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Title:
LINE SWITCH SYSTEM FOR A LINE SYSTEM FOR SUPPLYING A VEHICLE WITH ELECTRICITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/123252
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a line switch system 201 for a line system for supplying a vehicle with electricity, having a plurality of line switches 205 and a signal generator 203, wherein the line switches 205 can be connected in series with the signal generator 203 in order to form a closed current loop 207a; 207b; 203; 205, wherein the line switches 205 each have a switch 1009a, 1009b, 1009c for disconnecting the current loop 207a; 207b; 203; 205, and each have a switchable terminating resistor 1113a, 1113b, 1113c for the current loop 207a; 207b; 203; 205. The invention also relates to a line switch 205 and to a method for transmitting a signal in a line switch system 201.

Inventors:
WOLPENSINGER, Thomas (Goethestraße 54, Erlangen, 91054, DE)
Application Number:
EP2012/053412
Publication Date:
September 20, 2012
Filing Date:
February 29, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
WOLPENSINGER, Thomas (Goethestraße 54, Erlangen, 91054, DE)
International Classes:
H01H71/08; G06F13/40; H02J13/00
Domestic Patent References:
WO2010144624A1
WO2010150706A1
Foreign References:
DE3627971A1
DE102008018256A1
DE3603751A1
EP0340973A2
DE3627971A1
DE3603751A1
EP0340973A2
DE4201468A1
DE4224266C1
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Leitungsschaltersystem (201) für ein Leitungssystem eines Fahrzeugs, mit mehreren Leitungsschaltern (205) und einem Signalgeber (203), dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungs¬ schalter (205) mit dem Signalgeber (203) zum Bilden einer geschlossenen Stromschleife (207a; 207b; 203; 205) in Reihe schaltbar sind, wobei die Leitungsschalter (205) jeweils einen Schalter (1009a, 1009b, 1009c) zum Unterbrechen der

Stromschleife (207a; 207b; 203; 205) und jeweils einen zu¬ schaltbaren Abschlusswiderstand (1113a, 1113b, 1113c) für die Stromschleife (207a; 207b; 203; 205 ) aufweisen .

2. Leitungsschaltersystem (201) nach Anspruch 1, wobei die Leitungsschalter (205) jeweils als ein Fahrleitungsschalter

(1001a, 1001b, 1001c) gebildet sind.

3. Leitungsschaltersystem (201) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leitungsschalter (205) jeweils einen

Sensor (1007a, 1007b, 1007c) zum Messen einer elektrischen Größe in der Stromschleife (207a; 207b; 203; 205) aufweisen.

4. Leitungsschaltersystem (201) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Signalgeber (203) einen Signalschalter

(705) zum Unterbrechen der Stromschleife (207a; 207b; 203; 205) aufweist.

5. Leitungsschalter (205) für ein Leitungsschaltersystem (201) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Verfahren zum Übermitteln eines Signals in einem Leitungsschaltersystem (201) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zum Bilden einer geschlossenen Stromschleife (207a; 207b; 203; 205) der Signalgeber (203) mit den Leitungsschaltern (205) in Reihe geschaltet wird, um das Signal in der Stromschleife (207a; 207b; 203; 205) zu übertragen, wobei die Leitungsschalter (205) nacheinander in die Stromschleife geschaltet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei mittels des Signals der Leitungsschalter (205) gesteuert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, wobei eine elektrische Spannung an die Stromschleife (207a; 207b; 203; 205) angelegt wird und das Signal gebildet wird, indem die Stromschleife (207a; 207b; 203; 205) unterbrochen und nach einer vorbestimmten Zeit wieder geschlossen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Signal in den Leitungsschaltern (205) erfasst wird, indem eine Messung eines Spannungsabfalls an dem jeweiligen Abschlusswiderstand

(1113a, 1113b und 1113c) der Leitungsschalter (205) durchge¬ führt wird.

Description:
Beschreibung

Leitungsschaltersystem für ein Leitungssystem zur elektrischen Versorgung eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Leitungsschaltersystem für ein Leitungssystem zur elektrischen Versorgung eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner einen Leitungsschalter für ein Leitungsschaltersystem. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Übermitteln eines Signals in einem Leitungsschaltersystem.

Fahrleitungsanlagen in der Schienenverkehrstechnik sind unter anderem durch ihre große räumliche Ausdehnung und die teil- weise große Anzahl von möglichen Schaltkonfigurationen gekennzeichnet. Diese Schaltmöglichkeiten verlangen in der Regel eine große Anzahl von Trennschaltern bzw. Fahrleitungsschaltern an der Strecke. Diese Trennschalter sind üblicherweise als Masttrenner ausgeführt, also an einem Fahrleitungs- mast an der Strecke montiert. In der Regel werden die Schal ¬ ter ferngesteuert. Das bedeutet insbesondere, dass sie über eine mehradrige Kupferleitung mit einer Fernwirkstation bzw. einer Hauptsteuerungsanlage verbunden sind und von dort so ¬ wohl eine elektrische Energie für einen Antriebsmotor als auch Steuerbefehle erhalten und die Stellungsmeldungen dorthin übertragen. Hierbei wird für jeden Trennschalter bzw. Fahrleitungsschalter ein separates Kabel von der Fernwirkstation zum Mast verlegt. Somit lässt sich mittels entsprechen ¬ der Steuerverfahren ein Masttrenner mittels Schaltbefehlen und Rückmeldungen über das mehradrige Kabel steuern. Hierzu sind allerdings im Fall eines drei- oder vieradrigen Kabels sowohl eine spezielle Ansteuerelektronik (ESN-Modul) in der Fernwirkstation als auch eine spezielle Schaltung im Trennerantrieb erforderlich.

Nachteilig an den bekannten Fahrleitungsanlagen ist insbesondere, dass für die Ansteuerung und die Rückmeldungen der Trennschalter komplexe Ansteuerelektroniken und Schaltungen erforderlich sind. Diese können aufgrund ihrer Komplexität störanfällig gegenüber Störsignalen sein. Des Weiteren muss aufgrund der separaten Kabel die Fernwirkstation eine entsprechende Anzahl an Kabelanschlüssen aufweisen, was zu er- heblich komplexen Schaltplänen führt.

Die Offenlegungsschrift DE 36 27 971 AI zeigt eine Anordnung zur Steuerung von Fahrleitungstrennschaltern, wobei Steuerteile für eine entsprechende Steuerung vorgesehen sind. Die Steuerteile sind mit einer Fernwirkunterstation als Teilnehmer an einen seriellen Bus angeschlossen.

Die Offenlegungsschrift DE 36 03 751 AI zeigt ein Informati ¬ onsübergabesystem zur Übergabe von binären Informationen zwi- sehen einem Zentralgerät und modularen Peripheriebaugruppen über ein Bus-System. Das Bus-System ist als serielles Ring- Schiebe-Register ausgebildet. Zwischen den Peripheriebaugrup ¬ pen und dem Bus ist eine Schnittstelleneinheit zwischenge ¬ schaltet, die eine parallele Übergabe der Einzelbinärinforma- tionen zulässt.

Die Offenlegungsschrift EP 0 340 973 A2 zeigt ein elektri ¬ sches Steuersystem zum Steuern und/oder zum Überwachen von mehreren Spannungsquellen.

Die Offenlegungsschrift DE 42 01 468 AI zeigt ein Bus-System mit integrierter Spannungsversorgung für Teilnehmer des Bus- Systems . Die Patentschrift DE 42 24 266 Cl zeigt eine Überwachungsein ¬ richtung für mehrere elektrische Schalter in induktiven, kapazitiven, optischen oder mechanischen Sensoren.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein Leitungsschaltersystem für ein Leitungssystem zur elektrischen Versorgung eines Fahrzeugs anzugeben, welches die bekannten Nachteile überwindet und eine einfache und Störsignal-unempfindliche Übermittlung von Signalen er- möglicht, wobei eine Anzahl von Kabelanschlüssen reduziert werden kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, einen entsprechenden Leitungsschalter für ein Leitungsschaltersystem für ein Leitungssystem zur elektrischen Versorgung eines Fahrzeugs anzugeben.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann des Weiteren auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Verfahren zum

Übermitteln eines Signals in einem Leitungsschaltersystem für ein Leitungssystem zur elektrischen Versorgung eines Fahrzeugs anzugeben. Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen . Nach einem Aspekt wird ein Leitungsschaltersystem für ein Leitungssystem zur elektrischen Versorgung eines Fahrzeugs angegeben. Das Leitungsschaltersystem umfasst mindestens einen Leitungsschalter und einen Signalgeber. Der Leitungsschalter ist hierbei mit dem Signalgeber zum Bilden einer ge- schlossenen elektrischen Stromschleife in Reihe schaltbar.

