EP0704098A1 - Übertragungseinrichtung - Google Patents

Übertragungseinrichtung

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EP0704098A1
EP0704098A1 EP95916645A EP95916645A EP0704098A1 EP 0704098 A1 EP0704098 A1 EP 0704098A1 EP 95916645 A EP95916645 A EP 95916645A EP 95916645 A EP95916645 A EP 95916645A EP 0704098 A1 EP0704098 A1 EP 0704098A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conductor
transformer
electrical
conductors
designed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95916645A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Dr.-Ing. Schwan
Andreas Dipl.-Ing. Nagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0704098A1 publication Critical patent/EP0704098A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices

Definitions

  • the invention relates to a device for the contactless transmission of electrical energy from one or more power sources to one or more consumers.
  • trailing cables or sliding rails provided with sliding contacts are used.
  • the trailing cable that is to be carried along often disrupts the operating sequence, and the current-carrying grinding rails must be reliably covered in order to avoid accidents by contact, so that this type of energy transmission often does not, especially not over long distances, at higher speeds and / or can be used in wet environments.
  • the construction effort required for this should be small, so that economical production is given, and the device should also be insensitive to faults, easily adaptable to different circumstances and versatile.
  • At least two transformers are electrically coupled in a contactless manner to an electrical conductor designed as a continuous loop, of which at least one transformer as in the conductor feeding electrical energy and at least one transformer is designed as an electrical energy-absorbing transformer.
  • the transformers should be made of ferromagnetic material and be EE-EI-UU or double-ring-shaped.
  • the conductor can also be made from a flat, solid or hollow profile, from two or more electrically conductive profiles arranged one inside the other, from a U, T or double T profile or from a star-shaped profile stand.
  • the electrical conductor it is also possible to form the electrical conductor by means of one or more electrically conductive wires which are arranged in a rigid support.
  • the electrical conductor should be surrounded by an insulation layer, and this can also be provided, in whole or in part, with an electrically conductive sheathing arranged in the form of an open, preferably grounded, loop over the insulation layer.
  • one or more transformers assigned to a conductor are arranged in the longitudinal direction of the conductor, e.g. B. are arranged movable by means of a carriage. In this way, several consumers can sometimes be supplied with electrical energy at different locations.
  • Supports are provided on which the conductor is suspended via insulation pieces.
  • support rollers and / or guide rollers which are preferably arranged in the region of movable transformers and can be moved with them.
  • the conductor can also be suspended over its entire length or in part by means of an insulating carrier film and springs attached to it.
  • the copper tracks can be designed as vertically arranged, suspended, and preferably mutually insulated, plates or foils.
  • this should be provided in its area with slot-like cutouts, which should be designed to widen outwards in a wedge or trumpet shape to center a carrier foil and / or the copper tracks.
  • ends of electrically coupled sections of a conductor are each provided with an offset offset which overlaps in the longitudinal direction of the conductor, and the copper tracks are arranged between the offset portions.
  • the current conductors connecting them can be electrically connected to one another in a contactless manner via a transformer connected to a current source via a converter, so that electrical energy can be fed in at any point.
  • a transformer which preferably feeds in electrical energy can be provided, by means of which the two conductors are chained together.
  • the consumer should closed transformer releasable from a conductor and can be implemented on an associated, preferably a selectable conductor, so that a switch is formed
  • a device for the contactless transmission of electrical energy from one or more current sources to one or more consumers is designed according to the invention, it is possible in a very simple manner to draw electrical power of high power over a long distance from the conductor and one or more To make available to consumers. Since the electrical energy is fed in and the electrical energy is removed without contact, the mechanical and electrical losses as well as the construction costs are very low, so that there is always a high level of operational safety, especially since the conductor can be insulated .
  • the converter devices assigned to the transformers furthermore enable an optimal adaptation to the energy source and the energy sink, so that end consumers are also controlled or regulated and. Measured values that relate to the condition of the end user can be reported back. A versatile usability of the proposed facility is therefore guaranteed.
  • the drawing shows some exemplary embodiments of the device designed according to the invention for the contactless transmission of electrical energy from one or more power sources to one or more consumers, which are explained in detail below.
  • the device designed according to the invention for the contactless transmission of electrical energy from one or more power sources to one or more consumers, which are explained in detail below.
  • FIG. 1 shows, each in a schematic representation:
  • 1 shows a transmission device consisting of two transformers connected via an electrical conductor designed as a loop
  • FIG. 4 the device according to FIG. 1 with a further movable transformer provided between the transformers
  • FIG. 5 the device according to FIG. 1 with a support of the conductor
  • Figure 6 is a resilient suspension of the head of
  • Figure 7 is a plan view of the movable
  • Figure 8 shows the electrical connection and support of two sections of the electrical
  • FIG. 9 shows a different type of overlapping connection of the electrical conductor according to FIG. 4, in a top view
  • FIG. 10 shows the connection of two sections of the conductor according to FIG. 4 by means of a further transformer
  • FIG. 11 shows the conversion of a transformer from a conductor to a conductor of a trajectory which is electrically separated therefrom and
  • Figure 12 shows the chaining of two conductors by means of a transformer.
