DE69402285T2

DE69402285T2 - Konstantstrom-Leitungskreuzvorrichtung für elektrisch betätigte Oberleitungsfahrzeuge

Info

Publication number: DE69402285T2
Application number: DE69402285T
Authority: DE
Inventors: Paul White
Original assignee: Kummler and Matter AG
Current assignee: Kummler and Matter AG
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1997-08-21
Anticipated expiration: 2014-06-16
Also published as: ATE150709T1; DE69402285D1; US5341906A; EP0648640A1; EP0648640B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Apparat, der am Kreuzungspunkt zweier Fahrleitungen unterschiedlicher Polarität bei elektrisch betriebenen Oberleitungs- Fahrzeugsystemen eingesetzt wird, und insbesondere auf Vorrichtungen zur Vermeidung eines Energieverlustes an solchen Kreuzungen.

Beschreibung des Standes der Technik:

Elektrische Oberleitungsbusse und ähnliche Fahrzeuge erhalten Strom aus einem Paar elektrischer Oberleitungen, einer positiven und einer negativen Fahrleitung, die normalerweise eine Nennspannung von 600 Volt Gleichstrom aufweisen. Weicht ein Leitungspaar vom Hauptpfad ab, wird der Pfad der Stromabnehmer des Fahrzeuges über einen eingebauten Schalter geändert. In diesem Schalter muß eine der Leitungen der einen Polarität die andere Leitung mit entgegengesetzter Polarität kreuzen. Zur Vermeidung eines Kurzschlusses sind Isolatoren in einer der sich kreuzenden Leitungen angeordnet. Haben die Stromabnehmer die Richtung durch den die Isolierung nicht enthaltenden Schalter, findet keine Stromunterbrechung statt. Wird die mit Isolatoren versehene Richtung durch den Schalter gewählt, findet eine Stromunterbrechung statt, und dies hat normalerweise eine Lichtbogenbildung und Verbrennung zur Folge, während der Oberleitungsbus an Energie verliert. In einigen Fällen kann ein Oberleitungsbus mit zu geringer Geschwindigkeit unterhalb der herkömmlichen Kreuzungsvorrichtung stoppen, Energie verlieren und zum Stillstand kommen. Für einen Betrieb durch Kreuzungen gilt die gleiche Reihenfolge wie bei Weichen.
Der Stand der Technik bietet verschiedene Erfindungen, die auf die bei diesen Kreuzungen entstehenden Schwierigkeiten eingehen. Beispielsweise offenbart US-A-2 500 826, Hoover, die Verwendung kurzer Segmente eines handelsüblichen Oberleitungsdrahtes als Ersatzteile für Kreuzungspunkte. US-A-2 727 102, Sawyer, beschreibt ein System, mit welchem Fahrzeugstromabnehmer an solchen Kreuzungen vorbeigeführt werden, und US-A-2 802 072, Matthes, zeigt einen neuartigen mechanischen Kreuzungsaufbau.
Das US-A-2 794 867, Sawyer, beschreibt eine Kreuzungsvorrichtung, bei welcher Energie der korrekten Polarität dem Verbindungspunkt bzw. der Kreuzungsstelle zugeführt wird, nachdem das Fahrzeug sich genähert hat. Diese Erfindung sieht jedoch keine Abhilfe für den Energieverlust an den Isolatoren vor, welche die oberleitungen mit der Kreuzungseinheit verbinden.
