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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von unterschiedlichen Varianten von Schienenteilen und eine Anlage mit Schienenteilen.
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Es ist bekannt, Schienen für öffentliche Transporte, wie Eisenbahn, Straßenbahn oderdergleichen aus Stahl zu fertigen. Die
DE 10 2004 049 982 A1 zeigt zum Beispiel eine Verfahren zum Herstellen von unterschiedlichen Varianten von Schienenteilen, insbesondere Einschienenhängebahnschienen, aus einem Bausatz.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine schienengebundene Transportanlage weiterzubilden, wobei eine möglichst kostengünstige Herstellung ermöglicht sein soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 und bei der Anlage nach den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Herstellen sind, dass es zum Herstellen von unterschiedlichen Varianten von Schienenteilen, insbesondere Einschienenbahn-Schienen oder Einschienenhängebahnschienen, aus einem Bausatz geeignet ist,
wobei der Bausatz zumindest
- - ein erstes Teil,
- - ein zweites Teil mit integriertem Schlitzhohlleiter
- - ein zweites Teil mit integriertem geschlossenem Hohlleiter
aufweist,
wobei das erste Teil wahlweise mit einem der beiden zweiten Teile verbindbar ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass mit wenig Bauteilen aus dem Bausatz eine hohe Varianz von Schienenteilen herstellbar ist. Somit ist je nach Anforderung schnell und einfach die jeweilig Funktion bereit stellbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und das jeweilige zweite Teil lösbar verbunden, insbesondere schraubverbindbar und/oder einklipsbar. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfaches Verbinden ermöglicht ist und außerdem eine Umrüstung einer bestehenden Anlage in einfacher Weise ausführbar ist, insbesondere eine Umrüstung von einem im Profil geschlossenen zu einem Schlitzhohlleiter.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Teil mindestens eine, insbesondere zwei, als Kanal für ein Medium und/oder als Hohlleiter für die Durchleitung elektromagnetischer Wellen verwendbare Ausnehmung auf. Von Vorteil ist dabei, dass keine zusätzlichen Leitungen für die Datenübertragung notwendig sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erste Teil nasenartige, elastisch von einer Schienenwand des ersten Teils auslenkbare Vorsprünge auf, die in Vertiefungen an der Oberfläche des zweiten Teils einklipsbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine Haltefunktion für das zweite Teil in einfacher Weise ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erste Teil eine oder zwei Ausnehmungen auf, die als Kanal beziehungsweise Kanäle für ein Medium und/oder als Hohlleiter für die Durchleitung elektromagnetischer Wellen verwendbare Ausnehmung verwendbar ist beziehungsweise sind. Von Vorteil ist dabei, dass keine zusätzlichen Leitungen für die Durchleitung des Mediums notwendig sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Bausatz zusätzlich zwei verschiedene Reaktivteile
auf, und das Schienenteil als Schienenprofilteil ausgeführt ist, wobei das erste Teil eine Schnittstelle aufweist, an der wahlweise eines der verschiedenen Reaktivteile verbindbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Schienen für verschiedenartig angetriebene Fahrzeuge ausrüstbar sind, insbesondere ist das bei der jeweiligen Antriebsart verschiedenartige Reaktivteil entsprechend vorsehbar. Durch die nicht einstückige, also mehrstückige Ausführung des Schienenteils ist es ermöglicht, dass wenig Lagerteile und auch nur kleine Lagerteile ausreichen, um viele verschiedenen Funktionalitäten erfüllbar zu machen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erste Teil zur Bildung der Schnittstelle Bohrhilfen, insbesondere Bohrkerben, auf, insbesondere als Bohrhilfe beim Anfertigen von Bohrungen, wobei zur Herstellung einer ersten Variante eine erste Bohrhilfe zum Verbinden des Reaktivteils verwendet wird, insbesondere zum Herstellen einer Bohrung für eine das Reaktivteil und das Schienenprofilteil verbindende Schraube,
wobei zur Herstellung einer anderen Variante eine andere Bohrhilfe zum Verbinden des Reaktivteils verwendet wird, insbesondere zum Herstellen einer Bohrung für eine das Reaktivteil und das Schienenprofilteil verbindende Schraube. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Einarbeitung von Bohrkerben ins Schienenprofil in einfacher Weise verschiedene Komponenten verbindbar sind ohne zusätzlichen wesentlichen Aufwand.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als Reaktivteil ein Schwert eines linearen Asynchronmotors oder eines Wirbelstrommotors verwendet oder ein Dauermagnete aufnehmendes Halteteil eines Synchronlinearmotors oder ein Reaktivteil eines Reluktanzmotors oder eine Zahnstange. Von Vorteil ist dabei, dass verschiedenartigste Antriebsprinzipien realisierbar sind. Die je nach Antriebsart hohe im Reaktivteil entstehende Wärme wird direkt oder über den benachbarten Abrollbereich für die Räder des Schienenfahrzeugs an die Umgebung abgeführt. Dabei unterstützt die konvexe Form des jeweiligen Abrollbereichs die Entwärmung durch ihre luftleitende Form. Außerdem ist eine Selbststabilisierung des Fahrzeugs ermöglicht durch die konvexen Abrollbereiche.
