vorzugsweise wie hier dargestellt, in konstanten Abständen.The second electrically conductive element 12th has at least one conductor track 14th on, which carries a predefined voltage in the operating state, which is in the low-voltage range. In the embodiment shown here, there are two conductor tracks 14th provided that carry different voltages in the operating state, here for example a first conductor track 16 with 5V and a second conductor track 18th with 12V. The conductor tracks 14th are in an electrically insulating carrier material 20th recorded and with several magnets 22nd , in 1 (a) and (b) shown in phantom, connected, the magnets 22nd along the conductor tracks 14th are arranged, preferably as shown here, at constant intervals.

Es sind auch Ausführungen denkbar, in denen das erste Element 10, also der Massekontakt als Pluspol dient und im Betriebszustand das Massepotential oder Bezugspotential 0V aufweist. Dann dient das zweite Element 12 entsprechend als Minuspol und die Spannungen der Leiterbahnen 16, 18 sind negativ, also bspw. - 5V und -12V.Designs are also conceivable in which the first element 10 , so the ground contact serves as a positive pole and has the ground potential or reference potential 0V in the operating state. Then the second element serves 12th accordingly as the negative pole and the voltages of the conductor tracks 16 , 18th are negative, e.g. -5V and -12V.

In einer Oberseite 28 (siehe auch 2) des elektrisch isolierenden Trägermaterials 20 sind Kontaktoberflächen 30 vorgesehen, die aus einem elektrisch leitenden, nicht-magnetischen Material ausgebildet sind. Je eine Kontaktoberfläche 30 ist oberhalb eines Magneten 22 angeordnet, wobei zueinander benachbarte Kontaktoberflächen 30 beabstandet zueinander und durch das Trägermaterial 20 voneinander getrennt sind. Das erste Element 10 und das zweite elektrisch leitende Element 12, welches nachfolgend als zweites Element 12 bezeichnet wird, sind so nebeneinander und alternierend angeordnet, dass die Oberseite 28 des elektrisch isolierenden Materials 20 des zweiten Elements 12 und eine Oberseite 32 des ersten Elements 10 in einer Ebene liegen. Dabei sind das erste Element 10 und das zweite Element 12 so angeordnet, dass das erste leitende Element 10 das elektrisch isolierende Trägermaterial 20 des zweiten Elements 12 berühren und so das erste Element 10 von den Kontaktoberflächen 30 elektrisch isoliert ist.In a top 28 (see also 2 ) of the electrically insulating carrier material 20th are contact surfaces 30th provided, which are formed from an electrically conductive, non-magnetic material. One contact surface each 30th is above a magnet 22nd arranged, with mutually adjacent contact surfaces 30th spaced from one another and through the carrier material 20th are separated from each other. The first element 10 and the second electrically conductive element 12th , which is subsequently used as the second element 12th are arranged side by side and alternating that the top 28 of the electrically insulating material 20th of the second element 12th and a top 32 of the first element 10 lie in one plane. Here are the first element 10 and the second element 12th arranged so that the first conductive element 10 the electrically insulating carrier material 20th of the second element 12th touch and so the first element 10 from the contact surfaces 30th is electrically isolated.

Alle Magnete 22 haben eine erste Magnetpolausrichtung. Ferner sind unterhalb des ersten Elements 10 Haftmagnete 34 angeordnet (als Strichpunktlinie dargestellt), welche eine zweite Magnetpolausrichtung (entgegen der ersten Magnetpolausrichtung der Magnete 22) aufweisen.All magnets 22nd have a first magnetic pole alignment. Further are below the first element 10 Holding magnets 34 arranged (shown as a dashed line), which has a second magnetic pole alignment (opposite to the first magnetic pole alignment of the magnets 22nd ) exhibit.

1(a) und 1(b) unterscheiden sich lediglich darin, dass in 1(b) ferner zusätzlich eine sogenannte Masseleitung 24 vorgesehen ist, welche zum einen mit dem ersten elektrisch leitenden Element 10, welches nachfolgend als erstes Element 10 bezeichnet wird, und zum anderen mit den Magneten 22, die mit den Leiterbahnen 14 verbunden ist. Diese Masseleitung dient als eine Überstromschutzvorrichtung 26, die nachfolgend mit Bezug auf 10 noch genauer beschrieben wird. 1 (a) and 1 (b) only differ in that in 1 (b) also a so-called ground line 24 is provided, which on the one hand with the first electrically conductive element 10 , which is the first element 10 and on the other hand with the magnets 22nd that with the conductor tracks 14th connected is. This ground line serves as an overcurrent protection device 26th referred to below with reference to 10 will be described in more detail.