Die hier offenbarte Erfindung sieht eine Einrichtung vor, durch welche Energie bzw. Strom dem Fahrzeug jederzeit an jeder Stelle innerhalb der Kreuzung zur Verfügung steht. Dies wird erreicht durch Hinzufügung eines zusätzlichen Leitungsbandes entlang eines Abschnittes der Isolatoren, durch Mittel zur Versorgung solcher Leitungsbänder mit Energie sowie durch einen verbesserten Schalter, mit dessen Hilfe der Kreuzungseinheit Strom der entsprechenden Polarität zugeführt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung wird anhand der unabhängigen Patentansprüche 1 und 3 näher beschrieben. Sie kann zusammenfassend als eine Vorrichtung zur Versorgung von Fahrzeug-Stromabnehmern mit konstantem Strom bzw. konstanter Energie an Kreuzungspunkten von Fahrleitungen entgegengesetzter Polarität bezeichnet werden, und besteht aus einem den isolierenden Isolatoren der Oberleitung hinzugefügten Leitungsband sowie der entsprechenden zugehörigen Schaltung. In einer Verbindungsleitung sind Diodenmittel vorgesehen, die solche Bänder mit Strom der entsprechenden Polarität versorgen; ein Polumschalter mit abschaltbaren Thyristoren, die auf in der Nähe der Isolatoren angeordnete Kontaktgeber reagieren, dient zur unmittelbaren Versorgung der Kreuzungseinheit mit der korrekten Spannung.
Zusätzlich können Anzeigeeinrichtungen zur Anzeige der Polarität der Kreuzungseinheit vorgesehen sein, und es kann im Schalter eine Drosselspule zur Vermeidung eines unbeabsichtigten Kurzschließens eingesetzt werden.
Das Prinzip der Erfindung der mit konstantem Strom versorgten Kreuzungsleitung erfordert die Hinzufügung von Leitungsbändern geeigneter Länge zu Isolatoren einer handelsüblichen Größe, wie sie in derzeitig betriebenen Transitsystemen häufig eingesetzt werden. Diese Bänder sind so positioniert, daß Energie durchgehend aufrechterhalten wird, während der Stromabnehmerschuh des Fahrzeuges sich der Kreuzungseinheit nähert.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Stromabnehmer zuerst die Hauptleitung und das Leitungsband sowie danach das Leitungsband und die Kreuzungseinheit überbrückt. Das Leitungsband wird mit Hilfe einer Verbindung zur Kreuzungseinheit über eine Diode mit Strom versorgt, die so ausgerichtet ist, daß nur Strom der korrekten Polarität zum Leitungsband weitergeleitet wird. Fährt das Fahrzeug am Kreuzungspunkt vorbei, dreht sich die Reihenfolge der Kontakte um, und zwar über an Isolatoren auf der entgegengesetzten Seite angebrachte Leitungsbänder. Da die Vorrichtung symmetrisch ist, kann sie sich der Durchfahrt von Fahrzeugen aus jeder Richtung anpassen.
Aufgrund der Tatsache, daß die Erfindung eine konstante Stromversorgung an einer Leitungskreuzung vorsieht, vermindert sie die Probleme eines Energieverlusts, der zu einer Abschaltung der Fahrzeuge sowie zu Lichtbogenbildung und Verschmoren der Kontakte infolge von Überspannungen führt; alle diese Probleme sind in der Industrie wohlbekannt.
Die Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches in den Zeichnungen dargestellt wird, näher erläutert.

Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine schematische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Figur 2 ist ein elektrisches Schema eines Bauteiles der Vorrichtung aus Figur 1; und
Figur 3 ist eine Draufsicht eines zusätzlichen Bauteiles der Vorrichtung aus Figur 1.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In Figur 1 wird anhand eines Diagramms das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das auf einen Schnittpunkt bzw. eine Kreuzung eines Paares elektrischer Leitungen unterschiedlicher Polarität angewendet wird, wie sie in elektrisch betriebenen Oberleitungsfahrzeugsystemen, beispielsweise bei einem Omnibus- oder Oberleitungsbahnsystem, vorkommt.
Gemäß der Abbildung besteht die Einrichtung aus einer Kreuzungseinheit bzw. einer Pfanne 10, einem Paar positiver Fahrleitungen 12 und 12a sowie einem Paar negativer Fahrleitungen 14 und 14a. Jede der Fahrleitungen ist durch einen Isoliergleiter 16 und 18 bzw. 20 und 22 an der Kreuzungseinheit 10 angebracht. Jeder Isoliergleiter 16, 18, 20, 22 verfügt über ein an diesem angebrachtes Leitungsband 24 und 24a bzw. 26 und 26a, das eine geringere Länge als der Gleiter aufweist. Die Leitungsbänder 24, 24a, 26, 26a sind mit der Kreuzungseinheit 10 in nachfolgend erörterter Weise elektrisch verbunden. Betrieb und Funktion der verschiedenen Bauteile werden anhand der Durchfahrt eines Stromabnehmerschuhs beschrieben. Deren Ablauf stellt sich wie folgt dar:

Fahrt entlang der positiven Fahrleitung

Während der Stromabnehmerschuh des Fahrzeuges von der positiven Fahrleitung 12 auf den Isolatorabschnitt bzw. das Isolierstück 16a auffährt, erhält dieser Strom aus der positiven Leitung. Der Gleitschuh setzt seine Fahrt fort, bis er auf das Leitungsband 24 auf fährt. Der Gleitschuh steht nun sowohl mit der positiven Leitung 12 als auch mit dem Leitungsband 24 in Verbindung und überbrückt das Isolierstück 16a. Strom wird von der Fahrleitung 12 und dem Leitungsband 24 über die Verbindung 28, die Diode 30, die Verbindung 32 der Kreuzungseinheit vom Polumschalter 34 erhalten.
Die Isolierstücke 16a, b; 18a, b; 20a, b und 22a, b verfügen über eine Länge, die geringfügig kürzer ist als der Kohlenstoffeinsatz des Stromabnehmerschuhs, so daß der Schuh die Länge jedes Isolierstückes überbrückt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Kohlenstoffeinsatz des Gleitschuhes immer zumindest teilweise auf einer stromführenden Oberfläche aufliegt.
Während der Gleitschuh auf das Leitungsband 24 auffährt, stellt dieser eine Verbindung mit der Kontaktleiste 36 her, wodurch die negativ-Aus/positiv-Ein-Schaltung des Polumschalters 34 betätigt und die Kreuzungseinheit 10 auf eine positive Polarität umgeschaltet wird. Bei der Weiterfahrt des Gleitschuhs verläßt dieser die positive Fahrleitung 12 und fährt vollständig auf das Leitungsband 24 auf, wo er Strom über die Verbindung 28, die Diode 30 und die Kreuzungseinheit 10 über die Verbindung 32 vom Polumschalter 34 erhält.
Der Gleitschuh fährt vom Leitungsband 24 auf das Isolierstück 16b und weiter auf die Kreuzungseinheit 10. Der Gleitschuh überbrückt das Isolierstück 16b und erhält Strom vom Leitungsband 24, der Verbindung 28, der Diode 30 und der Kreuzungseinheit 10 über die Verbindung 32 und den Polumschalter 34. Sobald der Gleitschuh mit der positiven Fahrleitung 12 und der Kontaktleiste 36 in Verbindung steht, schaltet der Polumschalter 34 auf positive Polarität, wodurch die Kreuzungseinheit 10 unter eine Spannung von 600 Volt Gleichstrom gesetzt wird. Die Diode 38 verhindert, daß Strom aus der Kreuzungseinheit zu den Verbindungen 46 und 48 sowie zu den Leitungsbändern 26 und 26a fließt.
Der Gleitschuh fährt von der Kreuzungseinheit 10 auf das Isolierstück 18a und das Leitungsband 24a. Das Isolierstück 18a wird durch den Schuh überbrückt, so daß Strom von der Kreuzungseinheit 10 zur Diode 30 durch die Verbindung 40 zum Leitungsband 24a fließt. Durch den Polumschalter 34 wird Strom über die Verbindung 32 zur Kreuzungseinheit 10 geleitet.
Der Gleitschuh fährt vollständig auf das Leitungsband 24a auf und stellt eine Verbindung mit der Kontaktleiste 42 her, wodurch die Positivschaltung des Polumschalters betätigt wird. Da die Betatigung erfolgte, während der Gleitschuh durch die Kontaktleiste 36 hindurchfuhr, ist dieser Vorgang nicht folgerichtig, doch durch die symmetrische Auslegung der Kreuzungseinheit ist eine Fahrt in beide Fahrtrichtungen möglich.
Der Gleitschuh fährt vom Leitungsband 24a auf das Isolierstück 18b und die positive Fahrleitung 12a. Der Schuh überbrückt das Isolierstück 18b und erhält Strom von der positiven Fahrleitung 12a und dem Leitungsband 24a durch die Verbindung 40, die Diode 30, die Kreuzungseinheit 10 und die Verbindung 32 vom Polumschalter 34.
Während der Gleitschuh die Kreuzungseinheit verläßt und auf die positive Fahrleitung 12a fährt, bleibt die positive Polarität der Kreuzungseinheit 10 solange erhalten, bis ein Stromabnehmerschuh auf der negativen Fahrleitung fährt und eine Polumschaltung bewirkt.

