WO2003107108A1 - Shunting arrangement for a ground transport system inductively supplied with electric power - Google Patents

Shunting arrangement for a ground transport system inductively supplied with electric power Download PDF

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WO2003107108A1
WO2003107108A1 PCT/EP2003/002097 EP0302097W WO03107108A1 WO 2003107108 A1 WO2003107108 A1 WO 2003107108A1 EP 0302097 W EP0302097 W EP 0302097W WO 03107108 A1 WO03107108 A1 WO 03107108A1
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switch
line
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switch arrangement
loops
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PCT/EP2003/002097
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Andrew Green
Keith Thompson
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Wampfler Aktiengesellschaft
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line

Definitions

  • Switch arrangement for a ground transport system supplied with electrical energy by induction
  • the invention relates to a switch arrangement for a ground transport system which is supplied with electrical energy by inductive means according to the preamble of claim 1.
  • Ground transport systems which are supplied with electrical energy by induction are known.
  • a primary conductor arrangement is provided for contactless energy transmission by induction, which is supplied with alternating current of higher frequency (a few kilohertz).
  • the current conductors of the primary conductor arrangement are laid in the floor, as described for example in DE 100 37 362 Cl.
  • a ground transport vehicle can be moved along the primary conductor arrangement.
  • the ground transport vehicle is equipped with a current collector which has at least one coil as a secondary conductor and control electronics.
  • the primary conductor arrangement comprises a forward and a return line, which are laid at a constant distance from one another along a distance in the ground.
  • the route of the primary conductor arrangement can have straight areas and curves as well as branches in the form of switches. Such a primary conductor arrangement comprising straight areas, curves and switches is described for example in DE 199 55 042 AI.
  • the inhomogeneous field distribution results from the divergence of the forward and return lines of the primary conductor arrangement in the switch area.
  • the two line strands formed by the outgoing and return lines diverge from their otherwise parallel position starting at the turnout joint.
  • In the centerpiece of the switch there is an angled cable harness, the legs of which run at an acute angle to one another at a constant distance from the respective outer, continuous cable harnesses to form the continuous or the branching path are arranged.
  • the primary conductor sections before the branch and after the branch are fed by separate circuits, ie the conductor arrangements before and after the branch are supplied by separate current sources.
  • Such a design of a switch arrangement is known from DE 199 55 042 AI. With this known switch arrangement, a lower density of the magnetic field generated by the primary conductor arrangement results in a spatial area around the switch center, compared to the average density along the straight sections of the primary conductor arrangement.
  • Figure 1 top view of a switch arrangement shown schematically
  • Figure 2 Diagram of the local dependence of the power consumption of a
  • Figure 3 Diagram of the local dependence of the power consumption
  • Ground transport vehicle which travels along the continuous or branching path through a switch arrangement according to the invention.
  • FIG. 1 shows a top view of a primary conductor arrangement for a system for inductive energy transmission in the region of a branch.
  • the junction Switching arrangement forming a continuous and a branching path is defined in the primary conductor arrangement.
  • the continuous path starts from the switch joint 11 and over the switch center 5 along the arrow 14 and the branching path runs from the switch joint 11 along the arrow 15.
  • the extensions of the center lines of the continuous path and the branching path (arrow lines 14 and 15) intersect Switch center 5.
  • the switch arrangement has two outer, continuous cable strands 1 and 2. In the area (not shown in FIG. 1) in front of the switch (ie to the right of the switch joint 11 in FIG. 1), these two line strands 1 and 2 merge into the forward and return lines of the primary conductor arrangement, which are laid at a constant distance from one another.
  • the one cable run 2 runs both before and after the switch as well as in the switch area.
  • the other continuous strand of wire 2 runs in the (in Figure 1 not shown) areas before and after the stretched Soft and nikabismesfb in the turnout area itself 'RMIG curved, for example, with a typical radius of curvature of 2m.
  • Another, angled cable harness 4 is arranged in the centerpiece 3 of the switch arrangement.
  • This wiring harness 4 comprises two legs 4a and 4b which are arranged at an acute angle to one another and which merge into one another at the tip 10.
  • the wiring harness 4 is laid in this area in an approximately semicircular curve.
  • One leg 4b of the wiring harness 4 is laid in such a way that it runs in the turnout area and after the turnout at a constant distance W1 from the one continuous wiring harness 1.
  • the other leg 4a of the wiring harness 4 is laid in such a way that it runs at a constant distance W1 from the other continuous wiring harness 2.
  • the cable strands 1, 2 and 4 are each designed as stranded conductors and laid in the floor.
  • the power supply of the wiring harnesses 1, 2 and 4 takes place as described for example in DE 199 55 042 AI.
  • the two outer, continuous line strands 1 and 2 are each laid in the form of a line loop 6, 7. As shown in Figure 1, extend the two line loops 6 and 7 along the continuous line strands 1 and 2 in a partial area of the switch arrangement, which is approximately on one side through the switch joint 11 and on the other side through the points 12 and 13 on the respective continuous line 1 and 2 is defined, which is opposite the tip 10 of the angled wiring harness 4.