Die Stromabnehmerkomponente 6 ist in 1(a) und 1(b) nur sehr schematisch dargestellt, und weist im Wesentlichen ein Trägerelement 36, einen elektrisch leitenden Massekontaktmagneten 38 und einen elektrisch leitenden Schaltauslösemagneten 40 auf, wobei die Magnete 38, 40 in dem Trägerelement 36 aufgenommen sind. Dabei sind die Magnete zueinander beabstandet und ihre Unterseiten 42, 44 liegen in einer gemeinsamen Ebene, welche im Betriebszustand mit der Stromversorgungskomponente 4 in Kontakt ist und deshalb als Stromversorgungskomponenten-Kontaktebene bezeichnet wird.The pantograph component 6th is in 1 (a) and 1 (b) shown only very schematically, and essentially has a carrier element 36 , an electrically conductive ground contact magnet 38 and an electrically conductive switch release magnet 40 on, with the magnets 38 , 40 in the carrier element 36 are included. The magnets are spaced from one another and their undersides 42 , 44 lie in a common plane, which is in the operating state with the power supply component 4th is in contact and is therefore referred to as the power component contact plane.

Die Massekontaktmagnete 38 weisen eine solche Magnetpolausrichtung auf, dass sie an ihrer Unterseite 42 von einem Haftmagneten 34 mit der zweiten Magnetpolausrichtung angezogen wird. Die Schaltauslösemagnete 40 weisen eine dazu entgegengesetzte Magnetpolausrichtung auf, und werden an ihrer Unterseite 44 von einem Magneten 22 angezogen.The earth contact magnets 38 have such a magnetic pole alignment that they are on their underside 42 from a holding magnet 34 is attracted with the second magnetic pole alignment. The switch release magnets 40 have an opposite magnetic pole orientation, and are on their underside 44 from a magnet 22nd dressed.

Durch eine solche entgegengesetzte Magnetpolausrichtung der Magnete 34 des ersten Elements 10 und der Magnete 22 des zweiten Elements 12, bzw. des Massekontaktmagneten 38 und des Schaltauslösemagneten 40 kann sichergestellt werden, dass der Stromkreis zu Versorgung des an die Stromabnehmerkomponente 6 angeschlossenen Verbrauchers 8 nur bei korrekter Anordnung der Stromabnehmerkomponente 6 auf der Stromversorgungskomponente 4 geschlossen wird.By such an opposing magnetic pole alignment of the magnets 34 of the first element 10 and the magnets 22nd of the second element 12th , or the earth contact magnet 38 and of the switch release magnet 40 it can be ensured that the circuit to supply the to the pantograph component 6th connected consumer 8th only with correct arrangement of the pantograph components 6th on the power supply component 4th is closed.

Die Magnete 22 sind über elektrisch leitende Verbindungselemente 46 mit den Leiterbahnen 14 verbunden, wobei das Verbindungselement 46 den jeweiligen Magneten 22 zwischen einer ersten Nicht-Kontakt-Position und einer zweiten Kontakt-Position bewegt. In der ersten Ausführungsform ist das Verbindungselement 46 in Form eines gefederten Kippschalters 48 ausgebildet und wird mit Bezugnahme auf die 2 bis 4 näher beschrieben. 2 zeigt dabei eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1(a), 3 zeigt ausschnittsweise schematisch das Verbindungselement 46 und den Magneten 22 in der Kontakt-Position wohingegen 4 schematisch die Nicht-Kontakt-Position abbildet.The magnets 22nd are via electrically conductive connecting elements 46 with the conductor tracks 14th connected, the connecting element 46 the respective magnet 22nd moved between a first non-contact position and a second contact position. In the first embodiment, the connecting element is 46 in the form of a spring-loaded toggle switch 48 and is made with reference to the 2 to 4th described in more detail. 2 shows a sectional view along the line II-II in FIG 1 (a) , 3 shows a schematic section of the connecting element 46 and the magnet 22nd in the contact position, however 4th schematically depicts the non-contact position.