D.h. insbesondere, dass der Leitungsschalter derart gebildet ist, mit dem Signalgeber elektrisch in Reihe geschaltet zu

werden, sodass der Signalgeber mit dem Leitungsschalter eine geschlossene elektrische Stromschleife bildet.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Leitungsschalter für das Leitungsschaltersystem bereitgestellt. Ein solcher Leitungsschalter ist insbesondere eingerichtet, mit dem Signalgeber zum Bilden einer geschlossenen Stromschleife in Reihe geschaltet zu werden. Nach einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Übermitteln eines Signals in dem Leitungsschaltersystem bereitgestellt. Hierbei wird der Signalgeber mit dem Leitungsschalter in Reihe geschaltet, sodass der Signalgeber mit dem Leitungsschal ¬ ter eine geschlossene elektrische Stromschleife bildet. In dieser geschlossenen elektrischen Stromschleife kann dann das Signal übertragen werden.

Die Erfindung umfasst also den Gedanken, einen Leitungsschal ¬ ter mit einem Signalgeber in Reihe zu schalten, sodass der Signalgeber und der Leitungsschalter eine geschlossene elektrische Stromschleife bilden. Eine solche geschlossene Strom ¬ schleife ist unempfindlich gegenüber Störsignalen, sodass das Leitungsschaltersystem in vorteilhafter Weise auch unter Betriebsbedingungen aufweisend Störsignale verwendet werden kann. Ferner werden zum Bilden einer elektrischen geschlossenen Stromschleife nur wenige und einfach herzustellende also auch billige Komponenten benötigt. Somit kann in vorteilhaf ¬ ter Weise Material eingespart werden. Ferner ist ein eine solche geschlossene Stromschleife schaltungstechnisch gesehen weniger komplex als die bekannten Schaltungen mit separaten

Steuerkabeln. Die elektrische Stromschleife wird insbesondere mittels des Signalgebers, des Leitungsschalters und elektri ¬ schen Verbindungen zwischen dem Signalgeber und dem Leitungsschalter gebildet. Das heißt also, dass beispielsweise von dem Signalgeber eine elektrische Verbindung zu dem Leitungsschalter hinführt und eine weitere elektrische Verbindung von dem Leitungsschalter zu dem Signalgeber zurückführt. Eine elektrische Verbindung kann allgemein beispielsweise ein elektrisches Kabel bzw. eine Stromader eines mehradrigen Ka ¬ bels sein.

Bei einem Fahrzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung kann es sich beispielsweise um einen Zug, eine Lokomotive, ein Triebfahrzeug, einen Bus, eine Straßenbahn oder eine U-Bahn handeln. Das Fahrzeug kann beispielsweise schienengeführt sein . Eine Leitung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Fahrleitung sein, beispielsweise eine Schie ¬ ne, insbesondere ein Stromschiene, und/oder eine Oberleitung sein. Das Leitungssystem im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst eine oder mehrere Leitungen, insbesondere Fahrleitun- gen. Eine Fahrleitung kann insbesondere auch eine Eisenbahnweiche umfassen, welche im Folgenden auch als Weiche bezeichnet werden kann. Das Leitungssystem kann beispielsweise ein Leitungssystem zur elektrischen Versorgung des Fahrzeugs sein .

Nach einer Aus führungs form kann der Leitungsschalter als ein Fahrleitungsschalter gebildet sein. Der Fahrleitungsschalter umfasst insbesondere eine elektrische Kontaktierungsvorrich- tung des Leitungssystems, welche mittels der übermittelten Signale geschaltet bzw. gesteuert werden kann. Die Kontaktie- rungsvorrichtung ist insbesondere derart gebildet, eine Fahr ¬ leitung elektrisch zu kontaktieren, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Kontaktierungsvorrichtung umfasst beispielsweise einen Antrieb, insbesondere einen Masttren- nerantrieb, und beispielsweise einen mittels des Antriebs an ¬ getriebenen Kontaktarm zum Kontaktieren der Fahrleitung, um die Fahrleitung mit elektrischer Energie zu versorgen. Der Fahrleitungsschalter ist vorzugsweise an einem Fahrleitungs ¬ mast an einer Fahrstrecke des Fahrzeugs angeordnet. Ein sol- eher Fahrleitungsschalter an einem Fahrleitungsmast kann insbesondere auch als ein Masttrenner bezeichnet werden. Vorzugsweise sind der Antrieb und der Kontaktarm mittels eines mechanischen Gestänges miteinander verbunden. Der Fahrleitungsschalter ist insbesondere als ein Hochspannungsschalter, insbesondere als ein Leistungsschalter, Leistungstrennschalter, Lastschalter, Lasttrennschalter, Trenner, Erdungstrennschalter, Kurzschließer oder als Schnellerder gebildet .

Ein Leitungssystem umfassend einen Fahrleitungsschalter kann insbesondere auch als ein Fahrleitungsschaltersystem bezeich- net werden.

Nach einer Aus führungs form kann der Leitungsschalter auch als ein Weichenheizungsschalter gebildet sein. Ein solcher Weichenheizungsschalter schaltet bzw. steuert insbesondere eine Weichenheizung. Ein solcher Weichenheizungsschalter kann vorzugsweise analog zu dem Fahrleitungsschalter aufgebaut sein, wobei insbesondere eine Steuerung zum Steuern einer elektrischen Weichenheizung vorgesehen ist, wobei das Steuern der Weichenheizung vorzugsweise in Abhängigkeit von den in der Stromschleife gemessenen Strom- und/oder Spannungswerten durchgeführt wird.

In einer weiteren Aus führungs form kann der Leitungsschalter auch als ein Kurzschlussmelderelais gebildet sein.

Nach einer anderen Aus führungs form können mehrere Leitungsschalter gebildet sein. Die Leitungsschalter können vorzugsweise gleich oder unterschiedlich gebildet sein. Der Signalgeber ist insbesondere eingerichtet, Signale, bei ¬ spielsweise Steuersignale, zu dem Leitungsschalter zu über ¬ mitteln. Insbesondere kann der Signalgeber auch eingerichtet sein, Signale von dem Leitungsschalter zu empfangen und insbesondere auch auszuwerten. Solche Signale können beispiels- weise Diagnosesignale und/oder Schaltungszustandssignale um ¬ fassen. Ein Schaltungszustandssignal umfasst insbesondere die Information, ob im Fall eines Fahrleitungsschalters der Fahr ¬ leitungsschalter die Fahrleitung von einem elektrischen Ver- sorgungsnetz trennt oder mit diesem elektrisch kontaktiert oder ob im Fall eines Weichenheizungsschalters die Weichen ¬ heizung an- oder ausgeschaltet ist oder ob im Fall eines Kurzschlussmelderelais die Leitung einen Kurzschluss oder nicht aufweist.

Nach einer bevorzugten Aus führungs form umfasst das Leitungsschaltersystem mehrere Leitungsschalter, welche mit dem Signalgeber in Reihe geschaltet werden können, sodass die Lei ¬ tungsschalter und der Signalgeber eine geschlossene elektrische Stromschleife bilden. Die mehreren Leitungsschalter sind insofern mit dem Signalgeber zum Bilden einer geschlossenen elektrischen Stromschleife in Reihe schaltbar. Die Stromschleife wird vorzugsweise mittels des Signalgebers, den meh ¬ reren Leitungsschaltern und entsprechenden elektrischen Verbindungen zwischen den Leitungsschaltern und dem Signalgeber gebildet. Somit kann in vorteilhafter Weise auch ein Leitungssystem mit einer großen räumlichen Ausdehnung aufgebaut werden. Insbesondere sind die mehreren Leitungsschalter und der Signalgeber mittels eines gemeinsamen mehradrigen Kabels, insbesondere, mittels eines dreiadrigen Kabels, vorzugsweise mittels eines vieradrigen Kabels, miteinander verbunden. Die geschlossene Stromschleife wird hier insbesondere mittels des Signalgebers, des Kabels und der Leitungsschalter gebildet. Auch in der Aus führungs form mit nur einem Leitungsschalter kann solch ein mehradriges Kabel zur Verbindung zwischen dem Signalgeber und dem Leitungsschalter vorgesehen sein. Die Leitungsschalter können gleich oder unterschiedlich gebildet sein .

