WO2012034847A1 - Fahrwegplatte eines fahrweges - Google Patents

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WO2012034847A1
WO2012034847A1 PCT/EP2011/064862 EP2011064862W WO2012034847A1 WO 2012034847 A1 WO2012034847 A1 WO 2012034847A1 EP 2011064862 W EP2011064862 W EP 2011064862W WO 2012034847 A1 WO2012034847 A1 WO 2012034847A1
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WO
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track plate
electrical conductors
track
plate according
installation space
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PCT/EP2011/064862
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan BÖGL
Original Assignee
Max Bögl Bauunternehmung GmbH & Co. KG
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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
    • E01B21/00—Track superstructure adapted for tramways in paved streets
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • B60M7/003—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway for vehicles using stored power (e.g. charging stations)
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01B2/00—General structure of permanent way
    • 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
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a track plate of a track for vehicles, in particular track-guided vehicles, wherein the track plate is a precast concrete on the surface of the road or the guide elements, in particular rails, are arranged and the track plate has electrical conductors for transmitting energy to the vehicle.
  • the object of the present invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and to arrange electrical conductors protected in a roadway while taking into account the passage of other vehicles and the protection of pedestrian walkways.
  • a track plate according to the invention of a track for vehicles, in particular track-guided vehicles consists of a precast concrete part. On the top of the precast concrete part is the roadway or guide elements, especially rails.
  • the track plate can thus be used for rail, tram or non-track guided vehicles.
  • the track plate has electrical conductors for transmitting energy to the vehicle. This energy transmission can serve, for example, for charging batteries, in particular electric vehicles or hybrid vehicles, or else be suitable for transmitting energy for driving the vehicles in the form of a stator of a linear motor. It is essential that an inductive coupling between the electrical device of the vehicle and the electrical conductors can be made to the track plate.
  • the invention provides that the precast concrete part has an installation space for the electrical conductors.
  • the electrical conductors are held according to their required for energy transfer location. This ensures that no special assembly or installation is required. tion of separate components on the roadway is no longer required.
  • the roadway which determines the defined leadership of the vehicle, serves at the same time recording the electrical conductors. This ensures that the distance between the vehicle and the ladder is within the permissible range, so that the energy transfer can take place without problems. Due to the integrated design no further assembly activities are required. Already by the laying of the ladder the position in the track plate is given.
  • bumps, grooves or cavities are arranged in the installation space.
  • the electrical conductors are inserted during assembly. An alignment of the electrical conductors with respect to the roadway is then no longer necessary.
  • the bumps, grooves or cavities which may be an integral part of the precast concrete element or separate components within the installation space, are already taken into account in the production of the track plate. If bumps or grooves are provided, the electrical conductors can be inserted into them from above and optionally fixed.
  • guides, in particular concreted guides for the electrical conductors are provided in the installation space. The predetermined position of the conductor in the installation space can therefore already be taken into account in the formwork of the track plate.
  • the guides, bumps or grooves have a depth, which determine the subsequent location of the conductor largely exactly.
  • the ladder must therefore be inserted only to the bottom of the guide, bumps or grooves and are thus positioned correctly.
  • the depth of the guides, bumps or grooves is different from the locations in which only one electrical conductor is provided.
  • the depth in the region of the bends of the electrical conductors can accordingly be greater, so that it is suitable for receiving a plurality of electrical conductors one above the other. This results in a meandering routing that there are a variety of guides, bumps or grooves, which are parallel to each other and each can accommodate only one electrical conductor.
  • the track plate is intended for rail traffic, then it is advantageous if the installation space for the electrical conductors between two rails NEN of a track is arranged.
  • the primary winding is thus below the vehicle in the Fahrwegplatte and the secondary winding can be arranged below the vehicle between the wheels.
  • the installation space and the electrical conductors for the safe operation of the infrastructure are provided with a cover.
  • the cover When covering it is important to ensure that the electrical energy transfer is not or at least as little affected.
  • the cover must still be able to protect the ladder and pedestrians. With regard to its stability, the cover will then be adapted to what loads are to be expected in the special construction of the roadway slab.
  • the cover is a lid or a cast layer, in particular made of concrete.
  • Lid or cast layer may alternatively be made of plastic. It is essential here that no shielding takes place with respect to the primary and secondary windings. It is particularly advantageous in this case that, when the electrical conductors are laid, the installation space and the conductors are cast with a low-viscosity and resistant concrete. As a result, a particularly stable, yet very thin layer is obtained over the conductors.
  • the track plate is also safe from manipulation and particularly resistant in operation.
  • the track plate can be used here for a mixed driving, that is, for example, for iron or tram as well as for normal wheel-tyred road traffic.
  • a mixed driving that is, for example, for iron or tram as well as for normal wheel-tyred road traffic.
  • the electrical conductors are laid in a straight line or in a meandering pattern, an inductive energy transfer for charging batteries or for driving a vehicle is possible, depending on the intended use.
  • guides are provided ladder-shaped on the precast concrete slab.
  • the rungs of this ladder-shaped design of the guides form the mutually parallel guides for the electrical conductors while the side guides absorb the bends of the electrical conductors and lead them into a further parallel groove of the rung-like guides.