Der gefederte Kippschalter 48 ist nach Art eines Scharniergelenks 50 umgesetzt, und weist ein Stativ 52, einen Scharnierschenkel 54 und eine Feder 56 auf. Das Stativ 52 ist mit der Leiterbahn 14 verbunden und aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Der Scharnierschenkel 54 ist an seinem einen Ende mit der Leiterbahn 14 und an seinem anderen Ende mit dem Magneten 22 elektrisch leitend verbunden. Die Feder 56 ist so angeordnet, dass sie den Scharnierschenkel 54 federnd lagert. Das Verbindungselement 46 befindet sich in einem kraftfreien Zustand in der Nicht-Kontakt-Position (siehe 4). Die Nicht-Kontakt-Position entspricht dabei bspw. der Position des Verbindungselements 46, wenn keine Stromabnehmerkomponente 6 auf der Oberseite der Stromversorgungskomponente 4 angeordnet ist.The spring loaded toggle switch 48 is like a hinge joint 50 implemented, and has a tripod 52 , a hinge leg 54 and a feather 56 on. The tripod 52 is with the conductor track 14th connected and formed from an electrically insulating material. The hinge leg 54 is at one end with the conductor track 14th and at its other end with the magnet 22nd electrically connected. The feather 56 is arranged so that it touches the hinge leg 54 resiliently mounted. The connecting element 46 is in a force-free state in the non-contact position (see 4th ). The non-contact position corresponds, for example, to the position of the connecting element 46 if no pantograph component 6th on top of the power supply component 4th is arranged.

2 zeigt links in der Figur eine Stromabnehmerkomponente 6, welche auf der Stromversorgungskomponente 4 angeordnet ist. Der Schaltauslösemagnet 40 ist dabei oberhalb einer der Kontaktoberflächen 30 angeordnet und der Massekontaktmagnet 38 ist oberhalb des ersten Elements 10 angeordnet. Unterhalb des ersten Elements 10 sind schematisch die Haftmagnete 34 dargestellt und unterhalb der Kontaktoberflächen 30 sind die Magnete 22 mit dem Verbindungelement 46 schematisch dargestellt. 2 shows a pantograph component on the left in the figure 6th which on the power supply component 4th is arranged. The switch trigger magnet 40 is above one of the contact surfaces 30th arranged and the ground contact magnet 38 is above the first element 10 arranged. Below the first element 10 are schematic of the holding magnets 34 shown and below the contact surfaces 30th are the magnets 22nd with the connecting element 46 shown schematically.

Der Magnet 22 unterhalb der Kontaktoberfläche 30, auf der der Schaltauslösemagnet 40 positioniert ist, wird durch die Magnetpolausrichtung des Schaltauslösemagneten 40, wenn diese, wie hier dargestellt, zu der des Magneten 22 kompatibel ist, von dem Schaltauslösemagneten 40 angezogen und befindet sich somit in der Kontakt-Position, die in 3 ausschnittsweise schematisch und vergrößert dargestellt ist. Durch die magnetische Anziehung zwischen dem Schaltauslösemagneten 40 und dem Magneten 22 wird der Magnet 22 in die Kontakt-Position gebracht, in der er an einer Unterseite 58 der Kontaktoberfläche 30 anliegt. Dadurch wird der Scharnierschenkel 56 in einer Richtung zur Kontaktoberfläche 30 hin ausgelenkt und die Feder 56 wird gedehnt, so dass eine Federkraft F entsteht, die in die entgegengesetzte Richtung wirkt. Wird die Stromabnehmerkomponente 6 wieder von der Stromversorgungskomponente 4 entfernt, wirkt keine Magnetkraft mehr auf den Magneten 22 und durch die Federkraft F wird den Scharnierschenkel 54 wieder in die Nicht-Kontakt-Position gebracht.The magnet 22nd below the contact surface 30th on which the switch release magnet 40 is positioned is determined by the magnetic pole alignment of the switch release magnet 40 if this, as shown here, corresponds to that of the magnet 22nd is compatible, of the switch trigger magnet 40 attracted and is thus in the contact position shown in 3 is shown partially schematically and enlarged. Due to the magnetic attraction between the switch release magnet 40 and the magnet 22nd becomes the magnet 22nd brought into the contact position in which it is on an underside 58 the contact surface 30th is applied. This becomes the hinge leg 56 in a direction towards the contact surface 30th deflected out and the spring 56 is stretched so that a spring force F. that acts in the opposite direction. Becomes the pantograph component 6th again from the power supply component 4th removed, there is no longer any magnetic force acting on the magnet 22nd and by the spring force F. becomes the hinge leg 54 returned to the non-contact position.