In einer anderen Aus führungs form weist der Leitungsschalter einen Schalter zum Unterbrechen der Stromschleife auf. Dadurch ist es also insbesondere ermöglicht, dass die Strom ¬ schleife an dieser Stelle unterbrochen werden kann. Die De- tektion einer solchen Unterbrechung kann als ein Signal verstanden werden ähnlich einem Morsesignal. Vorzugsweise kann die Stromschleife unterbrochen und wieder geschlossen werden mittels des Schalters, sodass hier analog zum Morsen Signale übertragen werden können.

In einer anderen Aus führungs form weist der Leitungsschalter einen zuschaltbaren Abschlusswiderstand für die Stromschleife auf. Vorzugsweise wird der Abschlusswiderstand mittels eines Schalters zum Zuschalten des Abschlusswiderstands zugeschal ¬ tet. Ein Öffnen des Schalters bewirkt insbesondere, dass der Abschlusswiderstand aus der Stromschleife herausgeschaltet wird. Wenn eine elektrische Spannung an die Stromschleife ge ¬ legt wird, kann ein Spannungsabfall an dem Abschlusswiderstand gemessen werden. Vorzugsweise ist hierfür ein Sensor zum Messen einer elektrischen Größe in der Stromschleife vorgesehen. Insbesondere ist der Sensor ein Spannungssensor und/oder ein Stromsensor. Insbesondere können auch mehrere Sensoren vorgesehen sein, welche unterschiedlich oder gleich gebildet sind. Abhängig von der angelegten elektrischen Spannung an der Stromschleife wird sich der gemessene Wert des Spannungsabfalls in dem Abschlusswiderstand entsprechen än ¬ dern. Ein Signal, welches also mittels einer Spannungsmodula ¬ tion auf die Stromschleife beaufschlagt wird, führt so zu ei ¬ nem modulierten Spannungsabfall an dem Abschlusswiderstand, sodass dadurch das übertragene Signal in dem Leitungsschalter erfasst werden kann.

In einer weiteren Aus führungs form weist der Signalgeber einen Signalschalter zum Unterbrechen der Stromschleife auf. Somit kann der Signalgeber in vorteilhafter Weise die Stromschleife unterbrechen und insbesondere auch wieder schließen, sodass ähnlich zum Morseverfahren Signale übertragen werden können. Auch in dem Signalgeber kann ein Sensor zum Erfassen einer elektrischen Größe in der Stromschleife gebildet sein. Der Sensor kann insbesondere ein Stromsensor und/oder ein Spannungssensor sein.

Nach einer anderen Aus führungs form weist der Fahrleitungs- schalter eine Steuerung zum Steuern einer elektrischen Kon- taktierungsvorrichtung des Leitungssystems auf. Die Steuerung steuert insbesondere die Kontaktierungsvorrichtung in Abhängigkeit von in der Stromschleife übermittelten Signalen. Somit ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, einzelne be ¬ stimmte Abschnitte der Fahrleitung mit elektrischer Energie zu versorgen oder auch nicht.

In einer weiteren Aus führungs form werden die Leitungsschalter nacheinander in die Stromschleife geschaltet. Das heißt ins ¬ besondere, dass zunächst der erste Leitungsschalter mit dem Signalgeber in Reihe geschaltet wird. Die Stromschleife ist insofern insbesondere mittels des Signalgebers und des ersten Leitungsschalters gebildet. Nach einer vorbestimmten Zeit wird dann der zweite Leitungsschalter in Reihe mit dem Signalgeber und dem ersten Leitungsschalter geschaltet. Die Stromschleife ist insofern insbesondere mittels des Signalge ¬ bers, des ersten Leitungsschalters und des zweiten Leitungs ¬ schalters gebildet. Nach einer weiteren vorbestimmten Zeit folgt dann der dritte Leitungsschalter analog bis sämtliche Leitungsschalter mit dem Signalgeber in Reihe geschaltet sind und eine geschlossene elektrische Stromschleife bilden. Somit kann in vorteilhafter Weise eine korrekte Verbindung zwischen dem Signalgeber und dem gerade zugeschalteten Leitungsschalter überprüft werden, was eine Fehlerdiagnose erheblich er ¬ leichtert .

In einer weiteren Aus führungs form wird in einem Fehlerfall der Leitungsschalter von dem Signalgeber getrennt. Vorzugsweise werden in einem Fehlerfall die Leitungsschalter von dem Signalgeber getrennt, so dass aus der geschlossenen Strom- schleife wieder eine offene Stromschleife wird. Ein Fehler ¬ fall kann beispielsweise eine Funktionsstörung in einem Leitungsschalter und/oder im Fall eines Fahrleitungsschalters in einer Kontaktierungsvorrichtung sein. Ein Fehlerfall kann beispielsweise auch eine Unterbrechung der Stromschleife oder ein elektrischer Kurzschluss in der Stromschleife sein. Bei der fehlerhaften Unterbrechung der Stromschleife oder dem Kurzschluss bedeutet das Trennen der Leitungsschalter von dem Signalgeber insbesondere, dass die Schalter zum Unterbrechen der Stromschleife in den Leitungsschaltern öffnen. Das weist insbesondere den Vorteil auf, dass nach Beheben der fehler ¬ haften Unterbrechung bzw. des Kurzschlusses das System nicht unmittelbar unter elektrischer Spannung steht, was eine Gefährdung von Betriebspersonal zur Folge haben könnte. Insbe ¬ sondere kann vorgesehen sein, dass nach dem Trennen, was insbesondere auch automatisch durchgeführt werden kann, das Sys ¬ tem automatisch wieder hochfährt, indem die Leitungsschalter nacheinander mit dem Signalgeber in Reihe geschaltet werden.

Nach einer Aus führungs form umfasst der Leitungsschalter einen ersten Eingangsanschluss zum Anschließen eines Stromkabels bzw. einer Stromader, allgemein auch als Ader bezeichnet, auf. Vorzugsweise weist der Leitungsschalter einen ersten Ausgangsanschluss zum Anschließen eines Stromkabels bzw. ei ¬ ner Stromader auf. Vorzugsweise ist der erste Eingangsanschluss mit dem zweiten Ausgangsanschluss mittels des Schal ¬ ters elektrisch verbindbar. Das heißt also insbesondere, dass beide Anschlüsse miteinander elektrisch verbunden sind, wenn der Schalter geschlossen ist. Wenn der Schalter offen ist, so sind beide Anschlüsse elektrisch voneinander getrennt. Vor ¬ zugsweise ist zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss ein Sensor zum Messen eines elektrischen Stromes gebildet. Ein solcher Sensor kann insbesondere allgemein als ein Stromsensor bezeichnet werden. Das heißt also insbesondere, dass der Sensor einen elektrischen Strom messen kann, welcher zwischen den beiden Anschlüssen fließt.

In einer weiteren Aus führungs form umfasst der Leitungsschalter einen zweiten Eingangsanschluss zum Anschließen eines Stromkabels bzw. einer Stromader bzw. Ader auf. Vorzugsweise weist der Leitungsschalter einen zweiten Ausgangsanschluss zum Anschließen eines Stromkabels bzw. einer Stromader auf. Die im Zusammenhang mit dem ersten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss gemachten Ausführungen gelten analog. Vorzugsweise sind der zweite Eingangsanschluss und der zweite Ausgangsanschluss miteinander elektrisch verbunden. Nach einer anderen Aus führungs form kann vorgesehen sein, dass ein Sensor zum Messen einer Spannung gebildet ist, welcher zwischen einem ersten Strompfad, welcher zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss gebildet ist, und einem zweiten Strompfad, welcher zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss ge ¬ bildet ist, anliegt. Ein solcher Sensor kann insbesondere allgemein als ein Spannungssensor bezeichnet werden. Vorzugsweise ist zwischen dem ersten Strompfad und dem zweiten

Strompfad der zuschaltbare Abschlusswiderstand gebildet. Ins ¬ besondere ist zwischen dem ersten Strompfad und dem zweiten Strompfad ein dritter den ersten mit dem zweiten Strompfad verbindender Strompfad gebildet, in welchem der Abschlusswiderstand und ein Schalter zum Zuschalten des Abschlusswider- Stands geschaltet sind, wobei dieser Schalter insbesondere auch als ein weiterer Schalter bezeichnet werden kann.