Fahrt entlang der negativen Fahrleitung

Während der Stromabnehmerschuh von der negativen Fahrleitung 14 auf den Isolator 20 fährt, wird Strom an die negative Fahrleitung 14 zurückgeführt. Der Gleitschuh setzt seine Fahrt fort, bis er auf das Leitungsband 26 fährt. Er kommt nun mit der negativen Fahrleitung 14 und dem Leitungsband 26 in Kontakt und überbrückt das Isolierstück 20a.
Während der Gleitschuh auf das Leitungsband 26 fährt, berührt er die Kontaktleiste 44, wodurch die positiv- Aus/negativ-Ein-Schaltung des Polumschalters 34 aktiviert und die Kreuzungseinheit 10 auf negative Polarität geschaltet wird. Während der Gleitschuh seine Fahrt fortsetzt, verläßt er die negative Fahrleitung 14 und fährt vollständig auf das Leitungsband 26 auf, wo er Strom durch die Verbindung 46 zur Diode 38, zur Kreuzungseinheit 10, durch die Verbindung 32 zum Polumschalter 34 zurückführt.
Der Gleitschuh fährt vom Leitungsband 26 auf das Isolierstück 20b und die Kreuzungseinheit 10. Der Schuh überbrückt das Isolierstück 20b und führt Strom an das Leitungsband 26, die Verbindung 18, zur Diode 38 und zur Kreuzungseinheit 10, zur Verbindung 32 und zum Polumschalter 34 zurück. Hat der Gleitschuh die negative Fahrleitung 14 und die Kontaktleiste 44 berührt, schaltet die Antriebseinheit für die Kreuzungseinheit 10 die positive Polarität aus und die negative Polarität ein. Die Diode 30 verhindert, daß Strom von den Verbindungen 28 und 40 und den Leitungsbändern 24 und 24a zur Kreuzungseinheit 10 fließt.
Der Gleitschuh fährt von der Kreuzungseinheit 10 auf das Isolierstück 22a und das Leitungsband 26a. Das Isolierstück 22a wird durch den Gleitschuh überbrückt, so daß Strom an die Kreuzungseinheit 10 zurück und von der Verbindung 48 zur Diode 38 und zur Kreuzungseinheit 10 fließt. Über die Verbindung 32 fließt Strom zur Polumschalteinheit 34 zurück.
Der Gleitschuh fährt vollständig auf das Leitungsband 26a und stellt eine Verbindung zur Kontaktleiste 50 her, wodurch die Negativ-Schaltung des Polumschalters aktiviert wird. Da diese Aktivierung erfolgte, als der Gleitschuh durch die Kontaktleiste 44 fuhr, ist dieser Vorgang nicht folgerichtig; hierdurch wird jedoch eine Fahrt in beide Richtungen möglich.
Der Gleitschuh fährt vom Leitungsband 26a auf das Isolierstück 22b und die negative Fahrleitung 14a. Der Gleitschuh überbrückt das Isolierstück 22b und führt Strom zur negativen Fahrleitung 14a und zum Polumschalter 34 über die Verbindung 48, die Diode 38, die Kreuzungseinheit und die Verbindung 32 zur Polumschalteinheit zurück.
Verläßt der Gleitschuh die Kreuzungseinheit und fährt auf die negative Fahrleitung 14a, bleibt die Kreuzungseinheit solange in der negativen Polarität, bis ein Stromabnehmerschuh auf der positiven Fahrleitung eine Polumschaltung bewirkt.