  • the device shown in FIG. 1 and designated 1 serves for the contactless transmission of electrical energy from a current source 2 to a consumer designed as a resistor 4 and essentially consists of two transformers 11 and 21, which are electrically coupled via an electrical conductor 31 are. By means of the transformer 11, electrical energy is fed into the conductor 31 from the transformer
  • the EE-shaped transformer 11 composed of two core halves 12 and 13 has a primary winding 14 which is connected via a line 16 to a rectifier 15 which is electrically connected to the current source 2 via a line 3.
  • the conductor 31 is designed as an endless rigid loop and is held in the two end regions by means of two supports 17 and 18. Furthermore, the conductor 31 is grounded by means of a line 33 via the converter device 15. By means of the transformer 11 and thus electrical energy can be fed into the conductor 31, which can be removed by means of the transformer 21 and fed to the resistor 4.
  • FIGS. 2 a to 2 g and 3 a to 3 h show conductors designed in different ways, namely:
  • FIG. 2a shows a conductor 41, which consists of a solid profile 42
  • FIG. 2b shows a conductor 43 designed as a tube 44
  • FIG. 2c shows the conductor 43 according to Ficur 2b provided with an insulation layer 45
  • FIG. 2d shows the one with an insulation layer 45 applied broken-through sheathing 50 provided conductor 43 according to FIG. 2b
  • FIG. 2e a conductor 46 consisting of flexible wires 48, which are inserted in a tube 47 as a carrier
  • FIG. 2f the conductor equipped with an insulation layer 49 46 according to FIG. 2 e, FIG.
  • FIG. 3 e shows a conductor 60 formed by wires 62 arranged in a square hollow profile 61 as a support
  • FIG. 3 f shows a conductor 63 consisting of a star-shaped profile 64
  • FIG. 3 g shows the conductor 31 according to FIG Band 32 is formed
  • Figure 3 h a conductor 65 formed by a T-profile 66th
  • FIG. 4 shows that electrical energy can be taken from the conductor 31 of the device 1, which is designed as an endless loop, with the aid of a further adjustable transformer 36 at any point on the conductor 31.
  • the transformer 36 which is also composed of two core halves 36 'and 36' ', is arranged on a slide 34 which can be moved in the longitudinal direction of the conductor 31.
  • the transformer 36 is in turn associated with a converter device 37 which is electrically connected to it via lines 37 ', furthermore a motor 38 is connected to the converter device 37 as a consumer via a line 38'.
  • a converter device 37 which is electrically connected to it via lines 37 '
  • a motor 38 is connected to the converter device 37 as a consumer via a line 38'.
  • FIG. 5 it is shown that the conductor 31 can be suspended with the aid of supports 71 in order to avoid sagging.
  • the conductor 31 is fastened to the support 71 via insulation pieces 72 and 73.
  • the conductor 31 divided into individual sections 31 'and 31'' is suspended by means of an insulating carrier film 74 and springs 75 fastened to it.
  • slot-like recesses 87 and 88 are incorporated into the upper core half 36 ′′, as shown in FIG. 5, which accommodate the carrier film 74.
  • attachments 89 can be attached on both sides, which have extensions 90 that are trumpet-like in cross section.
  • the sections 31 ′ and 31 ′′ of the conductor 31, which in this case form a path curve 70, are electrically coupled and suspended by means of a support 76.
  • copper tracks 77 and 78 or 80 and 81 are attached at the ends of the sections 31 'and 31' 'at a distance from one another and are connected via current conductors 79 and 82.
  • Sections 31 ′ and 31 ′′ are suspended on support 76 via current conductors 79 and 82.
  • the copper tracks 77, 78 and 80, 81 are electrically separated from one another by means of insulation plates 83 and 84 or 85 and 86.
  • copper tracks 77 'and 78' can also be arranged on both sides of the carrier film 74.
  • the ends of the sections 31 'and 31''of the conductor 31 should be provided with overlapping cranks 98 and 99, between which and the carrier foil 74 the copper tracks 77' and 78 'are arranged.
  • the ends of the section 31 'and the ends of the section 31''of the conductor 31 held by a support 91 are electrically coupled to one another and linked to one another via a further transformer 101.
  • copper tracks 91, 92 and 94, 95 are again provided at the ends of the sections 31 'and 31'', which are connected to one another via current conductors 93 and 96.
  • the current conductors 93 and 96 overlap the transformer 101, which is equipped with a primary winding 102, so that by means of this, since this is connected to a current source 103 via a converter 104 and lines 105 and 106, electrical energy into the two sections 31 'and 31 '' of the conductor 31 is to be fed.
  • FIG. 11 shows that a transformer 114 which can be moved by means of a carriage 117 can be converted from a conductor 31a to a conductor 31b which forms a trajectory 70 'therewith, so that the transformer 114 is connected to the transformer 114 via a converter 116 Consumer 115 is not to be uncoupled from transformer 114. In this way, a switch is created. Of course, a conversion to another, e.g. B. angled further section can be made.
