DE1949041A1

DE1949041A1 - Verfahren und Vorrichtung zum freizuegigen Betrieb von gleislosen Strassenfahrzeugen,denen die elektrische Energie aus oberhalb der Strasse gespannten Oberleitungen zugefuehrt wird

Info

Publication number: DE1949041A1
Application number: DE19691949041
Authority: DE
Inventors: Guenter Prof Dr-Ing Schoell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-09-29
Filing date: 1969-09-29
Publication date: 1971-04-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zum freizügigen Betrieb von gleislosen Straßenfahrzeugen, denen die elektrische Antriebsenergie aus oberhalb der Straße gespannten Oberleitungen zugeführt wird.
Gegenstand der Erfindung ist der Vorschlag zu einer Aufgabenlösung zur Bewältigung der gegenwärtigen und zukünftigen Probleme, die sich aus dem ständig steigenden Straßenfahrzeugverkehr herleiten.
Im Gegensatz zu der bisherigen Gepflogenheit, nach welcher jedes Fahrzeug seine eigene Energieerzeugungsanlage besitzt, wird bei dem Erfindungsgegenstand von dem Gedanken ausgegangen, auch bei Fahrzeugen eine Trennung von Energieerzeugung und Verbrauch vorzunehmen, wie dies mittels elektrischer Energieübertragung bei stationären Energieverbrauchern und schienen- oder oberleitungsgebundenen Fahrzeugen seit langem bekannt ist.
Es wird ferner bei der Erfindung davon ausgegangen, daß eine Lösung der vorgenannten Aufgabenstellung nur dann erreichbar und praktisch realisierbar ist, wenn elektrisch angetriebene Fahrzeuge auf allen Straßen ebenso freizügig bewegt werden können, wie dies bei den seitherigen Fahrzeugen mit mitgeführter eigener Energieerzeugungsanlage gegeben ist.
Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die Straße auf ihrer Fahrbreite mit zueinander parallelen Fahrdrähten unterschiedlicher Polarität, die alle in gleicher höhe über der Straße liegen, und die alle den gleichen horizontalen Abstand voneinander besitzen, in beliebiger Richtung bespannt ist, und daß die Fahrzeuge Stromabnehmer besitzen, die aus einer Mehrzahl von einzelnen Schleifstücken bestehen, wobei die größte horizontale Ausdehnung der geraden, gekrümmten, ring-oder polygonförmigen Schleifstücke kleiner ist, als der kleinste Abstand zwischen den Fahrdrähten der Oberleitung und der aus einer Vielzahl solcher Schleifstücke zusammengesetzte Stromabnehmer als horizontales Flächengebilde nach jeder Richtung hin eine Abmessung besitzt, die bei Gleich- oder Einphasen-Wechselstrom den Abstand von zwei Fahrdrähten, bei Drehstrom den Abstand von drei Fahrdrähten mindestens überschreitet, wobei die Schleifstücke isoliert voneinander, dicht aneinander anschliessen, sich isoliert voneinander überlappen oder nut- und federartig, isoliert voneinander, ineinandergreifen, und daß jedes dieser Schleifstücke mit wenigstens zwei in Sperrichtung zueinander versetzten Dioden (elektrischen Schaltventilen) verbunden ist, und die Ausgänge jeder der beiden Dioden mit je einer der beiden Sammelschienen, die zur Stromversorgung des Fahrzeugs dienen, verbunden sind.
Schliesslich ist es noch Gegenstand der Erfindung, daß die den Sammelschienen aus der Oberleitung zugeführte elektrische Energie außer zum Antrieb des Fahrzeugs, seiner Beleuchtung und Klimatisierung während seiner Fahrt oder Standzeit unter der Oberleitung zusätzlich zum Laden eines Akkumulators dient, der seinerseits befähigt ist, das Fahrzeug auf Straßen, die keine Oberleitung besitzen, mit Energie zu versorgen.
Die Erfindung werde anhand der Abbildungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt-in schematischer Darstellung die Draufsicht auf eine Straßenkreuzung, die mit Oberleitungsdrähten gemäß der Erfindung bespannt ist.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform wiedergegeben, bei der die breitere, in der Zeichnung senkrecht verlaufende Hauptstraße mit Fahrdrähten bespannt ist, die an ein Drehstromnetz angeschlossen sind. Die wechselnde Polarität der Fahrdrähte ist durch die Buchstaben R, S und T gekennzeichnet. Um die Variabilität des Systems zu veranschaulichen, können die Fahrdrähte der in der Zeichnung horizontal dargestellten Nebenstraße eine andere Polarität, Stromart und sogar Spannung besitzen.
In der Zeichnung sind die verschiedenen Polaritäten der Oberleitung der Nebenstraße mit den Zeichen Plus und Minus dargestellt.