5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verbindungselements 46 in Form einer Spiralfeder 60, die mit ihrem einen Ende elektrisch leitend mit der Leiterbahn 14 und mit ihrem anderen Ende elektrisch leitend mit dem Magneten 22 verbunden ist. 5 zeigt den Magneten 22 in der Kontakt-Position, wobei die Feder 60 gedehnt ist und die Federkraft F entgegen der Magnetkraft wirkt, welche zwischen den Magneten 22 und 40 wirkt. 6 zeigt die Nicht-Kontakt-Position des Magneten 22, in der er unterhalb der Kontaktoberfläche 30 und beabstandet zu dieser angeordnet ist und die Feder 56 sich im entspannten Zustand befindet. 5 and 6th show a further embodiment of the connecting element 46 in the form of a spiral spring 60 one end of which is electrically conductive with the conductor track 14th and at its other end it is electrically conductive to the magnet 22nd connected is. 5 shows the magnet 22nd in the contact position, with the spring 60 is stretched and the spring force F. counteracts the magnetic force that acts between the magnets 22nd and 40 works. 6th shows the non-contact position of the magnet 22nd in which he is below the contact surface 30th and is arranged at a distance from this and the spring 56 is in a relaxed state.

7 zeigt eine Ansicht, ähnlich die der 2, welche sich lediglich in der Ausführungsform der Stromabnehmerkomponente 6 unterscheidet. Die in 2 gezeigte Ausführungsform der Stromabnehmerkomponente 6 ist dazu ausgelegt, die Leiterbahn 16 (5V) zu kontaktieren, und die in 7 gezeigte Ausführungsform der Stromabnehmerkomponente 6 ist dazu ausgelegt, die Leiterbahn 18 (12V) zu kontaktieren. 7th FIG. 13 shows a view similar to that of FIG 2 , which can only be found in the embodiment of the pantograph component 6th differs. In the 2 Shown embodiment of the pantograph component 6th is designed to be the conductor track 16 (5V) and the in 7th Shown embodiment of the pantograph component 6th is designed to be the conductor track 18th (12V) to contact.

Da die Leiterbahnen 16, 18 des zweiten Elements 12 parallel zueinander angeordnet sind (siehe 2) und das zweite Element 12 sowie das erste Element 10 alternierend nebeneinander angeordnet sind, hat die Leiterbahn 16 einen ersten Abstand zu dem ersten Element 10 und die Leiterbahn 18 einen zweiten Abstand zu dem ersten Element 10, welcher von dem ersten Abstand verschieden ist. Die Abstände sind vorzugsweise für alle Leiterbahnen 16 bzw. 18 jeweils identisch. Somit muss in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Stromabnehmerkomponente 6, welche dazu vorbereitet ist, die Leiterbahn 18 zu kontaktieren, die Leiterbahn 16 quasi überbrücken, weshalb das Trägerelement 36 größer ist als das Trägerelement in 2 und der Abstand zwischen dem Massekontaktmagneten 38 und dem Schaltauslösemagneten 40 ist größer als zwischen dem Massenkontaktmagneten 38 und dem Schaltauslösemagneten 40 der Stromabnehmerkomponente 6 in 2.Because the conductor tracks 16 , 18th of the second element 12th are arranged parallel to each other (see 2 ) and the second element 12th as well as the first element 10 are arranged alternately next to each other, has the conductor track 16 a first distance to the first element 10 and the conductor track 18th a second distance to the first element 10 which is different from the first distance. The distances are preferably for all conductor tracks 16 or. 18th each identical. Thus, in the embodiment shown here, the pantograph component 6th which is prepared for this, the conductor track 18th to contact the conductor track 16 quasi bridge, which is why the carrier element 36 is larger than the support element in 2 and the distance between the ground contact magnet 38 and the switch release magnet 40 is larger than between the ground contact magnet 38 and the switch release magnet 40 the pantograph component 6th in 2 .