  • the laying of the two outer, continuous line strands 1, 2 in the form of a line loop 6, 7 has the effect that in the area along these two line strands 1, 2 in which the two line loops 6 and 7 extend, two or more line sections of consecutive turns of the line loops 6, 7 are close together.
  • line 1 as shown in FIG. 1, the two line sections 6a and 6b of two successive turns of the line loop 6 lie closely next to one another.
  • the two line sections 7a and 7b of two successive turns of the line loop 7 lie closely next to one another in the line strand 2.
  • the line loops 6 and 7 can each - as shown in FIG. 1 - be designed as loops with about 1 V 2 -turn, but they can also have more turns.
  • the number of turns of the line loops 6 and 7 and their expansion along their longitudinal axes 8 and 9 essentially depends on the geometry of the soft arrangement.
  • the number of turns and the size of the line loops 6 and 7 are preferably chosen so that the most homogeneous magnetic field possible is achieved both along the continuous and along the branching path of the switch. This can preferably be achieved in that the line loops 6 and 7 extend along the continuous line strands 1 and 2 approximately in the area in which the respective line strand 1 or 2 has a corresponding line strand 2 or 1 or 4 at a distance W2 opposite, which is greater than the distance Wl between the two outer, continuous wiring harnesses 1 and 2 at the switch joint 11.
  • the distance Wl corresponds to the distance of the forward and return line in the area of a straight section or a curve of the primary conductor arrangement.
  • the section of the switch arrangement in which corresponding sections of the line ranks 1, 2 and 4 are at a distance of W2> Wl is designated by L.
  • the length of this distance L corresponds approximately to the distance between the switch joint 11 and the tip 10 of the angled wiring harness 4.
  • the line loops 6 and 7 can - as shown in Figure 1 - with respect to the outer, continuous line strands 1 and 2 viewed from the switch center 5 respectively be directed outside. However, both line loops 6 and 7 can also be directed inwards towards the switch center 5. In an alternative embodiment, one of the two line loops 6 or 7 can also be directed inwards and the other line loop 7 or 6 can be directed outwards. Which of these variants is preferred depends on the geometry of the switch arrangement and on the space available for forming the switch arrangement.
  • the shape of the line loops is preferably approximately oval, as shown in FIG. 1, or elliptical. It has been shown that the best results with regard to a homogeneous magnetic path along the switch arrangement are achieved if the ratio of the extension of the conductor loops along their longitudinal axis 8, 9 to the extension along their transverse axis is approximately between 3 and 6 and if the ratio of the extension the cable loops along their longitudinal axis 8, 9 to the distance L between the tip 10 of the angled cable harness 4 and the switch joint 11 is between 0.4 and 1.
  • the laying of the two outer, continuous line strands 1 and 2 in the form of line loops 6 and 7 causes an increase in the magnetic field density in the area of the switch arrangement in which the line loops 6 and 7 extend along the continuous line strands 1 and 2 spatial area around the switch center 5 can be achieved.
  • the amplification of the magnetic field density in this central area of the switch arrangement depends on the geometry and the number of turns of the line loops 6 and 7.
  • FIGS. 2 and 3 the magnetic field profile in the switch area is compared on the one hand with a switch according to the prior art and on the other hand with a switch arrangement according to the invention.
  • the diagrams in FIGS. 2 and 3 each show the electrical power consumed by a current collector arrangement of a ground transport vehicle when passing through the switch arrangement along the continuous or along the branching path.
  • the electrical power consumed by the current collector arrangement is plotted in FIGS. 2 and 3 each along the route through the switch arrangement, the zero point of the route lying at the switch joint 11. It can be seen from FIG. 2 that the power consumed decreases continuously from the normalized value 1 to approximately 0.5 (branching path) or 0.7 (continuous path) when passing through the switch arrangement.
  • the width of the conduction loops 6 and 7 i.e. their extension perpendicular to the longitudinal axes 8 and 9, respectively
  • the width of the conduction loops 6 and 7 is not chosen too small, since otherwise an extinction of the magnetic flux of two is close the result would be sections of the line loops 6 and 7 lying next to one another and through which current flows in opposite directions.

Abstract

The invention relates to a shunting arrangement for a ground transport system inductively supplied with electric power, comprising an arrangement of lines which can be impinged upon with electric current and which can be connected to a primary conductor arrangement of a system for inductive power transfer and two outer, continuous line phases (1,2) in addition to a bent line phase (4) disposed in the region of the core (3) of the shunt. The inventive shunting arrangement provides a sufficient and inunterrupted electricity supply for the ground transport vehicle by placing the two outer continuous line phases (1,2) at least in one partial area of the shunt respectively in the form of a line loop (6,7).

Description

Weichenanordnung für ein auf induktivem Wege mit elektrischer Energie versorgtes Bodentransportsystem Switch arrangement for a ground transport system supplied with electrical energy by induction
Die Erfindung betrifft eine Weichenanordnung für ein auf induktivem Wege mit elektrischer Energie versorgtes Bodentransportsystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a switch arrangement for a ground transport system which is supplied with electrical energy by inductive means according to the preamble of claim 1.
