DE102004049982A1

DE102004049982A1 - Profil, Halterung und System zur berührungslosen Energieübertragung

Info

Publication number: DE102004049982A1
Application number: DE102004049982A
Authority: DE
Inventors: Günter Becker; Josef Schmidt
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: DE102004049982B4

Abstract

Halterung für eine oder mehrere Leitungen und System zur berührungslosen Energieübertragung, wobei die Leitungen einrastbar sind und die Halterung an zumindest einem ihrer Enden einen elastischen Bereich aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung und ein System zur berührungslosen Energieübertragung.

Aus der DE 44 46 779 C2 ist ein System zur berührungslosen Energieübertragung bekannt, das einen Mittelleiter und Rückleitungen, die von einer mittelfrequenten Stromquelle gespeist werden, umfasst, wie beispielsweise in der dortigen 3 gezeigt. Der bewegbare Übertragerkopf umfasst einen U-förmigen Kern.

Aus der WO 92/17929 ist ein ähnliches System bekannt, das allerdings nur einen Hinleiter und einen Rückleiter umfasst, wobei der Übertragerkopf einen E-förmigen Kern umfasst.

Nachteilig ist beim Stand der Technik, dass als Leitungsmaterial Litze verwendet wird und deren industrietaugliche Befestigung aufwendig und kostspielig anzufertigen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur berührungslosen Energieübertragung sowie eine Halterung weiterzubilden, wobei die Anlage, in welcher das System installiert ist, einfacher und kostengünstiger herstellbar sein sollte.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Profil nach den in Anspruch 1, bei der Halterung nach den in Anspruch 6 und bei dem System nach den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Profil, insbesondere also einer Schiene für eine Einschienenhängebahn oder ein anderes Fahrzeug, sind, dass mindestens eine Halterung für eine oder mehrere Leitungen formschlüssig und/oder einrastbar verbindbar ist. Somit sind die Halterungen schnell und einfach verbindbar mit dem Profil. Das profil und die Halterung sind aus verschiedenen Werkstoffen ausführbar, insbesondere ist das Profil beispielsweise aus metallischem elektrisch leitfähigem Werkstoff herstellbar und die Halterung aus elektrisch nicht leitfähigem Werkstoff, beispielsweise flexiblem Kunststoff.

Statt der unterschiedlichen elektrischen können auch die magnetischen Leitfähigkeiten unterschiedlich gewählt werden, was bei mittelfrequenten oder hochfrequenten Systemen zur berührungslosen Energieübertragung von großer Wichtigkeit ist. Der erwähnte Kunststoff lässt sich dabei auch derart elastisch ausführen, dass das verbinden der Halterung und des Profils besonders einfach ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Profil ein Stranggussprofil, insbesondere ein Aluminium-Stranggussprofil. Somit ist die Herstellung als Meterware und damit kostengünstig ermöglicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Profil Rastnasen zum Herstellen der Verbindung mit der Halterung auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine sichere formschlüssige Verbindung ausführbar ist und das Verbinden besonders einfach ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Rastnasen nach innen gerichtet in eine Ausnehmung des Profils hinein oder die Rastnasen nach außen gerichtet sind. Von Vorteil ist dabei, dass beim nach innen gerichteten Rastnasen diese geschützt sind, bevor die Halterung verbunden wird, und bei nach außen gerichteten Rastnasen die entsprechende Gegenschnittstelle in der Halterung. Welche der beiden Ausführungsarten vorzuziehen ist, entscheidet der Fachmann in Abhängigkeit von der jeweiligen Anlage. Auch die Verschmutzungsgefahren wird er dabei abwägen gegen die Verletzungsgefahr für die Rastnasen des Profils.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind mindestens zwei Rastnasen voneinander beabstandet vorgesehen oder direkt zusammen angeordnet zur Bildung einer pilzkopfähnlichen Form. Von Vorteil ist dabei, dass bei pilzkopfförmiger Ausführung die Rastnasen stabiler sind und nur schwer zerstörbar sind. Bei voneinander beabstandeter Ausführung ist eine höhere Positioniergenauigkeit des Profils erreichbar.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei der Halterung für eine oder mehrere Leitungen sind, dass die Leitungen einrastbar sind und die Halterung an zumindest einem ihrer Enden einen elastischen Bereich aufweist.