  • connection points for the electrical conductors are provided on the track plate. This makes it possible that the track plates are ready for installation in the factory equipped. They are delivered with inserted electrical conductors and possibly even already with a cover to the construction site. At the connection points, the electrical conductors of adjacent track plates are to be connected to other facilities of the carriageway. If a plurality of track plates laid in a row are laid in this way, they form an electrified track for transmitting energy to a vehicle driving over the track.
  • the electrical conductors are connected by two Fahrwegplatten with a two Fahrwegplatten associated frequency converter. It is advisable that individual routes in the complete infrastructure are switched one after the other to avoid damage and injuries. The conductors are then only live when a vehicle is currently in the area of the corresponding section. The correspondingly assigned frequency converter can then be switched on or off as needed and accordingly make the electrical conductors energized or not energized. By assigning a single frequency converter to two or more track plates, an economical construction can be achieved. Also to secure the electrical system in the track plate, it is advantageous if an electrical grounding device is arranged in the precast concrete part, which is located in the installed position of the precast concrete parts below the installation space. The grounding device may preferably be a metal grid, metal fibers or a metal plate. In a preferred embodiment, this grounding device is already cast in the precast concrete part and manufactured together with the precast concrete part.
  • the precast concrete part identifies layers of different composition.
  • the precast concrete part identifies layers of different composition.
  • a metal reinforcement for example with prestressing steels or wire mesh fabrics or metal fibers.
  • This layered structure of the precast concrete part in the manner of a composite system significantly improves the track element according to the invention, since on the one hand the requirements of the track plate can be met in terms of their strength and on the other hand, the energy transfer to the vehicle is not affected. It is thereby obtained a precast concrete element, which is very high quality and sophisticated both in its production and in its use.
  • the precast concrete part has a recess for receiving control devices, such as the frequency converter.
  • control devices such as the frequency converter.
  • an antenna which detects the presence of a vehicle. If an antenna guide integrated into the concrete is provided in the precast concrete part, then this equipment can already be made at the factory and the assembly work and the requirements for the environment of the track plate are simplified.
  • Figure 1 is a perspective plan view of an inventive
  • Figure 3 is a perspective view of another track plate
  • Figure 4 is a perspective view of another track plate.
  • a track plate 1 is shown in a perspective view, wherein the track plate 1 is fixed on a hydraulically bonded support layer 2 by means of a potting layer 3.
  • rails 4 are arranged in a groove-shaped recess of the track plate 1 and shed in this embodiment with the track plate 1.
  • an installation space 5 for electrical conductors 6 ', 6 "and 6"' is provided in the track plate 1.
  • the installation space 5 of the track plate 1 has transverse and longitudinal grooves. Parallel to the rails 4 extend two longitudinal grooves 7. Between the two longitudinal grooves 7, a plurality of mutually parallel transverse grooves 8 are provided.
  • the electrical conductors 6 ', 6 "and 6"' are located substantially in the transverse grooves 8.
  • the electrical conductors 6 ', 6 "and 6"' When exiting the transverse groove 8 in the longitudinal groove 7, the electrical conductors 6 ', 6 "and 6"' are bent and open into one of following transverse grooves 8 again.
  • Pro transverse groove 8 runs one of the electrical conductors 6 ', 6 "or 6"'.
  • the longitudinal grooves 7 are preferably formed deeper than the transverse grooves 8, since in the longitudinal grooves 7 more of the electrical conductors 6 ', 6 "and 6"' must pass one above the other.
  • the installation space 5 is closed by means of a cover 9.
  • the cover 9 is a concrete layer, which is poured over the laid electrical conductors 6 ', 6 ", 6"'.
  • the cover 9 may also be a plastic layer which is poured over the electrical conductors 6.
  • Figure 2 shows a cross section through a track plate 1, a hydraulically bonded support layer 2 and a Verguss slaughter 3.
  • the rails 4 are arranged and laid in a groove and secured in this.
  • the electrical conductors 6 ', 6 "and 6"' are located in the installation space 5 between the two rails 4.
  • the two adjacent the rails 4 extending longitudinal grooves 7 are formed deeper than the transverse groove 8. This causes the electrical conductors. 6 ', 6 "and 6”' as close to the surface of the track plate 1 are here as possible to achieve lossless energy transfer to a vehicle traveling on the rails 4.
  • the electrical conductors 6 ', 6 "and 6”' or the installation space 5 is closed by means of a screwed onto the track plate 1 cover 10.
  • the cover 10 ensures that, on the one hand, the electrical conductors 6 are not damaged and, on the other hand, pedestrians who move on the track plate 1 are not injured by the currents flowing in the electrical conductors 6.
  • This grounding device 15 may be a metal mesh, metal fiber or a metal plate.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a further embodiment of the present invention.
  • no transverse grooves 8 are provided in the installation space 5, in which the electrical conductors 6 ', 6 "and 6"' extend, but it is here by a longitudinal groove 7 to the opposite longitudinal groove 7 extending cavities 1 1, for example conduits.
  • the electrical conductors are passed through these cavities 1 1 and bent in the longitudinal grooves 7 to be returned by one of the following cavities 1 1.
