DE102009061067A1

DE102009061067A1 - Vorrichtung zur Energie- und/oder Datenübertragung

Info

Publication number: DE102009061067A1
Application number: DE200910061067
Authority: DE
Inventors: Josef Schmidt; Ulrich Stockenberger; Dr. Schäfer Thomas; Sascha Jochem
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2029-11-14
Also published as: DE102009061067B4

Abstract

Vorrichtung zur berührungslosen Energie- und/oder Datenübertragung, wobei ein Fahrzeug auf einem Schienensystem bewegbar ist, das aus Schienenprofilteteile jeweils als Stranggussteil gefertigt sind, wobei entlang der Schienenprofilteile in Schienenrichtung ein Hohlleiter verlegt ist, der einen in Schienenrichtung verlaufenden Schlitz aufweist, wobei dar Hohlleiter aus Schlitzhohlleiterprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die jeweils benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile verbunden sind, indem ein Verbindungsteil, insbesondere einsteckbares Profilverbinderteil 3, jeweils teilweise in jedes der beiden benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile eingesteckt ist, wobei das Profilverbinderteil derart an der Innenwand der Schlitzhohlleiterprofilteile zumindest teilweise anliegt und derart dünnwandig ausgeführt ist, dass der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum zur Durchleitung von elektromagnetischen Wellen in Schienenrichtung nur geringfügig reduziert ist, wobei die Schlitzhohlleiterprofilteile lösbar verbunden sind mit den Schienenprofilteilen, insbesondere an zwei Stellen, wobei zur lösbaren Verbindung die Schlitzhohlleiterprofilteile in die Schienenprofilteile eingehängt, eingeklipst oder anderweitig formschlüssig in mindestens einer Richtung verbunden sind, wobei die Richtung senkrecht zur Schienenrichtung orientiert ist.

Description

1. Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energie- und/oder Datenübertragung.
Schienengeführte Fahrzeuge sind allgemein bekannt. Die Energiezufuhr an entsprechende Schienenfahrzeuge ist beispielsweise mittels einer Schleifleitung ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Energie- und/oder Datenübertragung, weiterzubilden, wobei eine einfache und schnelle und daher kostengünstige Montage ausführbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Vorrichtung zur Energie- und/oder Datenübertragung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Vorrichtung zur berührungslosen Energie- und/oder Datenübertragung,
wobei ein Fahrzeug auf einem Schienensystem bewegbar ist, das aus Schienenprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die Schienenprofilteile jeweils als Stranggussteil gefertigt sind,
wobei entlang der Schienenprofilteile in Schienenrichtung ein Hohlleiter verlegt ist, der einen in Schienenrichtung verlaufenden Schlitz aufweist,
wobei der Hohlleiter aus Schlitzhohlleiterprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die jeweils benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile verbunden sind, indem ein Verbindungsteil, insbesondere einsteckbares Profilverbinderteil, jeweils teilweise in jedes der beiden benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile eingesteckt ist,
wobei das Profilverbinderteil derart an der Innenwand der Schlitzhohlleiterprofilteile zumindest teilweise anliegt und derart dünnwandig ausgeführt ist, dass der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum zur Durchleitung von elektromagnetischen Wellen in Schienenrichtung nur geringfügig reduziert ist,
wobei die Schlitzhohlleiterprofilteile lösbar verbunden sind mit den Schienenprofilteilen, insbesondere an zwei Stellen,
wobei zur lösbaren Verbindung die Schlitzhohlleiterprofilteile in die Schienenprofilteile eingehängt, eingeklipst oder anderweitig formschlüssig in mindestens einer Richtung verbunden sind, wobei die Richtung senkrecht zur Schienenrichtung orientiert ist.
Von Vorteil ist dabei, dass nur eine geringfügige Reduzierung des vom Schlitzhohlleiterprofilteils umgebenen Hohlraums auftritt und somit die Durchleitung von elektromagnetischen Wellen und geringfügig behindert wird. Insbesondere ist jedoch der Verbindungsbereich der beiden Schlitzhohlleiterprofilteile abgedeckt und somit ist die Durchleitung weitaus besser als bei fehlendem Profilverbinderteil.
Darüber hinaus ist von Vorteil, dass eine Zentrierung der Schlitzhohlleiterprofilteile zueinander erreichbar ist und somit eine möglichst gute Durchleitung der elektromagnetischen Wellen. Außerdem ist eine zusätzliche Unterstützung der Verbindung zwischen den Schlitzhohlleiterprofilteilen erreichbar und somit bei Versagen einer der Verbindungen eine Sicherheitsfunktion erfüllt.
Bei der Verbindung durch Einhängen oder bei entsprechender formschlüssiger Verbindung, bei welcher auch in Schienenrichtung ein Bewegungsfreiheitsgrad vorhanden ist, ist ein weiterer Vorteil, dass temperaturbedingte Bewegungen, wie Ausdehnungen, abbaubar sind, insbesondere ohne dass Spannungen aufgebaut werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schlitzhohlleiterprofilteile in Schienenrichtung hintereinander angeordnet, insbesondere auf Stoß. Von Vorteil ist dabei, dass ein durchgehender Hohlraum mit möglichst wenig unterbrochener Innenfläche entsteht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schlitzhohlleiterprofilteile jeweils gleich lang wie ein Schienenprofilteil. Von Vorteil ist dabei, dass das Schienensystem synchron mit dem Hohlleiter zusammensetzbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgeben die Schlitzhohlleiterprofilteile jeweils einen Hohlraum zur Leitung elektromagnetischer Wellen mit Ausnahme des Schlitzes, insbesondere welcher den Luftaustausch zwischen Hohlraum und Umgebung des Schlitzhohlleiterprofilteils ermöglicht. Von Vorteil ist dabei, dass der Schlitz ein Empfangen von Teilen der im Hohlleiter transportierten elektromagnetischen Wellen ermöglicht, indem das Schienenfahrzeug eine Antenne in der Nähe des Schlitzes vorbeibewegt oder im Schlitz bewegt. Somit ist ein sehr hohes Signal-Rausch-Verhältnis der Datenübertragung ermöglicht. Außerdem ist der Schlitz derart vorsehbar und anordenbar, dass Wasser oder andere Flüssigkeiten abfließen können.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Innenseite des Schlitzhohlleiterprofils eine Anschlagsteil verbunden, das die Einstecktiefe des Profilverbinderteils in Schlitzhohlleiterteil in Schienenrichtung begrenzt, insbesondere wobei das Anschlagsteil kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass in einfacher Weise das Einstecken des Profilverbinderteils begrenzbar ist und somit eine definierte Verbindung, insbesondere eine wohldefinierte Einstecktiefe einhaltbar ist, der Schlitzhohlleiterprofilteile miteinander ausführbar wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Querschnittsfläche des vom jeweiligen Profilverbinderteil umgebenen Hohlraums um weniger als 10%, insbesondere weniger als 1%, kleiner als der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum bei Nicht-Vorhandensein des Profilverbinderteils. Von Vorteil ist dabei, dass die Durchleitung der elektromagnetischen Wellen auch über den Verbindungsbereich der Schlitzhohlleiterprofilteile hinweg sehr gut ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist beziehungsweise sind das Profilverbinderteil und/oder das Schlitzhohlleiterprofiltteil aus Metall, insbesondere Aluminium, insbesondere als Strangguss, gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Fertigung ausführbar ist und eine hohe Dämpfung der elektromagnetischen Wellen in Schienenrichtung unterdrückbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Profilverbinderteil als Blechteil ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Ausführung als Stanz-Biegeteil ermöglicht ist. Außerdem ist eine geringe Dämpfung herstellbar mittels Wahl der Blechsorte.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Stellen nicht in Gravitationsrichtung übereinander angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders stabile Verbindung erreichbar ist, die besonders einfach herstellbar ist, insbesondere durch eine möglichst einfache Bewegungsabfolge, wie Schieben der Schlitzhohlleiterprofilteile auf das Schienenprofil hin, insbesondere mit leicht verdrehter Orientierung des Hohlleiters, und nachfolgender Drehbewegung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist parallel zum Hohlleiter ein Primärleiter zur induktiven Energieübertragung oder eine Schleifleitung verlegt. Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug in einfacher Weise mit Energie versorgbar ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 2 ist ein erfindungsgemäßer Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schienenprofil-Stranggussteil 2 gezeigt, an das seitlich ein Schlitzhohlleiter, bestehend aus mittels steckbarer Profilverbinder 3 gegeneinander zentrierten Schlitzhohlleiterprofilen 1, eingehängt ist.