  • a cam track 121 is arranged in the area of the connection point of the two conductors 31 a and 31 b, laterally next to them, by means of which the upper core half 114 ′′ of the transformer 114 can be lifted off the lower core half 114 ′ by means of the adjustment movement of the slide 117 can thus be removed from the conductor 31 a and can be returned to the starting position after driving over the separation point, so that the transformer 114 is electrically connected to the conductor 31 b.
  • a guide roller 122 which runs on the cam track 121, and an angle piece 124, which is guided vertically by means of rods 123, are attached to the core half 114 ′′.
  • the core half 114 ′′ is thus carried by the guide carriage 117 in a raised position during a relocating process.
  • the conductors 31 a and 31 b are clamped between supports 118.
  • the transformer 111 by means of which electrical energy is fed into the conductors 31 a and 31 b via a line 119, is in this case electrically connected to a current source 112 via a converter 113.
  • a path curve 70 ′′ is composed of two conductors 31 c and 31 d, which are coupled to one another by a transformer 141. Electrical energy is fed into the path curve 70 ′′ by means of a transformer 131, which is connected to a power source 132 via a converter device 133, and with the aid of a transformer 134 mounted on a movable carriage 137, the electrical energy is transferred to an electric motor 135 via a converter device 136 fed as a consumer.
  • the conductor 31 c is held by means of the two transformers 131 and 141, the conductor 31 b by means of the transformer 141 and a support 138.

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Abstract

Bei einer Einrichtung (1) zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie von einer Stromquelle (2) zu einem Verbraucher (4) sind zwei jeweils mit einem Stromrichtergerät (15, 25) versehene Transformatoren (11, 21) mit einem als endlose Schleife ausgebildeten Leiter (31) berührungslos gekoppelt, von denen ein Transformator (11) als elektrische Energie einspeisender Transformator und der andere Transformator (21) als elektrische Energie aufnehmender Transformator ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung ist es auf einfache Weise möglich, elektrische Energie hoher Leistung auf einer langen Wegstrecke von dem Leiter (31) abzunehmen und einem oder mehreren Verbrauchern (4) zur Verfügung zu stellen. Die Einspeisung wie auch die Entnahme der elektrischen Energie erfolgt berührungslos, mechanische und elektrische Verluste sind demnach gering.

Description

Übertragungseinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie von einer oder mehreren Stromquellen zu einem oder mehreren Ver¬ brauchern .
Zur Übertragung elektrischer Energie zwischen linear gegeneinander bewegten Werkzeugmaschinen oder Handha¬ bungsgeräten werden Schleppkabel oder mit Schleifkon¬ takten versehene Schleifschienen verwandt. Durch die mitzuführenden Schleppkabel wird hierbei oftmals der Betriebsablauf gestört, die stromführenden Schleifschie¬ nen müssen, um Unfälle durch Berührung zu vermeiden, zuverlässig abgedeckt werden, so daß diese Art der Ener¬ gieübertragung oftmals nicht, vor allem aber nicht über größere Strecken, , bei höheren Geschwindigkeiten und/oder in nasser Umgebung eingesetzt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie von einer oder mehreren Stromquellen zu einem oder mehreren Verbrauchern zu schaffen, die nicht nur äußerst betriebs¬ sicher und störunempfindlich ist, sondern mit der es insbesondere ermöglicht wird, elektrische Energie hoher Leistung über längere Strecken, bei hohen Fahrgeschwindig¬ keiten sowie auch unter Wasser mit äußerst geringen Ver¬ lusten zu übertragen und an beliebigen Stellen auch ver¬ stellbare Verbraucher versorgen zu können. Der dazu erfor- derliche Bauaufwand soll klein sein, so daß eine wirtschaft¬ liche Herstellung gegeben ist, auch soll die Einrichtung störunempfindlich, an unterschiedliche Gegebenheiten leicht anpaßbar und vielseitig verwendbar sein.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß min- destens zwei jeweils mit einem vorzugsweise in Resonanz¬ technik ausgebildeten Stromrichtergerät versehene Transfor¬ matoren mit einem als in sich geschlossene endlose Schleife ausgebildeten elektrischen Leiter berührungslos elektrisch gekoppelt sind, von denen mindestens ein Transformator als in den Leiter elektrische Energie einspeisender Transforma¬ tor und mindestens ein Transformator als elektrische Energie aufnehmender Transformator ausgebildet ist.
Die Transformatoren sollten aus ferromagnetischem Werk¬ stoff bestehen und EE-EI-UU- oder doppelringförmig ausge¬ bildet sein.