In einer weiteren Aus führungs form ist vorzugsweise der erste Ausgangsanschluss eines Leitungsschalters mit dem ersten Ein- gangsanschluss eines weiteren Leitungsschalters elektrisch verbunden. Vorzugsweise ist der zweite Ausgangsanschluss des weiteren Leitungsschalters mit dem zweiten Eingangsanschluss des Leitungsschalters elektrisch verbunden. Mittels der ersten und zweiten Eingangsanschlüsse respektive Ausgangsanschlüsse ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, Stromkabel bzw. Stromader bzw. Adern an die Leitungsschalter anzuschließen, um diese miteinander elektrisch zu verbinden, so dass in Kombination mit dem ersten Strompfad und dem zwei- ten Strompfad eine Stromschleife gebildet werden kann.

In einer Aus führungs form kann vorgesehen sein, dass der

Schalter und/oder der weitere Schalter in Abhängigkeit von einem oder mehreren Sensorsignalen gesteuert werden. Das heißt also insbesondere, dass eine Schalterstellung, also insbesondere, ob der entsprechende Schalter offen oder ge ¬ schlossen ist, in Abhängigkeit von einem oder mehreren Sensorsignalen gesteuert wird. Die Sensorsignale werden insbe- sondere von dem Sensor zum Messen einer elektrischen Größe bereitgestellt. Bei dem Sensor kann es sich also beispiels ¬ weise um den Spannungssensor oder dem Stromsensor handeln. Sofern mehrere Sensoren vorgesehen sind, so kann die entspre- chende Steuerung insbesondere in Abhängigkeit der Sensorsig ¬ nale der mehreren Sensoren durchgeführt werden.

Gemäß einer Aus führungs form kann vorgesehen sein, dass die Steuerung zum Steuern einer elektrischen Kontaktierungsvor- richtung den Sensor oder die Sensoren, insbesondere den Spannungssensor und/oder den Stromsensor, auswertet, also insbesondere die entsprechenden Sensorsignale erhält, wobei insbe ¬ sondere abhängig davon die Steuerung den Schalter und/oder den weiteren Schalter steuert. Vorzugsweise steuert die Steu- erung die elektrische Kontaktierungsvorrichtung in Abhängigkeit von den Sensorsignalen, also insbesondere in Abhängigkeit der zwischen dem ersten und dem zweiten Strompfad anliegenden Spannung und/oder vorzugsweise in Abhängigkeit des durch den ersten Strompfad und/oder durch den zweiten Strom- pfad fließenden elektrischen Stroms. Vorzugsweise umfasst je ¬ der Leitungsschalter eine solche Steuerung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläu- tert. Hierbei zeigen

FIG 1 eine bekannte Einzelsteuerung von mehreren Fahrleitungsschaltern,

FIG 2 ein Leitungsschaltersystem,

FIG 3 ein Fahrleitungsschaltersystem,

FIG 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum

Übermitteln eines Signals in einem Leitungsschaltersystem,

FIG 5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines weiteren Ver- fahrens zum Übermitteln eines Signals in einem Lei ¬ tungsschaltersystem,

FIG 6 ein anderes Fahrleitungsschaltersystem,

FIG 7 ein elektrisches Blockschaltbild eines Signalgebers, FIG 8 ein elektrisches Blockschaltbild eines Leitungsschal ¬ ters,

FIG 9 ein elektrisches Blockschaltbild eines Leistungs- und eines Steuerteils eines Leitungsschalters,

FIG 10 ein Fahrleitungsschaltersystem mit einer betriebsbe ¬ reiten Stromschleife zur Signalübertragung und

FIG 11 bis 19 jeweils einen Schaltzustand des Fahrleitungs ¬ schaltersystems aus FIG 10 in einer Hochlaufphase. Im Folgenden werden für gleiche Merkmale gleiche Bezugszei ¬ chen verwendet.

FIG 1 zeit eine Einzelsteuerung von vier Fahrleitungsschalter 101a, 101b, 101c und lOld. Die vier Fahrleitungsschalter 101a bis lOld sind jeweils an einem Fahrleitungsmast 103a, 103b, 103c und 103d angeordnet. Die vier Fahrleitungsschalter 101a bis lOld schalten jeweils über ein Gestänge 104a, 104b, 104c und 104d einen Kontaktarm 105a, 105b, 105c und 105d zur elektrischen Kontaktierung einer Fahrleitung (nicht gezeigt) . Hierbei sind die Kontaktarme 105a bis 105d an dem entspre ¬ chenden Fahrleitungsmast 103a bis 103d angeordnet.

Jeder der Fahrleitungsschalter 101a bis lOld ist mit einer Hauptsteuerungsanlage 107 mittels eines eigenen separaten dreiadrigen Kabels 109a, 109b, 109c und 109d zwecks Steuerung und Rückmeldung verbunden. Hierzu ist in der Hauptsteuerungs ¬ anlage 107 eine Ansteuerelektronik (nicht gezeigt) vorgese ¬ hen. In den einzelnen Fahrleitungsschaltern 101a bis lOld ist jeweils eine Schaltungselektronik (nicht gezeigt) vorgesehen, welche mit der Ansteuerelektronik Signale austauscht. Solche Signale können beispielsweise Schaltbefehle und Rückmeldungen umfassen. Die Kontaktarme 105a bis 105d werden mittels eines jeweiligen Antriebs (nicht gezeigt) der Fahrleitungsschalter 101a bis lOld über die Gestänge 104a, 104b, 104c und 104d an- getrieben, wobei der Antrieb mittels der entsprechenden

Schaltungselektronik gesteuert wird. Die Kontaktarme 105a bis 105d können somit an die Fahrleitung kontaktierend herange- fahren werden bzw. von dieser zwecks Trennung wieder weggefahren werden.

FIG 2 zeigt ein Leitungsschaltersystem 201 für ein Leitungs- system (nicht gezeigt) zur elektrischen Versorgung eines

Fahrzeugs (nicht gezeigt) . Das Leitungsschaltersystem 201 um- fasst einen Signalgeber 203 und einen Leitungsschalter 205, welcher mit dem Signalgeber 203 zum Bilden einer geschlossenen Stromschleife in Reihe schaltbar ist. In FIG 2 sind der Signalgeber 203 und der Leitungsschalter 205 in Reihe geschaltet und bilden eine geschlossene Stromschleife, was schematisch mittels zweier Verbindungslinien mit dem Bezugszeichen 207a und 207b gekennzeichnet ist. Bei den beiden Ver ¬ bindungslinien 207a und 207b kann es sich beispielsweise um ein mehradriges Stromkabel handeln. Vorzugsweise sind drei

Adern vorgesehen. Insbesondere können auch vier Adern vorgesehen sein. Es können aber auch beispielsweise mehrere voneinander getrennt gebildete Stromkabel mit nur einer Ader vorgesehen sein.

Über die geschlossene Stromschleife ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht in besonders einfacher und robuster Weise Signale zu übermitteln bzw. zu übertragen, wobei die Signal ¬ übertragung unempfindlich gegen Störsignale ist. Es können Signale von dem Signalgeber 203 zum Leitungsschalter 205 übertragen werden. Es können aber insbesondere auch Signale von dem Leitungsschalter 205 an den Signalgeber 203 übertragen bzw. übermittelt werden. Signale können beispielsweise Steuerbefehle oder Diagnosesignale umfassen. Mittels Steuer- Signalen kann beispielsweise der Leitungsschalter 205 gesteuert werden. Diagnosesignale können von dem Leitungsschalter 205 an den Signalgeber 203 übermittelt werden, sodass dieser beispielsweise über einen Schaltzustand des Leitungsschalters 205 in Kenntnis gesetzt wird.