Funktion der Polumschalteinheit

Mit Bezug auf Figur 2 schaltet die abgebildete Polumschalteinheit bzw. der Polumschalter 34 die Polarität der Kreuzungseinheit von negativ auf positiv und von positiv auf negativ, während ein Stromabnehmerschuh die entsprechenden Kontakte bzw. Kontaktleisten 36, 42, 44 oder 50 überbrückt. Der Polumschalter 34 besteht aus zwei GTO (= gate turn off) abschaltbaren Thyristoren 52a, 52b, von denen jeder durch eine Gate-Treibereinheit 54a, 54b, einer handelsüblichen Vorrichtung zur Steuerung von GTO-Thyristoren, gesteuert wird. Der eine GTO-Thyristor schaltet die Kreuzungsvorrichtung positiv und der andere schaltet sie negativ. Die GTO-Thyristoren sind nur auf Durchlaßbetrieb geschaltet bzw. eingeschaltet, wenn die Gate- Treibereinheit eine positive Spannung von 5 Volt Gleichstrom erhält. Steht keine Spannung für den Betrieb der Gate-Treibereinheit zur Verfügung, schaltet diese ab. Jede Gate-Treibereinheit wird durch einen Silizium- Steuer-Gleichrichter (SCR= silicon control rectifier) und zwei normalerweise geschlossene Kontakte eines Relais gesteuert, durch Betätigung der Gate-Treibereinheit entgegengesetzter Polarität. Die jeweiligen SCR werden durch die oben beschriebenen Kontakte bzw. Kontaktleisten 36, 42, 44 und 50 eingeschaltet. Das Kathodenende des positiven GTO-Thyristors und das Anodenende des negativen GTO-Thyristors sind gegenläufig (in opposite turns) auf der Drosselspule 56 verdrahtet, die mit der Kreuzungseinheit 10 verbunden ist. Die Drosselspule 56 verhindert einen Kurzschluß, falls beide Thyristoren gleichzeitig eingeschaltet werden sollten. Eine Hauptsicherung an der positiven Verbindung schützt ebenfalls vor einem Kurzschluß.
Zwei Leuchtdioden, eine rote 58 für positive Polarität und eine grüne 60 für negative Polarität, zeigen die jeweilige Polung der Kreuzungseinheit an.
Überbrückt ein Gleitschuh den Kontakt 36 mit der positiven Fahrleitung 12, fließt Strom durch die Fahrleitung 62, durch den Widerstand 64, den Kondensator 66, die C-Relais-Spule 68 zur Verbindung 70, zur Verbindung 72 auf der negativen Fahrleitung. Während der Strom fließt, lädt sich der Kondensator 66 auf. Die C- Relaisspule 68 wird mit Strom versorgt, bis der Kondensator 66 voll aufgeladen ist; ab diesem Zeitpunkt fließt kein Strom mehr. Der Kondensator 66 dient zum Schutz der Drosselspule 68 vor Überhitzung, falls der Stromabnehmerschuh bei Kontakt 36 anhält. Während der Strom durch die Relaisspule 68 fließt und diese unter Spannung setzt, ist das Relais in Betrieb, und die normalerweise geschlossenen Kontakte C2 und C3 werden geöffnet, während der normalerweise geöffnete Kontakt C1 sich schließt. Dies geschieht gleichzeitig. Das Öffnen der Kontakte C2 und C3 verursacht eine Unterbrechung des Stromflusses zur Gate-Treibereinheit 54b, so daß diese ausschaltet. Die Unterbrechung des Stromflusses bewirkt außerdem, daß der SCR-Gleichrichter 71 ausschaltet.
Während der Gate-Treiber 54b ausschaltet, schaltet die Gate-Treibereinheit 54a ein. Dies wird durch das Schließen des Kontaktes C1 erreicht. Das Schließen dieses Kontaktes ermöglicht einen Stromfluß von der positiven Fahrleitung bei Verbindung 73 nach 74 und 76, durch die Sicherung 78, den Widerstand 80 und den Kontakt C1 zum Gate des SCR 82. Durch eine Zündspannung von 5 Volt wird der SCR eingeschaltet, und es fließt Strom durch den Kondensator 84, die normalerweise geschlossenen Kontakte D2 und D3 des Relais D, durch die Verbindungen 70 und 72 zur negativen Fahrleitung 14. Es fließt Strom während der Kondensator sich auf lädt. -Eine positive Spannung von 5 Volt ermöglicht das Einschalten der Gate-Treibereinheit 54a, wodurch Strom durch diesen Treiber und durch die normalerweise geschlossenen Kontakte D2 und D3, durch die Verbindungen 70 und 72 zur negativen Fahrleitung fließen kann. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kondensator voll aufgeladen, und es fließt kein Strom mehr durch diesen hindurch. Die Gate-Treibereinheit 54a wird eingeschaltet und mit dieser der Thyristor 52a angesteuert. Die Gate- Treibereinheit 54b wird ausgeschaltet und der Thyristor 52b wird nicht angesteuert, sondern ausgeschaltet, so daß kein Strom durch diesen hindurchfließen kann.