Der Verbraucher 8 ist zum einen mit dem Massekontaktmagneten 38 elektrisch leitend verbunden und zum anderen mit dem Schaltauslösemagneten 40 elektrisch leitend verbunden. Wird die Stromabnehmerkomponente 6 korrekt auf der Stromversorgungskomponente 4 angeordnet, wird ein geschlossener Stromkreis ausgebildet und der Verbraucher 8 mit Strom mit der vorgesehenen Spannung versorgt.The consumer 8th is on the one hand with the ground contact magnet 38 electrically conductive connected and on the other hand with the switch release magnet 40 electrically connected. Becomes the pantograph component 6th correctly on the power supply component 4th arranged, a closed circuit is formed and the consumer 8th supplied with power with the intended voltage.

In nicht dargestellten, weiteren Ausführungsformen können auch mehrere Haftmagnete 34 vorgesehen sein, um eine falsche Zuordnung der Spannung durch ein schräges Aufsetzen der Stromabnehmerkomponente auf der Stromversorgungskomponente zu vermeiden.In other embodiments not shown, several holding magnets can also be used 34 be provided in order to avoid an incorrect assignment of the voltage due to an oblique placement of the current collector component on the power supply component.

Weiter ist es auch denkbar, mehrere Spannungen miteinander zu kombinieren, wofür in entsprechender Anzahl und Anordnung Schaltauslösemagnete 40 in der Stromabnehmerkomponente vorgesehen werden.Furthermore, it is also conceivable to combine several voltages with one another, for which purpose switching tripping magnets in a corresponding number and arrangement 40 be provided in the pantograph component.

Darüber hinaus ist es auch möglich, dass das erste Element 10 als ein Permanentmagnet ausgebildet ist, anstelle von darin aufgenommenen bzw. darunter angeordneten Haftmagneten.In addition, it is also possible that the first element 10 is designed as a permanent magnet, instead of holding magnets received therein or arranged below.

8 und 9 zeigen zwei Szenarien, in denen es zu keinem geschlossenen Stromkreis zwischen der Stromabnehmerkomponente 6 und der Stromversorgungskomponente 4 kommt. In 8 ist die Stromabnehmerkomponente 6 von der Magnetpolausrichtung relativ zur Stromversorgungskomponente 4 zwar korrekt angeordnet, jedoch ist der Abstand zwischen der Stromversorgungskomponente 4 und der Stromabnehmerkomponente 6 zu groß, um den Magneten 22 in die Kontakt-Position zu bewegen. 8th and 9 show two scenarios in which there is no closed circuit between the pantograph component 6th and the power supply component 4th comes. In 8th is the pantograph component 6th on the magnetic pole alignment relative to the power supply component 4th positioned correctly, however, is the distance between the power supply component 4th and the pantograph component 6th too big to hold the magnet 22nd to move to the contact position.

9 zeigt den Fall, wenn die Stromabnehmerkomponente 6 gegenüber der Stromversorgungskomponente 4 falsch ausgerichtet ist, so dass der Schaltauslösemagnet 40 mit dem ersten Element 10 in Kontakt ist und der Massekontaktmagnet 38 die Kontaktoberfläche 30 berührt. Die Magnetpolausrichtung des Massekontaktmagneten 38 ist entgegengesetzt zu der Magnetpolausrichtung des Magneten 22, weshalb sich die Magnete 38 und 22 abstoßen. Dadurch wird die Feder 56 komprimiert und der Abstand zwischen dem Magneten 22 und der Kontaktoberfläche 30 wird so noch vergrößert. 9 shows the case when the pantograph component 6th compared to the power supply component 4th misaligned so that the switch trigger magnet 40 with the first element 10 is in contact and the ground contact magnet 38 the contact surface 30th touched. The magnetic pole alignment of the ground contact magnet 38 is opposite to the magnet's magnetic pole orientation 22nd which is why the magnets 38 and 22nd repel. This will make the spring 56 compressed and the distance between the magnet 22nd and the contact surface 30th is enlarged in this way.

10 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel für eine Überstromschutzvorrichtung 26, wobei 10(a) eine schematische Darstellung einer konstruktiven Ausführung der Überstromschutzvorrichtung 26 zeigt; und in 10(b) ein beispielhafter Schaltkreis 62 dargestellt ist, wie er für eine Überstromschutzvorrichtung 26 eingesetzt werden kann. 10 shows a possible embodiment for an overcurrent protection device 26th , in which 10 (a) a schematic representation of a structural design of the overcurrent protection device 26th shows; and in 10 (b) an exemplary circuit 62 is shown as it is for an overcurrent protection device 26th can be used.