FIG 3 zeigt ein Fahrleitungsschaltersystem 301 umfassend einen Signalgeber 303 und drei Fahrleitungsschalter 305a, 305b und 305c. In FIG 3 sind die drei Fahrleitungsschalter 305a bis 305c mit dem Signalgeber 303 elektrisch in Reihe geschaltet mittels eines mehradrigen Kabels 307. Bei dem mehradrigen Kabel 307 handelt es sich vorzugsweise um ein dreiadriges Ka ¬ bel oder ein vieradriges Kabel. Es können aber auch mehrere voneinander getrennt gebildete Kabel mit einer oder mehreren Adern vorgesehen sein. Die drei Fahrleitungsschalter 305a bis 305c, der Signalgeber 303 und das Kabel 307 bilden insofern eine geschlossene elektrische Stromschleife mittels welcher in vorteilhafter Weise eine Übertragung von Signalen zwischen den einzelnen Fahrleitungsschaltern 305a bis 305c untereinander und zum Signalgeber 303 ermöglicht ist.

Da erfindungsgemäß die einzelnen Fahrleitungsschalter 305a bis 305c mit dem Signalgeber 303 in Reihe schaltbar sind, kann es auch vorgesehen sein, dass die Stromschleife unterbrochen werden kann, beispielsweise mittels eines nicht ge ¬ zeigten Schalters oder mehrere Schalter, welcher bzw. welche in den Fahrleitungsschaltern 305a bis 305c angeordnet ist bzw. sind.

FIG 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Übermitteln eines Signals in einem Leitungsschaltersystem zur elektrischen Versorgung eines Fahrzeugs. Hierbei umfasst das Leitungsschaltersystem mindestens einen Leitungsschalter und einen Signalgeber, wobei der Leitungsschalter mit dem Signalgeber zum Bilden einer geschlossenen Stromschleife in Reihe schaltbar ist. In einem Schritt 401 werden der Leitungsschalter und der Signalgeber in Reihe geschaltet, sodass in einem Schritt 403 eine geschlossene elektrische Strom ¬ schleife gebildet wird.

FIG 5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Übermitteln eines Signals in einem Leitungs ¬ schaltersystem für ein Leitungssystem zur elektrischen Ver- sorgung eines Fahrzeugs. In einem Schritt 501 werden der Signalgeber und der mindestens eine Leitungsschalter in Reihe geschaltet, sodass in einem Schritt 503 eine geschlossene Stromschleife gebildet wird. In einem Schritt 505 wird dann eine elektrische Spannung an die Stromschleife angelegt, wo ¬ bei zur Übertragung eines Signals die Stromschleife unterbro ¬ chen und nach einer vorbestimmten Zeit wieder geschlossen wird. Insbesondere kann das Unterbrechen und das Wieder- schließen mehrmals hintereinander ausgeführt werden, sodass analog zum Morseverfahren Signale bzw. Informationen über die Stromschleife übermittelt werden können. Zur Detektion des Signals kann vorgesehen sein, dass in dem Leitungsschalter und/oder in dem Signalgeber ein Spannungsabfall und/oder ein elektrischer Strom, welcher in der Stromschleife fließt, gemessen werden.

FIG 6 zeigt ein Fahrleitungsschaltersystem 600. Das Fahrleitungsschaltersystem 600 umfasst vier Fahrleitungsschalter 601a, 601b, 601c und 601d. Die vier Fahrleitungsschalter 601a bis 601d sind jeweils an einem Fahrleitungsmast 603a, 603b, 603c und 603d angeordnet. Die vier Fahrleitungsschalter 601a bis 601d umfassen jeweils einen Antrieb (nicht gezeigt), wel ¬ cher einen Kontaktarm 605a, 605b, 605c und 605d einer Kontak- tierungsvorrichtung mittels eines jeweiligen Gestänges 613a, 613b, 613c und 613d verlagern kann, sodass abhängig von Steu ¬ erbefehlen die Kontaktarme 605a bis 605d eine nicht gezeigte Fahrleitung elektrisch kontaktieren können, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen.

Ferner ist eine Hauptsteuerungsanlage 607 umfassend einen Signalgeber 609 gebildet. Die Hauptsteuerungsanlage 607 kann auch als eine Fernwirkstation bezeichnet werden. Die vier Fahrleitungsschalter 601a bis 601d und der Signalgeber 607 sind elektrisch in Reihe schaltbar, sodass diese fünf Elemente eine geschlossene elektrische Stromschleife bilden können.

Für eine elektrische Verbindung zwischen dem Signalgeber 609 und den vier Fahrleitungsschaltern 601a bis 601d ist ein vieradriges Kabel 611 vorgesehen. Der Querschnitt der einzel ¬ nen Adern ist derart gebildet, dass auch noch der bezüglich zu dem Signalgeber 609 weit entferntesten Fahrleitungsschalter, hier der Fahrleitungsschaler 601d, noch steuern kann. Eventuelle Spannungsabfälle am Kabel 611 während eines

Schaltvorgangs werden dabei zu Gunsten eines geringeren Querschnitts toleriert. Zwei der vier Adern dienen der Energieversorgung der Antriebe und sind insofern mit diesen verbunden. An diesen beiden Adern werden insbesondere die Antriebe der Kontaktierungsvor- richtung für die Kontaktarme 605a bis 605d parallel geschal ¬ tet bzw. angeschlossen, sodass sämtlichen Antrieben die volle anliegende Spannung zur Verfügung steht. Diese beiden Adern können insbesondere mit L+ und L- bezeichnet werden.

Die beiden anderen Adern dienen insbesondere zum Aufbau der Stromschleife und können insbesondere mit DATA+ und DATA- be- zeichnet werden. In dieser Schleife werden dann die Fahrlei ¬ tungsschalter 601a bis 601d elektrisch in Reihe geschaltet.

FIG 7 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild des Signalgebers 609. Die beiden Adern DATA+ und DATA- werden mit den Bezugs- zeichen 701a und 701b gekennzeichnet. Die beiden Adern L+ und L- werden respektive mit den Bezugszeichen 703a und 703b ge ¬ kennzeichnet. Ferner ist ein Signalschalter 705 zum unterbrechen der elektrischen Leitung 701a gebildet. Ein hierfür notwendiger Signalschalterbefehl oder eine Rückmeldung in Form eines Signalschalterzustandssignals ist schematisch mit den Bezugszeichen 705a gekennzeichnet.

Des Weiteren ist ein Sensor 707 in der DATA+-Leitung 701a gebildet, um in dieser einen elektrischen Strom zu messen. Ein entsprechend gemessener Stromwert ist hier symbolisch mit den Bezugszeichen 707a gekennzeichnet.

Es ist weiterhin eine Stromquelle 709 zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die beiden Adern 701a und 701b vorgese- hen. Als Stromquelle wird insbesondere eine Gleichstromquelle mit einer relativ hohen Spannung, vorzugsweise DC 60 V oder DC 100 V, verwendet. Ferner weist die Stromquelle 709 vor ¬ zugsweise eine Strombegrenzung auf, welche insbesondere einen Stromwert auf einen für die Zuverlässigkeit der Datenübertra ¬ gung sinnvollen Wert begrenzt. Beispielsweise wird der Strom in der Größenordnung von 100 mA bis 1 A begrenzt. Wird die Stromquelle 709 offen betrieben, also ohne Last, so kann kein Strom fließen und es stellt sich an dem Ausgang der Stromquelle 709 die Nennspannung der Stromquelle 709 ein. Sobald eine Last vorhanden ist, beispielsweise wenn einer der Fahr ¬ leitungsschalter 601a bis 601d in Reihe dazugeschaltet wird, wobei die Last für den vorgesehenen Strom eine niedrigerer Spannung benötigt, greift die Strombegrenzung bzw. Stromregelung. Die elektrische Spannung sinkt also ab.

Für eine erweiterte Diagnosemöglichkeit der Stromschleife kann vorzugsweise auch optional ein Sensor 711 zur Detektion der anliegenden Spannung verwendet werden. Der Sensor 711 kann auch als ein Spannungssensor bezeichnet werden. Der Sensor 707 kann auch als ein Stromsensor bezeichnet werden.