Systeme zur induktiven Übertragung elektrischer Energie sind bekannt. Ein derartiges System ist beispielsweise in der WO 92/17 929 beschrieben.Systems for the inductive transmission of electrical energy are known. Such a system is described for example in WO 92/17 929.
Bodentransportsysteme, welche auf induktivem Wege mit elektrischer Energie versorgt werden sind bekannt. Zur berührungslosen Energieübertragung auf induktivem Wege ist eine Primärleiteranordnung vorgesehen, welche mit Wechselstrom höherer Frequenz (einige Kilohertz) beaufschlagt wird. Die Stromleiter der Primärleiteranordnung sind hierbei im Boden verlegt, wie beispielsweise in der DE 100 37 362 Cl beschrieben. Entlang der Primärleiteranordnung ist ein Bodentransportfahrzeug verfahrbar. Zur induktiven Aufnahme elektrischer Energie aus dem von der Primärleiteranordnung erzeugten Magnetfeld ist das Bodentransportfahrzeug mit einem Stromabnehmer ausgestattet, welcher mindestens eine Spule als Sekundärleiter sowie eine Regelelektronik aufweist. Die Primärleiteranordnung umfaßt eine Hin- und eine Rückleitung, welche in gleich bleibendem Abstand zueinander entlang einer Strecke im Boden verlegt sind. Die Strecke der Primärleiteranordnung kann gerade Bereiche und Kurven sowie Verzweigungen in Form von Weichen aufweisen. Eine derartige Primärleiteranordnung umfassend gerade Bereiche, Kurven und Weichen ist beispielsweise in der DE 199 55 042 AI beschrieben.Ground transport systems which are supplied with electrical energy by induction are known. A primary conductor arrangement is provided for contactless energy transmission by induction, which is supplied with alternating current of higher frequency (a few kilohertz). The current conductors of the primary conductor arrangement are laid in the floor, as described for example in DE 100 37 362 Cl. A ground transport vehicle can be moved along the primary conductor arrangement. For inductive absorption of electrical energy from the magnetic field generated by the primary conductor arrangement, the ground transport vehicle is equipped with a current collector which has at least one coil as a secondary conductor and control electronics. The primary conductor arrangement comprises a forward and a return line, which are laid at a constant distance from one another along a distance in the ground. The route of the primary conductor arrangement can have straight areas and curves as well as branches in the form of switches. Such a primary conductor arrangement comprising straight areas, curves and switches is described for example in DE 199 55 042 AI.
Im Bereich einer Weiche tritt das Problem auf, daß die räumliche Feldverteilung des von der Primärleiteranordnung erzeugten Magnetfeldes nicht homogen ist. Die inhomogene Feldverteilung ergibt sich aufgrund des Auseinanderlaufens der Hin- und Rückleitung der Primärleiteranordnung in dem Weichenbereich. Um eine Abzweigung einer Bahn im Weichenbereich zu ermöglichen, laufen die beiden von der Hin- und der Rückleitung gebildeten Leitungsstränge beginnend am Weichenstoß von ihrer ansonsten parallelen Lage auseinander. Im Herzstück der Weiche ist ein abgewinkelter Leitungsstrang angeordnet, dessen spitzwinklig zueinander verlaufende Schenkel in gleichbleibendem Abstand zu den jeweils äußeren, durchlaufenden Leitungssträngen zur Bildung der durchgehenden bzw. der abzweigenden Bahn angeordnet sind. Die Primärleiterabschnitte vor der Abzweigung und nach der Abzweigung werden durch separate Stromkreise gespeist, d. h. die Leiteranordnungen vor bzw. nach der Abzweigung werden von separaten Stromquellen versorgt. Eine derartige Ausbildung einer Weichenanordnung ist aus der DE 199 55 042 AI bekannt. Bei dieser bekannten Weichenanordnung ergibt sich in einem räumlichen Bereich um den Weichenmittelpunkt herum eine niedrigere Dichte des von der Primärleiteranordnung erzeugten Magnetfeldes, verglichen mit der mittleren Dichte entlang der geraden Abschnitte der Primärleiteranordnung.The problem arises in the area of a switch that the spatial field distribution of the magnetic field generated by the primary conductor arrangement is not homogeneous. The inhomogeneous field distribution results from the divergence of the forward and return lines of the primary conductor arrangement in the switch area. In order to enable a branch to branch off in the turnout area, the two line strands formed by the outgoing and return lines diverge from their otherwise parallel position starting at the turnout joint. In the centerpiece of the switch there is an angled cable harness, the legs of which run at an acute angle to one another at a constant distance from the respective outer, continuous cable harnesses to form the continuous or the branching path are arranged. The primary conductor sections before the branch and after the branch are fed by separate circuits, ie the conductor arrangements before and after the branch are supplied by separate current sources. Such a design of a switch arrangement is known from DE 199 55 042 AI. With this known switch arrangement, a lower density of the magnetic field generated by the primary conductor arrangement results in a spatial area around the switch center, compared to the average density along the straight sections of the primary conductor arrangement.