Von Vorteil ist dabei, dass die Leitungen gehalten sind und in der Halterung Platz haben. Somit ist die Halterung auch ein Schutz für die Leitungen innerhalb der Anlage. Wesentlicher Vorteil ist auch, dass die Halterung schnell und einfach in der Anlage montierbar ist und genauso schnell und einfach die Halterung befestigbar ist. Somit ist die Anlage insgesamt kostengünstig erstellbar.

Außerdem sind im Wartungs- oder Servicefall die Leitungen leicht und schnell austauschbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind beide Endbereiche der Halterung elastisch ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass das Einrasten ermöglicht wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Halterung aus Kunststoff gefertigt oder aus einem elektrischen Isolator. Von Vorteil ist dabei, dass ein elektrisch im Mittelfrequenzbereich isolationsfester Stoff verwendet wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Halterung an ihrem anderen gegenüberliegenden Ende auf ein pilzkopfförmiges Profil aufrastbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Montage einfach und schnell durchführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Halterung als Ziehprofil ausführbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Halterung kostengünstig herstellbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in die Halterung eine Leitung einrastbar und es sind wahlweise weitere Leitungen einrastbar und im Wesentlichen parallel einbringbar in die Halterung. Von Vorteil ist dabei, dass die Leitung schnell und einfach verlegbar ist in der Anlage. Außerdem kann je nach Anforderung die Anzahl der Leitungen erhöht werden.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem System zur berührungslosen Energieübertragung sind, dass zumindest eine Halterung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche auf ein Profil, das Rastnasen, insbesondere pilzkopfförmige, umfasst, aufrastbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Montage schnell und einfach ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Profil ein Aluminium-Stranggussprofil. Von Vorteil ist dabei, dass das Profil kostengünstig herstellbar ist und die Länge je nach Anforderung bereitgestellt werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das System eine Einschienenhängebahn, wobei das bewegbare Teil einen U-förmigen oder E-förmigen Kern im Übertragerkopf umfasst, der induktiv gekoppelt ist mit in eine Halterung eingerasteten Leitungen. Von Vorteil ist dabei, dass Energie berührungslos übertragbar ist und bei im Übertragerkopf parallel oder in Reihe zur Sekundärspule geschaltetem Resonanzkondensator ist ein besonders hoher Wirkungsgrad erreichbar, auch wenn der Übertragerkopf während der Bewegung in seinem Abstand zu den Leitungen etwas abweicht oder variiert. Es handelt sich insgesamt im Vergleich zu einem Transformator um ein schwächer gekoppeltes System.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das System mittelfrequent betrieben und die Leitungen sind langgestreckt und im Wesentlichen parallel verlegbar. Insbesondere sind zur Steigerung der übertragbaren Leistung Leitungen mehrfach in die Halterung einrastbar, insbesondere in Teilbereichen des Systems, wie Steigungsbereiche, in Weichen oder dergleichen. Von Vorteil ist dabei, dass mehr Leistung übertragbar ist in entsprechenden Teilbereichen der Anlage.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist eine Einschienenhängebahn, also EHB, im Querschnitt ausschnittsweise symbolisiert, die berührungslos mit Energie versorgbar ist. Elektrotechnisch ist ein System gemäß der WO 92/17929 verwendbar für die EHB. Jedoch ist der mechanische Aufbau verschieden:
Das bewegbare Teil 1 ist mit E-förmigem Kern ausgeführt, wobei Hinleiter als Leitungen 4 in einer Halterung 3 eingeklipst sind. Ebenso sind Rückleiter als Leitungen 5 in einer Halterung 3 einklipsbar. Die Halterung 3 ist in ihrem elastischer Bereich 7 der Halterung 3 aufgeklipst auf das Pilzkopf-Profil 6 des Profils 2. Es liegen also formschlüssige einrastfähige Verbindungen vor. Zum Einklipsen ist die Halterung 3 in ihrem jeweiligen Endbereich elastisch ausgeführt, weist also elastische Endbereiche auf. Außerdem sind zum Einklipsen Einrastnasen, also Vorsprünge vorhanden. Die Leitungen 4 sind Primärleiter und auf den E-förmigen Kern ist zumindest eine mit dem Primärleiter induktiv gekoppelte Sekundärspule aufgewickelt zur Abnahme der Energie.