  • the track plate 1 of Figure 3 shows no rails 4. These rails 4 can be arranged either in the embodiments of Figures 1 and 2 in not shown recesses of the track plate 1. Alternatively, they can also be built on the track plate 1 or the track plate 1 is not the power to a rail-mounted vehicle, but to a non-rail, for example, wheeled vehicle, in which no aufmont striv rails are needed. In the exemplary embodiment of FIG. 4, rails 4 are again arranged in a track plate 1. In the installation space 5 between the rails 4 cavities 1 1 are provided, which extend parallel to the rails. Shafts 12 are provided transversely to the cavities 11, which have at least one depth which correspond to the cavities 11. The cavities 1 1 thereby have openings in the respective shaft 12.
  • the embodiments show track plates 1, which have a shape, in which subsequently after the production or the casting of the track plate 1 is equipped with the electrical elements.
  • the electrical conductors 6, 6 ', 6 "and possibly also the antenna are laid and positioned in the desired position in the formwork of the track plate 1 and then cast the track plate 1.
  • Track plate 1 which only has to be electrically connected to be functional.
  • the track plate 1 need not be concreted in a single similar composition. There are individual layers possible, which meet the respective requirements best.
  • the track plate 1 in its lower region have a reinforcement to increase the strength of the track plate 1. In the area of the installation space 5, however, it is to be avoided that metallic objects are located in the concrete. Here is therefore better to use a non-reinforced or provided with a plastic or fiberglass reinforcement concrete.
  • the present invention is not limited to the illustrated embodiments. In particular, combinations of the individual embodiments are always possible with regard to their features.
  • Several of the track plates 1 can be coupled together to form a complete track. It is also possible that multiple track plates 1 share an antenna or a frequency converter.
  • the electrical conductors 6 may also have couplings with the individual track plates 1, with which they are to be quickly connected to the adjacent track plate 1 and their electrical conductors.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrwegplatte (1) eines Fahrweges für Fahrzeuge, insbesondere spurgeführte Fahrzeuge, wobei die Fahrwegplatte (1) ein Betonfertigteil ist auf dessen Oberfläche die Fahrbahn oder die Führungselemente, insbesondere Schienen (4), angeordnet sind, und die Fahrwegplatte (1) elektrische Leiter (6',6",6"') zur Energieübertragung an das Fahrzeug aufweist wobei das Betonfertigteil einen Einbauraum (5) für die elektrischen Leiter (6', 6", 6"') aufweist, in welchen die elektrischen Leiter (6', 6", 6"') entsprechend ihrer für die Energieübertragung erforderlichen Lage gehalten sind.

Description

Fahrweqplatte eines Fahrweges
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrwegplatte eines Fahrweges für Fahrzeuge, insbesondere spurgeführte Fahrzeuge, wobei die Fahrwegplatte ein Betonfertigteil ist, auf dessen Oberfläche die Fahrbahn oder die Führungselemente, insbesondere Schienen, angeordnet sind und die Fahrwegplatte elektrische Leiter zur Energieübertragung an das Fahrzeug aufweist.
Aus der DE 198 24 290 A1 ist ein Übertragungssystem zum Aufladen von Traktionsbatterien an Bord eines Elektrofahrzeuges im Stand und/oder während der Fahrt bekannt. Schienengeführte und nichtschienengeführte Fahrzeuge kommunizieren hierbei mittels einer an der Fahrbahn angeordneten Primärwicklung und einer an dem Fahrzeug angeordneten Sekundärwicklung mittels einer magnetischen Kopplung miteinander. Dabei ist es möglich, eine in dem Fahrzeug angeordnete Batterie während der Überfahrt des Fahrzeuges über die Primärwicklung der Fahrbahn aufzuladen. Hierzu ist an der Fahrbahn eine stationäre Ladeanlage vorgesehen. Die stationäre Ladeanlage scheint dabei eine fertigmontierte elektrische Einrichtung zu sein, welche auf oder in die Fahrbahn montiert wird. Nachteilig ist hierbei, dass der Bauraum dieser Anlage groß ist und die Absicherung gegenüber Beschädigung der Anlage oder Verletzung von Personen, die über die Fahrbahn laufen, aufwändig ist, da hierbei insbesondere die Energieübertragung nicht beeinträchtigt werden darf.
Aus der GB 2,461 ,577 A ist ein weiteres System zum Übertragen elektrischer Energie auf ein Fahrzeug bekannt. Hierbei werden drei elektrische Leiter mäanderförmig auf einer Fahrbahn verlegt. Diese Leiter bilden einen Stator für einen Linearmotor. Der dazugehörige Läufer ist in dem Fahrzeug angeordnet. Durch eine entsprechende Schaltung ist es hierdurch möglich, dass das Fahrzeug über den Stator hinweg angetrieben wird. Die Wicklungen des Stators befinden sich in einzelnen Elementen, welche oberhalb der Fahrspur angeordnet sind. Nachteilig ist auch hier, dass Einrichtungen vorhanden sein müssen, welche die elektrischen Leiter führen und diese Einrichtungen auf der Fahrbahn befestigt werden müssen. Hierfür müssen sie gegenüber Beschädigungen durch andere Fahrzeuge oder Verletzungen gegenüber Fußgängern geschützt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die oben genannten Nachteile zu vermeiden und elektrische Leiter geschützt in einer Fahrbahn anzuordnen und dabei die Überfahrt anderer Fahrzeuge und den Schutz von Fußgängen zu berücksichtigen.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Fahrwegplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .
Eine erfindungsgemäße Fahrwegplatte eines Fahrweges für Fahrzeuge, insbesondere spurgeführte Fahrzeuge besteht aus einem Betonfertigteil. Auf der Oberseite des Betonfertigteils befindet sich die Fahrbahn oder Führungselemente, insbesondere Schienen. Die Fahrwegplatte kann somit für Eisenbahn, Straßenbahn oder nichtspurgeführte Fahrzeuge verwendet werden. Erfindungsgemäß weist die Fahrwegplatte elektrische Leiter zur Energieübertragung an das Fahrzeug auf. Diese Energieübertragung kann beispielsweise zur Aufladung von Batterien, insbesondere von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen dienen oder auch dafür geeignet sein, Energie zum Antrieb der Fahrzeuge in Form eines Stators eines Linearmotors zu übertragen. Wesentlich ist dabei, dass eine induktive Kopplung zwischen der elektrischen Einrichtung des Fahrzeuges und den elektrischen Leitern an der Fahrwegplatte hergestellt werden kann. Um eine kompakte Bauweise, einfache Montage und einen geeigneten Schutz vor Beschädigung oder Verletzung zu schaffen ohne dabei die Energieübertragung wesentlich zu beeinträchtigen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Betonfertigteil einen Einbauraum für die elektrischen Leiter aufweist. In diesem Einbauraum sind die elektrischen Leiter entsprechend ihrer für die Energieübertragung erforderlichen Lage gehalten. Hierdurch ist sichergestellt, dass keine spezielle Montage oder Einrich- tung von separaten Bauteilen auf der Fahrbahn nicht mehr erforderlich ist. Die Fahrbahn, welche die definierte Führung des Fahrzeuges bestimmt, dient zugleich auch Aufnahme der elektrischen Leiter. Hierdurch ist sichergestellt, dass sich der Abstand zwischen Fahrzeug und Leiter im zulässigen Bereich befindet und damit die Energieübertragung problemlos erfolgen kann. Durch die integrierte Bauweise sind keine weiteren Montagetätigkeiten erforderlich. Bereits durch die Verlegung der Leiter ist die Position in der Fahrwegplatte vorgegeben. Darüber hinaus können zusätzliche Gehäusewandungen eingespart werden, welche Abschirmungen der Leiter gegenüber dem Fahrzeug bewirken würden und welche zwangsläufig durch die Gehäusewandungen eines separaten Bauteiles gegeben werden. Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung ist somit, dass eine lagegenaue, schnelle und sicher Montage der elektrischen Leiter in Bezug auf die Führungsfläche des Fahrwegs für das Fahrzeug gegeben ist. Eine verlustfreie Energieübertragung, kompakte Bauweise, einfache Montage und zuverlässige Verwendung der elektrischen Einrichtung ist hierdurch gegeben.
Vorzugsweise sind in dem Einbauraum Höcker, Nuten oder Hohlräume angeordnet. In diese Höcker, Nuten oder Hohlräume werden die elektrischen Leiter bei der Montage eingelegt. Eine Ausrichtung der elektrischen Leiter in Bezug auf die Fahrbahn ist sodann nicht mehr erforderlich. Die Höcker, Nuten oder Hohlräume, welche integraler Bestandteil des Betonfertigteiles oder separate Bauteile innerhalb des Einbauraumes sein können, werden bereits bei der Herstellung der Fahrwegplatte berücksichtigt. Sind Höcker oder Nuten vorgesehen, so können die elektrischen Leiter von oben in diese eingelegt und gegebenenfalls fixiert werden. Sind Hohlräume vorgesehen, wie beispielsweise Leerrohre, welche in dem Betonfertigteil mit integriert sind, so werden die elektrischen Leiter durch die Leerrohre hindurch geführt und am Ende der Leerrohre gebogen und gegebenenfalls in ein weiteres Leerrohr eingeführt um eine Schleife bilden zu können. Vorzugsweise sind in dem Einbauraum Führungen, insbesondere betonierte Führungen für die elektrischen Leiter vorgesehen. Die vorbestimmte Lage der Leiter in dem Einbauraum kann damit bereits in der Schalung der Fahrwegplatte berücksichtigt werden.
Sind die elektrischen Leiter in den Einbauraum bereits einbetoniert, so erübrigt sich eine nachträgliche Montage. Die Leiter befinden sich bereits bei der Herstellung der Fahrwegplatte an dem vorgesehenen Ort.
Üblicherweise haben die Führungen, Höcker oder Nuten eine Tiefe, welche die spätere Lage der Leiter weitgehend exakt bestimmen. Die Leiter müssen demnach lediglich bis zum Grund der Führung, Höcker oder Nuten eingelegt werden und sind hierdurch richtig positioniert. Insbesondere im Bereich der Biegung der elektrischen Leiter, in welchen sich mehrere Leiter überlappen können, ist die Tiefe der Führungen, Höcker oder Nuten unterschiedlich zu den Stellen in denen lediglich ein elektrischer Leiter vorgesehen ist. Die Tiefe im Bereich der Biegungen der elektrischen Leiter kann dementsprechend größer sein, so dass sie zur Aufnahme mehrerer elektrische Leiter übereinander geeignet ist. Hieraus ergibt sich bei einer mäanderförmigen Verlegung, dass es eine Vielzahl von Führungen, Höcker oder Nuten gibt, welche parallel zueinander verlaufen und jeweils nur einen elektrischen Leiter aufnehmen können. An den Enden dieser parallel verlaufenden Führungen, Höcker oder Nuten ist jeweils eine die parallel verlaufenden Führungen, Höcker oder Nuten verbindende, rechtwinklig hierzu vorgesehene Nut vorgesehen, welche tiefer ist und dort die gebogenen und übereinander liegenden Leiter aufnehmen kann. Diese Nut ist bezüglich der Höhe weniger kritisch. Wichtig ist insbesondere, dass die parallel verlaufenden Führungen, Höcker oder Nuten eine genaue Ausrichtung, Tiefe und Fixiermöglichkeit für die elektrischen Leiter aufweist.