Die Überstromschutzvorrichtung 26, wie in 10(a) dargestellt, ist in der Stromversorgungskomponente 4 zwischen der Leiterbahn 14 und dem Verbindungselement 46, hier beispielhaft als die Spiralfeder 60 ausgeführt, angeordnet. Zusätzlich ist die Überstromschutzvorrichtung 26 dem Element, welches im Betriebszustand das Massepotential besitzt, also hier das erste Element 10, entweder direkt oder über eine separate Masseleitung 24 (siehe 1(b)) in Kontakt. Sollte ein über diesen Magneten 22 bzw. Kontaktfläche 30 angeschlossener Verbraucher 8 einen Defekt haben oder aus sonstigen Gründen einen Kurzschluss verursachen, werden die restlichen, über andere Magnete 22 bzw. Kontaktflächen 30 mit der Stromversorgungskomponente 4 elektrisch leitend gekoppelte Verbraucher vor einem Kurzschluss geschützt. Ferner kann durch Vorsehen einer solchen Überstromschutzvorrichtung 26 für jeden der Magnete 22 bzw. Verbindungselement 46 ein Ausfall der gesamten Stromversorgungskomponente 4 aufgrund nur eines einzigen fehlerhaften Verbrauchers 8 verhindert werden.The overcurrent protection device 26th , as in 10 (a) shown is in the power supply component 4th between the conductor track 14th and the connecting element 46 , here exemplified as the spiral spring 60 executed, arranged. In addition, there is the overcurrent protection device 26th the element that has the ground potential in the operating state, i.e. here the first element 10 , either directly or via a separate ground line 24 (please refer 1 (b) ) in contact. Should be one over this magnet 22nd or contact area 30th connected consumer 8th have a defect or cause a short circuit for any other reason, the remaining ones will be via other magnets 22nd or contact surfaces 30th with the power supply component 4th Electrically coupled consumers protected from a short circuit. Furthermore, by providing such an overcurrent protection device 26th for each of the magnets 22nd or connecting element 46 a failure of the entire power supply component 4th due to only one faulty consumer 8th be prevented.

10(b) zeigt ein simples Ausführungsbeispiel des Schaltkreises 62, wie er zur Umsetzung einer Überstromschutzvorrichtung 26 eingesetzt werden kann, in Form von zwei Transistoren 64, 66. 10 (b) shows a simple embodiment of the circuit 62 how to implement an overcurrent protection device 26th can be used in the form of two transistors 64 , 66 .

Es ist auch möglich, lediglich eine Überstromschutzvorrichtung pro Stromversorgungskomponente 4 vorzusehen, wodurch in einem Falle eines Kurzschlusses bei einem angeschlossenen Verbraucher die gesamte Stromversorgungskomponente 4 geschützt wird, jedoch die Stromversorgung für alle weiteren korrekt angeschlossenen Verbraucher unterbrochen wird. Eine solche Überstromschutzvorrichtung ist gut mit einer Sicherung im Haus zu vergleichen, welche einen Stromkreis, der sich über mehrere Zimmer erstreckt, schützt und „rausfliegt“, wenn einer der in diesem Stromkreis angeschlossenen Verbraucher einen Kurzschluss verursacht und anschließend sämtliche anderen angeschlossenen Verbraucher, wie bspw. Lampen in anderen Zimmern, keinen Strom mehr haben.It is also possible to have only one overcurrent protection device per power supply component 4th to be provided, whereby in the event of a short circuit in a connected consumer, the entire power supply component 4th is protected, but the power supply for all other correctly connected loads is interrupted. Such an overcurrent protection device can be compared well with a fuse in the house, which protects a circuit that extends over several rooms and "flies out" if one of the consumers connected in this circuit causes a short circuit and then all other connected consumers, such as Lamps in other rooms, no more electricity.

Die in 10 gezeigte Überstromschutzvorrichtung 26 ist vergleichbar mit einer Sicherung im Haus, die einen Stromkreis schützt, der sich nur über bspw. eine einzige Steckdose in einem Zimmer erstreckt. Wird an dieser Steckdose ein Kurzschluss verursacht, beeinträchtigt das die Stromversorgung eines Verbrauchers, welcher über eine andere Steckdose angeschlossen ist, nicht. In the 10 overcurrent protection device shown 26th can be compared to a fuse in the house that protects a circuit that only extends over, for example, a single socket in a room. If a short circuit is caused at this socket, this does not affect the power supply of a consumer that is connected via another socket.