Die Anzahl der einklipsbaren Leitungen ist je nach Anforderung wählbar. Mindestens ein Rückleiter ist als Leitung 5 vorzusehen. Jedoch sind auch wiederum drei Rückleitungen 5 analog zu den drei Hinleitungen 4 vorsehbar. Es ist vorteilhaft, die Anzahl der Hinleitungen und die Anzahl der Rückleitungen gleich vorzusehen.
Die Halterung 3 ist aus einem elektrisch isolierenden Stoff mit entsprechenden elastischen Eigenschaften ausführbar, insbesondere vorteiligerweise Kunststoff. Das Profil ist als Aluminium-Stranggussprofil ausführbar.
Vorteil der Erfindung ist die einfache und schnelle Installation der Leitungen in der Anlage. Außerdem ist die Anzahl der Leitungen variierbar. Somit kann in Steigungsbereichen das bewegbare Teil 1 mit mehr Energie versorgt werden, wenn dort mehrere parallel laufenden und geschaltete Hinleitungen statt einer Hinleitung verlegt werden. Gleiches gilt für die Rückleitungen.
In solchen Steigungsbereichen ist dann zwar der Übertragerkopf überlastbar, jedoch geschieht dies nur kurzfristig und die Erwärmung kann bei geeigneter Auslegung unter einer kritischen Grenze bleiben.
In ebenen Bereichen genügt ein Hinleiter und ein Rückleiter.
Statt Steigungsbereichen sind auch andere Streckenabschnitte, in denen das bewegbare Teil mit mehr Energie versorgt werden muss, entsprechend ausrüstbar mit einer erhöhten Anzahl von Leitungen.
Die Halterung kann bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen länger ausgeführt werden und entsprechend mehr Leitungen umfassen.
In 2 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel im Querschnitt ausschnittsweise gezeigt, das ein Profil 21 mit drei Pilzkopf-Profilen 25 aufweist, auf das zwei erste Halterungen 22 für zwei Rückleitungen und eine zweite Halterung 23 für einen Mittelleiter aufweist. Die Leitungen dien ebenfalls in mehrfacher Ausführung in die Halterung einklipsbar.
Das bewegbare Teil 24 ist mit U-förmigem Kern ausführbar und elektrotechnisch gemäß DE 44 46 779 C2 versorgbar. Die Halterung und sonstige mechanische Ausführung ist jedoch erfindungsgemäß verschieden.
Somit sind in 1 und 2 Systeme zur berührungslosen Energieübertragung gezeigt, die mittelfrequent betreibbar sind.
In 3 ist ein Profil 33 gezeigt, das eine Vertiefung mit Ausnehmungen, die Vorsprünge aufweisen, an denen die Rastnasen 35 der Halterung einrastbar sind. Die Halterung 32 ist für Hinleiter vorgesehen. Die Rückleiter 34 sind eingedrückt in eine Vertiefung 40 des Profils 33. vorteiligerweise ist dabei das Eindrücken derart ausgeführt, dass die Rückleiter einrasten.
Der U-förmige Kern 31 umgibt die Halterung 32 für Hinleiter und beinhaltet auch eine Sekundärspule, die um den U-förmigen Kern gewickelt und vergossen ist.
In 4 sind die Rückleiter 34 weggelassen, wodurch die Vertiefungen 40 besser sichtbar sind.
Das Profil 33 ist aus Aluminium vorgesehen und als Stranggussprofil ausgeführt. Somit ist der Wirkungsgrad bei in dieses Profil direkt eingeklipsten Rückleitern zwar geringer, aber es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die eingesparten Kosten durch die einfache Montage der Rückleiter und die wenigen benötigten Teile sowie die geringen Herstellungskosten bei den Gesamtkosten überwiegen. Wesentlich ist dabei auch, dass die notwendige Handarbeit sehr schnell ausführbar ist. Weiterer Vorteil ist darüber hinaus, dass der U-förmige Kopf 31 sehr nahe an das Profil 33 heranrücken kann, wodurch insgesamt das System zur berührungslosen Energieübertragung sehr kompakt ausführbar ist, insbesondere bei einer Einschienenelektrohängebahn.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch geschlitzte Koaxialleitungen in den Halterungen einklipsbar zur berührungslosen Übertragung von Information. Auch andere Leitungen oder Lichtleitungen sind einklipsbar.
Als Leitungen sind übliche Kabel verwendbar, also Kabel, deren Litzendrähte nicht gegeneinander isoliert sind, oder Kabel, die Litzendrähte umfassen, wobei die einzelnen Litzendrähte zur Isolierung lackiert sind. Im letzteren Fall sind die mittels des Skin-Effekts bewirkten Verluste noch geringer.