Der Aufbau des Schlitzhohlleiters selbst ist in 1 in Schrägansicht dargestellt. Hierbei sind die jeweils als Stranggussteile, insbesondere Aluminium-Stranggussteile, gefertigten Schlitzhohlleiterprofile 1 miteinander verbunden, indem ein steckbarer Profilverbinder teilweise in Profilrichtung in ein erstes Schlitzhohlleiterprofil eingesteckt vorgesehen ist. Ein benachbartes Schlitzhohlleiterprofil ist somit auf den in Profilrichtung teilweise herausragenden Profilverbinder 3 aufsteckbar. In dieser Weise ist also ein gegeneinander vorgesehenes Ausrichten, also Zentrieren, mittels des Profilverbinders 3 ermöglicht.
Der Profilverbinder 3 ist ebenfalls wie das Schlitzhohlleiterprofil 1 aus Metall gefertigt, vorzugsweise aus einem Aluminium und/oder Kupfer enthaltendem Metall. Somit sind mittels des Profilverbinders 3 hochfrequente elektromagnetische Felder ohne wesentliche Verluste über den jeweiligen Verbindungsbereich zwischen zwei benachbarten Schlitzhohlleiterprofile leitbar.
Die Schlitzhohlleiterprofile 1 und die Profilverbinder 3 sind als hohle Stranggussprofilteile gefertigt, so dass also ein Hohlraum auch im durch die Profilverbinder 3 definierten, axialen Verbindungsbereich vorhanden ist, in welchem sich die elektromagnetischen Wellen fortpflanzen können.
Durch das Verbinden mittels der Profilverbinder 3 ist also ein sehr langer Hohlleiter für hochfrequente Felder zusammensetzbar, der aus vielen Schlitzhohlleiterprofilen 1 in Profilrichtung zusammengesetzt ist und in einer senkrecht zur Profilrichtung orientierten Richtung eine Öffnung aufweist, die insgesamt einen in Profilrichtung verlaufenden Schlitz bildet. In 2 ist dieser am unteren Endbereich des Hohlraums angeordnet, so dass Flüssigkeiten aus dem Hohlraum über den Schlitz abgeführt werden. Ein längs der Profilrichtung verfahrbar vorgesehenes Fahrzeug ist somit mit einer Antenne ausstattbar, die in der Nähe des Schlitzes vorsehbar ist und somit einen hochfrequenten Datenaustausch zwischen einer auf dem Fahrzeug vorgesehenen Steuerelektronik und einer mit dem Schlitzhohlleiterprofil 1 elektrisch verbundenen, stationär angeordneten elektronischen Schaltung ermöglicht ist.
Wie in 2 ersichtlich ist, wird das Schlitzhohlleiterprofil 1 in ein Schienenprofil-Stranggussteil 2 formschlüssig verbunden, insbesondere eingehängt.
Hierzu weist das Schienenprofil-Stranggussteil 2 an zwei Positionen Aufnahmebereiche 4 und 7 auf, die jeweils unter dem Schienenbereich 8 zum Abrollen der Räder des Fahrzeugs angeordnet sind. Das Schlitzhohlleiterprofil 1 weist zwei Hakenbereiche (5, 6) auf, mittels derer das Schlitzhohlleiterprofil 1 am Schienenprofil-Stranggussteil 2 eingehängt wird.
Die Aufnahmebereiche (5, 6) sind nicht untereinander, also nicht parallel zur Normalenrichtung des Öffnungsbereiches des Schlitzes, ausgerichtet sondern weisen einen Winkel zwischen 10° und 80° zur Vertikalen, also in 2 zur Gravitationsrichtung, und Horizontalen auf. Die Schlitzhohlleiterprofile sind parallel zum Schienenstranggussprofil orientiert.
Die beiden Abrollbereiche 8 für Räder sind konkav ausgeführt und zueinander spiegelsymmetrisch bezüglich der durch den Reaktionsteilbereich 9 definierten Ebene. Somit stabilisiert sich das Fahrzeug selbst, ohne dass bei Auslenkungen aus der Ruhelage hohe Querbeschleunigungsänderungen, also Querrucke, auftreten. Der Reaktionsteilbereich ist aus Metall gefertigt, so dass ein Wirbelstromantrieb einsetzbar ist. Hierbei weist das Fahrzeug zumindest eine drehende Scheibe auf, an deren Umfang Magnete mit jeweils abwechselnder Magnetisierungsrichtung angeordnet sind. Die Scheibe wird von einem Motor in Drehbewegung versetzt, so dass die an dem Reaktionsteilbereich 9 vorbei drehenden Magnete Wirbelströme in diesem erzeugen, die zu einer Vortriebskraft in Schienenrichtung führen. Auch die drehende Scheibe trägt zur Stabilisierung bei aufgrund der Drehimpulserhaltung.
Die genannten Maßnahmen zur Stabilisierung bewirken daher, dass das Fahrzeug nur geringe Auslenkungen aus der stabilen Lage erfährt und somit die Schlitzbreite gering sein darf. Denn die am Fahrzeug befestigte, im Außenbereich des Schlitzes angeordnete Antenne weicht entsprechend wenig von ihrer stabilen Ruhelage ab.
Vorzugsweise ist das Schienenprofil ein Einschienenhängebahnprofil, so dass das Fahrzeug an nur dieser einen Schiene bewegbar ist und eine Last am Fahrzeug angehängt transportierbar ist, beispielsweise eine Auto-Karosserie in der Automobilfertigung.
Das Fahrzeug ist mittels einer entlang des Schienenprofils verlegten Schleifleitung oder mittels eines entlang des Schienenprofils verlegten Primärleiters versorgbar. Im erstgenannten Fall weist das Fahrzeug einen Schleifabnehmer und im zweitgenannten Fall eine Sekundärspule auf, der eine Kapazität parallel oder in Reihe zugeschaltet ist, so dass die zugehörige elektrische Resonanzfrequenz im Wesentlichen einer oder der Frequenz des in den langgestreckt verlegten Primärleiter eingespeisten Primärstroms entspricht. Dabei wird vorzugsweise eine Mittelfrequenz zwischen 10 und 1000 kHz verwendet, insbesondere zwischen 15 und 40 kHz.
Der Profilverbinder 3 ist ebenfalls wie das Schlitzhohlleiterprofil 1 mit seiner Breitseite breiter als 1 cm, vorzugsweise etwa 4 cm, breit ausgeführt und an seiner Schmalseite schmaler als an der Breitseite. Der Hohlleiter ist nicht rechteckförmig ausgeführt sondern die untere Breitseite ist schräg zum Schlitz ausgeführt, der an der unteren Breitseite angeordnet ist. Somit kann Wasser abfließen.