Es besteht daher die Aufgabe eine Weichenanordnung für ein auf induktivem Wege mit elektrischer Energie versorgtes Bodentransportsystem bereitzustellen, welche eine ausreichende und ununterbrochene Versorgung des Bodentransportfahrzeugs mit elektrischer Energie gewährleistet.It is therefore the task of providing a switch arrangement for a ground transport system which is supplied with electrical energy by inductive means and which ensures a sufficient and uninterrupted supply of electrical power to the ground transport vehicle.
Diese Aufgabe wird bei einer Weichenanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausfuhrungsbeispiele sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is achieved in a switch arrangement with the features of the preamble of claim 1 by the features specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous exemplary embodiments can be found in the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. The drawings show:
Figur 1 : Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Weichenanordnung;Figure 1: top view of a switch arrangement shown schematically;
Figur 2: Diagramm der örtlichen Abhängigkeit der Leistungsaufnahme einesFigure 2: Diagram of the local dependence of the power consumption of a
Bodentransportfahrzeugs, welches entlang der durchgehenden bzw. der abzweigenden Bahn durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Weichenanordnung fährt;Ground transport vehicle which travels along the continuous or branching path through a switch arrangement known from the prior art;
Figur 3: Diagramm der örtlichen Abhängigkeit der LeistungsaufnahmeFigure 3: Diagram of the local dependence of the power consumption
Bodentransportfahrzeugs, welches entlang der durchgehenden bzw. der abzweigenden Bahn durch eine erfindungsgemäße Weichenanordnung fährt.Ground transport vehicle which travels along the continuous or branching path through a switch arrangement according to the invention.
In Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine Primärleiteranordnung für ein System zur induktiven Energieübertragung im Bereich einer Abzweigung dargestellt. Durch die die Abzweigung bildende Weichenanordnung wird in der Primärleiteranordnung eine durchgehende und eine abzweigende Bahn definiert. Die durchgehende Bahn verläuft ausgehend vom Weichenstoß 11 und über den Weichenmittelpunkt 5 entlang des Pfeils 14 und die abzweigende Bahn verläuft vom Weichenstoß 11 entlang des Pfeils 15. Die Verlängerungen der Mittellinien der durchgehenden Bahn und der abzweigenden Bahn (Pfeillinien 14 und 15) schneiden sich im Weichenmittelpunkt 5.FIG. 1 shows a top view of a primary conductor arrangement for a system for inductive energy transmission in the region of a branch. Through the the junction Switching arrangement forming a continuous and a branching path is defined in the primary conductor arrangement. The continuous path starts from the switch joint 11 and over the switch center 5 along the arrow 14 and the branching path runs from the switch joint 11 along the arrow 15. The extensions of the center lines of the continuous path and the branching path (arrow lines 14 and 15) intersect Switch center 5.
Die Weichenanordnung weist zwei äußere, durchlaufende Leitungsstränge 1 und 2 auf. In dem in Figur 1 nicht dargestellten Bereich vor der Weiche (d.h. in Figur 1 rechts vom Weichenstoß 11) gehen diese beiden Leitungsstränge 1 und 2 in die Hin- bzw. Rückleitung der Primärleiteranordnung über, welche in gleichbleibendem Abstand zueinander verlegt sind. Der eine Leitungsstrang 2 verläuft sowohl vor und nach der Weiche als auch im Weichenbereich gestreckt. Der andere durchlaufende Leitungsstrang 2 verläuft in den (in Figur 1 nicht dargestellten) Bereichen vor und nach der Weiche gestreckt und im Weichenbereich selbst kreisabschnittsfb'rmig gekrümmt, beispielsweise mit einem typischen Kriimmungsradius von 2m.The switch arrangement has two outer, continuous cable strands 1 and 2. In the area (not shown in FIG. 1) in front of the switch (ie to the right of the switch joint 11 in FIG. 1), these two line strands 1 and 2 merge into the forward and return lines of the primary conductor arrangement, which are laid at a constant distance from one another. The one cable run 2 runs both before and after the switch as well as in the switch area. The other continuous strand of wire 2 runs in the (in Figure 1 not shown) areas before and after the stretched Soft and kreisabschnittsfb in the turnout area itself 'RMIG curved, for example, with a typical radius of curvature of 2m.