Ist die Fahrwegplatte für den Schienenverkehr vorgesehen, so ist es vorteilhaft, wenn der Einbauraum für die elektrischen Leiter zwischen zwei Schie- nen eines Gleises angeordnet ist. Die Primärwicklung befindet sich somit unterhalb des Fahrzeuges in der Fahrwegplatte und die Sekundärwicklung kann unterhalb des Fahrzeuges zwischen den Rädern angeordnet werden.
Um eine Beschädigung der elektrischen Leiter bei der Überfahrt durch andere Fahrzuge oder eine Verletzung von Fußgängern zu vermeiden, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Einbauraum und die elektrischen Leiter für den sicheren Betrieb des Fahrweges mit einer Abdeckung versehen sind. Bei der Abdeckung ist darauf zu achten, dass die elektrische Energieübertragung nicht oder zumindest möglichst wenig beeinträchtig wird. Andererseits muss die Abdeckung dennoch den Schutz der Leiter sowie der Fußgänger bewirken können. Die Abdeckung wird hinsichtlich ihrer Stabilität daraufhin ange- passt sein, welche Lasten im speziellen Verbau der Fahrbahnplatte zu erwarten sind.
Vorzugsweise ist die Abdeckung ein Deckel oder eine Gussschicht, insbesondere aus Beton. Deckel oder Gussschicht können alternativ auch aus Kunststoff hergestellt sein. Wesentlich ist hierbei, dass keine Abschirmung gegenüber der Primär- und Sekundärwicklung erfolgt. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass, wenn die elektrischen Leiter verlegt sind, der Einbauraum und die Leiter mit einem dünnflüssigen und widerstandfähigen Beton vergossen werden. Hierdurch wird eine besonders stabile und dennoch sehr dünne Schicht über den Leitern erhalten. Die Fahrwegplatte ist darüber hinaus auch sicher vor Manipulation und besonders widerstandsfähig im Betrieb.
Vorteilhaft ist es, wenn die Oberfläche des Betonfertigteils und/oder der Abdeckung für Fahrzeuge befahrbar ist und dementsprechend insbesondere stabil und griffig ausgebildet ist. Die Fahrwegplatte kann hierbei für einen gemischten Fahrbetrieb, das heißt beispielsweise für Eisen- oder Straßenbahn ebenso wie für normalen radbereiften Straßenverkehr genutzt werden. Sind die elektrischen Leiter geradlinig oder mäanderförmig verlegt, so ist je nach Verwendungszweck eine induktive Energieübertragung zum Aufladen von Batterien oder zum Antrieb eines Fahrzeuges möglich. Insbesondere bei einer mäanderförmigen Verlegung bietet es sich an, dass auf der Betonfertigteilplatte Führungen leiterförmig vorgesehen sind. Die Sprossen dieser leiter- förmigen Ausbildung der Führungen bilden dabei die parallel zueinander verlaufenden Führungen für die elektrischen Leiter während die seitlichen Führungen die Biegungen der elektrischen Leiter aufnehmen und sie in eine weitere parallel verlaufende Nut der sprossenartigen Führungen hinführen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn an der Fahrwegplatte Anschlussstellen für die elektrischen Leiter vorgesehen sind. Hierdurch ist es möglich, dass die Fahrwegplatten verlegefertig in der Fabrik ausgerüstet werden. Sie werden mit eingelegten elektrischen Leitern und gegebenenfalls sogar bereits mit einer Abdeckung an die Baustelle geliefert. An den Anschlussstellen sind die elektrischen Leiter benachbarter Fahrwegplatten mit sonstigen Einrichtungen der Fahrbahn zu verbinden. Werden auf diese Weise mehrere Fahrwegplatten aneinandergereiht verlegt, bilden sie einen elektrifizierten Fahrweg zur Energieübertragung an ein den Fahrweg überfahrendes Fahrzeug.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass die elektrischen Leiter von jeweils zwei Fahrwegplatten mit einem den beiden Fahrwegplatten zugeordneten Frequenzumrichter verbunden sind. Es bietet sich an, dass einzelne Strecken in dem kompletten Fahrweg nacheinander frei geschalten werden um Beschädigungen und Verletzungen zu vermeiden. Die Leiter sind dann nur stromführend, wenn sich gerade ein Fahrzeug im Bereich des entsprechenden Abschnittes befindet. Die entsprechend zugeordneten Frequenzumrichter können dann je nach Bedarf an- oder abgeschaltet werden und dementsprechend die elektrischen Leiter stromführend oder nicht stromführend machen. Durch die Zuordnung eines einzigen Frequenzumrichters zu zwei oder mehreren Fahrwegplatten ist eine wirtschaftliche Bauweise zu erzielen. Ebenfalls zur Absicherung der elektrischen Anlage in der Fahrwegplatte ist es vorteilhaft, wenn in dem Betonfertigteil eine elektrische Erdungseinrichtung angeordnet ist, welche sich in Einbaulage der Betonfertigteile unterhalb des Einbauraumes befindet. Die Erdungseinrichtung kann dabei vorzugsweise ein Metallgitter, Metallfasern oder eine Metallplatte sein. In einer bevorzugten Ausführung ist diese Erdungseinrichtung bereits in das Betonfertigteil eingegossen und zusammen mit dem Betonfertigteil hergestellt.