Angebracht ist es ferner, den elektrischen Leiter mecha¬ nisch starr auszubilden oder diesen aus einem Kabel mit Litze herzustellen. Nach andersartigen Ausgestaltungen kann der Leiter auch aus einem Flach-, Voll- oder Hohl- profil, aus zwei oder mehreren ineinander angeordneten elektrisch leitenden Profilen, aus einem U-, T- , oder Doppel-T- Profil oder aus einem sternförmigen Profil be¬ stehen. Es ist aber auch möglich, den elektrischen Leiter durch einen oder mehrere elektrisch leitende Drähte zu bilden, die in einem starren Träger angeordnet sind.
./• Des weiteren sollte der elektrische Leiter mit einer Isolationsschicht umgeben sein, auch kann dieser ganz oder teilweise mit einer über der Isolationsschicht angeordneten elektrisch leitenden Ummantelung in Form einer offenen vorzugsweise geerdeten Schleife versehen sein .
Sehr vorteilhaft ist es ferner, wenn einer oder mehrere einem Leiter zugeordnete Transformatoren in Längsrichtung des Leiters, z. B. mittels eines Schlittens, verfahrbar angeordnet sind. Auf diese Weise können gleichzeitig mehrere Verbraucher mitunter an unterschiedlichen Stellen mit elektrischer Energie versorgt werden.
Wird ein elektrischer Leiter über eine längere Strecke verlegt, sollte dieser mechanisch abgestützt sein.
Dies kann in der Weise bewerkstelligt werden, in dem
Stützen vorgesehen werden, an denen der Leiter über Iso¬ lationsstücke aufgehängt ist. Es ist aber auch möglich, vorzugsweise im Bereich verfahrbarer Transformatoren ange¬ ordnete und mit diesen verfahrbare Auflage- und/oder Führungsrollen vorzusehen. Auch kann der Leiter auf seiner gesamten Länge oder teilweise mittels einer isolierenden Trägerfolie und an dieser befestigten Federn aufgehängt sein .
Zur elektrischen Koppelung eines in einzelne Abschnitte unterteilten elektrischen Leiters ist es zweckmäßig, an den Enden der einander zugeordneten Abschnitte des Leiters mit Abstand zueinander Kupferbahnen anzubringen, die über Stromleiter mit dem weiterführenden Abschnitt oder mit dem anderen Ende des gleichen Abschnittes verbunden sind,
• /• wobei die Kupferbahnen als vertikal angeordnete aufge¬ hängte und vorzugsweise gegeneinander isolierte Platten oder Folien ausgebildet sein können.
Zum Überfahren der Kupferbahnen durch einen Transformator sollte dieser in deren Bereich mit schlitzartigen Frei- sparungen versehen sein, die zur Zentrierung einer Träger¬ folie und/oder der Kupferbahnen sich keil- oder trompeten- förmig nach außen erweiternd ausgebildet sein sollte.
Angezeigt ist es ferner, die Enden elektrisch gekoppelter Abschnitte eines Leiters jeweils mit einer versetzt zu¬ einander verlaufenden Auskröpfung zu versehen, die sich in Längsrichtung des Leiters überlappen, und zwischen den Auskröpfungen die Kupferbahnen anzuordnen.
Bei elektrischer Koppelung der beiden Enden zweier ein¬ ander zugeordneter Abschnitte eines elektrischen Leiters können die diese verbindenden Stromleiter über einen an eine Stromquelle über ein Umrichtgerät angeschlossenen Transformator berührungslos elektrisch miteinander ver¬ kettet sein, so daß elektrische Energie an beliebigen Stellen eingespeist werden kann.
Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, zwei oder mehrere elektrische Leiter zu einer elektrisch gekoppelten Bahnkurve zusammenzusetzen. Dazu kann ein vorzugsweise elektrische Energie einspeisender Transfor¬ mator vorgesehen werden, durch den die beiden Leiter miteinander verkettet sind.
Zur Ankoppeluπg eines Verbrauchers an eine aus zwei oder mehreren elektrisch getrennten Leitern zusammenge¬ setzten Bahnkurven sollte der an den Verbraucher ange- schlossene Transformator von einem Leiter lösbar und auf einen zugeordneten vorzugsweise einen auswählbaren Leiter umsetzbar sein, so daß eine Weiche gebildet ist
Dies kann mittels einer neben der Bahnkurve angeordneten, ein- oder zweiteiligen Nockenbahn bewerkstelligt -werden, mittels der durch die Verstellbewegung des den Transfor¬ mator tragenden Schlittens eine Kernhälfte des Trans¬ formators von den Leitern lötibar, synchron mit der anderen Kernhälfte verfahrbar und im '^greich des nachfolgenden Leiters auf diese aufsetzbai ist.