Im Herzstück 3 der Weichenanordnung ist ein weiterer, abgewinkelter Leitungsstrang 4 angeordnet. Dieser Leitungsstrang 4 umfaßt zwei spitzwinklig zueinander angeordnete Schenkel 4a und 4b, welche an der Spitze 10 ineinander übergehen. Um ein Verknicken des Leitungsstrangs 4 im Bereich der Spitze 10 zu vermeiden, ist der Leitungsstrang 4 in diesem Bereich etwa halbkreisförmig gebogen verlegt. Der eine Schenkel 4b des Leitungsstrangs 4 ist so verlegt, daß er im Weichenbereich und nach der Weiche in gleichbleibendem Abstand Wl zu dem einen durchlaufenden Leitungsstrang 1 verläuft. Entsprechend ist der andere Schenkel 4a des Leitungsstrangs 4 so verlegt, daß er in gleichbleibendem Abstand Wl zu dem anderen durchlaufenden Leitungsstrang 2 verläuft.Another, angled cable harness 4 is arranged in the centerpiece 3 of the switch arrangement. This wiring harness 4 comprises two legs 4a and 4b which are arranged at an acute angle to one another and which merge into one another at the tip 10. In order to avoid kinking of the wiring harness 4 in the area of the tip 10, the wiring harness 4 is laid in this area in an approximately semicircular curve. One leg 4b of the wiring harness 4 is laid in such a way that it runs in the turnout area and after the turnout at a constant distance W1 from the one continuous wiring harness 1. Correspondingly, the other leg 4a of the wiring harness 4 is laid in such a way that it runs at a constant distance W1 from the other continuous wiring harness 2.
Die Leitungsstränge 1, 2 und 4 sind jeweils als Litzleiter ausgebildet und im Boden verlegt. Die Stromversorgung der Leitungsstränge 1, 2 und 4 erfolgt wie beispielsweise in der DE 199 55 042 AI beschrieben.The cable strands 1, 2 and 4 are each designed as stranded conductors and laid in the floor. The power supply of the wiring harnesses 1, 2 and 4 takes place as described for example in DE 199 55 042 AI.
Um die reduzierte Magnetfelddichte im räumlichen Bereich um den Weichenmittelpunkt 5 herum auszugleichen sind die beiden äußeren, durchlaufenden Leitungsstränge 1 und 2 jeweils in Form einer Leitungsschleife 6, 7 verlegt. Wie in Figur 1 dargestellt, erstrecken sich die beiden Leitungsschleifen 6 und 7 längs der durchlaufenden Leitungsstränge 1 und 2 in einem Teilbereich der Weichenanordnung, der in etwa auf der einen Seite durch den Weichenstoß 11 und auf der anderen Seite durch den Punkt 12 bzw. 13 an dem jeweiligen durchlaufenden Leitungsstrang 1 bzw. 2 definiert ist, welcher der Spitze 10 des abgewinkelten Leitungsstrangs 4 gegenüberliegt. Durch die Verlegung der beiden äußeren, durchlaufenden Leitungsstränge 1,2 in Form einer Leitungsschleife 6, 7 wird bewirkt, daß in dem Bereich längs dieser beiden Leitungsstränge 1, 2, in welchem sich die beiden Leitungsschleifen 6 und 7 erstrecken, zwei oder mehr Leitungsabschnitte von aufeinanderfolgenden Windungen der Leitungsschleifen 6, 7 eng nebeneinander liegen. Bei dem Leitungsstrang 1 liegen, wie in Figur 1 gezeigt, die beiden Leitungsabschnitte 6a und 6b von zwei aufeinanderfolgenden Windungen der Leitungsschleife 6 eng nebeneinander. Entsprechend liegen beim Leitungsstrang 2 die beiden Leitungsabschnitte 7a und 7b von zwei aufeinanderfolgenden Windungen der Leitungsschleife 7 eng nebeneinander. Die Leitungsschleifen 6 und 7 können jeweils - wie in Figur 1 gezeigt - als Schleifen mit etwa 1 V2- acher Windung ausgebildet sein, sie können jedoch auch mehr Windungen aufweisen.In order to compensate for the reduced magnetic field density in the spatial area around the switch center 5, the two outer, continuous line strands 1 and 2 are each laid in the form of a line loop 6, 7. As shown in Figure 1, extend the two line loops 6 and 7 along the continuous line strands 1 and 2 in a partial area of the switch arrangement, which is approximately on one side through the switch joint 11 and on the other side through the points 12 and 13 on the respective continuous line 1 and 2 is defined, which is opposite the tip 10 of the angled wiring harness 4. The laying of the two outer, continuous line strands 1, 2 in the form of a line loop 6, 7 has the effect that in the area along these two line strands 1, 2 in which the two line loops 6 and 7 extend, two or more line sections of consecutive turns of the line loops 6, 7 are close together. In line 1, as shown in FIG. 1, the two line sections 6a and 6b of two successive turns of the line loop 6 lie closely next to one another. Correspondingly, the two line sections 7a and 7b of two successive turns of the line loop 7 lie closely next to one another in the line strand 2. The line loops 6 and 7 can each - as shown in FIG. 1 - be designed as loops with about 1 V 2 -turn, but they can also have more turns.
