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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung mit einem fahrerlosen, spurgeführten, lenkbaren Transportfahrzeug, welches einen elektrischen Antrieb aufweist, der mittels zwei bodennahen Leiterschienen über Schleifkontakte mit elektrischer Energie versorgt ist, wobei eine im wesentlichen parallel zu den Leiterschienen verlaufende Leitspur vorgesehen ist, welche durch einen an dem Fahrzeug angeordneten Aufnehmer abtastbar ist, der mit der Lenkung des Fahrzeuges verbunden ist, wobei sowohl die Leiterschienen als auch die Leitspur zumindest eine Abzweigung aufweisen.
Eine Einrichtung der genannten Art ist beispielsweise in der DE 41 19 245-C2 beschrieben Darin ist eine Transporteinrichtung mit einem elektrischen Antrieb geoffenbart, welcher über zwei Stromschienen mit Energie versorgt wird. Die Leitspur besteht aus einem magnetischen Material, welches durch ein magnetisches Pendel abgetastet wird, das entsprechende Lenksignale an die Lenkeinrichtung weitergibt. Falls in der Transportstrecke Abzweigungen vorgesehen sind, ist im Kreuzungsbereich zweier Leiterschienen ein Isolationskörper vorgesehen. Im Kreuzungsbereich zwischen Leiterschienen und der Leitspur wird die Leitspur unterbrochen oder unter der Leiterschiene durchgeführt. Ein Nachteil dieser Einrichtung besteht einerseits darin, dass der Fahr- und der Lenkantrieb während der Unterbrechung der Stromversorgung im Abzweigungsbereich durch Pufferbatterien gespeist werden muss.
Andererseits geht im Abzweigungsbereich die magnetische Information der Leitspur verloren, so dass das Fahrzeug mittels Hilfsspulen auf der vorgegebenen Fahrstrecke gehalten werden muss.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, durch Vermeidung von Nachteilen bekannter Einrichtungen eine Transporteinrichtung zu schaffen, die besonders einfach und Kostengünstig zu realisieren ist und dennoch eine hohe Betriebssicherheit bietet.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass bei jeder Abzweigung im Kreuzungsbereich der Leiterschienen ein elektrisch leitendes, von den Leiterschienen elektrisch isoliertes Weichenstück vorgesehen ist, welches unabhängig von den Leiterschienen mit elektrischer Energie beaufschlagbar ist, wobei in Fahrtrichtung die Abmessung der Isolation zwischen dem Weichenstück und der angrenzenden Leiterschiene kleiner als die Abmessung des zugeordneten Schleifkontaktes ist und dass die Leitspur mit einem hochfrequenten elektrischen Signal für einen elektromagnetischen Aufnehmer beaufschlagt ist.
Durch diese einfache Lösung kann einerseits eine unterbrechungsfreie Stromversorgung realisiert werden, so dass Pufferbatterien eingespart werden können, andererseits sind für die Abzweigung keine zusätzlichen Massnahmen zur Spurführung erforderlich, da das hochfrequente elektrische Signal der Leitspur durch die Leiterschienen nicht verfälscht werden kann Somit lässt sich durch diese Kombination eine besonders einfache und kostengünstige Transporteinrichtung schaffen, welche im Hinblick auf die Betriebssicherheit keinerlei Einschränkungen unterliegt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist das Weichenstück X-förmig ausgebildet, da sich dadurch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung mit hoher Betriebssicherheit realisieren lässt. Vorzugsweise sind die Oberseiten der Leiterschienen und des Weichenstückes mit der Bodenoberfläche fluchtend, da hierdurch keine Verschmutzungsprobleme oder Gefahren auftreten können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leitspur im Bereich jeder Abzweigung unterbrochen, wobei die Enden der zumindest drei Teilabschnitte dieser Leitspur unmittelbar aneinander grenzen und diese Teilabschnitte unabhängig voneinander mit einem elektromagnetischen Signal beaufschlagbar sind. Durch diese Lösung kann mit einer einzigen Frequenz gearbeitet werden, wobei die Weichenstellung durch Beaufschlagen der gewünschten Leitspur und des betreffenden Weichenstückes erfolgen kann. Im Vergleich zu einer Variante mit mehreren Hochfrequenzen ergibt sich dadurch eine einfachere und kostengünstigere Realisierung des Aufnehmers für die Lenkungssteuerung.