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ErfindungsgemäßeMerkmale bei der Anlage mit Schienenteilen sind, dass ein erstes Teil des Schienenteils mit einem zweiten Teil des Schienenteils verbunden ist, insbesondere lösbar verbunden, insbesondere eingeklipst verbunden,
insbesondere wobei das zweite Teil an der Unterseite des ersten Teils, insbesondere in einer U-förmigen Ausnehmung des ersten Teils aufgenommen und gehalten ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der lösbaren Verbindung ein Umrüsten der Anlage in einfacher Weise ermöglicht ist. Außerdem wird von der Verbindung die Gewichtskraft des zweiten Teils kompensiert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist bei der Anlage mit schienengeführtem Fahrzeug ein von zumindest einem Aktor bewegbar angeordnetes Schienenteil in der Anlage, insbesondere in einem oder zwischen zwei Streckenabschnitten, angeordnet,
wobei der Aktor steuerbar ist und von einem Medium, insbesondere von einem unter gegen der Umgebung unter Überdruck stehenden Medium, wie Druckluft, Luft, Wasser, Öl oder Hydrauliköl, antreibbar ist, so dass vom Aktor Kraft zur Bewegung des bewegbar angeordneten Schienenteils erzeugbar ist,
wobei stationär angeordnete Schienenteile der Anlage eine Ausnehmung zur Durchleitung des Mediums zum Aktor aufweisen,
wobei die Schienenteile als Stranggussprofile gefertigt sind.
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Von Vorteil ist dabei, dass die stationär verlegten Schienenteile nicht nur als Tragschiene und Führungsschiene für das Fahrzeug dienen sondern die Verschienung auch als Hohlleiter für Datenübertragung fungieren. Zusätzlich dienen sie auch noch zur Durchleitung eines Mediums, mit welchem ein Aktor betreibbar ist, der ein bewegbar angeordnetes Schienenteil antreibt. Somit ist ein Lift oder eine Weiche betreibbar.
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Vorzugsweise wird die elektronische Schaltung des Aktors elektrisch versorgt über eine induktive Koppelung an den entlang der stationär angeordneten Schienenteile verlegten Primärleiter. Hierzu weist die elektronische Schaltung des Aktors eine Sekundärwicklung auf, welche induktiv an den Primärleiter gekoppelt vorgesehen ist. Aus dem Primärleiter wird also nicht nur das bewegbar angeordnete schienengeführte Transportfahrzeug sondern auch die elektronische Schaltung des stationär angeordneten Aktors versorgt.
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Der Aktor ist also elektrisch ansteuerbar, seine Leistungsversorgung erfolgt jedoch über das „energiebeladene“ Medium, also das unter gegen der Umgebung unter Überdruck stehende Medium.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Aktor elektrisch ansteuerbar, insbesondere von einer übergeordneten Steuerung. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Kommunikation ermöglicht ist, insbesondere in einem Feldbusprotokoll, wie Internet, Profibus oder CANbus Protokoll. Außerdem ist zur Ansteuerung ein elektrisch ansteuerbares Ventil im Aktor vorsehbar, so dass eine einfache Herstellung des Aktors ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden Steuersignale über den Hohlleiterbereich oder Schlitzhohlleiterbereich übertragen von einer übergeordneten Steuereinheit zu einem Aktor. Von Vorteil ist dabei, dass für die Datenübertragung eine Ausnehmung im Stranggussprofil ausreicht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Aktor eine elektronische Schaltung auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Ansteuerung von einer übergeordneten Steuerung, also einer elektrischen Steuerung, ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das bewegbar angeordnete Schienenteil zwischen zumindest zwei Positionen bewegbar, wobei es bei einer ersten Position mit einem ersten stationär angeordneten Schienenteil fluchtend und bei einer zweiten Position mit einem zweiten stationär angeordneten Schienenteil fluchtend anordenbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Lift oder eine Weiche einfach herstellbar ist.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung unterschiedlicher Varianten von Schienen, insbesondere Einschienenbahn-Schienen oder Einschienenhängebahnschienen, aus einem Bausatz, ist es vorteilhaft, dass der Bausatz ein Schienenprofilteil und zwei verschiedene Reaktivteile aufweist,
wobei das Schienenprofilteil eine Schnittstelle aufweist, an der wahlweise eines der verschiedenen Reaktivteile verbindbar ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine zweistückige Ausführung vorgesehen ist. Somit ist je nach verwendetem elektromotorischen Antrieb des Fahrzeugs, also linearer Wirbelstrommotor, Asynchronmotor, Synchronmotor, Reluktanzmotor oder dergleichen, ein entsprechend wirksames Reaktivteil an der Schiene integriert befestigbar.