1: bewegbares Teil mit E-förmigem Kern
2: Profil
3: Halterung
4: Leitung
5: Leitung
6: Pilzkopf-Profil
7: elastischer Bereich der Halterung
21: Profil
22: erste Halterung
23: zweite Halterung
24: bewegbares Teil mit U-förmigem Kern
25: Pilzkopf-Profil
31: U-förmiger Kern
32: Halterung für Hinleiter
33: Profil
34: Rückleiter
35: Rastnasen der Halterung
40: Vertiefung

Claims

Profil, insbesondere Schiene, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Halterung für eine oder mehrere Leitungen formschlüssig und/oder einrastbar verbindbar ist.
Profil nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil Rastnasen zum Herstellen der Verbindung mit der Halterung aufweist.
Profil nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen nach innen gerichtet sind in eine Ausnehmung des Profils hinein oder die Rastnasen nach außen gerichtet sind.
Profil nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Rastnasen voneinander beabstandet vorgesehen sind oder direkt zusammen angeordnet sind zur Bildung einer pilzkopfähnlichen Form.
Profil nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil ein Stranggussprofil ist, insbesondere ein Aluminium-Stranggussprofil.
Halterung für eine oder mehrere Leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen einrastbar sind und die Halterung an zumindest einem ihrer Enden einen elastischen Bereich aufweist.
Halterung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endbereiche der Halterung elastisch ausgeführt sind, insbesondere zum Ermöglichen des Einrastens.
Halterung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung aus Kunststoff gefertigt ist oder aus einem elektrischen Isolator, insbesondere aus einem elektrisch im Mittelfrequenzbereich isolationsfesten Stoff.
Halterung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung an ihrem anderen gegenüberliegenden Ende auf ein pilzkopfförmiges Profil aufrastbar ist.
Halterung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung als Ziehprofil ausführbar ist.
Halterung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Halterung eine Leitung einrastbar ist und wahlweise weitere Leitungen einrastbar und im Wesentlichen parallel einbringbar in die Halterung sind.
Halterung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung Vorsprünge zum Herstellen einer Einrastverbindung aufweist, insbesondere an zumindest einem ihrer elastischen Enden.
System zur berührungslosen Energieübertragung dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Halterung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche auf ein Profil, das Rastnasen, insbesondere pilzkopfförmige, umfasst, aufrastbar ist.
System zur berührungslosen Energieübertragung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil ein Aluminium-Stranggussprofil ist.
System zur berührungslosen Energieübertragung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Einschienenhängebahn umfasst, wobei das bewegbare Teil einen C-förmigen, U-förmigen oder E-förmigen Kern im Übertragerkopf umfasst, der induktiv gekoppelt ist mit in eine Halterung eingerasteten Leitungen.
System zur berührungslosen Energieübertragung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System mittelfrequent betrieben wird und die Leitungen langgestreckt und im Wesentlichen parallel verlegbar sind.
System zur berührungslosen Energieübertragung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steigerung der übertragbaren Leistung Leitungen mehrfach in die Halterung einrastbar sind, insbesondere in Teilbereichen des Systems, wie Steigungsbereiche oder dergleichen.
System zur berührungslosen Energieübertragung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein C-förmiger oder ein U-förmiger Übertragerkopf vorgesehen ist, wobei Rückleiter in einer Vertiefung des Profils einlegbar vorgesehen sind, insbesondere einklipsbar.