Um den jeweiligen Anforderungen des Betonfertigteils in den einzelnen Bereichen des Betonfertigteils am besten genügen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Betonfertigteil Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung ausweist. So ist es insbesondere vorteilhaft, wenn im Bereich der elektrischen Leiter kein Metall in dem Betonfertigteil enthalten ist. Dementsprechend sollte es in diesem Bereich unbewehrt oder mit einer Nichtmetallbewehrung versehen sein. Unterhalb der Leiter hingegen kann eine Metallbewehrung, beispielsweise mit Spannstählen oder Drahtgittergeweben oder Metallfasern vorgesehen sein. Dieser schichtförmige Aufbau des Betonfertigteils in Art eines Verbundsystems verbessert das erfindungsgemäße Fahrwegelement ganz wesentlich, da einerseits die Anforderungen der Fahrwegplatte an sich hinsichtlich ihrer Festigkeit erfüllt werden kann und andererseits aber die Energieübertragung an das Fahrzeug nicht beeinträchtigt wird. Es wird dadurch ein Betonfertigteil erhalten, welches sehr hochwertig und anspruchsvoll sowohl in seiner Herstellung als auch in seiner Nutzung ist.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Betonfertigteil eine Aussparung zur Aufnahme von Steuerungseinrichtungen, wie zum Beispiel den Frequenzumrichter aufweist. Hierdurch kann gegebenenfalls auch bereits bei der Vorbereitung des Betonfertigteiles im Herstellungswerk die Ausrüstung des Betonfertigteils mit dem Frequenzumrichter erfolgen. Der Montage an der Baustelle wird hierdurch weiter reduziert. Außerdem sind die Anforderungen an die Umgebung der verlegten Fahrwegplatte hierdurch geringer, da die Fahrweg- platte bereits die wesentlichen Bauteile für die Elektrifizierung des Fahrwegs beinhaltet.
Um einzelne Sektionen des Fahrweges je nach Vorhandensein des Fahrzeuges freizuschalten oder abzuschalten ist es vorteilhaft, wenn eine Antenne vorgesehen ist, welche die Anwesenheit eines Fahrzeuges erfasst. Ist eine in den Beton integrierte Antennenführung in dem Betonfertigteil vorgesehen, so kann auch diese Ausstattung bereits werksseitig erfolgen und der Montageaufwand sowie die Anforderungen an die Umgebung der Fahrwegplatte vereinfachen sich.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße
Fahrweg platte,
Figur 2 einen Querschnitt durch eine Fahrweg platte,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Fahrwegplatte und
Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Fahrwegplatte.
In Figur 1 ist eine Fahrwegplatte 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt, wobei die Fahrwegplatte 1 auf einer hydraulisch gebundenen Tragschicht 2 mittels einer Vergussschicht 3 befestigt ist. In der Fahrwegplatte 1 sind Schienen 4 in einer nutförmigen Aussparung der Fahrwegplatte 1 angeordnet und bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Fahrwegplatte 1 vergossen. Zwischen den beiden Schienen 4 ist in der Fahrwegplatte 1 ein Einbauraum 5 für elektrische Leiter 6', 6" und 6"' vorgesehen. Der Einbauraum 5 der Fahrwegplatte 1 weist quer- und längsverlaufende Nuten auf. Parallel zu den Schienen 4 verlaufen zwei Längsnuten 7. Zwischen den beiden Längsnuten 7 ist eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Quernuten 8 vorgesehen. Die elektrischen Leiter 6', 6" und 6"' befinden sich im Wesentlichen in den Quernuten 8. Beim Austritt aus der Quernut 8 in die Längsnut 7 sind die elektrischen Leiter 6', 6" und 6"' gebogen und münden in eine der folgenden Quernuten 8 wieder ein. Insbesondere bei der Verwendung als Linearmotor sind drei verschiedene elektrische Leiter 6', 6" und 6"' in dem Einbauraum 5 zu verlegen. Pro Quernut 8 verläuft einer der elektrischen Leiter 6', 6" oder 6"'. In den Längsnuten 7 überlappen sich zumindest zwei der elektrischen Leiter 6', 6" bzw 6"'. Die Längsnuten 7 sind dementsprechend vorzugsweise tiefer ausgebildet als die Quernuten 8, da in den Längsnuten 7 mehrere der elektrischen Leiter 6', 6" und 6"' übereinander verlaufen müssen.