Es ist ferner eine Verarbeitungseinheit bzw. Steuereinheit 713 gebildet, welche mit den Sensoren 707 und 711 und mit dem Signalschalter 705 verbunden ist und diese steuert bzw. die Werte 707a und 711a empfängt, wobei abhängig von den Werten eine Steuerung ermöglicht ist. Ferner ist eine weitere Strom ¬ quelle 715 gebildet, welche insbesondere zur elektrischen Spannungsversorgung der Verarbeitungseinheit 713 verwendet werden kann. Vorzugsweise stellt die weitere Stromquelle 715 eine Spannung DC 110 V oder DC 24 V bereit.

FIG 8 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild eines Leitungs- Schalters. Es kann sich hierbei beispielsweise um einen der

Fahrleitungsschalter 601a bis 601d handeln. Auch hier ist ein Spannungssensor 801 vorgesehen, welcher eine Spannung zwischen der Ader DATA+ 701a und der Ader DATA- 701b, welche an dem Eingang des Leitungsschalters anliegt, messen kann. Ein gemessener Spannungswert wird hier schematisch mit dem Bezugszeichen 801a gekennzeichnet. Ferner ist auch ein Stromsensor 803 in der DATA+ 701a Ader vorgesehen zum Messen eines elektrischen Stroms in der Stromschleife. Ein entsprechend gemessener Stromwert wird schematisch mit dem Bezugszeichen 803a gekennzeichnet. Mit dem Bezugszeichen 805 ist ein Schal ¬ ter, insbesondere ein Relais, zum Zuschalten eines elektrischen Widerstands 807 bezeichnet, welcher zwischen den beiden Adern 701a und 701b geschaltet ist. Der Widerstand 807 kann insofern für die Stromschleife einen Abschlusswiderstand bil ¬ den. Ein entsprechender Schaltbefehl für den Schalter 805 bzw. ein Schaltzustandssignal ist schematisch mit dem Bezugs ¬ zeichen 805a gekennzeichnet.

Des Weiteren ist ein Schalter 809, insbesondere ein Relais, zum Unterbrechen der Stromschleife vorgesehen, insbesondere ist der Schalter 809 in der DATA+ 701a Ader gebildet. Ein Schalterbefehl bzw. ein Schalterzustandssignal ist schema- tisch mit dem Bezugszeichen 809a gekennzeichnet.

Die Sensoren 801 und 803 sowie die Schalter 805 und 809 sind mit einer Steuerung 811 verbunden, wobei der Übersicht halber in FIG 8 keine entsprechenden Verbindungslinien eingezeichnet sind. Die Steuerung 811 verarbeitet insbesondere die empfan ¬ gen Messwerte 801a und 803a und steuert insbesondere über Schaltbefehle 809a und 805a die entsprechenden Schalter 809 und 805. Insbesondere steuert die Steuerung 811 den Antrieb des Kontaktarms der Kontaktierungsvorrichtung . Vorzugsweise umfasst die Steuerung 811 eine speicherprogrammierbare Steue ¬ rung (SPS) . Insbesondere ist die speicherprogrammierbare Steuerung eine Steuerung der untersten Leistungsklasse.

FIG 9 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild eines Leistungs- und Steuerteils des Leitungsschalters aus FIG 8.

Der elektrische Widerstand 807 bildet also insbesondere einen definierten Abschlusswiderstand der Stromschleife. Für eine ordnungsgemäße Funktion des Leitungsschaltersystems ist es hier insbesondere erforderlich, dass nur der Widerstand in dem entferntesten Leitungsschalter zugeschaltet ist. Eine Möglichkeit diesen Abschlusswiderstand auch bei Ausfall eines Teils des Leitungsschaltersystems und im Anlauf, also in ei- ner Hochlaufphase, automatisch für eine optimale Anlagenkonfiguration zu schalten, wird weiter unten im Zusammenhang mit einem Fahrleitungsschaltersystem noch beschrieben werden (vgl. FIG 10 bis 19) .

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können die L- Leitung und die DATA- Leitung auch gemeinsam geführt werden, sodass in vorteilhafter Weise eine Ader eingespart werden kann. Die Aus führungs form mit vier Adern, also für die L-, L+, DATA-, DATA+ Leitung jeweils eine eigene Ader, bietet insbesondere den Vorteil, dass so bei einem Schalten des Lei ¬ tungsschalters kein Spannungsabfall in der L- Leitung auf ¬ tritt. Ferner können so trotz der für die Datenverbindung erforderlichen Linienstruktur für die Energieversorgung der An- triebe bei Bedarf Sternstrukturen aufgebaut werden.

FIG 10 zeigt ein Fahrleitungsschaltersystem 1000 mit einer betriebsbereiten Stromschleife zur Signalübertragung. Es sind drei Fahrleitungsschalter 1001a, 1001b und 1001c gebildet, welche beispielsweise an einem jeweiligen nicht gezeigten

Fahrleitungsmast angeordnet sind. Ferner ist ein Signalgeber 1003 vorgesehen, welcher mit den drei Fahrleitungsschaltern 1001a bis 1001c in Reihe geschaltet werden kann. Jeder der Fahrleitungsschalter 1001a, 1001b und 1001c weist einen Span- nungssensor 1005a, 1005b und 1005c auf zum Messen einer elektrischen Spannung zwischen den beiden Adern 701a und 701b, also zwischen den beiden DATA+ und DATA- Leitungen. Ferner umfasst jeder Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c einen Stromsensor 7007a bis 7007c, welcher in der DATA+ Leitung 701a geschaltet ist, sodass ein in der Stromschleife fließen ¬ der elektrischer Strom gemessen werden kann.

Des Weiteren weist jeder der Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c einen Schalter 1009a, 1009b und 1009c zum Unterbrechen der Stromschleife auf. Die Schalter 1009a bis 1009c können insofern auch als ein Unterbrechungsschalter bezeichnet werden. Diese Schalter 1009a bis 1009c sind in Reihe mit den Stromsensoren 1007a bis 1007c geschaltet und nach diesem in der DATA+ 701a Leitung.

Ferner umfassen die Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c je- weils einen Schalter Ulla, 1111b und 1111c zum Zuschalten eines elektrischen Widerstands 1113a, 1113b und 1113c, wel ¬ cher jeweils parallel zwischen den beiden Adern 701a und 701b geschaltet sind. Wenn also einer der Schalter Ulla bis 1111c geschlossen wird, so bildet der entsprechende Widerstand ei- nen definierten Abschlusswiderstand für die Stromschleife. Die Schalter 1009a bis 1009c und Ulla bis 1111c sind vor ¬ zugsweise als ein Relais ausgebildet. Insbesondere umfassen die Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c eine jeweilige Steu ¬ erung (nicht gezeigt) zur Steuerung der Schalter und/oder Auswertung der gemessenen Strom- und/oder Spannungswerte, wobei die Schalter vorzugsweise in Abhängigkeit der gemessenen Strom- und/oder Spannungswerte durchgeführt wird. Die Steue ¬ rung ist also insbesondere ausgebildet, die Schalter Ulla, b und c und/oder die Unterbrechungsschalter 1009a, b und c in Abhängigkeit der gemessenen Strom- und/oder Spannungswerte zu steuern. Vorzugsweise ist die Steuerung ausgebildet, eine hier nicht gezeigte elektrische Kontaktierungsvorrichtung eines Leitungssystems zu steuern, wobei das Steuern vorzugswei ¬ se in Abhängigkeit der gemessenen Strom- und/oder Spannungs- werte durchgeführt wird.

Die Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c weisen jeweils einen ersten Eingangsanschluss 1004a, einen ersten Ausgangsan- schluss 1004b, einen zweiten Eingangsanschluss 1004c und ei- nen zweiten Ausgangsanschluss 1004d auf, an welchen die Adern 701a und 701b entsprechend angeschlossen sind. Hierbei ver ¬ bindet die DATA+ -Leitung einen entsprechenden ersten Ausgangsanschluss 1004b mit einem entsprechenden ersten Eingangsanschluss 1004a der Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c. Die DATA- -Leitung verbindet einen entsprechenden zweiten Ausgangsanschluss 1004d mit einem entsprechenden zweiten Eingangsanschluss 1004c der Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c. Hierbei sind keine entsprechenden Adern an dem ersten Ausgangsanschluss 1004b und an dem zweiten Ein- gangsanschluss 1004c des Fahrleitungsschalters 1001c ange ¬ schlossen, da es sich bei dem Fahrleitungsschalter 1001c um den letzten Fahrleitungsschalter der Stromschleife handelt.