Die Zahl der Windungen der Leitungsschleifen 6 und 7 sowie deren Ausdehnung entlang ihrer Längsachsen 8 bzw. 9 hängt im wesentlichen von der Geometrie der Weichanordnung ab. Anzahl der Windungen und Größe der Leitungsschleifen 6 und 7 werden bevorzugt so gewählt, daß ein möglichst homogener Magnetfeldverlauf sowohl entlang der durchgehenden als auch entlang der abzweigenden Bahn der Weiche erzielt wird. Dies kann bevorzugt dadurch erreicht werden, daß sich die Leitungsschleifen 6 und 7 entlang der durchlaufenden Leitungsstränge 1 und 2 etwa in dem Bereich erstrecken, in welchem dem jeweiligen Leitungsstrang 1 bzw. 2 ein korrespondierender Leitungsstrang 2 bzw. 1 bzw. 4 in einem Abstand W2 gegenüberliegt, der größer ist als der Abstand Wl zwischen den beiden äußeren, durchlaufenden Leitungssträngen 1 und 2 am Weichenstoß 11. Der Abstand Wl entspricht dem Abstand der Hin- und Rückleitung im Bereich eines geraden Abschnitts bzw. einer Kurve der Primär leiteranordnung. In Figur 1 ist der Teilbereich der Weichenanordnung, in dem korrespondierende Abschnitte der Leitungss -ränge 1 , 2 und 4 einen Abstand von W2 > Wl aufweisen mit L bezeichnet. Die Länge dieser Strecke L entspricht in etwa dem Abstand zwischen dem Weichenstoß 11 und der Spitze 10 des abgewinkelten Leitungsstrangs 4.The number of turns of the line loops 6 and 7 and their expansion along their longitudinal axes 8 and 9 essentially depends on the geometry of the soft arrangement. The number of turns and the size of the line loops 6 and 7 are preferably chosen so that the most homogeneous magnetic field possible is achieved both along the continuous and along the branching path of the switch. This can preferably be achieved in that the line loops 6 and 7 extend along the continuous line strands 1 and 2 approximately in the area in which the respective line strand 1 or 2 has a corresponding line strand 2 or 1 or 4 at a distance W2 opposite, which is greater than the distance Wl between the two outer, continuous wiring harnesses 1 and 2 at the switch joint 11. The distance Wl corresponds to the distance of the forward and return line in the area of a straight section or a curve of the primary conductor arrangement. In FIG. 1, the section of the switch arrangement in which corresponding sections of the line ranks 1, 2 and 4 are at a distance of W2> Wl is designated by L. The length of this distance L corresponds approximately to the distance between the switch joint 11 and the tip 10 of the angled wiring harness 4.
Die Leitungsschleifen 6 und 7 können - wie in Figur 1 dargestellt - bezüglich der äußeren, durchlaufenden Leitungsstränge 1 und 2 vom Weichenmittelpunkt 5 aus gesehen jeweils nach außen gerichtet sein. Es können jedoch auch beide Leitungsschleifen 6 und 7 zum Weichenmittelpunkt 5 hin jeweils nach innen gerichtet sein. In einer alternativen Ausführungsform kann auch eine der beiden Leitungsschleifen 6 oder 7 nach innen und die andere Leitungsschleife 7 oder 6 nach außen gerichtet sein. Welche dieser Varianten zu bevorzugen ist, hängt von der Geometrie der Weichenanordnung und von dem zur Verfügung stehenden Raum zur Ausbildung der Weichanordnung ab.The line loops 6 and 7 can - as shown in Figure 1 - with respect to the outer, continuous line strands 1 and 2 viewed from the switch center 5 respectively be directed outside. However, both line loops 6 and 7 can also be directed inwards towards the switch center 5. In an alternative embodiment, one of the two line loops 6 or 7 can also be directed inwards and the other line loop 7 or 6 can be directed outwards. Which of these variants is preferred depends on the geometry of the switch arrangement and on the space available for forming the switch arrangement.
Die Form der Leitungsschleifen ist bevorzugt etwa oval, wie in Figur 1 gezeigt, oder elliptisch. Es hat sich gezeigt, daß die besten Ergebnisse hinsichtlich eines homogenen Magnetverlaufs entlang der Weichenanordnung erzielt werden, wenn das Verhältnis der Ausdehnung der Leitungsschleifen entlang ihrer Längsachse 8, 9 zu der Ausdehnung entlang ihrer Querachse etwa zwischen 3 und 6 liegt und wenn das Verhältnis der Ausdehnung der Leitungsschleifen entlang ihrer Längsachse 8, 9 zum Abstand L zwischen der Spitze 10 des abgewinkelten Leitungsstrangs 4 und dem Weichenstoß 11 zwischen 0,4 und 1 liegt.The shape of the line loops is preferably approximately oval, as shown in FIG. 1, or elliptical. It has been shown that the best results with regard to a homogeneous magnetic path along the switch arrangement are achieved if the ratio of the extension of the conductor loops along their longitudinal axis 8, 9 to the extension along their transverse axis is approximately between 3 and 6 and if the ratio of the extension the cable loops along their longitudinal axis 8, 9 to the distance L between the tip 10 of the angled cable harness 4 and the switch joint 11 is between 0.4 and 1.