Der Profilverbinder 3 weist eine Wandstärke von etwa 1 mm auf. Somit ist die Wandstärke deutlich geringer als 10% der Breitseite, insbesondere sogar geringer als 2% der Breitseite. Der Profilverbinder 3 ist aus elektrisch leitfähigem Material, vorzugsweise Stahlblech oder Aluminium. In entsprechender Weise ist das Schlitzhohlleiterprofil 1 aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium oder eine Aluminium enthaltende Legierung. Mittels der elektrischen Verbindung zwischen Profilverbinder 3 und Schlitzhohleiterprofil 1 ist die gute Durchleitung der Wellen durch den Verbindungsbereich unterstützt.
Der Schlitz ist weniger breit als die halbe Breitseite des Schlitzhohlleiterprofils.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird anstatt der Hakenbereiche zur hakenförmigen Verbindung eine Klipsverbindung oder eine andersartig formschlüssige Verbindung verwendet.
2. Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung über ein Koaxialkabel in einen Schlitzhohlleiter.
Schienengeführte Fahrzeuge sind allgemein bekannt. Die Energiezufuhr an entsprechende Schienenfahrzeuge ist beispielsweise mittels einer Schleifleitung ermöglicht. Aus der Radartechnik sind Hohlleiter bekannt, die zur Weiterleitung des Radarsignals dienen. Hierbei treten je nach Anregung verschiedene Schwingungsmoden im Hohlleiter auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung über ein Koaxialkabel in einen Schlitzhohlleiter weiterzubilden, wobei eine einfache und schnelle und daher kostengünstige Herstellung ausführbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung über ein Koaxialkabel in einen Schlitzhohlleiter nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale bei der Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung über ein Koaxialkabel in einen Schlitzhohlleiter sind, dass das Koaxialkabel einen Mittelleiter und einen Außenleiter umfasst,
wobei das Koaxialkabel mit einer Winkeleinbaubuchse verbunden ist, an der ein Antennenstab befestigt ist,
wobei der jeweilige Antennenstab in den Schlitzhohlleiter hineinragt,
wobei die Winkeleinbaubuchse an dem Schlitzhohlleiterprofil formschlüssig verbunden ist, insbesondere schraubverbunden, so dass der Außenleiter über das Gehäuse der Winkeleinbaubuchse mit dem Schlitzhohlleiterprofil elektrisch verbunden ist,
wobei der Antennenstab und der Mittelleiter elektrisch verbunden sind.
Von Vorteil ist dabei, dass eine wenig aufwändige und massearme Signaleinspeisung vorsehbar ist. Somit ist sogar eine Aufhängung des Hohlleiters ermöglicht, also eine hängende Befestigung an einem Schienenprofil, da diese nun wenig belastet ist. Außerdem ist eine gute Abschirmung des durchgeleiteten Signals mittels des Hohlleiters erreichbar, so dass ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis erreichbar ist.
Außerdem genügt das Zuführen des hochfrequenten Signals an eine Winkeleinbaubuchse, an welcher direkt der Antennenstab befestigt ist. Somit ist eine besonders einfache sogar asymmetrische Anordnung zur Signaleinspeisung ermöglicht. Denn eine einzige Winkeleinbaubuchse mit Antennenstab reicht aus zur Anregung einer Mode des Schlitzhohlleiters. Dabei ist wichtig, dass die Antenne seitlich vom Schlitzbereich angeordnet ist, also eine Empfangsantenne im Schlitzbereich ungestört bewegbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Koaxialkabel an einem Splitter angeschlossen, von dem mindestens zwei Leitungen jeweils zu einer jeweiligen Winkeleinbaubuchse führen, an der jeweils ein Antennenstab befestigt ist,
wobei der jeweilige Antennenstab in den Schlitzhohlleiter hineinragt,
wobei der Splitter und die Winkeleinbaubuchse an dem Schlitzhohlleiterprofil formschlüssig verbunden ist, insbesondere schraubverbunden.
Von Vorteil ist dabei, dass eine sichere symmetrische Anregung der Mode des Schlitzhohlleiters ausführbar ist, bei der allerdings zwei Winkeleinbaubuchsen notwendig sind. Weiter von Vorteil ist hierbei aber auch die symmetrische Massenverteilung, so dass die Aufhängung ungestört durch die Signaleinspeisung ausführbar ist, also ein Verkippen des Schlitzhohlleiters beim hängenden Befestigen vermeidbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Mittelleiter des Koaxialkabels an einen Antennenstab geführt, der in den Innenraum des Schlitzhohlleiters hineinragt und nicht im Schlitz und/oder dessen gedachter Fortsetzung in den Innenraum des Schlitzhohlleiters angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der H10 Mode anregbar ist und bei dieser speziellen Anordnung von Kammreflektor und Antennenstab die Einspeisung mit nur einem Antennenstab ohne Verwendung eines Splitters oder eines T-Verteilers ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Antennenstab seitlich, insbesondere also senkrecht zur Schienenrichtung und senkrecht zur Gravitationsrichtung, neben dem Bereich des Schlitzes und dessen Fortsetzung in den Innenraum des Schlitzhohlleiterprofils angeordnet, so dass eine mit einem entlang dem Schlitzhohlleiter bewegbaren Fahrzeug verbundene Antenne im Schlitz und dessen Fortsetzung in den Innenraum mitbewegbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Bereich der Signaleinspeisung von dem Fahrzeug ungestört überfahrbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Endbereich des Schlitzhohlleiters ein Kammreflektor angeordnet, dessen in Schienenrichtung hintereinander angeordnete, regelmäßig voneinander beabstandete Zinken einen Abstand von weniger als ein Zehntel der Wellenlänge des hochfrequenten Signals entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass ein für das hochfrequente Signal wirksamer Abschluss vorsehbar ist, der eine Reflexion des Signals zur Bildung einer stehenden Welle bewirkbar macht und somit zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses beiträgt. Vorzugsweise werden Wellenlängen im Bereich zwischen 1 und 10 Zentimeter verwendet, insbesondere im Bereich von 3 bis 5 Zentimeter. Ein vorteilhafter Abstand der Zinken liegt dann im Bereich von weniger als 2 Millimeter, insbesondere ein Millimeter.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kammreflektor mit dem Schlitzhohlleiter schraubverbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und kostengünstige Verbindung herstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Zinken parallel zu einem oder den Antennenstäben ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass die Signaleinspeisung über die Antennen und der hochfrequent reflektierende Abschluss auf dieselbe Schwingungsmode wirksam ist
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung teilt der Splitter ein über das Koaxialkabel eingehendes Signal in zwei Signalanteile auf und leitet an die zwei zu den Winkeleinbaubuchsen fahrenden Leitungen weiter. Von Vorteil ist dabei, dass eine wirksame Aufsplittung ausgeführt wird, so dass zwei Signalanteile entstehen, mit denen eine ausgewählte Schwingungsmode des Hohlleiters anregbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Koaxialkabel mit einer elektronischen Schaltung elektrisch verbunden, mit der das hochfrequente Signal erzeugbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Signal dem Hohlleiter zuführbar ist und dort über weite Strecken übertragbar ist. Dabei weist der Hohlleiter einen Schlitz in Schienenrichtung auf, entlang dessen eine Antenne eines Fahrzeugs führbar ist zum Datenaustausch. Dabei ist die Antenne durch den Bereich des Schlitzes bis zum eigentlichen Hohlraum des Hohlleiters geführt. Die stabile zentrierte Aufhängung des Hohlleiters am Schienenprofil ermöglicht eine kleine Schlitzbreite, da das Fahrzeug sehr präzise an der Schiene führbar ist und somit der Antennenstab des Fahrzeugs nur geringfügig von seiner Sollposition abweicht.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anlage mit einer Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung sind, dass ein Fahrzeug auf einem Schienensystem bewegbar ist, das aus Schienenprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die Schienenprofilteile jeweils als Stranggussteil gefertigt sind,
wobei entlang der Schienenprofilteile in Schienenrichtung ein Hohlleiter verlegt ist, der einen in Schienenrichtung verlaufenden Schlitz aufweist,
wobei der Hohlleiter aus den Schlitzhohlleiterprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die jeweils benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile verbunden sind, indem ein Verbindungsteil, insbesondere einsteckbares Profilverbinderteil, jeweils teilweise in jedes der beiden benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile eingesteckt ist,
wobei das Profilverbinderteil derart an der Innenwand der Schlitzhohlleiterprofilteile zumindest teilweise anliegt und derart dünnwandig ausgeführt ist, dass der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum zur Durchleitung von elektromagnetischen Wellen in Schienenrichtung nur geringfügig reduziert ist,
wobei die Schlitzhohlleiterprofilteile lösbar verbunden sind mit den Schienenprofilteilen, insbesondere an zwei Stellen,
wobei zur lösbaren Verbindung die Schlitzhohlleiterprofilteile in die Schienenprofilteile eingehängt, eingeklipst oder anderweitig formschlüssig in mindestens einer Richtung verbunden sind, wobei die Richtung senkrecht zur Schienenrichtung orientiert ist,
wobei an einem ersten der Schlitzhohlleiterprofilteile, insbesondere also einem ersten der Schlitzhohlleiterprofilteile, das nur ein einziges direkt benachbartes Schlitzhohlleiterprofil aufweist, eine Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche vorgesehen ist.