Wird eine Einrichtung zur kontaktlosen Übertragung elek¬ trischer Energie von einer oder mehreren Stromquellen zu einem oder mehreren Verbrauchern gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist es auf sehr einfach Weise möglich, elektrische Energie hoher Leistung auf einer langen Wegstrecke von dem Leiter abzunehmen und einem oder mehreren Verbrauchern zur Verfügung zu stellen. Da die Einspeisung der elektrischen Energie wie auch deren Entnahme berührungslos erfolgen, sind somit die mechani- sehen und die elektrischen Verluste wie auch der Bauauf¬ wand sehr gering, so daß eine stets hohe Betriebssicher¬ heit, zumal der Leiter isoliert werden kann, gegeben ist. Durch die den Transformatoren zugeordneten Strom¬ richtergeräten ist ferner eine optimale Anpassung an die Energiequelle sowie die Energiesenke möglich, so daß Endverbraucher auch gesteuert oder geregelt und. Meßwerte, die sich auf den Zustand des Endverbrauchers beziehen, zurückgemeldet werden können. Eine vielseitige Verwendbarkeit der vorschlagsgemäßen Einrichtung ist demnach gewährleistet.
/ In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung zur kontakt¬ losen Übertragung elektrischer Energie von einer oder mehreren Stromquellen zu einem oder mehreren Verbrauchern dargestellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind. Hierbei zeigt, jeweils in schematischer Darstellung:
Figur 1 eine aus zwei über einen als Schleife ausgebildeten elektrischen Leiter ver¬ bundene Transformatoren bestehende Übertragungseinrichtung,
Figur 2 a bis 3 h unterschiedliche Ausgestaltungen des bei der Einrichtung nach Figur 1 verwendbaren Leiters,
Figur 4 die Einrichtung nach Figur 1 mit einem zwischen den Transformatoren vorgesehenen weiteren verfahrbaren Transformator,
Figur 5 die Einrichtung nach Figur 1 mit einer Abstützung des Leiters,
Figur 6 eine federnde Aufhängung des Leiters der
Einrichtung nach Figur 1,
Figur 7 eine Draufsicht auf den verfahrbaren
Transformator nach den Figuren 4 und 5,
Figur 8 die elektrische Verbindung und Abstützung zweier Abschnitte des elektrischen
Leiters bei der Ausgestaltung nach. Figur 4,
/. Figur 9 eine andersartige überlappende Verbindung des elektrischen Leiters nach Figur 4, in Draufsicht,
Figur 10 die Verbindung zweier Abschnitte des Leiters nach Figur 4 mittels eines weiteren Trans¬ formators ,
Figur 11 die Umsetzung eines Transformators von einem Leiter auf einen elektrisch von diesem getrennten Leiter einer Bahnkurve und
Figur 12 die Verkettung zweier Leiter mittels eines Transformators.
Die in Figur 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Ein¬ richtung dient zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie von einer Stromquelle 2 zu einem als Widerstand 4 ausgebildeten Verbraucher und besteht im wesentlichen aus zwei Transformatoren 11 und 21, die über einen elek¬ trischen Leiter 31 elektrisch gekoppelt sind. Mittels des Transformators 11 wird hierbei elektrische Energie in den Leiter 31 eingespeist, von dem Transformator
21 wird dagegen elektrische Energie von dem Leiter 31 aufgenommen.
Der aus zwei Kernhälften 12 und 13 zusammengesetzte EE-förmige Transformator 11 weist eine Primärwicklung 14 auf, die über eine Leitung 16 an ein U richtgerät 15 an¬ geschlossen ist, das über eine Leitung 3 mit der Strom¬ quelle 2 elektrisch verbunden ist. In gleicher Weise ist der Transformator 21 gestaltet , der aus zwei Kernhälften 22
• /• und 23 besteht und eine Sekundärwicklung 24 aufweist, die über eine Leitung 26 an ein Umrichtgerät 25 ange¬ schlossen ist. Der Transformator 21 sowie das Umrichtge¬ rät 25 sind auf einer Platte 27, die verfahrbar sein kann, angeordnet. Über eine Leitung 5 ist das Umrichtgerät 25 mit dem Widerstand 4 verbunden.
Der Leiter 31 ist als endlose starre Schleife ausgebildet und mittels zweier Stützen 17 und 18 in den beiden Endbe¬ reichen gehalten. Des weiteren ist der Leiter 31 mittels einer Leitung 33 über das Umrichtergerät 15 geerdet. Mit¬ tels des Transformators 11 u rn somit elektrische Ener¬ gie in den Leiter 31 eingespeist werden, die mit Hilfe des Transformators 21 von diesem abgenommen und dem Widerstand 4 zugeführt werden kann.