Bei eingeschaltetem Thyristor 52a fließt positiver Strom von der positiven Fahrleitung 12 durch die Kontakte 73, 74, die Sicherung 86 zum Thyristor 52a, durch diesen hindurch und zur Drosselspule 56. Es fließt Strom durch die Drosselspule, durch die Verbindung 88 zur Kreuzungseinheit. Die Vorrichtung steht nun unter einer Spannung von 600 Volt. Wenn die Verbindung 88 unter 600 Volt Spannung steht, fließt Strom von dieser durch den Widerstand 90, die Leuchtdiode 58, die Verbindungen 92, 94, 70, 72 zur negativen Fahrleitung. Dies bewirkt, daß die Leuchtdiode (LED) 58 rot leuchtet und somit die positive Polung der Kreuzungseinheit anzeigt. Die Kreuzungseinheit bleibt in diesem Polaritäts-Modus bis ein Stromabnehmerschuh eines Fahrzeuges auf der negativen Fahrleitung durch die Vorrichtung hindurchfährt.
Überbrückt ein Schuh auf der negativen Fahrleitung den Kontakt bzw. die Kontaktleiste 44 mit der negativen Fahrleitung 14, fließt Strom von der positiven Fahrleitung durch die Verbindungen 73, 74, durch die Sicherung 96, den Widerstand 98, den Kondensator 100, die Relaisspule 102 zum Kontakt 44 und zur negativen Fahrleitung 14. Während der Strom fließt, wird der Kondensator 100 aufgeladen, und während dieser Aufladung wird die D-Relais-Spule 103 unter Strom gesetzt, bis der Kondensator 100 voll aufgeladen ist; ab diesem Zeitpunkt fließt kein Strom mehr. Der Kondensator 100 verhindert ein Überhitzen der D-Relais-Spule 102, falls der Stromabnehmerschuh bei Kontakt 44 anhält. Während Strom durch die D-Relaisspule 102 hindurchfließt und diese unter Spannung setzt, ist das Relais in Betrieb und die normalerweise geschlossen Kontakte D2 und D3 werden geöffnet, während der normalerweise geöffnete Kontakt D1 geschlossen wird. Dies geschieht gleichzeitig. Das Öffnen der Kontakte D2 und D3 bewirkt eine Unterbrechung des Stromflusses zur Gate-Treibereinheit 54a, wodurch diese ausschaltet. Die Unterbrechung des Stromflusses bewirkt außerdem, daß SCR 82 ausschaltet.
Während die Gate-Treibereinheit 54a ausschaltet, schaltet die Gate-Treibereinheit 54b ein. Dies wird durch das Schließen des Kontaktes D1 erreicht. Durch das Schließen dieses Kontaktes kann Strom von der positiven Fahrleitung 12 zur Verbindung 73, durch 74, 76, durch die Verbindung 104 zur Verbindung 106, durch die Sicherung 108, den Widerstand 110, den Kontakt D1 zum Gate-Treiber des SCR 71 fließen. Eine Zündspannung von 5 Volt schaltet den SCR 71 ein, und es fließt Strom durch den Kondensator 112, die normalerweise geschlossenen Kontakte C2 und C3, durch die Verbindung 94, die Verbindungen 70 und 72 zur negativen Fahrleitung 14. Nun fließt Strom, während der Kondensator sich auf lädt. Eine positive Spannung von 5 Volt ermöglicht es der Gate-Treibereinheit 54b einzuschalten, wodurch Strom durch diese Vorrichtung hindurch und durch die normalerweise geschlossenen Kontakte C2 und C3, durch die Verbindungen 94, 70, 72 zur negativen Fahrleitung 14 fließen kann. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kondensator 112 voll aufgeladen und es fließt kein Strom mehr. Die Gate-Treibereinheit 54b wird eingeschaltet und treibt den Thyristor 52b an. Gate- Treibereinheit 54a wird ausgeschaltet und der Thyristor 52a wird ausgeschaltet, so daß kein Strom mehr durch diesen hindurchfließen kann.
Bei eingeschaltetem Thyristor 52b fließt negativer Strom von der Kreuzungseinheit 10 durch die Verbindung 32, durch die Drosselspule 56, durch die Verbindung 114, durch den Thyristor 52b zur Verbindung 92, zu den Verbindungen 94, 71, 72 und zur negativen Fahrleitung 14.
Bei eingeschaltetem Thyristor 52b leuchtet die Diode 60, während Strom von der positiven Fahrleitung zur Verbindung 73, zu den Verbindungen 74, 76, 104, durch den Widerstand 116, durch die Leuchtdiode 60 zur Verbindung 114, durch den Thyristor 52b zur Verbindung 92, zu den Verbindungen 94, 70, 72 und zur negativen Fahrleitung 14 fließt. Die Leuchtdiode 60 leuchtet grün und zeigt hierdurch die negative Polung der Kreuzungseinheit an. Die Kreuzungseinheit bleibt in diesem Polaritäts-Modus, bis ein Stromabnehmerschuh eines Fahrzeuges auf der positiven Fahrleitung durch die Vorrichtung hindurchfährt.
Die Figur 3 ist eine Draufsicht auf einen der oben beschriebenen Isolatoren bzw. Isoliergleiter 16 sowie das Leitungsband 24 und dient zur Darstellung des physikalischen Aufbaus dieser Einheit.
Da Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsform nun von Experten vorgenommen werden können, wird der Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