Von Vorteil ist dabei, dass nur eine geringfügige Reduzierung des vom Schlitzhohlleiterprofilteils umgebenen Hohlraums auftritt und somit die Durchleitung von elektromagnetischen Wellen nur geringfügig behindert wird. Insbesondere ist jedoch der Verbindungsbereich der beiden Schlitzhohlleiterprofilteile abgedeckt und somit ist die Durchleitung weitaus besser als bei fehlendem Profilverbinderteil.
Darüber hinaus ist von Vorteil, dass eine Zentrierung der Schlitzhohlleiterprofilteile zueinander erreichbar ist und somit eine möglichst gute Durchleitung der elektromagnetischen Wellen. Außerdem ist eine zusätzliche Unterstützung der Verbindung zwischen den Schlitzhohlleiterprofilteilen erreichbar und somit bei Versagen einer der Verbindungen eine Sicherheitsfunktion erfüllt.
Bei der Verbindung durch Einhängen oder bei entsprechender formschlüssiger Verbindung, bei welcher auch in Schienenrichtung ein Bewegungsfreiheitsgrad vorhanden ist, ist ein weiterer Vorteil, dass temperaturbedingte Bewegungen, wie Ausdehnungen, abbaubar sind, insbesondere ohne dass Spannungen aufgebaut werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schlitzhohlleiterprofilteile in Schienenrichtung hintereinander angeordnet, insbesondere auf Stoß. Von Vorteil ist dabei, dass ein durchgehender Hohlraum mit möglichst wenig unterbrochener Innenfläche entsteht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schlitzhohlleiterprofilteile jeweils gleich lang wie ein Schienenprofilteil. Von Vorteil ist dabei, dass das Schienensystem synchron mit dem Hohlleiter zusammensetzbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgeben die Schlitzhohlleiterprofilteile jeweils einen Hohlraum zur Leitung elektromagnetischer Wellen mit Ausnahme des Schlitzes, insbesondere welcher den Luftaustausch zwischen Hohlraum und Umgebung des Schlitzhohlleiterprofilteils ermöglicht. Von Vorteil ist dabei, dass der Schlitz ein Empfangen von Teilen der im Hohlleiter transportierten elektromagnetischen Wellen ermöglicht, indem das Schienenfahrzeug eine Antenne in der Nähe des Schlitzes vorbeibewegt oder im Schlitz bewegt. Somit ist ein sehr hohes Signal-Rausch-Verhältnis der Datenübertragung ermöglicht. Außerdem ist der Schlitz derart vorsehbar und anordenbar, dass Wasser oder andere Flüssigkeiten abfließen können.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Mitte des Profilverbinders oder an der Innenseite des Schlitzhohlleiterprofils ein Anschlagsteil verbunden, das die Einstecktiefe des Profilverbinderteils in das Schlitzhohlleiterprofilteil in Schienenrichtung begrenzt, insbesondere wobei das Anschlagsteil kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass in einfacher Weise das Einstecken des Profilverbinderteils begrenzbar ist und somit eine definierte Verbindung, insbesondere eine wohldefinierte Einstecktiefe einhaltbar ist, der Schlitzhohlleiterprofilteile miteinander ausführbar wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Querschnittsfläche des vom jeweiligen Profilverbinderteil umgebenen Hohlraums um weniger als 10%, insbesondere weniger als 1%, kleiner als der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum bei Nicht-Vorhandensein des Profiverbinderteils. Von Vorteil ist dabei, dass die Durchleitung der elektromagnetischen Wellen auch über den Verbindungsbereich der Schlitzhohlleiterprofilteile hinweg sehr gut ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist beziehungsweise sind das Profilverbinderteil und/oder das Schlitzhohlleiterprofilteil aus Metall, insbesondere Aluminium, insbesondere als Strangguss, gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Fertigung ausführbar ist und eine hohe Dämpfung der elektromagnetischen Wellen in Schienenrichtung unterdrückbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Profilverbinderteil als Blechteil ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Ausführung als Stanz-Biegeteil ermöglicht ist. Außerdem ist eine geringe Dämpfung herstellbar mittels Wahl der Blechsorte.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Stellen nicht in Gravitationsrichtung übereinander angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders stabile Verbindung erreichbar ist, die besonders einfach herstellbar ist, insbesondere durch eine möglichst einfache Bewegungsabfolge, wie Schieben der Schlitzhohlleiterprofilteile auf das Schienenprofil hin, insbesondere mit leicht verdrehter Orientierung des Hohlleiters, und nachfolgender Drehbewegung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist parallel zum Hohlleiter ein Primärleiter zur induktiven Energieübertragung oder eine Schleifleitung verlegt. Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug in einfacher Weise mit Energie versorgbar ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
1 zeigt den Aufbau eines Schlitzhohlleiters.
2 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schienenprofil-Stranggussteil.
3 zeigt die an einem Endbereich des Schlitzhohlleiters angeordnete Signaleinspeisung in Schrägansicht.
4 zeigt eine zugehörige Draufsicht
5 zeigt einen zugehörigen Längsschnitt.
6 zeigt eine asymmetrische, an einem Endbereich des Schlitzhohlleiters angeordnete Signaleinspeisung in Schrägansicht
7 zeigt eine zum Ausführungsbeispiel nach 6 zugehörige Draufsicht
8 zeigt einen zum Ausführungsbeispiel nach 6 zugehörigen Längsschnitt.
In der 2 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schienenprofil-Stranggussteil 2 gezeigt, an das seitlich ein Schlitzhohlleiter, bestehend aus mittels steckbarer Profilverbinder 3 gegeneinander zentrierten Schlitzhohlleiterprofilen 1, eingehängt ist.