In den Figuren 2 a bis 2 g und 3 a bis 3 h sind in unter¬ schiedlicher Weise ausgebildete Leiter dargestellt, und zwar zeigt:
Figur 2 a einen Leiter 41, der aus einem Vollprofil 42 besteht, Figur 2 b einen als Rohr 44 ausgebildeten Leiter 43, Figur 2 c den mit einer Isolationsschicht 45 versehenen Leiter 43 nach Ficur 2 b, Figur 2 d den mit einer auf die Isolationsschicht 45 aufgebrachten durch¬ brochenen Ummantelung 50 versehenen Leiter 43 nach Figur 2 b, Figur 2 e einen aus flexiblen Drähten 48, die in einem Rohr 47 als Träger eingelegt sind, beste¬ henden Leiter 46, Figur 2 f den mit einer Isolationsschicht 49 ausgestatteten Leiter 46 nach Figur 2 e, Figur 2 g mehre¬ re nach Figur 2 c ausgebildete konzentrisch ineinander an¬ geordnete Leiter 43, 43' , 43 ' ' , die gegeneinander durch Isolierschichten 45, 45', 45' ' isoliert und mit einer Ummantelung 50 versehen sind, Figur 3 a ein als Leiter 51 vorgesehenes U-förmiges Profil 52, Figur 3 b einen als rechteckiges Hohlprofil 54 ausgebildeten Leiter 53, Figur 3 c einen als quadratisches Hohlprofil 56 aus¬ gebildeten Leiter 55, Figur 3 d einen Leiter 57, der aus in einem U-Profil 58 als Träger angeordnete Drähte 59 besteht, Figur 3 e einen durch in einem quadratischen Hohlprofil 61 als Träger angeordnete Drähte 62 gebildeten Leiter 60, Figur 3 f einen aus einem sternförmigen Profil 64 bestehenden Leiter 63, Figur 3 g den Leiter 31 nach Figur 1, der durch ein Band 32 gebildet ist, und Figur 3 h einen durch ein T-Profil 66 gebildeten Leiter 65.
In Figur 4 ist gezeigt, daß von dem als endlose Schleife ausgebildeten Leiter 31 der Einrichtung 1 mit Hilfe eines weiteren verstellbaren Transformators 36 elektrische Energie an beliebiger Stelle des Leiters 31 abgenommen werden kann. Der ebenfalls aus zwei Kernhälften 36' und 36'' zusammengesetzte Transformator 36 ist hierbei auf einem Schlitten 34 angeordnet, der in Längsrichtung des Leiters 31 verfahrbar ist.
Dem Transformator 36 ist wiederum ein Umrichtergerät 37 zugeordnet, das über Leitungen 37' mit diesem elektrisch verbunden ist, des weiteren ist an das Umrichtergerät 37 ein Motor 38 als Verbraucher über eine Leitung 38' angeschlossen. Auf dem Schlitten 34 sind ferner Auflage- rollen 39 sowie seitlich neben dem Leiter 31 Führungs¬ rollen 40 angebracht, so daß dieser stets gut geführt ist
In Figur 5 ist gezeigt, daß der Leiter 31, um ein Durch¬ hängen zu vermeiden, mit Hilfe von Stützen 71 aufgehängt sein kann. Über Isolationsstücke 72 und 73 ist der Leiter 31 an der Stütze 71 befestigt.
• /• Gemäß Figur 6 ist der in einzelne Abschnitte 31' und 31' ' unterteilte Leiter 31 mittels einer isolierenden Träger¬ folie 74 und an dieser befestigten Federn 75 aufgehängt. Damit der Transformator 36 nach Figur 4 über die Träger¬ folie 74 hinwegfahren kann, sind in die obere Kernhälfte 36' ', wie dies in Figur 5 eingezeichnet ist, schlitzartige Freisparungen 87 und 88 eingearbeitet, die die Trägerfolie 74 aufnehmen. Außerdem können an der Kernhälfte 36' ' , wie dies in Figur 7 dargestellt ist, beiderseits Ansatzstücke 89 angebracht sein, die im Querschnitt trompetenartig ausgebildete Erweiterungen 90 aufweisen. Dadurch wird die Trägerfolie 74 durch das sich beim Verfahren des Transformators 36 ausbildende Luftpolster selbsttätig zentriert und verschleißfrei geführt.
Nach Figur 8 sind die Abschnitte 31' und 31'' des Leiters 31, die hierbei eine Bahnkurve 70 bilden, elektrisch gekoppelt und mittels einer Stütze 76 aufgehängt. Dazu dienen an den Enden der Abschnitte 31' und 31'' mit Ab¬ stand zueinander angebrachte Kupferbahnen 77 und 78 bzw. 80 und 81, die über Stromleiter 79 bzw. 82 verbunden sind. Über die Stromleiter 79 und 82 sind die Abschnitte 31' und 31' ' an der Stütze 76 aufgehängt. Mittels Isola¬ tionsplatten 83 und 84 bzw. 85 und 86 sind die Kupfer¬ bahnen 77, 78 und 80, 81 elektrisch voneinander getrennt.
Kupferbahnen 77' und 78' können aber auch, wie dies in Figur 9 gezeigt ist, beiderseits der Trägerfolie 74 angeordnet sein. Um dies bewerkstelligen zu können, sollten die Enden der Abschnitte 31' und 31'' des Leiters 31 mit sich überlappenden Abkröpfungen 98 und 99 ver¬ sehen sein, zwischen denen und der Trägerfolie 74 die Kupferbahnen 77' bzw. 78' angeordnet sind. Beim Überfahren der Koppelstelle wird die Energieübertragung somit nur geringfügig beeinträchtigt. Bei der Ausführungsvariante nach Figur 10 sind- die Enden des Abschnittes 31' sowie die Enden des Abschnittes 31' ' des durch eine Stütze 91 gehaltenen Leiters 31 miteinander elektrisch gekoppelt und über einen weiteren Transformator 101 miteinander verkettet. Dazu sind an den Enden der Abschnitte 31' bzw. 31' ' wiederum Kupferbahnen 91, 92 bzw. 94, 95 vorgesehen, die über Stromleiter 93 bzw. 96 miteinander verbunden sind. Die Stromleiter 93 und 96 übergreifen den mit einer Primärwicklung 102 aus¬ gestatteten Transformator 101, so daß mittels diesem, da dieser über ein Umrichtgerät 104 und Leitungen 105 und 106 an eine Stromquelle 103 angeschlossen ist, elektrische Energie in die beiden Abschnitte 31' und 31' ' des Leiters 31 einzuspeisen ist.