1. Elektrisch betriebenes Oberleitungsfahrzeugsystem mit Kreuzungspunkten elektrischer Fahrleitungen entgegengesetzter Polarität, bei welchem die Fahrleitungen durch eine Kreuzungseinheit (10) und einen zwischen jeder der Leitungen und der Kreuzungseinheit angeordneten Isolator (16, 18, 20, 22) voneinander getrennt sind, und welches ein Fahrzeug umfaßt, das über einen Stromabnehmer zur Entnahme von Energie aus den Fahrleitungen verfügt,

gekennzeichnet durch:

ein Leitungsband (24, 24a, 26, 26a), welches in einer Position an die Isolatoren angefügt ist, in der es mit dem Stromabnehmer bei der Durchfahrt des Fahrzeuges in Verbindung steht, und welches über eine ausreichende Länge verfügt, die es ermöglicht, durch den Stromabnehmer nacheinander zuerst mit den Fahrleitungen und den Leitungsbändern sowie danach mit den Leitungsbändern und der Kreuzungseinheit gleichzeitig in Verbindung zu stehen.

2. Apparat nach Anspruch 1, bei welchem das Leitungsband in gleichem Abstand zu jedem Ende des Isolators angeordnet ist.

3. Kreuzungsapparat für ein elektrisch betriebenes Oberleitungsfahrzeugsystem, welches über Kreuzungspunkte elektrischer Fahrleitungen entgegengesetzter Polarität verfügt, zur Versorgung eines Fahrzeuges mit Strom, welches einen Stromabnehmer zur Entnahme von Energie aus diesen Fahrleitungen aufweist, wobei dieser Kreuzungsapparat so ausgelegt ist, daß dem Fahrzeug nach Überqueren der Kreuzung in beliebiger Richtung konstanter Strom zugeführt wird, bestehend aus einer Kombination von:

a. einer vierarmigen Kreuzungseinheit (10), welche ein sich kreuzendes Paar stromführender Glieder (12, 14) umfaßt;

b. einem länglichen Isolator (16, 18, 20, 22), welcher an jedem der Kreuzungsarme und an jeder der Fahrleitungen angebracht ist;

c. einer Polumschaltungseinrichtung (34) zur wahlweisen Zuführung elektrischer Energie positiver bzw. negativer Polarität zu dieser Kreuzungseinheit (10);

d. einer Kontaktleiste (36, 42, 44, 50), die jeweils in unmittelbarer Nähe der Arme der Kreuzungseinheit angeordnet ist, wobei die Kontaktleisten mit dem Polumschalter (34) verbunden und so ausgerichtet sind, daß sie mit einem Stromabnehmer bei der Durchfahrt eines Fahrzeuges in Verbindung stehen, um die Kreuzungseinheit in einen geeigneten Polaritätsmodus zu schalten;

dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat ferner versehen ist mit:

e. einem Leitungsband (24, 24a, 26, 26a), welches an jedem der Isolatoren so angebracht ist, daß es bei der Durchfahrt eines Fahrzeuges mit einem Stromabnehmer in Verbindung steht, und über eine ausreichende Länge verfügt, die es ermöglicht, durch den Stromabnehmer nacheinander zuerst mit den Fahrleitungen und den Leitungsbändern sowie danach mit den Leitungsbändern und der Kreuzungseinheit gleichzeitig in Verbindung zu stehen, wobei jedes der Leitungsbänder mit der Kreuzungseinheit elektrisch verbunden ist; und

f. Dioden (30, 38), die zur Vermeidung einer Übertragung von Energie der entgegengesetzten Polarität an die Leitungsbänder zwischen jedem der Leitungsbänder und der Kreuzungseinheit zwischengeschaltet sind.

4. Apparat nach Anspruch 3 mit einer Polumschaltungseinrichtung (34), enthaltend:

a. ein Paar von GTO-Thyristoren (52a, 52b), von denen je einer zwischen einer der Fahrleitungen (12, 14) entgegengesetzter Polarität und der Kreuzungseinheit (10) angeordnet ist;

b. ein Paar Gate-Treibereinheiten (54a, 54b), von denen jeweils eine zum Treiben eines der Thyristoren vorgesehen ist;

c. ein Paar von SCR-Gleichrichtern (71, 82), von denen jeweils einer zur Aktivierung einer der Gate-Treibereinheiten vorgesehen ist; und

d. ein Paar von Relais (102, D1; 68, 01), von denen jeweils ein Relais zur Aktivierung eines der SCR-Gleichrichter (71, 82) vorgesehen ist, wobei die Relais mit den Kontaktleisten entsprechender Polarität zur Aktivierung durch einen Stromabnehmer bei der Durchfahrt eines Fahrzeuges verbunden sind.

5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polumschaltung ferner eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Polarität der Kreuzungseinheit umfaßt.

6. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigemittel Leuchtdioden (58, 60) enthält.

7. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zwischen den Thyristoren (52a, 52b) und der Kreuzungseinheit (10) angeordnete Drosselspule (56) enthält zur Vermeidung eines Kurzschließens bei unbeabsichtigtem gleichzeitigen Einschalten der beiden Thyristoren.