Bei dieser Ausführungsform ist für die Signalversorgung der Teilabschnitte der Leitspur im Bereich einer Abzweigung ein einziger Kanal vorgesehen, wobei die Versorgungsleitungen der Enden dieser Teilabschnitte unmittelbar nebeneinander in der Weise angeordnet sind, dass sich das elektromagnetische Signal im Bereich des Kanals durch die entgegengesetzte Polarität bzw. Phase von je zwei Versorgungsleitungen ausgelöscht ist. Dadurch kann vermieden werden, dass die Versorgungsleitungen der Leitspur eine Verfälschung des Spursignals dieser Leitspur bewirken
Die Leitspur und gegebenenfalls die Signalversorgung sind vorzugsweise in dem Boden integriert oder mit der Bodenoberfläche fluchtend, so dass keinerlei Verschmutzung oder Gefahren auftreten können.
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Bei einer bevorzugten praktischen Realisierung der erfindungsgemässen Einrichtung sind der Aufnehmer und die Schleifkontakte im wesentlichen starr miteinander verbunden und um eine ortsfeste vertikale Lenkachse drehbar an dem Fahrzeug gelagert, so dass die Schleifkontakte immer entlang der Leiterschienen und mit diesen fluchtend ausgerichtet sind. Dadurch ist es möglich, besonders schmale Leiterschienen einzusetzen, die eine kostengünstige Transporteinrichtung ermöglichen, ohne auf eine hohe Betriebssicherheit zu verzichten.
Bei einer besonderen Ausführungsform dieser praktischen Realisierung sind die lenkbaren Räder unmittelbar nebeneinander im Bereich der Fahrzeugmitte an einer gemeinsamen Rotationsachse gelagert, welche um die normal zum Boden verlaufende Lenkachse verdrehbar ist, wobei der Aufnehmer und die Schleifkontakte bezüglich der Rotationsachse der Räder ortsfest sind. Die Schleifkontakte sind in einem Abstand seitlich ausserhalb und neben den Rädern im Bereich der Drehachsen dieser Räder angeordnet, so dass sich bei einem Lenkmaneuver keinerlei seitliche Verschiebungen zwischen Leiterschiene und Schleifkontakte ergeben.
Der Aufnehmer ist vorzugsweise in einem Abstand vor den Rädern angeordnet, um möglichst frühzeitig ein Signal an die Lenkungssteuerung abzugeben, so dass eine besonders vorausschauende und präzise Lenkung ermöglicht wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung sind die lenkbaren Räder mit einem Antrieb versehen, der starr mit der Lenkantenne und den Schleifkontakten verbunden ist und um die Lenkachse drehbar angeordnet ist Dadurch ergibt sich eine besonders Kompakte und einfache Bauweise, bei welcher insbesondere auf komplizierte Differentialgetriebe verzichtet werden kann.
Die Rotationsachse der lenkbaren Räder ist mit einem Lenkantrieb verbunden, der ortsfest an dem Transportfahrzeug angeordnet ist und mittels eines Getriebes, z. B einer Untersetzung, an dem Antrieb der lenkbaren Räder angreift.
Bei einer besonders kostengünstigen Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist der Antrieb zur Versorgung mit elektrischer Energie mit einem Umrichter verbunden, dessen Eingang an einen Zwischenkreis angelegt ist, welcher durch die Schleifkontakte mit elektrischer Energie gespeist ist. Dadurch kann die Vorrichtung mit handelsüblichen und demnach kostengünstigen Umrichtereinheiten und Antrieben ausgestattet werden. Ebenso ist es von Vorteil, wenn der Lenkantrieb zur Versorgung mit elektrischer Energie mit einem Umrichter verbunden ist, dessen Eingang an einen Zwischenkreis angelegt ist.
Bei dieser Ausführungsform sind die mit einer Wechselspannung beaufschlagten Schleifkontakte, gegebenenfalls über einen Trenntransformator, durch einen Gleichrichter mit dem Zwischenkreis verbunden, so dass über die Schleifkontakte in vorteilhafter Weise eine Wechselspannung eingespeist werden kann, die sodann über den Zwischenkreis genutzt wird.
In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schleifkontakte zweigeteilt ausgebildet sind und jeweils ein vorderes und ein hinteres Kontaktelement aufweisen, so dass eine verbesserte unterbrechungsfreie Stromversorgung sichergestellt werden kann, insbesondere im Abzweigungsbereich. Falls das Fahrzeug vorübergehend nicht über die Schleifkontakte, sondem z. B. über ein Kabel od dgl. mit Energie versorgt werden soll, können diese Schleifkontakte vorübergehend angehoben werden, so dass deren unnötige mechanische Belastung verhindert werden kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 eine stark schematische Darstellung der in dem Boden integrierten Komponenten der Transporteinrichtung,
Fig 2 eine stark schematische Darstellung des Transportfahrzeuges und
Fig 3 ein schematisches elektrisches Blockschaltbild für die Transporteinrichtung
Im Folgenden wird auf die Figur 1 Bezug genommen, in weicher die in dem Boden integrierten Elemente der Transporteinrichtung dargestellt sind.