Die Verlegung der beiden äußeren, durchlaufenden Leitungsstränge 1 und 2 in Form von Leitungsschleifen 6 und 7 bewirkt, daß in dem Teilbereich der Weichenanordnung, in dem sich die Leitungsschleifen 6 und 7 entlang der durchlaufenden Leitungsstränge 1 und 2 erstrecken, eine Erhöhung der Magnetfelddichte in dem räumlichen Bereich um den Weichenmittelpunkt 5 herum erzielt werden kann. Die Verstärkung der Magnetfelddichte in diesem zentralen Bereich der Weichenanordnung hängt dabei von der Geometrie und der Windungszahl der Leitungsschleifen 6 und 7 ab.The laying of the two outer, continuous line strands 1 and 2 in the form of line loops 6 and 7 causes an increase in the magnetic field density in the area of the switch arrangement in which the line loops 6 and 7 extend along the continuous line strands 1 and 2 spatial area around the switch center 5 can be achieved. The amplification of the magnetic field density in this central area of the switch arrangement depends on the geometry and the number of turns of the line loops 6 and 7.
In den Figuren 2 und 3 ist der magnetische Feldverlauf im Weichenbereich einerseits bei einer Weiche nach dem Stand der Technik und andererseits bei einer erfindungsgemäßen Weichanordnung gegenübergestellt. Die Diagramme der Figuren 2 und 3 zeigen jeweils die von einer Stromabnehmeranordnung eines Bodentransportfahrzeugs aufgenommene elektrische Leistung beim Durchfahren der Weichenanordnung entlang der durchgehenden bzw. entlang der abzweigenden Bahn. Die von der Stromabnehmeranordnung aufgenommene elektrische Leistung ist in den Figuren 2 und 3 jeweils entlang der Fahrtstrecke durch die Weichenanordnung aufgetragen, wobei der Nullpunkt der Fahrtstrecke am Weichenstoß 11 liegt. Aus Figur 2 ist zu entnehmen, daß die aufgenommene Leistung beim Durchfahren der Weichenanordnung kontinuierlich von dem normierten Wert 1 auf ca. 0,5 (abzweigende Bahn) bzw. 0,7 (durchgehende Bahn) abnimmt. Diese Abnahme der Leistungsaufnahme ist durch die abnehmende Magnetfelddichte im Weichenzentrum bedingt. Diesem Effekt kann mit der erfindungsgemäßen Weichenanordnung entgegengewirkt werden. Wie aus Figur 3 ersichtlich, steigt die aufgenommene Leistung im Bereich um den Weichenmittelpunkt herum bei einer erfindungsgemäßen Weichenanordnung sogar vom normierten Wert 1 auf ca. 1,2 an. Die Höhe des Anstiegs ist dabei - wie oben erwähnt - abhängig von der geometrischen Ausgestaltung und der Windungszahl der Leitungsschleifen 6 und 7. Falls ein möglichst homogener Verlauf der Magnetfeldstärke entlang der Weichenanordnung gewünscht ist, kann insbesondere die Geometrie der Leitungsschleifen 6 und 7 entsprechend angepaßt werden.In FIGS. 2 and 3, the magnetic field profile in the switch area is compared on the one hand with a switch according to the prior art and on the other hand with a switch arrangement according to the invention. The diagrams in FIGS. 2 and 3 each show the electrical power consumed by a current collector arrangement of a ground transport vehicle when passing through the switch arrangement along the continuous or along the branching path. The electrical power consumed by the current collector arrangement is plotted in FIGS. 2 and 3 each along the route through the switch arrangement, the zero point of the route lying at the switch joint 11. It can be seen from FIG. 2 that the power consumed decreases continuously from the normalized value 1 to approximately 0.5 (branching path) or 0.7 (continuous path) when passing through the switch arrangement. This decrease in power consumption is due to the decreasing magnetic field density in the switch center. This effect can be counteracted with the switch arrangement according to the invention. As can be seen from FIG. 3, the power consumed in the area around the switch center even rises from the standardized value 1 to approximately 1.2 in a switch arrangement according to the invention. The height of the rise is - as mentioned above - dependent on the geometric configuration and the number of turns of the line loops 6 and 7. If a course of the magnetic field strength along the switch arrangement is as homogeneous as possible, the geometry of the line loops 6 and 7 can be adapted accordingly ,
Bei der Ausgestaltung der Geometrie der Leitungsschleifen 6 und 7 ist zu beachten, daß die Breite der Leitungsschleifen 6 und 7 (also ihre Ausdehnung senkrecht zu den Längsachsen 8 bzw. 9) nicht zu klein gewählt wird, da ansonsten eine Auslöschung des Magnetflusses von zwei nah beieinander liegenden und mit Strom in entgegengesetzen Richtungen durchflossenen Abschnitten der Leitungsschleifen 6 bzw. 7 die Folge wäre. When designing the geometry of the conduction loops 6 and 7, it should be noted that the width of the conduction loops 6 and 7 (i.e. their extension perpendicular to the longitudinal axes 8 and 9, respectively) is not chosen too small, since otherwise an extinction of the magnetic flux of two is close the result would be sections of the line loops 6 and 7 lying next to one another and through which current flows in opposite directions.