Nachdem die elektrischen Leiter 6', 6" und 6"' in dem Einbauraum 5 verlegt sind, wird der Einbauraum 5 mittels einer Abdeckung 9 verschlossen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Abdeckung 9 eine Betonschicht, welche über die verlegten elektrischen Leiter 6', 6", 6"' gegossen ist. Alternativ kann die Abdeckung 9 auch eine Kunststoffschicht sein, welche über die elektrischen Leiter 6 gegossen ist. In einer weiteren Ausführung ist es möglich, die Abdeckung 9 als Deckel auszubilden, welcher in der Regel entfernbar über dem Einbauraum 5 befestigt ist.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Fahrwegplatte 1 , eine hydraulisch gebundene Tragschicht 2 sowie eine Vergussschicht 3. In der Fahrwegplatte 1 sind wiederum die Schienen 4 angeordnet und in einer Nut verlegt sowie in dieser befestigt. Die elektrischen Leiter 6', 6" und 6"' befinden sich in dem Einbauraum 5 zwischen den beiden Schienen 4. Die beiden neben den Schienen 4 verlaufenden Längsnuten 7 sind tiefer ausgebildet als die Quernut 8. Hierdurch wird bewirkt, dass die elektrischen Leiter 6', 6" und 6"' möglichst nahe der Oberfläche der Fahrwegplatte 1 liegen um hier eine möglichst verlustlose Energieübertragung zu einem auf den Schienen 4 fahrenden Fahrzeug zu erreichen. Die elektrischen Leiter 6', 6" und 6"' beziehungsweise der Einbauraum 5 ist mittels eines auf die Fahrwegplatte 1 aufgeschraubten Deckel 10 verschlossen. Der Deckel 10 stellt sicher, dass einerseits die elektrischen Leiter 6 nicht beschädigt werden und andererseits Fußgänger, welche sich auf der Fahrwegplatte 1 bewegen durch die in den elektrischen Leitern 6 verlaufenden Ströme nicht verletzt werden.
Unter dem Einbauraum 5 ist eine Erdungseinrichtung 15 vorgesehen. Diese Erdungseinrichtung 15 kann ein Metallgitter, Metallfaser oder eine Metallplatte sein.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind im Einbauraum 5 keine Quernuten 8 vorgesehen, in welchen die elektrischen Leiter 6', 6" und 6"' verlaufen, sondern es handelt sich hier um von einer Längsnut 7 zur gegenüberliegenden Längsnut 7 verlaufende Hohlräume 1 1 , beispielsweise Leerrohre. Die elektrischen Leiter werden durch dies Hohlräume 1 1 hindurch geführt und in den Längsnuten 7 gebogen um durch einen der folgenden Hohlräume 1 1 zurückgeführt zu werden. Nachdem die Hohlräume 1 1 zur Oberseite der Fahrwegplatte hin bereits abgedeckt sind, ist eine Abdeckung oder ein Ver- guss nur noch in den Längsnuten 7 erforderlich um die Fahrwegplatte 1 nach oben hin abzuschließen.
Die Fahrwegplatte 1 der Figur 3 zeigt keine Schienen 4. Diese Schienen 4 können entweder in den Ausführungsbeispielen der Figur 1 und 2 in nicht dargestellten Aussparungen der Fahrwegplatte 1 angeordnet werden. Alternativ können sie aber auch auf die Fahrwegplatte 1 aufgebaut werden oder die Fahrwegplatte 1 dient nicht der Energieübertragung an ein schienengeführtes Fahrzeug, sondern an ein nichtschienengeführtes, beispielsweise radbereiftes Fahrzeug, bei welchem keine aufmontierten Schienen benötigt werden. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 sind in einer Fahrwegplatte 1 wiederum Schienen 4 angeordnet. In dem Einbauraum 5 zwischen den Schienen 4 sind Hohlräume 1 1 vorgesehen, welche parallel zu den Schienen verlaufen. Quer zu den Hohlräumen 1 1 sind Schächte 12 vorgesehen, welche mindestens eine Tiefe aufweisen, welche den Hohlräumen 1 1 entsprechen. Die Hohlräume 1 1 haben hierdurch Öffnungen in den jeweiligen Schacht 12. Werden durch die Hohlräume 1 1 elektrische Leiter 6 gezogen, so können sie in den Schächten 12 gebogen und in einem parallel hierzu verlaufenden weiteren Hohlraum 1 1 zurückgeführt werden. Hierdurch ist eine Schleifenbildung möglich, wodurch eine induktive Energieübertragung an ein über den elektrischen Leitern 6', 6" und 6"' verlaufendes Fahrzeug übertragen werden kann. In der Fahrwegplatte 1 ist weiterhin eine Aussparung vorgesehen, welche einen Frequenzumrichter 13 oder weitere Steuerungselemente für die Energieübertragung aufnehmen kann. Außerdem ist in der Fahrwegplatte 1 eine Antennenaussparung 14 verlegt, in welche eine Antenne eingelegt und vergossen werden kann. Hierdurch ist eine weitgehend fertig ausrüstbare Fahrwegplatte 1 zu schaffen, welche am Einbauort nur noch elektrisch verbunden werden muss um sehr schnell funktionsfähig zu sein.