Wie in dieser Figur zu sehen ist, weist die Transporteinrichtung zwei Stromschienen 1, 2 auf, die - in Fahrtrichtung gesehen - sich bei einer Abzweigung in jeweils zwei Stromschienen 2a, 2b bzw. 1a, 1b aufteilen. Im Falle einer Abzweigung nach rechts schneidet der nach rechts abzweigende Abschnitt 2b der Stromschiene 2 den geradeaus laufenden Abschnitt 1a der Stromschiene 1. Im Kreuzungsbereich der Schienenabschnitte 1a, 2b ist eine Unterbrechung dieser Schienenabschnitte vorgesehen, in welcher ein x-förmiges, elektrisch leitfähiges Weichenstück 3 eingesetzt ist, welches von den Stromschienen 1,2 elektrisch isoliert ist und unabhängig von diesen Stromschienen mit einer Spannung beaufschlagt werden kann.
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Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stromschiene 1 mit einer Spannung von 0 Volt und die Stromschiene 2 mit einer 24 Volt Wechselspannung gespeist. Für den Fall einer Geradeausfahrt wird demnach das Weichenstück 3 auf 0 Volt gelegt, wogegen bei einem Abzweigen nach rechts dieses Weichenstück 3 auf 24 Volt Wechselspannung gelegt wird Dadurch kann eine im Abzweigungsbereich unterbrechungsfreie Stromversorgung des Fahrzeuges sichergestellt werden
Mittig zwischen den Stromschienen 1, 2 verläuft eine elektrisch leitfähige Leitspur 4, welche bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei Teilabschnitte 4a, 4b, 4c aufweist, deren einander zugewandte Enden im Bereich der Abzweigung unmittelbar aneinander grenzen und mit je einer Signalversorgung 5a, 5b, 5c versehen sind.
Die einzelnen Abschnitte 4a, 4b, 4c der Leitspur 4 werden mit einem hochfrequentem elektrischen Signal, z. B mit einer Frequenz von 10 kHz, beaufschlagt, wobei die Abschnitte 4b, 4c jeweils nur dann eingeschaltet sind, wenn das Fahrzeug den entsprechenden Abschnitt durchfahren soll.
Die Signalversorgungsleitungen 5a, 5b, 5c sind im Bereich der Abzweigung unmittelbar nebeneinander angeordnet Die Signalzuführung erfolgt in der Weise, dass die Stromrichtung in dem Abschnitt 4a entgegengesetzt zu den Stromrichtungen der Signalversorgung der Abschnitte 4b oder 4c erfolgt, so dass das elektromagnetische Signal der zugeführten hochfrequenten Wechselspannungen im Bereich dieser Signalzuführungen egalisiert wird und die für die Abtastung der Leitspur vorgesehene Sensorik in diesem Bereich keinerlei Störungen erfährt.
In Figur 2 ist schematisch ein Transportfahrzeug dargestellt, welches entlang der Leitspur gemäss Figur 1 geführt werden kann Das Fahrzeug weist zwei lenkbare Räder 6a, 6b und zwei ungelenkte Räder 7a, 7b auf Die gelenkten Räder 6a, 6b sind an einer gemeinsamen horizontalen Rotationsachse R gelagert, die um eine vertikale Lenkachse L drehbar ist. Die Räder 6a, 6b sind mit einem Antrieb 8 versehen, der im Bereich der Fahrzeugmitte oberhalb der Räder angeordnet und mit der Rotationsachse R im wesentlichen starr verbunden, das heisst, um die Lenkachse L drehbar angeordnet ist.
Der Abstand der gelenkten Räder 6a, 6b voneinander ist vergleichsweise gering, wogegen die Räder 7a, 7b im Bereich der äusseren Enden des (nicht näher dargestellten) Fahrzeuges angeordnet sind.
Seitlich neben den gelenkten Rädern 6a, 6b sind Schleifkontakte 9,10 vorgesehen, welche entlang der Stromschienen 1,2 geführt sind. Die Schleifkontakte 9,10 sind jeweils zweiteilig ausgebildet und weisen ein vorderes Kontaktstück 9a, 10a und ein hinteres Kontaktstück 9b, 10b auf Durch diese Zweiteilung der Schleifkontakte ist gewährleistet, dass bei Überfahren des Weichenstückes 3 auch im Bereich der Isolation ständig eine Stromzuführung erfolgt.
Die Schleifkontakte 9, 10 sind starr mit der Achse der gelenkten Räder 6a, 6b verbunden, so dass auch bei einer Kurvenfahrt eine exakte Führung der Schleifkontakte entlang der Stromschienen sichergestellt ist und diese Stromschienen möglichst schmal ausgebildet werden können. Falls das Fahrzeug ohne einer Energieversorgung über die Stromschienen, sondern z.B. über ein Kabel, eine Pufferbatterie od dgl., betrieben werden soll, können die Schleifkontakte 9, 10 angehoben werden.