Der Aufbau des Schlitzhohlleiters selbst ist in 1 in Schrägansicht dargestellt. Hierbei sind die jeweils als Stranggussteile, insbesondere Aluminium-Stranggussteile, gefertigten Schtitzhohlleiterprofile 1 miteinander verbunden, indem ein steckbarer Profilverbinder teilweise in Profilrichtung in ein erstes Schlitzhohlleiterprofil eingesteckt vorgesehen ist. Ein benachbartes Schlitzhohlleiterprofil ist somit auf den in Profilrichtung teilweise herausragenden Profilverbinder 3 aufsteckbar. In dieser Weise ist also ein gegeneinander vorgesehenes Ausrichten, also Zentrieren, mittels des Profilverbinders 3 ermöglicht.
Der Profilverbinder 3 ist ebenfalls wie das Schlitzhohlleiterprofil 1 aus Metall gefertigt, vorzugsweise aus einem Aluminium und/oder Kupfer enthaltendem Metall. Somit sind mittels des Profilverbinders 3 hochfrequente elektromagnetische Felder ohne wesentliche Verluste über den jeweiligen Verbindungsbereich zwischen zwei benachbarten Schlitzhohlleiterprofile leitbar.
Die Schlitzhohlleiterprofile 1 und die Profilverbinder 3 sind als hohle Stranggussprofilteile gefertigt, so dass also ein Hohlraum auch im durch die Profilverbinder 3 definierten, axialen Verbindungsbereich vorhanden ist, in welchem sich die elektromagnetischen Wellen fortpflanzen können.
Durch das Verbinden mittels der Profilverbinder 3 ist also ein seht langer Hohlleiter für hochfrequente Felder zusammensetzbar, der aus vielen Schlitzhohlelterprofilen 1 in Profilrichtung zusammengesetzt ist und in einer senkrecht zur Profilrichtung orientierten Richtung eine Öffnung aufweist, die insgesamt einen in Profilrichtung verlaufenden Schlitz bildet. In 2 ist dieser am unteren Endbereich des Hohlraums angeordnet, so dass Flüssigkeiten aus dem Hohlraum über den Schlitz abgeführt werden. Ein längs der Profilrichtung verfahrbar vorgesehenes Fahrzeug ist somit mit einer Antenne ausstattbar, die in der Nähe des Schlitzes vorsehbar ist und somit einen hochfrequenten Datenaustausch zwischen einer auf dem Fahrzeug vorgesehenen Steuerelektronik und einer mit dem Schlitzhohlleiterprofil 1 elektrisch verbundenen, stationär angeordneten elektronischen Schaltung ermöglicht ist.
Wie in 2 ersichtlich ist, wird das Schlitzhohlleiterprofil 1 in ein Schienenprofil-Stranggussteil 2 formschlüssig verbunden, insbesondere eingehängt.
Hierzu weist das Schienenprofil-Stranggussteil 2 an zwei Positionen Aufnahmebereiche 4 und 7 auf, die jeweils unter dem Schienenbereich 8 zum Abrollen der Räder des Fahrzeugs angeordnet sind. Das Schlitzhohlleiterproil 1 weist zwei Hakenbereiche (5, 6) auf, mittels derer das Schlitzhohlleiterprofil 1 am Schienenprofil-Stranggussteil 2 eingehängt wird.
Die Aufnahmebereiche (5, 6) sind nicht untereinander, also nicht parallel zur Normalenrichtung des Öffnungsbereiches des Schlitzes, ausgerichtet sondern weisen einen Winkel zwischen 10° und 80° zur Vertikalen, also in 2 zur Gravitationsrichtung, und Horizontalen auf. Die Schlitzhohlleiterprofile sind parallel zum Schienenstranggussprofil orientiert.
Die beiden Abrollbereiche 8 für Räder sind konkav ausgeführt und zueinander spiegelsymmetrisch bezüglich der durch den Reaktionsteilbereich 9 definierten Ebene. Somit stabilisiert sich das Fahrzeug selbst, ohne dass bei Auslenkungen aus der Ruhelage hohe Querbeschleunigungsänderungen, also Querrucke, auftreten. Der Reaktionsteilbereich ist aus Metall gefertigt, so dass ein Wirbelstromantrieb einsetzbar ist. Hierbei weist das Fahrzeug zumindest eine drehende Scheibe auf, an deren Umfang Magnete mit jeweils abwechselnder Magnetisierungsrichtung angeordnet sind. Die Scheibe wird von einem Motor in Drehbewegung versetzt, so dass die an dem Reaktionsteilbereich 9 vorbei drehenden Magnete Wirbelströme in diesem erzeugen, die zu einer Vortriebskraft in Schienenrichtung führen. Auch die drehende Scheibe trägt zur Stabilisierung, bei aufgrund der Drehimpulserhaltung.
Die genannten Maßnahmen zur Stabilisierung bewirken daher, dass das Fahrzeug nur geringe Auslenkungen aus der stabilen Lage erfährt und somit die Schlitzbreite gering sein darf. Denn die am Fahrzeug befestigte, im Außenbereich des Schlitzes angeordnete Antenne weicht entsprechend wenig von ihrer stabilen Ruhelage ab.
Vorzugsweise ist das Schienenprofil ein Einschienenhängebahnprofil, so dass das Fahrzeug an nur dieser einen Schiene bewegbar ist und eine Last am Fahrzeug angehängt transportierbar ist, beispielsweise eine Auto-Karosserie in der Automobilfertigung.
Das Fahrzeug ist mittels einer entlang des Schienenprofils verlegten Schleifleitung oder mittels eines entlang des Schienenprofils verlegten Primärleiters versorgbar. Im erstgenanten Fall weist das Fahrzeug einen Schleifabnehmer und im zweitgenannten Fall eine Sekundärspule auf, der eine Kapazität parallel oder in Reihe zugeschaltet ist, so dass die zugehörige elektrische Resonanzfrequenz im Wesentlichen einer oder der Frequenz des in den langgestreckt verlegten Primärleiter eingespeisten Primärstroms entspricht. Dabei wird vorzugsweise eine Mittelfrequenz zwischen 10 und 1000 kHz verwendet, insbesondere zwischen 15 und 40 kHz.
Der Profilverbinder 3 ist ebenfalls wie das Schlitzhohlleiterprofil 1 mit seiner Breitseite breiter als 1 cm, vorzugsweise etwa 4 cm, breit ausgeführt und an seiner Schmalseite schmaler als an der Breitseite. Der Hohlleiter ist nicht rechteckförmig ausgeführt sondern die untere Breitseite ist schräg zum Schlitz ausgeführt, der an der unteren Breitseite angeordnet ist. Somit kann Wasser abfließen.
Der Profilverbinder 3 weist eine Wandstärke von etwa 1 mm auf. Somit ist die Wandstärke deutlich geringer als 10% der Breitseite, insbesondere sogar geringer als 2% der Breitseite. Der Profilverbinder 3 ist aus elektrisch leitfähigem Material, vorzugsweise Stahlblech oder Aluminium. In entsprechender Weise ist das Schlitzhohlleiterprofil 1 aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium oder eine Aluminium enthaltende Legierung. Mittels der elektrischen Verbindung zwischen Profilverbinder 3 und Schlitzhohleiterprofil 1 ist die gute Durchleitung der Wellen durch den Verbindungsbereich unterstützt.
Der Schlitz ist weniger breit als die halbe Breitseite des Schlitzhohlleiterprofils.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird anstatt der Hakenbereiche zur hakenförmigen Verbindung eine Klipsverbindung oder eine andersartig formschlüssige Verbindung verwendet.