Ferner ist es auch denkbar, die Überstromschutzvorrichtung statt in der Stromversorgungskomponente 4 in der Stromabnehmerkomponente 6 vorzusehen. Eine solche Überstromschutzvorrichtung schützt jedoch nur den Verbraucher 8, der mit der Stromabnehmerkomponente 6 verbunden ist, nicht jedoch die Stromversorgungskomponente 4.Furthermore, it is also conceivable to use the overcurrent protection device instead of in the power supply component 4th in the pantograph component 6th to be provided. However, such an overcurrent protection device only protects the consumer 8th , the one with the pantograph component 6th is connected, but not the power component 4th .

11 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung der verschiedenen Spannungen gemäß einer zweiten Ausführungsform des Systems. Hierbei werden die Spannungen statt parallel und im Wesentlichen gerade verlaufenden Leiterbahnen in zueinander kongruenten Kreisbahnen 68, 70 mit unterschiedlichen Durchmessern um das erste Element 10', welches im Betriebszustand das Massepotential besitzt, angeordnet. 11 shows a schematic representation of a possible arrangement of the various voltages according to a second embodiment of the system. In this case, instead of parallel and essentially straight conductor tracks, the voltages are in circular tracks that are congruent to one another 68 , 70 with different diameters around the first element 10 ' , which has the ground potential in the operating state, arranged.

Bei einer solchen Anordnung wird das Risiko einer falschen Zuordnung der Magnete, wie sie in 9 exemplarisch dargestellt ist, auf ein Minimum reduziert.With such an arrangement there is a risk of incorrect assignment of the magnets, as shown in 9 is shown as an example, reduced to a minimum.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: Systemsystem
44th: StromversorgungskomponentePower supply component
66th: StromabnehmerkomponentePantograph component
88th: Verbraucherconsumer
10, 10'10, 10 ': erstes elektrisch leitendes Elementfirst electrically conductive element
1212th: zweites elektrisch leitendes Elementsecond electrically conductive element
1414th: LeiterbahnTrack
1616: LeiterbahnTrack
1818th: LeiterbahnTrack
2020th: elektrisch isolierendes Trägermaterialelectrically insulating carrier material
2222nd: Magnet (gestrichelt)Magnet (dashed)
2424: MasseleitungGround line
2626th: ÜberstromschutzvorrichtungOvercurrent protection device
2828: OberseiteTop
3030th: KontaktoberflächeContact surface
3232: OberseiteTop
3434: Haftmagnet (Strichpunktlinie)Holding magnet (dotted line)
3636: TrägerelementSupport element
3838: MassekontaktmagnetEarth contact magnet
4040: SchaltauslösemagnetSwitch release magnet
4242: Unterseitebottom
4444: Unterseitebottom
4646: VerbindungselementConnecting element
4848: KippschalterToggle switch
5050: ScharniergelenkHinge joint
5252: Stativtripod
5454: ScharnierschenkelHinge legs
5656: Federfeather
5858: Unterseitebottom
6060: SpiralfederCoil spring
6262: SchaltkreisCircuit
6464: Transistortransistor
6666: Transistortransistor
6868: KreisbahnCircular path
7070: KreisbahnCircular path
FF.: FederkraftSpring force

Claims

Power supply component (4) for supplying power to one or more consumers (8), which can be connected to or to several different power sources, comprising: at least one first electrically conductive element (10) which has the ground potential in the operating state, and at least one second electrically conductive element (12), which has at least one conductor track (14) and an electrically insulating carrier material (20), the conductor track (14) being received in the electrically insulating carrier material (20), and with a plurality of magnets (22) ) is connected via an electrically conductive connecting element (46) each, which moves the magnets (22) between a first non-contact position and a second contact position, the magnets (22) being arranged along the conductor track (14) and each have the same, first magnetic pole alignment, electrically conductive contact surfaces (30) being provided in an upper side (28) of the carrier material (20), which are arranged above the magnets (22) and mutually adjacent contact surfaces (30) through the carrier material (20) ) are separated from one another, the magnets (22) being arranged at a distance from the respective contact surface (30) in the first non-contact position, and are in electrically conductive contact with the respective contact surface (30) in the second contact position, wherein the upper sides (28, 32) of the first electrically conductive element (10) and of the second electrically conductive element (12) lie in one plane, a region of the electrically insulating carrier material (20) between the first electrically conductive element (10) and the contact surfaces (30) of the second electrically conductive element (12) is arranged.