Ein erster Strompfad ist zwischen dem ersten Eingangsan- schluss 1004a und dem ersten Ausgangsanschluss 1004b über den Stromsensor 1007a, b, c und den Unterbrechungsschalter 1009a, b, c gebildet. Ein zweiter Strompfad ist zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 1004c und dem zweiten Ausgangsanschluss

1004d gebildet. Ein dritter Strompfad ist zwischen den beiden DATA+ -und DATA- -Leitungen 701a und 701b über den Unterbrechungsschalter 1009a, 1009b, 1009c, den Schalter Ulla,

1111b, 1111c und dem Abschlusswiderstand 1113a, 1113b, 1113c gebildet, so dass der dritte Strompfad den ersten mit dem zweiten Strompfad bei entsprechender Schalterstellung des Schalters Ulla, 1111b und 1111c verbinden kann.

In einer nicht gezeigten Aus führungs form können mehr oder we- niger als drei Fahrleitungsschalter vorgesehen sein. Die obigen und nachfolgenden Ausführungen gelten analog.

Im Folgenden wird exemplarisch eine mögliche Datenübertragung in der so gebildeten Stromschleife gemäß FIG 10 beschrieben, wobei hier der Übersicht halber die Bezugszeichen für die Anschlüsse 1004a bis 1004d nicht eingezeichnet sind.

Vorzugsweise wird eine serielle Datenübertragung über die aus DATA+ und DATA- gebildeten Stromschleife vorgesehen. Insbe- sondere kann der jeweilige Fahrleitungsschalter 1001a bis

1001c mit seinem Schalter 1009a bis 1009c die Stromschleife unterbrechen. In diesem Fall kann der Fahrleitungsschalter als ein Sender bezeichnet werden, wobei die anderen Fahrlei ¬ tungsschalter und der Signalgeber 1003 dann als ein Empfänger bezeichnet werden können. Insbesondere mittels der Stromsen ¬ soren kann diese Unterbrechung erkannt werden, indem erfasst wird, dass kein Strom mehr fließt. Der Sender kann die Stromschleife insbesondere wieder schließen. Eine bestimmte zeit- liehe Folge von Unterbrechungen kann insofern vorzugsweise als ein serielles Datentelegramm interpretiert und entspre ¬ chend ausgewertet werden. Somit sind sowohl eine Fernwirkstation mit dem Signalgeber 1003 als auch jeder einzelne Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c in vorteilhafter Weise in der Lage, ein serielles Da ¬ tentelegramm zu versenden und zu empfangen. Es können also eine Befehls- und eine Melderichtung realisiert werden.

Hierbei sind verschieden Verfahren zur Koordinierung der Kommunikation denkbar. Insbesondere ist aber bei den Datenübertragungsverfahren vorgesehen, dass zu einem Zeitpunkt nur eine einzige Station, d.h. der Signalgeber 1003 oder einer der Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c, die Stromschleife unterbricht, was in vorteilhafter Weise einen fehlerfreien Datenverkehr ermöglicht.

In einer besonders einfachen Aus führungs form adressiert der Signalgeber 1003 als Master einen Fahrleitungsschalter nach dem anderen und wartet jeweils unmittelbar nach diesem Anruf auf eine Antwort. In weiteren Aus führungs formen kann auch eine Kollisionserkennung vorgesehen sein. Beispielsweise könnten die Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c eine spontane Änderung, beispielsweise mittels einer nicht gezeigten Hand ¬ kurbel manuell melden, ohne abgefragt zu werden. Hierbei wird mittels entsprechender Auswertealgorithmen detektiert, wenn zu diesem Zeitpunkt zwei Fahrleitungsschalter ihre Daten senden .

Um eine besonders zuverlässige elektrische Datenübertragung auch über große Distanzen zu erzielen, wird ein Strom in der DATA+ Leitung nicht zu niedrig gewählt. Auch kann vorzugsweise eine langsame Datenübertragung verwendet werden, um in vorteilhafter Weise eine Störungsempfindlichkeit zu errei ¬ chen, da somit Einschwingvorgänge aufgrund induktiver und ka ¬ pazitiver Effekte einfach abgewartet werden können. Insbesondere wenn nur eine geringe Anzahl von Informationen übertra- gen werden müssen, wird dieser Effekt ohne Nachteile kompensiert .

Insbesondere wenn nur die Schalterstellung alleine übertragen werden muss, sind beispielsweise lediglich zwei Bit in Be ¬ fehls- und Melderichtung nötig. Bei einem 8 Bit langem Tele ¬ gramm verbleiben also noch 6 Bit für die Adressierung. Damit ließen sich beispielsweise 64 Fahrleitungsschalter an einem Bus adressieren. Selbst wenn noch 2 Bit zusätzlich übertragen werden müssten, beispielsweise für Störinformationen, verbleiben immer noch 4 Bit für eine Adressierung von 16 Fahrleitungsschaltern .

In den Figuren 11 bis 19 werden einzelne Schaltzustände in einer Hochlaufphase des Fahrleitungsschaltersystems 1000 be ¬ schrieben .

FIG 11 zeigt einen Grundzustand des Fahrleitungsschaltersys ¬ tems 1000. Alle Schalter in dem Signalgeber 1003 und in den Fahrleitungsschaltern 1001a bis 1001c sind offen. Die Stromquelle 709 in dem Signalgeber 1003 wird nun eingeschaltet. Da sie über die offene Stromschleife nicht belastet wird, stellt sie sich auf ihre Nennspannung ein. Nun wird der Schalter 705 geschlossen und setzt somit den ersten Fahrleitungsschalter 1001a der Stromschleife unter Spannung (vgl. FIG 12) . Diese Spannung erkennt der Spannungssensor 1005a des Fahrleitungsschalters 1001a und startet in ¬ sofern den Hochlauf desselben. Das heißt insbesondere, dass nach einer vorbestimmten Wartezeit sowohl der Schalter 1009a als auch der Schalter Ulla zugeschaltet werden, sodass der elektrische Widerstand 1113a einen Abschlusswiderstand der Stromschleife bildet (vgl. FIG 13) . Die Stromschleife ist nun temporär geschlossen. Dies signali ¬ siert sowohl der anlaufenden als auch der rückliegenden Station, in diesem Fall dem Signalgeber 1003, dass die Anlage bzw. das Fahrleitungsschaltersystem 1000 bis zur eben ange- laufenen Station, d.h. dem Fahrleitungsschalter 1001a, in Ordnung ist und ordnungsgemäß funktioniert.

Allerdings ist durch das Zuschalten des Abschlusswiderstands 1113a die Spannung auf DATA+ 701a gesunken, wie sie benötigt wird, um den Nennstrom durch den Widerstand 1113a zu treiben. Die folgende Station, d.h. der Fahrleitungsschalter 1001b, erkennt also an ihrem Eingang mittels des Spannungssensor 1005b nur eine sehr geringe Spannung, die nicht ausreicht, um ihren Hochlauf auszulösen, also insbesondere um die Schalter 1009b und 1111b zu schließen.

Um dies zu erreichen, schaltet die soeben angelaufene Stati ¬ on, d.h. der Fahrleitungsschalter 1001a, ihren Abschlusswi- derstand 1113a nach einer vorbestimmten Zeit wieder ab, d.h. der Schalter Ulla öffnet sich, und startet erneut eine War ¬ tezeit.

Damit ist die Stromschleife wieder unterbrochen und die fol- gende Station, d.h. der Fahrleitungsschalter 1001b, erkennt nun die Systemnennspannung an DATA+ 701a mittels des Spannungssensors 1005b (vgl. FIG 14) . Mit diesem Spannungssignal startet nun auch der Fahrleitungsschalter 1001b seinen Hochlauf (vgl. FIG 15) .

Zu diesem Zeitpunkt erkennt die Steuerung des Fahrleitungs ¬ schalters 1001a, dass die Stromschleife durch eine entfernt liegende Station, d.h. dem Fahrleitungsschalter 1001b, geschlossen worden ist und insofern intakt ist. Damit ist der Hochlauf beendet für die Station 1001a, sodass der Widerstand 1113a offen bleibt. D.h. insbesondere, dass der Schalter Ulla nicht wieder geschlossen wird.