In einem Abstand vor dem Antrieb 8 der gelenkten Räder 6a, 6b ist eine Lenkantenne 11 angeordnet, welche unmittelbar oberhalb der Leitspur 4 geführt ist und ein entsprechendes Signal an die Steuerung des Lenkantriebes liefert. Die Lenkantenne 11ist ebenso starr mit der Achse R der gelenkten Räder 6a, 6b verbunden, das heisst, um die Lenkachse L drehbar angeordnet. Durch diese Anordnung der Lenkantenne 11 ist eine besonders präzise Lenkung möglich. Die Lenkantenne 11 ist ein handelsüblicher elektromagnetischer Sensor, der abhängig von dem Abstand zur Leitspur und der Richtung dieser Auslenkung ein entsprechendes elektrisches Signal liefert, z.B. 0-10V. Die Funktion eines solchen Sensors, sowie die Verarbeitung des Signals dieses Sensors zu einem Lenksignal ist dem Fachmann bekannt und wird demnach an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Ein Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung liegt jedoch darin, dass der Sensor lediglich für die Detektion einer einzigen Frequenz ausgelegt sein muss.
In Figur 3 ist ein elektrisches Blockschaltbild der Transporteinrichtung dargestellt Die Versorgung der Transporteinrichtung mit elektrischer Energie erfolgt, wie oben beschrieben, über zwei Stromschienen 1,2 und die Schleifkontakte 9,10, welche an einen Trenntransformator 12 angeschlossen sind, der sekundärseitig mit einem Gleichrichter 13 verbunden ist, welcher eine gleichgerichtete Hochspannung, z.B. 540V, an einen Zwischenkreis 14 liefert.
An dem Zwischenkreis 14 sind zwei handelsübliche Umrichter angeschlossen, ein Servoumrichter 15 für den Antrieb 8 der gelenkten Räder 6a, 6b und ein Frequenzumrichter 16 für einen Antrieb 17 der
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Lenkung der Räder 6a, 6b, welche die Zwischenkreis-Gleichspannung in Wechselspannung gewünschter Amplitude und Frequenz umwandeln Primärseitig ist an dem Trenntransformator 12 ein weiterer Gleichrichter 18 angeschlossen, welcher ein gleichgerichtetes Niederspannungssignal, z.B 24V liefert, mittels welchem eine speicherprogrammierbare Steuerung 19 für das Fahrzeug und die Lenkantenne 11gespeist werden.
Die Leitspur ist mit einem hochfrequenten Signal, z. B. 10 kHz angesteuert, welches durch einen Generator mit geringer Stromstärke, z B 150 mA bereitgestellt wird. Das Gebersignal der Antenne 11, z B. 1 -10 V wird einem Analogeingang der speicherprogrammierbaren Steuerung 19 zugeführt, digitalisiert und ausgewertet.
Die speicherprogrammierbare Steuerung 19 ist weiters mit einem Bedienpult 20 verbunden, mittels weichem manuell Steuerimpulse an das Fahrzeug abgegeben werden können, z B "Start", Not aus", und entsprechende Fahrzeugzustände signalisiert werden können, z. B. Fahrzeug in Ordnung", "auf Spur" oder dergleichen
Patentansprüche:
1.
Transporteinrichtung mit einem fahrerlosen, spurgeführten, lenkbaren Transportfahrzeug, welches einen elektrischen Antrieb aufweist, der mittels zwei bodennahen Leiterschienen über Schleifkontakte mit elektrischer Energie versorgt ist, wobei eine im wesentlichen parallel zu den Leiterschienen verlaufene Leitspur vorgesehen ist, welche durch einen an dem Fahrzeug angeordneten Aufnehmer abtastbar ist, der mit der Lenkung des
Fahrzeuges verbunden ist, wobei sowohl die Leiterschienen als auch die Leitspur zumindest eine Abzweigung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder
Abzweigung im Kreuzungsbereich der Leiterschienen ein elektrisch leitendes, von den
Leiterschienen elektrisch isoliertes Weichenstück vorgesehen ist, welches unabhängig von den Leiterschienen mit elektrischer Energie beaufschlagbar ist,
wobei in Fahrtrichtung die
Abmessung der Isolation zwischen dem Weichenstuck und der angrenzenden
Leiterschiene kleiner als die Abmessung des zugeordneten Schleifkontaktes ist und dass die elektrisch leitfähige Leitspur mit einem hochfrequenten elektrischen Signal für einen elektromagnetischen Aufnehmer beaufschlagt ist.