Power supply component (4) according to Claim 1 wherein an overcurrent protection device (26) is provided between each connecting element (46), the associated conductor track (16; 18) and an element with ground potential (10; 24).

Power supply component (4) according to Claim 2 wherein the element with ground potential is the first electrically conductive element (10) or is a separate element with ground potential (24).

Power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 3 , wherein the second electrically conductive element (12) has two, three or more conductor tracks (14) which carry voltages that differ from one another in the operating state and are received in the electrically insulating carrier material (20) in such a way that the conductor tracks (14) next to one another and to one another are spaced apart.

Power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 4th wherein the first electrically conductive element (10) comprises a permanent magnet (34) having a second magnetic pole orientation opposite to the first magnetic pole orientation.

Power supply component (4) according to Claim 5 wherein the permanent magnet (34) is arranged below a surface layer of the first electrically conductive element (10) or is embedded in the surface layer of the first electrically conductive element (10) or the surface layer is designed as a permanent magnet.

Power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 6th , wherein the connecting element (46) is designed as a hinge joint (50), as a spiral spring (60) or as a leaf spring.

Power supply component (4) according to Claim 7 , wherein the hinge joint (50) has a stand (52) and a hinge leg (54), the stand (52) with the conductor track (14) electrically insulating and the hinge leg (54) with the conductor track (14) and with the magnet (22) are connected in an electrically conductive manner.

Power supply component (4) according to Claim 7 wherein the spiral spring (60) is arranged centrally on the conductor track (14) and is in electrically conductive contact with one end with the conductor track (14) and is electrically conductively connected with the magnet (22) at the other end.

Power supply component (4) according to Claim 7 wherein the leaf spring is electrically conductively connected at one end to the conductor track (14) and at the other end is electrically conductively connected to the magnet (22).

Power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 10 wherein the connecting element (46) is in a force-free state in the first non-contact position.

Power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 11 wherein the first electrically conductive element (10) is at least strip-like and / or extends parallel and adjacent to the conductor track (14).

Power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 12th , wherein a plurality of first and second electrically conductive elements (10, 12) are arranged next to one another and alternately.

Power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 13th , wherein a distance between the first electrically conductive element (10) and the contact surfaces (30) is constant for all contact surfaces (30) along this conductor track (14).

Power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 14th , the first electrically conductive element (10) and the second electrically conductive element (12) forming a flat contacting surface on the upper side (28) of the carrier material (20).

Current collector component (6) for supplying a consumer (8), comprising: an electrically conductive ground contact magnet (38) which is used for contacting a first electrically conductive element (10) of a power supply component (4), preferably after one of the Claims 1 to 15th , is formed, at least one electrically conductive switch trigger magnet (40), which is designed to contact a contact surface (30) of the second electrically conductive element (12) of the power supply component (4), and a carrier element (36), which is made of an electrically insulating material is formed, wherein the ground contact magnet (38) and the at least one switch trigger magnet (40) are received in the carrier element (36) in such a way that they are separated from each other and their undersides (42, 44) lie in a common power supply component contact plane, the Ground contact magnet (38) has such a polarization that it can be attracted by a first electrically conductive element (10) of the power supply component (4) and the at least one switch trigger magnet (40) has an opposite polarization, so that it is one of a magnet (22) second electrically conductive element (12) of the power supply component (4) anzi is adorable.

Pantograph component (6) according to Claim 16 wherein the current collector component (6) has two or more switching release magnets (40) which are received separately from one another in the carrier element (36).

Pantograph component (6) after a Claim 16 or 17th , wherein the ground contact magnet (36) for a connectable consumer (8) is designed as a negative pole and the switch release magnet (s) (40) for a connectable consumer (8) is designed as a positive pole.

System (2) for supplying power to one or more consumers (8), comprising: a power supply component (4) according to one of the Claims 1 to 15th and at least one pantograph component (6) according to one of the Claims 16 to 18th .

System (2) according to Claim 19 , wherein the distance between the ground contact magnet (36) and the switching trigger magnet (40) of the current collector component (6) corresponds to the distance between the first electrically conductive element (10) and the contact surface (30) of the second electrically conductive element (12) associated with the selected voltage .