In Figur 11 ist gezeigt, daß ein mittels eines Schlittens 117 verfahrbarer Transformator 114 von einem Leiter 31 a auf einen mit diesem eine Bahnkurve 70' bildenden Leiter 31 b umgesetzt werden kann, so daß der mit dem Trans¬ formator 114 über ein Umrichtgerät 116 verbundene Ver- braucher 115 nicht von dem Transformator 114 abzukoppeln ist. Auf diese Weise wird eine Weiche geschaffen. Selbst¬ verständlich kann eine Umsetzung auch auf einen anderen, z. B. abgewinkelt weiterführenden Abschnitt vorgenommen werden.
Dazu dient eine im Bereich der Anschlußstelle der beiden Leiter 31 a und 31 b seitlich neben diesen angeordnete Nockenbahn 121, mittels der die obere Kernhälfte 114' ' des Transformators 114 mit Hilfe der Verstellbewegung des Schlittens 117 von der unteren Kernhälfte 114' ab- hebbar und somit von dem Leiter 31 a abnehmbar und nach Überfahren der Trennstelle wiederum in die Ausgangslage zurückführbar ist, so daß der Transformator 114 elektrisch mit dem Leiter 31 b verbunden ist.
• /• Um dies bewerkstelligen zu können, sind an der Kernhälfte 114' ' eine Führungsrolle 122, die auf der Nockenbahn 121 aufläuft, sowie ein Winkelstück 124, das mittels Stangen 123 vertikal geführt ist, angebracht. Die Kernhälfte 114' ' wird somit während eines Umsetzvorganges von dem Führungsschlitten 117 in angehobener Lage mitgenommen.
Die Leiter 31 a und 31 b sind zwischen Stützen 118 ein¬ gespannt. Der Transformator 111, mittels dem elektrische Energie in die Leiter 31 a und 31 b über eine Leitung 119 eingespeist wird, ist hierbei über ein Umrichtgerät 113 mit einer Stromquelle 112 elektrisch verbunden.
Gemäß Figur 12 ist eine Bahnkurve 70' ' aus zwei Leitern 31 c und 31 d zusammengesetzt, die durch einen Trans¬ formator 141 miteinander gekoppelt sind. Mittels eines Transformators 131, der über ein Umrichtgerät 133 an eine Stromquelle 132 angeschlossen ist, wird elektrische Energie in die Bahnkurve 70' ' eingespeist, mit Hilfe eines auf einem verfahrbaren Schlitten 137 aufgesetzten Transformators 134 wird die elektrische Energie über ein Umrichtgerät 136 einem Elektromotor 135 als Verbraucher zugeführt. Der Leiter 31 c ist mittels der beiden Trans¬ formatoren 131 und 141, der Leiter 31 b mittels des Transformators 141 und einer Stütze 138 gehalten.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Einrichtung (1) zur kontaktlosen Übertragung elek¬ trischer Energie von einer oder mehreren Stromquellen (2) zu einem oder mehreren Verbrauchern (4),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß mindestens zwei jeweils mit einem vorzugsweise in R.esonanztechnik ausgebildeten Stromrichtergerät (15, 25) versehene Transformatoren (11, 21) mit einem als in sich geschlossene endlose Schleife ausgebildeten elektrischen Leiter (31) berührungslos elektrisch gekoppelt sind, von denen mindestens ein Transformator (11) als in den Lei¬ ter (31) elektrische Energie einspeisender Transforma¬ tor und mindestens ein Transformator (21) als elektri¬ sche Energie aufnehmender Transformator ausgebildet ist (Figur 1) .
2. Einrichtung nach Anspruch 1
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Transformatoren (11, 21) aus ferromagnetischem Werkstoff bestehen und EE-EI-UU- oder doppelringförmig ausgebildet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß der elektrische Leiter (31) mechanisch starr ausgebildet ist oder aus einem Kabel mit Litze besteht,
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß der elektrische Leiter (31; 41; 43; 53; 55 bzw. 51; 63; 66) aus einem Flach-, Voll- oder Hohlprofil (32; 42; 54; 56), aus zwei oder mehreren ineinander angeordneten elektrisch leitenden Profilen (44) , aus einem U-, T- oder Doppel-T-Profil (52; 66) oder aus einem sternförmigen Profil (64) besteht.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß der elektrische Leiter (46; 57; 60) durch einen oder mehrere elektrisch leitende Drähte (48; 59; 62) gebildet ist, die in einem starren Träger (47; 58; 61) angeordnet sind.