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Weichenanordnung für ein auf induktivem Wege mit elektrischer Energie versorgtes Bodentransportsystem, welche eine Anordnung von mit elektrischem Strom beaaufschlagbaren Leitungen aufweist, welche an eine Primärleiteranordnung eines Systems zur induktiven Energieübertragung anschließbar sind und zwei äußere, durchlaufende Leitungsstränge (1, 2) sowie einen abgewinkelten, im Bereich des Herzstücks (3) der Weiche angeordneten Leitungsstrang (4) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren, durchlaufenden Leitungsstränge (1, 2) zumindest in einem Teilbereich der Weiche jeweils in Form einer Leitungsschleife (6, 7) verlegt sind.1. Switch arrangement for a ground transport system supplied with electrical energy by induction, which has an arrangement of lines to which electrical current can be applied, which can be connected to a primary conductor arrangement of a system for inductive energy transmission and two outer, continuous cable strands (1, 2) and an angled one , In the area of the core (3) of the switch, the cable strand (4) comprises, characterized in that the two outer, continuous cable strands (1, 2) are laid in the form of a cable loop (6, 7) at least in a partial area of the switch ,
2. Weichenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsschleifen (6, 7) so verlegt sind, daß zumindest in einem Teilbereich längs der beiden äußeren, durchlaufenden Leitungsstränge (1, 2) zwei oder mehr Leitungsabschnitte (6a, 6b; 7a, 7b) von aufeinanderfolgenden Windungen der Leitungsschleifen (6; 7) eng nebeneinander oder übereinander liegen.2. Switch arrangement according to claim 1, characterized in that the line loops (6, 7) are laid such that at least in a partial area along the two outer, continuous line strands (1, 2) two or more line sections (6a, 6b; 7a, 7b) of successive turns of the line loops (6; 7) lie close to one another or one above the other.
3. Weichenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Teilbereich in dem Bereich längs des jeweiligen durchlaufenden Leitungsstrangs (1, 2) liegt, der sich zwischen dem Weichenstoß (11) und dem Punkt (12, 13) des jeweiligen durchlaufenden Leitungsstrang (1, 2) erstreckt, welcher der Spitze (10) des abgewinkelten Leitungsstrangs (4) gegenüberliegt.3. Switch arrangement according to claim 2, characterized in that said sub-area lies in the area along the respective continuous cable run (1, 2), which is between the switch joint (11) and the point (12, 13) of the respective continuous cable run ( 1, 2) which is opposite the tip (10) of the angled cable harness (4).
4. Weichenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungsschleifen (6, 7) vom Weichenmittelpunkt (5) aus gesehen jeweils nach außen gerichtet sind. 4. Switch arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two line loops (6, 7) from the switch center (5) are each directed towards the outside.
5. Weichenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungsschleifen (6, 7) zum Weichenmittelpunkt (5) hin jeweils nach innen gerichtet sind.5. Switch arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two line loops (6, 7) to the switch center (5) are each directed inwards.
6. Weichenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Leitungsschleifen (6 oder 7) vom Weicher-mittelpunkt (5) aus gesehen nach außen gerichtet und die andere Leitungsschleife (7 oder 6) nach innen gerichtet ist.6. Switch arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that one of the two line loops (6 or 7) seen from the soft center (5) directed outwards and the other line loop (7 or 6) is directed inwards.
7. Weichenanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsschleifen (6, 7) jeweils eine Windung aufweisen.7. Switch arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the line loops (6, 7) each have a turn.
8. Weichenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsschleifen (6, 7) jeweils eine Mehrzahl von Windungen aufweisen.8. Switch arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the line loops (6, 7) each have a plurality of turns.
9. Weichenanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsschleifen (6, 7) jeweils ovale oder elliptische Form aufweisen und so angeordnet sind, daß ihre Längsachse (8, 9) in etwa parallel zum jeweils zugehörigen äußeren Leitungsstrang (1, 2) verläuft.9. Switch arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the line loops (6, 7) each have oval or elliptical shape and are arranged so that their longitudinal axis (8, 9) approximately parallel to the associated outer line (1, 2) runs.
10. Weichenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ausdehnung der Leitungsschleifen entlang ihrer Längsachse (8, 9) zu der Ausdehnung entlang ihrer Querachse zwischen 3 und 6 liegt.10. Switch arrangement according to claim 9, characterized in that the ratio of the extension of the line loops along its longitudinal axis (8, 9) to the extension along its transverse axis is between 3 and 6.
11. Weichenanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ausdehnung der Leitungsschleifen entlang ihrer Längsachse (8, 9) zum Abstand L zwischen der Spitze (10) des abgewinkelten Leitungsstrangs (4) und dem Weichenstoß (11) zwischen 0,4 und 1, bevorzugt zwischen 0,7 und 0,9 liegt. 11. Switch arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that the ratio of the expansion of the conductor loops along their longitudinal axis (8, 9) to the distance L between the tip (10) of the angled cable harness (4) and the switch joint (11) between 0 , 4 and 1, preferably between 0.7 and 0.9.
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