Wie aus der Zeichnung ferner ersichtlich, sollen in dem Beispiel nach Fig. 1 die Oberleitungsdrähte an der Hauptstraße in gleicher Höhe durchlaufen. Auch die Fahrleitungsdrähte der Nebenstraße laufen durch, liegen jedoch an der Kreuzungsstelle geringfügig oberhalb der Fahrdrähte der Hauptstraße und sind von diesen durch in der Zeichnung nicht dargestellte Isolatoren getrennt. In der Zeichnung, Fig. 1, ist dies durch Strichelung der Linien , die die Fahrdrähte darstellen sollen, gekennzeichnet.
Die Oberleitungsdrähte von Haupt- und Nebenstraße müssen nur zwei Bedingungen erfüllen, und zwar müssen sie alle den gleichen Abstand voneinander besitzen und im Bereich der in der Zeichnung ausgezogenen Linienzüge alle annähernd die gleiche Höhe über den Straßen besitzen.
In den Figuren 2, 3, 4, 5 und 6 sind als Beispiele in der Draufsicht verschiedene Ausführungsformen von Schleifstücken (1,2,3,4 und 5) gezeigt, die das gemeinsame Merkmal besitzen, daß ihre größte Längen- oder Flächenabmessung den Betrag A nicht überschreitet, wobei der Betrag A kleiner sein muß als der kleinste Abstand zwischen den Fahrdrähten der Oberleitung nach Fig. 1.
In den Figuren 7, 8 und 9 sind als Beispiel einige Bauformen von aus Schleifstücken zusammengesetzten Stromabnehmern dargestellt, wobei es angestrebt wurde, mit möglichst wenigen Schleifstücken möglichst große Stromabnehmerflächen (6,7 und 8) aufzubauen.
Zur Erzielung einer ununterbrochenen Stromzuführung zu den Sammelschienen des Fahrzeugs müssen die Stromabnehmer als horizontales Flächengebilde nach jeder Richtung hin eine Abmessung besitzen, die bei mit Gleich-oder Einphasenwechselstrom gespeister Oberleitung den Abstand von zwei Fahrdrähten, bei mit Drehstrom gespeister Oberleitung7 den Abstand von drei Fahrdrähten mindestens überschreiten.
Zur Erzielung eines funken freien Stromübergangs ist es erforderlich, die Schleifstücke isoliert voneinander nach Fig. 10 zu überlappen oder nach Fig. 11 nut- oder federartig ineinandergreifen zu lassen.
In Fig. 12 ist in schematischer Darstellung das Schaltbild für ein Fahrzeug mit einem Stromabnehmer, bestehend aus sechs voneinander isolierten Schleifstücken (1) gezeigt.
Jedes dieser Schleifstücke (1) ist mit mindestens zwei in Sperrichtung zueinander versetzten Dioden oder anderen elektrischen Schaltventilen (9, 10) verbunden, deren Ausgänge mit je einer der beiden Sammelschienen (11 und 12) des Fahrzeugs verbunden sind. Durch die Sammelschienen (11, 12) wird elektrisch unmittelbar oder mittelbar der oder die Antriebsmotore (13) des Kraftfahrzeugs betrieben.
Hierbei kann durch zwischengeschaltete elektrische Bauelemente (14) der von den Sammelschienen gelieferte elektrische Strom beliebig in seiner Stromart und Spannung verändert werden, so daß z.B. der Antrieb des Fahrzeugs anstelle von Gleichstrom- auch mit Asynchronmaschinen betrieben werden kann.
In Fig. 12 ist in der Schaltung auch der Anschluß einer Akkumulatoren-Batterie (15) angegeben, die befähigt ist, ihrerseits aus den Sammelschienen (11 und 12) Strom zu entnehmen und gleichzeitig>bei Fortfall der Stromzuführung aus der Oberleitungden Antriebsmotor (13) mit Strom zu versorgen. Nach einem Ausbau der Hauptverkehrsstraßen mit Oberleitungen gemäß der Erfindung sind für den dann erforderlichen Antrieb der Fahrzeuge auf Neben- und Verbindungsstraßen nur relativ kleine Akkumulatoren mit geringer Speicherkapazität erforderlich (etwa für eine Fahrstrecke von 5 km), umsomehr, als die Nachladung des Akkumulators bei Stillstand des Fahrzeugs z.B. in einer Garage, aus jeder Steckdose möglich ist.
Bei dem Schaltbild nach Fig. 12 wurden alle Einrichtungen wie Fahrschalter, Sicherungen, Kontroll-,Regel- und Steuer-Einrichtungen weggelassen, da diese Gegenstände des bekannten Standes der Technik sind. Hierzu gehören auch alle mechanischen Einrichtungen zur Befestigung des Stromabnehmers am Fahrzeug, seiner Aufrichtung, Absenkung und Anpressung an die Oberleitung sowie alle konstruktiven und gestalterischen Maßnahmen, die zum sicheren und störungsfreien Betrieb der neuen Fahrzeuggattung erforderlich sind.
Schliesslich erhält jedes Fahrzeug noch einen Zähler zur Messung und Abrechnung der bezogenen Energie.