Nach einer weiteren vorbestimmten Zeit schaltet nun auch der Fahrleitungsschalter 1001b seinen Widerstand 1113b wieder ab, um die Nennspannung auf DATA+ zu legen und die Initialisie ¬ rung an den Fahrleitungsschalter 1001c weiter zu leiten (vgl. FIG 16) . Der oben beschriebene Ablauf wiederholt sich jetzt in der dritten Station, d.h. dem Fahrleitungsschalter 1001c (vgl. FIG 17) . Auch diese Station schaltet im Rahmen der Hochlauf- sequenz den Widerstand 1113c wieder aus und legt damit DATA+ wiederum an die Nennspannung (vgl. FIG 18) . Da aber nun keine weitere Station, also kein weiterer Fahrleitungsschalter, mehr folgt, die daraufhin ihren Hochlauf beginnen könnte, wird jetzt kein Strom mehr fließen und die in der dritten Station gestartete Wartezeit für den Hochlauf der nächsten Station läuft ab. Der Ablauf dieser Wartezeit ist für die dritte Station das Signal, den Widerstand 1113c wieder einzu ¬ schalten, also den Schalte 1111c zu schließen, sodass der Widerstand 1113c einen definierten Abschlusswiderstand für die Stromschleife bildet, sodass in vorteilhafter Weise die

Stromschleife in einen Betriebszustand zur Datenübertragung gebracht wird (vgl. 19) .

Nun können über die Stromschleife insbesondere durch kurzei- tige Unterbrechungen und Wiederschließen serielle Daten übertragen werden.

Hierbei können insbesondere verschiedene Diagnosemöglichkei ¬ ten vorgesehen sein. Beispielsweise kann sich eine Unterbre- chung einer Kabelader und damit der Stromschleife daran zeigen, dass für einen längeren Zeitraum kein Strom mehr fließt, als für eine Übertragung eines seriellen Datentelegramms be ¬ nötigt wird. Von einem solchen Fehler sind alle Stationen betroffen. Auch der Signalgeber 1003 kann dies erkennen und den Fehler weitermelden. Gleichzeitig starten insbesondere alle Stationen einen neuen Stromschleifenhochlauf um in vorteil ¬ hafter Weise zu erreichen, dass nun der Abschlusswiderstand vor der Unterbrechung eingeschaltet und eine verbleibende Rest-Stromschleife wieder in Betrieb gehen kann.

Im Folgenden wird beschrieben, wie ein Kurzschluss zwischen der DATA+ und der DATA- Leitung erkannt werden kann. Ein erstes Indiz für einen Kurzschluss im laufenden Betrieb ist ein weiteres Absinken der Spannung in DATA+, da nun nur noch ein Strom durch den kleinen Kurzschlusswiderstand fließen muss. Der Signalgeber 1003 kann dies insbesondere durch Messung seiner Ausgangsspannung entdecken.

Ein weiteres Indiz für einen Kurzschluss oder einen fehlerhaft eingeschalten Abschlusswiderstand aus Sicht des Signal ¬ gebers 1003 ist die Tatsache, dass entfernt liegende Statio- nen nicht mehr in der Lage sind, DATA+ zu unterbrechen und damit Daten zu übertragen.

Im Anlauf bzw. in der Hochlaufphase kann noch ein drittes In ¬ diz für einen Kurzschluss vorgesehen sein: wenn der Strom- fluss durch Abschalten des entsprechenden Abschlusswiderstandes nicht unterbrochen wird, muss ein Kurzschluss in der Lei ¬ tung zur nächsten Station vorliegen, denn diese hat ja ihren eigenen Hochlauf noch nicht gestartet und somit DATA+ und ih ¬ ren entsprechenden Abschlusswiderstand nicht eingeschaltet.

Die hier geschilderten Anzeichen bzw. Indizien ermöglichen auch bei einem Kurzschluss den Betrieb der verbleibenden Anlage nach folgendem Verfahren. Sobald die Zentrale bzw. der Signalgeber 1003 von einer Station bzw. Fahrleitungsschalter 1001a bis 1001c keine Antwort mehr bekommt, obwohl ein Strom fließt, geht sie von einem Kurzschluss aus, da eine ausgefal ¬ lene Station die Schleife unterbrechen würde. In diesem Fall unterbricht der Signalgeber 1003 selbst die Stromschleife mittels seines Schalters 705 solange, bis alle Stationen 1001a bis 1001c aufgrund des Fehlers in den Grundzustand ge ¬ hen, d.h. die Schalter Ulla bis 1111c und die Schalter 1009a bis 1009c werden geöffnet. Nun kann ein neuer Hochlauf ge ¬ startet werden. Für diesen Hochlauf werden die Stationen bei sich selbst die DATA+ Leitungen 701a wieder unterbrechen, wenn der Strom auch bei eingeschaltetem Abschlusswiderstand fließt. Da die Stati ¬ on nur einen Kontakt hat, d.h. den Schalter 1009a bzw. 1009b bzw. 1009c, um die Stromschleife zu unterbrechen würde sie sich damit aber selbst wieder aus der Schleife herausnehmen und die rückliegende Station müsste ihren Abschlusswiderstand schließen. Vorzugsweise wird daher in vorteilhafter Weise am Ausgang der DATA+ Leitung 701a zur nächsten Station noch ein weiterer separater Kontakt (nicht gezeigt) , beispielsweise ein Relais, eingebaut, welcher nur die weiterführende Leitung unterbricht .

Mittels des erfindungsgemäßen Fahrleitungsschaltersystems und den obigen beschriebenen Hochlaufschritten, kann in vorteilhafter Weise eine hohe Verfügbarkeit auch bei einem Ausfall eines Teils des Systems für den verbleibenden Teil der Anlage erreicht werden.

Der hier beschriebenen Aufbau und die beschriebenen Verfahren ermöglichen insbesondere in vorteilhafter Weise eine Steue ¬ rung und Überwachung von Fahrleitungsschaltern insbesondere entlang einer Eisenbahnlinie mit erheblich weniger Verdrahtungsaufwand als bisher bei gleichzeitig erweiterter Funktio ¬ nalität hinsichtlich der Anzahl der zu überwachenden und übermittelnden Signale.

In einer anderen Aus führungs form kann statt oder zusätzlich zu einer festen Verdrahtung der Ein- und Ausgänge der Fernwirkstation zu den einzelnen Antriebs- und Rückmelderelais durch den Einsatz von kleinen Rechnern bzw. Steuerungen in den Fahrleitungsschaltern und in der seriellen Datenschnittstelle ohne zusätzliche Verdrahtung zwischen Fernwirkstation und Mast einfach weitere Informationen, z.B. zur Diagnose, hinzugefügt werden.

Mittels der Erfindung wird also insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung und Überwachung von entlang einer Hochspannungsleitung, beispielsweise einer Eisenbahnoberleitungsanla ¬ ge, verteilt aufgebauten Schaltvorrichtungen bereitgestellt. Wenn die Erfindung in den vorherigen beschriebenen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Fahrleitungsschalter beschrieben wurde, so soll dies nicht als einschränkend be ¬ trachtet werden. In den Ausführungsbeispielen kann ein Fahr- leitungsschalter insbesondere auch durch ein Weichenheizungsschalter oder ein Kurzschlussmelderelais ersetzt werden. Ein solcher Weichenheizungsschalter kann vorzugsweise analog zum Fahrleitungsschalter aufgebaut sein, wobei insbesondere eine Steuerung zum Steuern einer elektrischen Weichenheizung vor- gesehen ist, wobei das Steuern vorzugsweise in Abhängigkeit von den in der Stromschleife gemessenen Strom- und/oder Spannungswerten durchgeführt wird. In eine elektrische Strom ¬ schleife der vorliegenden Erfindung können auch Fahrleitungsschalter, Weichenheizungsschalter und/oder Kurzschlussmelde- relais in beliebiger Kombination elektrisch in Reihe geschaltet werden. Allgemein können in die elektrische Stromschleife auch weitere beliebige Geräte elektrisch in Reihe geschaltet werden. Vorzugsweise sollten es Geräte sein, die nur eine re ¬ lativ geringe Informationsmenge, insbesondere einige Bits, übertragen müssen bzw. die sich mit nur einigen Bits an Steuerbefehlen steuern lassen.