6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
• /• daß der elektrische Leiter (43; 46) von einer Iso¬ lationsschicht (45; 49) umgeben ist.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß der elektrische Leiter (43) ganz oder teilweise mit einer über der Isolationsschicht (45) angeordneten elektrisch leitenden Ummantelung (50) in Form einer offenen vorzugsweise geerdeten Schleife versehen ist.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß einer oder mehrere einem Leiter (31) zugeordnete Transformatoren (36) in Längsrichtung des Leiters (31), z. B. mittels eines Schlittens (34), verfahrbar angeordnet sind.
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß der elektrische Leiter (31) mechanisch abgestützt ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur mechanischen Abstützung des elektrischen Leiters (31) Stützen (71), an der dieser über Iso¬ lationsstücke (72, 73) aufgehängt ist, oder vorzugs¬ weise im Bereich verfahrbarer Transformatoren (36) angeordnete und mit diesen verfahrbare Auflage- und/ oder Führungsrollen (39, 40) vorgesehen sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß der Leiter (31) auf seiner gesamten Länge oder teilweise mittels einer isolierenden Trägerfolie (74) und an dieser befestigten Federn (75) aufgehängt ist.
12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß zur elektrischen Koppelung eines in einzelne Abschnitte (31', 31' ') unterteilten elektrischen Leiters (31) an den Enden der einander zugeordneten Abschnitte (31', 31' ') des Leiters (31) mit Abstand zueinander angeordnete Kupferbahnen (77, 78; 80, 81 bzw. 91, 92, 94, 95) angebracht sind, die über Stromleiter (79; 82 bzw. 93, 96) mit dem weiterfüh¬ renden Abschnitt oder mit dem anderen Ende des gleichen Abschnittes verbunden sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kupferbahnen (77, 78; 80, 81 bzw. 91, 92, 94, 95) als vertikal angeordnete aufgehängte und vorzugsweise gegeneinander isolierte Platten oder Folien ausgebildet sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß zum Überfahren der Kupferbahnen (77, 78; 80, 81 bzw. 91, 92, 94, 95) durch einen Transformator (36) dieser in deren Bereich mit schlitzartigen Freispa¬ rungen (87, 88) versehen ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß die schlitzartigen eine Trägerfolie (74) und/oder die Kupferbahnen (77, 78; 80, 81 bzw. 91, 92, 94, 95) aufnehmenden Freisparungen (87, 88) des Transformators (36) sich keil- oder trompetenförmig nach außen er¬ weiternd ausgebildet sind.
16. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß die Enden elektrisch gekoppelter Abschnitte (31', 31'') eines Leiters (31) jeweils mit einer versetzt zueinander verlaufenden Auskröpfung (98, 99) ver¬ sehen sind, die sich in Längsrichtung des Leiters (31) überlappen, und daß zwischen den Auskröpfungen (98, 99) die Kupferbahnen (77', 78') angeordnet sind.
17. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß bei elektrischer Koppelung der beiden Enden zweier einander zugeordneter Abschnitte (31', 31' ') eines elektrischen Leiters (31) die diese verbinden¬ den Stromleiter (93, 9C) über einen an eine Strom¬ quelle (103) über ein Urrichtgerät (105) angeschlos¬ senen Transformator (lül) berührungslos elektrisch miteinander verkettet sind.
18. Einrichtung nach einem ooer mehreren der Ansprüche 1 bis 17,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß zwei oder mehrere elektrische Leiter (31) zu einer elektrisch gekoppelten Bahnkurve (70) zu¬ sammengesetzt sind.
19. Einrichtung nach Anspruch 18,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß zur elektrischen Koppelung zweier elektrischer Leiter (31) ein vorzugsweise elektrische Energie einspeisender Transformator (141) vorgesehen ist, durch den die beiden Leiter (31) miteinander ver¬ kettet sind.
/•
20. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß zur Ankoppelung eines Verbrauchers (115) an eine aus zwei oder mehreren Leitern (31a, 31b) zusammengesetzten Bahnkurven (70') der an den Verbraucher (115) angeschlossene Transformator (114) von einem Leiter (31a) lösbar und auf einen zugeordneten, vorzugsweise einen auswählbaren Leiter (31b) umsetzbar ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 20,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß zur Umsetzung des Transformators (114) neben diesem eine ein- oder zweiteilige Nockenbahn (121) angeordnet ist, mittels der durch die Verstellbe¬ wegung des den Transformators (114) tragenden Schlit¬ tens (117) eine Kernhälfte (114'') des Transformators (114) von dem Leiter (31a) lösbar, synchron mit der anderen Kernhälfte (114') verfahrbar und im Bereich des nachfolgenden Leiters (31b) auf diese aufsetzbar ist.
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