Claims

Ansprüche

1.Verfahren und Vorrichtung zum freizügigen Betrieb von gleislosen Straßenfahrzeugen, denen die elektrische Antriebsenergie aus oberhalb der Straße gespannten Oberleitungen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Straße auf ihrer Fahrbreite mit zueinander parallelen Fahrdrähten unterschiedlicher Polarität (R, S, T, + -), die alle in gleicher Höhe über der Straße liegen, und die alle den gleichen horizontalen Abstand voneinander besitzen, in beliebiger Richtung bespannt ist.

2. Verfahren und Vorrichtung zum freizügigen Betrieb von gleislosen Straßenfahrzeugen, denen die elektrische Antriebsenergie aus oberhalb der Straße gespannten Oberleitungen zugeführt wird, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge Stromabnehmer (6,7,8) besitzen, die aus einer Mehrzahl von einzelnen Schleifstücken (1,2, 3,4,5) bestehen, wobei die größte horizontale Ausdehnung der geraden, gekrümmten, ring- oder polygonförmigen Schleifstücke (1,2,3,4,5) kleiner ist, als der kleinste Abstand zwischen den Fahrdrähten (R, S, T, +, -) der Oberleitung und der aus einer Vielzahl solcher Schleifstücke (1,2,3,4,5) zusammengesetzten Stromabnehmer (6,7,8) als horizontales Flächengebilde nach jeder Richtung hin eine Abmessung besitzt, die bei Gleich- oder Einphasen-Wechselstrom den Abstand von zwei Fahrdrähten (+,-), bei Drehstrom den Abstand von drei Fahrdrähten (R, S, T) mindestens überschreitet.

3. Verfahren und Vorrichtung zum freizügigen Betrieb von gleislosen Straßenfahrzeugen, denen die elektrische Antriebsenergie aus oberhalb der Straße gespannten Oberleitungen zugeführt wird, nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifstücke (1,2,3,4,5) isoliert voneinander dicht aneinander anschliessen, sich isoliert voneinander überlappen oder nut- und federartig, isoliert voneinander, ineinandergreifen.

4. Verfahren und Vorrichtung zum freizügigen Betrieb von gleislosen Straßenfahrzeugen, denen die elektrische Antriebsenergie aus oberhalb der Straße gespannten Oberleitungen zugeführt wird, nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schleifstücke (1,2,3,4,5) mit zwei in Sperrichtung zueinander versetzten Dioden (elektrischen Schaltventilen) (9,10) verbunden ist und die Ausgänge jeder der beiden Dioden je mit einer der beiden Sammelschienen (11,12) die zur Stromversorgung des Fahrzeugs dienen, verbunden sind.

5. Verfahren und Vorrichtung zum freizügigen Betrieb von gleislosen Straßenfahrzeugen, denen die elektrische Antriebsenergie aus oberhalb der Straße gespannten Oberleitungen zugeführt wird, nach Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sammelschienen aus der Oberleitung zugeführte elektrische Energie außer zum Antrieb des Fahrzeugs, seiner Beleuchtung und Klimatisierung während seiner Fahrt oder Standzeit unter der Oberleitung zusätzlich zum Laden eines Akkumulators (15) dient, der seinerseits befähigt ist, das Fahrzeug auf Straßen, die keine Oberleitung besitzen, mit Energie zu versorgen.

L e e r s e i t e