Wie in den 3, 4 und 5 gezeigt, wird am Endbereich des Schlitzhohlleiters das hochfrequente Signal eingespeist. Dieses Signal wird in einer nicht gezeigten elektronischen Schaltung erzeugt und über eine Koaxialleitung 30 einem Splitter 31, insbesondere 3 dB-Splitter, zugeführt, der am Schlitzhohlleiterprofil angeschraubt ist. Dieser splittet das Signal in zwei gleich große Teile auf, die sodann über die Leitung 33 für elektromagnetische Wellen jeweiligen SMA-Winkeleinbaubuchsen 32 zugeleitet, die am Schlitzhohlleiterprofil angeschraubt sind und jeweils Haltefunktion für einen Antennenstab aufweisen, der in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters hineinragt. Eine jeweilige entsprechend geeignete Bohrung im Schlitzhohlleiter zur Durchführung des jeweiligen Antennenstabes 40 ist vorhanden.
Die Signaleinspeisung erfolgt also symmetrisch, wobei die Antennenstäbe 40 in Schlitzrichtung ausgerichtet sind und quer zur Schienenrichtung zueinander beabstandet sind, so dass der H10-Mode, also der Grundmode, des Schlitzhohlleiters anregbar ist. Vorzugsweise wird zur Datenübertragung WLAN nach IEEE802.11 im Frequenzbereich zwischen 1 und 10 GHz, besonders bevorzugt zwischen 5 und 6 GHz verwendet.
Am Ende, also als Abschluss des Hohlleiters, ist jeweils ein Kammreflektor 34 angeschraubt am Schlitzhohlleiterprofil. Dabei umfasst jeder Kammreflektor 34 mehrere, in Reihe angeordnete Zinken, deren Länge mindestens 50% der Ausdehnung des Hohlraums in Richtung der Zinken aufweist. Die Zinken sind regelmäßig voneinander in Schienenrichtung, also Stranggussrichtung, beabstandet. Vorzugsweise beträgt der Abstand weniger als ein Zehntel einer Wellenlänge des hochfrequenten Signals. Beispielhaft ist ein Abstand zwischen 0,5 mm und 2 mm, insbesondere 1 mm, vorteilhaft.
Auf diese Weise ist also eine Einspeisung von Signalen am Ende des Hohlleiters ausführbar. Die Entkoppelung zwischen Hohlraum und Umgebung beträgt bis zu 30 dB oder gar 40 dB.
Es wird also mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine Einspeisung der Signale in einen Hohlleiter ausgeführt.
Der Splitter 31 wird vorzugsweise als 3 dB-Splitter ausgeführt. Dabei wird im Unterschied zu einem Verteiler, wie T-Verteiler, eine wesentlich verbesserte Einkopplung erreicht Der Unterschied zu einem gewöhnlichen T-Verteiler liegt darin, dass bei einem T-Verteiler die beiden in den Hohlleiter hineinragenden Antennenstäbe durch den T-Verteiler galvanisch miteinander verbunden sind, während bei einem aktiven Splitter die beiden Ausgänge zu den Antennenstäben eine Entkopplung von mindestens 10 dB bei der Arbeitsfrequenz aufweisen. Dadurch werden direkte Resonanzen zwischen den beiden Antennenstäben vermieden, wodurch eine verbesserte Einkopplung des Signals in den Schlitzhohlleiter erreicht wird.
Somit hat der Splitter ein Bandpassverhalten. Denn bei verschwindender Frequenz wirkt die galvanische Verbindung. Bei der Arbeitsfrequenz wird das Signal vom Eingang des Splitters her an die beiden Ausgänge und somit an die beiden Antennen aufgesplittet, wobei die Entkopplung für die Arbeitsfrequenz zwischen den beiden Antennen wirksam ist.
Die Winkeleinbaubuchse verbindet den Außenleiter der herangeführten Koaxial-Leitung 33 mit dem Schlitzhohlleiterprofil 1, da sie mit ihrem metallischen Gehäuse auf diesem schraubverbunden ist. Der Mittelleiter der herangeführten Koaxial-Leitung 33 wird mit dem Antennenstab 40 verbunden, der in das Schlitzhohlleiterprofil 1 hineinragt. Der Antennenstab 40 ist zumindest teilweise mit einem Dielektrikum zur mechanischen Stützung und elektrischen Isolation gegenüber dem Schlitzhohlleiterprofil umgeben. Beispielhaft ist er als Kunststoffhülse ausgeführt oder als dergleichen stabilisierende, elektrisch bei niedrigen Frequenzen isolierendes Teil.
In dem in den 6, 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel keine symmetrische sondern eine asymmetrische Signaleinspeisung gezeigt. Dabei wird allerdings wiederum der gleiche Mode angeregt, also der H10-Mode des Schlitzhohlleiters.
Die Signaleinleitung erfolgt wiederum über einen Antennenstab 40, der von einer Winkeleinbaubuchse 32 gehalten ist und der mit dem Mittelleiter der Koaxial-Leitung verbunden ist, welche an der Winkeleinbaubuchse 32 angeschlossen ist. Somit weist die Winkeleinbaubuchse einerseits Haltefunktion für den Antennenstab und andererseits die Funktion der Signaldurchleitung auf. Hierzu ist der Außenleiter des Koaxial-Leiters mit dem Gehäuse der Winkeleinbaubuchse elektrisch verbunden, das wiederum mit dem Schlitzhohlleiterprofilteil verbunden ist.
Der Kammreflektor 34 ist mittels der Befestigungsschrauben 60 am Schlitzhohlleiterprofil gehalten.
Da nur ein Koaxial-Kabel verwendet ist, ist somit der Splitter einsparbar und trotzdem derselbe Mode anregbar. Die Qualität der Einspeisung ist nahezu gleichwertig.
Der Antennenstab 40 ist seitlich derart verschoben, dass der Bereich des Schlitzes und dessen gedachte Fortsetzung in den Innenraum des Schlitzhohlleiters frei ist. Auf diese Weise ist der Schlitz und dessen Fortsetzung durchfahrbar mit einer am Fahrzeug angeordneten Antenne. Vorzugsweise wird also der Antennenstab 40 derart seitlich angeordnet, dass er im Bereich der wasserabführenden Schräge der Breitseite angeordnet ist.
Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung über ein Koaxialkabel in einen Schlitzhohlleiter,
wobei das Koaxialkabel einen Mittelleiter und einen Außenleiter umfasst,
wobei das Koaxialkabel mit einer Winkeleinbaubuchse verbunden ist, an der ein Antennenstab befestigt ist,
wobei der jeweilige Antennenstab in den Schlitzhohlleiter hineinragt,
wobei die Winkeleinbaubuchse an dem Schlitzhohlleiterprofil formschlüssig verbunden ist, insbesondere schraubverbunden, so dass der Außenleiter über das Gehäuse der Winkeleinbaubuchse mit dem Schlitzhohlleiterprofil elektrisch verbunden ist,
wobei der Antennenstab und der Mittelleiter elektrisch verbunden sind.
Solche Anordnung, wobei
wobei das Koaxialkabel an einem Splitter angeschlossen ist, von dem mindestens zwei Koaxialkabel jeweils zu einer jeweiligen Winkeleinbaubuchse führen, an der jeweils ein Antennenstab befestigt ist,
wobei der jeweilige Antennenstab in den Schlitzhohlleiter hineinragt,
wobei der Splitter und die Winkeleinbaubuchse an dem Schlitzhohlleiterprofil formschlüssig verbunden ist, insbesondere schraubverbunden,
insbesondere wobei das Koaxialkabel und die Koaxialkabel einen jeweiligen Mittelleiter umfassen, der von einem jeweiligen Außenleiter umgeben ist,
wobei die Mittelleiter galvanisch verbunden sind,
insbesondere wobei der Splitter derart ausgeführt ist, dass zwischen den beiden Antennenstäben eine Entkopplung von mindestens 10 dB bei einer Arbeitsfrequenz vorhanden ist.