Die Ausführungsbeispiele zeigen Fahrwegplatten 1 , welche eine Formgebung aufweisen, in welche anschließend nach der Herstellung beziehungsweise dem Guss der Fahrwegplatte 1 mit den elektrischen Elementen ausgestattet wird. Alternativ hierzu kann beim Gießen der Fahrwegplatte 1 bereits das Eingießen der elektrischen Leiter und gegebenenfalls der Antenne 14 erfolgen. Hierzu werden die elektrischen Leiter 6, 6', 6" sowie gegebenenfalls auch die Antenne in der gewünschten Lage in der Schalung der Fahrwegplatte 1 verlegt und positioniert und sodann die Fahrwegplatte 1 gegossen. Nach dem Aushärten des Betons der Fahrwegplatte 1 erhält man eine fertig vorbereitete Fahrwegplatte 1 , welche lediglich noch elektrisch verbunden werden muss um funktionstüchtig zu sein. Die Fahrwegplatte 1 muss nicht in einer einzigen gleichartigen Zusammensetzung betoniert sein. Es sind einzelne Schichten möglich, welche den jeweiligen Anforderungen am besten genügen. So kann die Fahrwegplatte 1 in ihrem unteren Bereich eine Bewehrung aufweisen um die Festigkeit der Fahrwegplatte 1 zu erhöhen. Im Bereich des Einbauraums 5 hingegen ist es zu vermeiden, dass metallische Gegenstände sich in dem Beton befinden. Hier ist daher besser einen unbewehrten oder lediglich mit einer Kunststoffoder Glasfaserbewehrung versehenen Beton zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind Kombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele hinsichtlich ihrer Merkmale jederzeit möglich. Mehrere der Fahrwegplatten 1 können aneinander gekoppelt werden um einen kompletten Fahrweg zu bilden. Auch ist es möglich, dass mehrere Fahrwegplatten 1 sich eine Antenne oder einen Frequenzumrichter teilen. Die elektrischen Leiter 6 können bei den einzelnen Fahrwegplatten 1 auch Kupplungen aufweisen, mit welchen sie mit der benachbarten Fahrwegplatte 1 beziehungsweise deren elektrischen Leitern schnell zu verbinden sind.
Bezuqszeichenliste
Fahrwegplatte
Tragschicht
Vergussschicht
Schienen
Einbauraum
elektrische Leiter
Längsnuten
Quernuten
Abdeckung
Deckel
Hohlräume
Schächte
Frequenzumrichter
Antennenaussparung
Erdungseinrichtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Fahrwegplatte eines Fahrweges für Fahrzeuge, insbesondere spurgeführte Fahrzeuge, wobei die Fahrwegplatte (1 ) ein Betonfertigteil ist auf dessen Oberfläche die Fahrbahn oder die Führungselemente, insbesondere Schienen (4), angeordnet sind, und die Fahrwegplatte (1 ) elektrische Leiter (6',6",6"') zur Energieübertragung an das Fahrzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonfertigteil einen Einbauraum (5) für die elektrischen Leiter (6',6",6"') aufweist, in welchen die elektrischen Leiter (6',6",6"') entsprechend ihrer für die Energieübertragung erforderlichen Lage gehalten sind.
2. Fahrwegplatte gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einbauraum (5) Höcker, Nuten oder Hohlräume angeordnet sind.
3. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einbauraum (5) Führungen, insbesondere betonierte Führungen für die elektrischen Leiter (6',6",6"') vorgesehen sind.
4. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (6',6",6"') in den Einbauraum (5) einbetoniert sind.
5. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen, Höcker oder Nuten insbesondere im Bereich der Biegungen der elektrischen Leiter (6',6",6"'), eine Tiefe aufweisen zur Aufnahme mehrerer elektrischer Leiter (6',6",6"') übereinander.
6. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauraum (5) zwischen zwei Schienen (4) eines Gleises angeordnet sind.
7. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauraum (5) und die elektrischen Leiter (6',6",6"') für den sicheren Betrieb des Fahrweges mit einer Abdeckung (9,10) versehen sind.
8. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung ein Deckel (10) oder eine Gussschicht, insbesondere aus Beton ist.
9. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Betonfertigteiles und/oder der Abdeckung für Fahrzeuge befahrbar, insbesondere stabil und griffig, ausgebildet ist.
10. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (6',6",6"') geradlinig oder mäanderförmig verlegt sind.
1 1 . Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fahrwegplatte (1 ) Anschlussstellen für die elektrischen Leiter (6',6",6"') vorgesehen sind.
12. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwegplatte (1 ) verlegefertig ausgerüstet ist.
13. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fahrwegplatte (1 )n aneinandergereiht verlegt einen Fahrweg bilden.
14. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (6',6",6"') von einer, vorzugsweise mehreren Fahrweg platte/n (1 ) mit einem der/den Fahrweg platte/n (1 ) zugeordneten Frequenzumrichter (13) verbunden ist/sind.
15. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Betonfertigteil in Einbaulage unterhalb des Einbauraumes (5) eine elektrische Erdungseinrichtung (15) angeordnet ist.
16. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungseinrichtung (15) ein Metallgitter, Metallfasern oder eine Metallplatte ist.
17. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonfertigteil Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung aufweist, insbesondere dass im Bereich der elektrischen Leiter (6',6",6"') kein Metall enthalten ist.
18. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonfertigteil eine Aussparung zur Aufnahme von Steuerungseinrichtungen, wie zum Beispiel des Frequenzumrichters (13), aufweist.
19. Fahrwegplatte gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betonfertigteil eine in den Beton integrierte Antennenführung (14) aufweist.
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