Vorherige Anordnung, wobei
wobei der Mittelleiter des Koaxialkabels an einen Antennenstab geführt ist, der asymmetrisch zu einer Symmetrieebene des Schlitzhohlleiters angeordnet ist
und/oder
wobei der Mittelleiter des Koaxialkabels an einen Antennenstab geführt ist, der in den Innenraum des Schlitzhohlleiters hineinragt und nicht im Schlitz und/oder dessen gedachter Fortsetzung in den Innenraum des Schlitzhohlleiters angeordnet ist.
Solche Anordnung, wobei
der Antennenstab seitlich, insbesondere also senkrecht zur Schienenrichtung und senkrecht zur Gravitationsrichtung, neben dem Bereich des Schlitzes und dessen Fortsetzung in den Innenraum des Schlitzhohlleiterprofils angeordnet ist, so dass eine mit einem entlang dem Schlitzhohlleiter bewegbaren Fahrzeug verbundene Antenne im Schlitz und/oder dessen Fortsetzung in den Innenraum mitbewegbar ist, insbesondere also ohne Berührung des Antennenstabes.
Solche Anordnung, wobei
am Endbereich des Schlitzhohlleiters ein Kammreflektor angeordnet ist, dessen in Schienenrichtung hintereinander angeordnete, regelmäßig voneinander beabstandete Zinken einen Abstand zueinander aufweisen, der weniger als ein Zehntel der Wellenlänge des hochfrequenten Signals entspricht.
Solche Anordnung, wobei
der Kammreflektor mit dem Schlitzhohlleiter schraubverbunden ist.
Solche Anordnung, wobei
die Zinken des Kammreflektors parallel zu einem oder den Antennenstäben ausgerichtet ist.
Solche Anordnung, wobei
der Splitter ein über das Koaxialkabel eingehendes Signal in zwei Signalanteile aufteilt und weiterleitet an die zwei zu den Winkeleinbaubuchsen führenden Leitungen.
Solche Anordnung, wobei
das Koaxialkabel mit einer elektronischen Schaltung elektrisch verbunden ist, mit der das hochfrequente Signal erzeugbar ist.
Anlage mit einer Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung,
wobei ein Fahrzeug auf einem Schienensystem bewegbar ist, das aus Schienenprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die Schienenprofilteile jeweils als Stranggussteil gefertigt sind,
wobei entlang der Schienenprofilteile in Schienenrichtung ein Hohlleiter verlegt ist, der einen in Schienenrichtung verlaufenden Schlitz aufweist,
wobei der Hohlleiter aus den Schlitzhohlleiterprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die jeweils benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile verbunden sind, indem ein Verbindungsteil, insbesondere einsteckbares Profilverbinderteil 3, jeweils teilweise in jedes der beiden benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile eingesteckt ist,
wobei jeweilige Schlitze der Schlitzhohlleiterprofile und der Verbindungsteile den Schlitz des Hohlleiters bilden,
wobei das Profilverbinderteil derart an der Innenwand der Schlitzhohlleiterprofilteile zumindest teilweise anliegt und dünnwandig, insbesondere mit einer Wandstärke von weniger als 2 mm oder sogar weniger als 1 Millimeter ausgeführt ist,
wobei die Schlitzhohlleiterprofilteile lösbar verbunden sind mit den Schienenprofilteilen, insbesondere an zwei senkrecht zur Schienenrichtung voneinander beabstandeten in Schienenrichtung ausgedehnten Stellen, insbesondere also Abschnitten,
wobei zur Herstellung der lösbaren Verbindung die Schlitzhohlleiterprofilteile in die Schienenprofilteile eingehängt, eingeklipst verbunden sind oder anderweitig formschlüssig in mindestens einer Richtung, die senkrecht zur Schienenrichtung orientiert ist, verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
an einem der Schlitzhohlleiterprofilteile eine Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche vorgesehen ist, so dass dieses Schlitzhohlleiterprofil vom Fahrzeug durchfahrbar ist.
Solche Anlage, wobei
das Profilverbinderteil derart dünnwandig ausgeführt ist, dass der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum zur Durchleitung von elektromagnetischen Wellen in Schienenrichtung nur geringfügig reduziert ist,
und/oder dass
die Schlitzhohlleiterprofilteile in Schienenrichtung hintereinander angeordnet sind, insbesondere auf Stoß
und/oder dass
die Schlitzhohlleiterprofilteile jeweils gleich lang sind wie ein Schienenprofilteil.
Solche Anlage, wobei
die Schlitzhohlleiterprofilteile jeweils einen Hohlraum zur Leitung elektromagnetischer Wellen umgeben mit Ausnahme des Schlitzes, insbesondere welcher den Luftaustausch zwischen Hohlraum und Umgebung des Schlitzhohlleiterprofilteils ermöglicht.
Solche Anlage, wobei
in der Mitte des Profilverbinders oder an der Innenseite des Schlitzhohlleiterprofils ein Anschlagsteil verbunden ist, das die Einstecktiefe des Profilverbinderteils in Schlitzhohlleiterteil in Schienenrichtung begrenzt, insbesondere wobei das Anschlagsteil kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist.
Solche Anlage, wobei
die Querschnittsfläche des vom jeweiligen Profilverbinderteil umgebenen Hohlraums um weniger als 10%, insbesondere weniger als 1%, kleiner ist als der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum bei Nicht-Vorhandensein des Profilverbinderteils
und/oder dass
das Profilverbinderteil und/oder das Schlitzhohlleiterprofilteil aus Metall, insbesondere Aluminium, insbesondere als Strangguss, gefertigt ist beziehungsweise sind
und/oder dass
das Profilverbinderteil als Blechteil ausgeführt ist
und/oder dass
die beiden Stellen nicht in Gravitationsrichtung übereinander angeordnet sind.
Solche Anlage, wobei
die Verbindungslinie der beiden Stellen,
insbesondere innerhalb einer Querschnittebene, deren Normale in Schienenrichtung orientiert ist,
einen Winkel zwischen 30° und 60° zur Gravitationsrichtung aufweist, insbesondere zwischen 40° und 50°.
Solche Anlage, wobei
parallel zum Hohlleiter ein Primärleiter zur induktiven Energieübertragung oder eine Schleifleitung verlegt ist
und/oder dass
das Fahrzeug zumindest eine Antenne aufweist, die in den Hohlraum des Hohlleiters hineinragt
und/oder dass
eine weitere Antenne am Schlitzhohlleiterprofil befestigt ist, die in den Hohlraum hineinragt, wobei diese weitere Antenne mit einer elektronischen Schaltung verbunden ist, so dass zwischen dieser elektronischen Schaltung und einer elektronischen Schaltung, die auf dem Fahrzeug vorgesehen ist und die mit der Antenne des Fahrzeugs verbunden ist ein Datenaustausch ermöglicht ist.
Bezugszeichenliste

1: Schlitzhohlleiterprofil
2: Schienenprofil-Stranggussteil
3: steckbarer Profilverbinder
4: Aufnahmebereich
5: Hakenbereich
6: Hakenbereich
7: weiterer Aufnahmebereich
8: Abrollbereich für Räder
9: Reaktionsteilbereich
30: Koaxialkabel
31: Splitter, insbesondere 3 dB-Splitter
32: SMA Winkeleinbaubuchse
33: Leitung für elektromagnetische Wellen
34: Kammreflektor
40: Antennenstab
60: Befestigungsschrauben für Kammreflektor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE802.11 [0091]

Claims

Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung über ein Koaxialkabel in einen Schlitzhohlleiter, wobei das Koaxialkabel einen Mittelleiter und einen Außenleiter umfasst, wobei das Koaxialkabel mit einer Winkeleinbaubuchse verbunden ist, an der ein Antennenstab befestigt ist, wobei der jeweilige Antennenstab in den Schlitzhohlleiter hineinragt, wobei die Winkeleinbaubuchse an dem Schlitzhohlleiterprofil formschlüssig verbunden ist, insbesondere schraubverbunden, so dass der Außenleiter über das Gehäuse der Winkeleinbaubuchse mit dem Schlitzhohlleiterprofil elektrisch verbunden ist, wobei der Antennenstab und der Mittelleiter elektrisch verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Koaxialkabel an einem Splitter angeschlossen ist, von dem mindestens zwei Koaxialkabel jeweils zu einer jeweiligen Winkeleinbaubuchse führen, an der jeweils ein Antennenstab befestigt ist, wobei der jeweilige Antennenstab in den Schlitzhohlleiter hineinragt, wobei der Splitter und die Winkeleinbaubuchse an dem Schlitzhohlleiterprofil formschlüssig verbunden ist, insbesondere schraubverbunden, insbesondere wobei das Koaxialkabel und die Koaxialkabel einen jeweiligen Mittelleiter umfassen, der von einem jeweiligen Außenleiter umgeben ist, wobei der Splitter derart ausgeführt ist, dass die Mittelleiter galvanisch getrennt voneinander sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenstab seitlich, insbesondere also senkrecht zur Schienenrichtung und senkrecht zur Gravitationsrichtung, neben dem Bereich des Schlitzes und dessen Fortsetzung in den Innenraum des Schlitzhohlleiterprofils angeordnet ist, so dass eine mit einem entlang dem Schlitzhohlleiter bewegbaren Fahrzeug verbundene Antenne im Schlitz und/oder dessen Fortsetzung in den Innenraum mitbewegbar ist, insbesondere also ohne Berührung des Antennenstabes.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Endbereich des Schlitzhohlleiters ein Kammreflektor angeordnet ist, dessen in Schienenrichtung hintereinander angeordnete, regelmäßig voneinander beabstandete Zinken einen Abstand zueinander aufweisen, der weniger als ein Zehntel der Wellenlänge des hochfrequenten Signals entspricht.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammreflektor mit dem Schlitzhohlleiter schraubverbunden ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken des Kammreflektors parallel zu einem oder den Antennenstäben ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Splitter ein über das Koaxialkabel eingehendes Signal in zwei Signalanteile aufteilt und weiterleitet an die zwei zu den Winkeleinbaubuchsen führenden Leitungen.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koaxialkabel mit einer elektronischen Schaltung elektrisch verbunden ist, mit der das hochfrequente Signal erzeugbar ist.
Anlage mit einer Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung, wobei ein Fahrzeug auf einem Schienensystem bewegbar ist, das aus Schienenprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die Schienenprofilteile jeweils als Stranggussteil gefertigt sind, wobei entlang der Schienenprofilteile in Schienenrichtung ein Hohlleiter verlegt ist, der einen in Schienenrichtung verlaufenden Schlitz aufweist, wobei der Hohlleiter aus den Schlilzhohlleiterprofilteilen zusammengesetzt ist, wobei die jeweils benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile verbunden sind, indem ein Verbindungsteil, insbesondere einsteckbares Profilverbinderteil 3, jeweils teilweise in jedes der beiden benachbarten Schlitzhohlleiterprofilteile eingesteckt ist, wobei jeweilige Schlitze der Schlitzhohlleiterprofile und der Verbindungsteile den Schlitz des Hohlleiters bilden, wobei das Profilverbinderteil derart an der Innenwand der Schlitzhohlleiterprofilteile zumindest teilweise anliegt und dünnwandig, insbesondere mit einer Wandstärke von weniger als 2 mm oder sogar weniger als 1 Millimeter ausgeführt ist, wobei die Schlitzhohlleiterprofilteile lösbar verbunden sind mit den Schienenprofilteilen, insbesondere an zwei senkrecht zur Schienenrichtung voneinander beabstandeten in Schienenrichtung ausgedehnten Stellen, insbesondere also Abschnitten, wobei zur Herstellung der lösbaren Verbindung die Schlitzhohlleiterprofilteile in die Schienenprofilteile eingehängt, eingeklipst verbunden sind oder anderweitig formschlüssig in mindestens einer Richtung, die senkrecht zur Schienenrichtung orientiert ist, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der Schlitzhohlleiterprofilteile eine Anordnung zur hochfrequenten Signaleinspeisung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche vorgesehen ist, so dass dieses Schlitzhohlleiterprofil vom Fahrzeug durchfahrbar ist.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilverbinderteil derart dünnwandig ausgeführt ist, dass der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum zur Durchleitung von elektromagnetischen Wellen in Schienenrichtung nur geringfügig reduziert ist, und/oder dass die Schlitzhohlleiterprofilteile in Schienenrichtung hintereinander angeordnet sind, insbesondere auf Stoß und/oder dass die Schlitzhohlleiterprofilteile jeweils gleich lang sind wie ein Schienenprofilteil.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzhohlleiterprofilteile jeweils einen Hohlraum zur Leitung elektromagnetischer Wellen umgeben mit Ausnahme des Schlitzes, insbesondere welcher den Luftaustausch zwischen Hohlraum und Umgebung des Schlitzhohlleiterprofilteils ermöglicht.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Schlitzhohlleiterprofils eine Anschlagsteil verbunden ist, das die Einstecktiefe des Profilverbinderteils in Schlitzhohlleiterteil in Schienenrichtung begrenzt, insbesondere wobei das Anschlagsteil kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des vom jeweiligen Profilverbinderteil umgebenen Hohlraums um weniger als 10%, insbesondere weniger als 1%, kleiner ist als der von den Schlitzhohlleiterprofilteilen umgebene Hohlraum bei Nicht-Vorhandensein des Profilverbinderteils und/oder dass das Profilverbinderteil und/oder das Schlitzhohlleiterprofilteil aus Metall, insbesondere Aluminium, insbesondere als Strangguss, gefertigt ist beziehungsweise sind und/oder dass das Profilverbinderteil als Blechteil ausgeführt ist und/oder dass die beiden Stellen nicht in Gravitationsrichtung übereinander angeordnet sind.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslinie der beiden Stellen, insbesondere innerhalb einer Querschnittebene, deren Normale in Schienenrichtung orientiert ist, einen Winkel zwischen 30° und 60° zur Gravitationsrichtung aufweist, insbesondere zwischen 40° und 50°.
Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Hohlleiter ein Primärleiter zur induktiven Energieübertragung oder eine Schleifleitung verlegt ist und/oder dass das Fahrzeug zumindest eine Antenne aufweist, die in den Hohlraum des Hohlleiters hineinragt und/oder dass eine weitere Antenne am Schlitzhohlleiterprofil befestigt ist, die in den Hohlraum hineinragt, wobei diese weitere Antenne mit einer elektronischen Schaltung verbunden ist, so dass zwischen dieser elektronischen Schaltung und einer elektronischen Schaltung, die auf dem Fahrzeug vorgesehen ist und die mit der Antenne des Fahrzeugs verbunden ist ein Datenaustausch ermöglicht ist.