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In Weiterbildung weist das Schienenprofilteil zur Bildung der Schnittstelle Bohrhilfen, insbesondere Bohrkerben, auf, insbesondere als Bohrhilfe beim Anfertigen von Bohrungen, wobei zur Herstellung einer ersten Variante eine erste Bohrhilfe zum Verbinden des Reaktivteils verwendet wird, insbesondere zum Herstellen einer Bohrung für eine das Reaktivteil und das Schienenprofilteil verbindende Schraube,
wobei zur Herstellung einer anderen Variante eine andere Bohrhilfe zum Verbinden des Reaktivteils verwendet wird, insbesondere zum Herstellen einer Bohrung für eine das Reaktivteil und das Schienenprofilteil verbindende Schraube. Von Vorteil ist dabei, dass je nach gewähltem und somit herzustellenden Schienenteil eine entsprechend unterschiedlich angeordnete Bohrung in einfacher Weise ins Schienenprofilteil einbringbar ist. Somit sind Reaktivteile verbindbar, die mittels mittig oder außermittig angeordneten Verbindungsschrauben verbindbar sind und somit entsprechend unterschiedlichen Wirkungsmechanismen nach funktionieren. Insbesondere ist auch eine Zahnstange als Reaktivteil einsetzbar, so dass ein linearer Getriebemotor ausführbar ist, wobei ein von einem Elektromotor des Getriebemotors angetriebenes Verzahnungsteil des Getriebemotors mit der Zahnstange im Eingriff ist.
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In Weiterbildung weist als Reaktivteil ein Schwert eines linearen Asynchronmotors oder eines Wirbelstrommotors verwendet ist oder ein Dauermagnete aufnehmendes Halteteil eines Synchronlinearmotors oder ein Reaktivteil eines Reluktanzmotors oder eine Zahnstange. Von Vorteil ist dabei, dass unterschiedliche Wirkweisen bei dem Linearantrieb des Fahrzeugs ausführbar sind. Insbesondere ist eine Umrüstung einer bestehenden Anordnung von einem Wirkprinzip auf ein anderes Wirkprinzip sehr einfach und schnell ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schienenteil ein Schienenprofilteil ausgeführt,
wobei das Schienenprofilteil mehrere voneinander beabstandete Bohrhilfen aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass je nach gewünschter Ausführungsvariante, also je nach Reaktivteil, Bohrungen in das Schienenprofilteil in einfacher Weise, schnell und hochpräzise einbringbar sind. Auf diese Weise ist dann bei der erfindungsgemäßen Baureihe eine hohe Varianz von Schienen mit einer geringen Teilezahl im Bausatz herstellbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schienenprofilteil als Stranggussteil gefertigt, insbesondere mit den Bohrhilfen, insbesondere wobei das Schienenprofilteil aus Aluminium gefertigt ist. Von Vorteil ist dabei, dass kein zusätzlicher Aufwand zur Herstellung der Bohrkerben notwendig ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Schienenprofilteil eine Ausnehmung zur Durchleitung eines Kühlmediums, wie Luft, Druckluft, Wasser, Öl oder Hydrauliköl, angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das beispielsweise von Wirbelströmen erwärmte Schienenprofilteil kühlbar ist mit dem Kühlmedium. Die Ausnehmungen sind derart ausführbar, dass sie die Stabilität des Schienenprofilteils verbessern. Sie sind hierzu beispielsweise mit kreisrundem Querschnitt ausgeführt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Schienenprofilteil zumindest eine Lauffläche für ein Rad eines Fahrzeugs auf. Von Vorteil ist dabei, dass mehrere Funktionalitäten mittels der Schiene ausführbar sind, wie Lauffläche für Rad und Führungsrad sowie Reaktivteil, Datenübertragung mittels Hohlleiter und Schlitzhohlleiter und/oder Durchleiten eines Kühlmediums durch einen Kühlkanal.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Bohrhilfen als sich in Schienenrichtung erstreckende, zueinander parallel verlaufende Kerben, insbesondere Bohrkerben, ausgeführt sind,
insbesondere wobei Bohrkerben an der Oberseite und weitere Bohrkerben an einer Seitenfläche angeordnet sind, so dass ein Primärleiter durch eine in die Bohrkerbe eingebrachte Bohrung hindurchführbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass an vorgebbarer Schienenposition eine Bohrung einbringbar ist in einfacher Weise und somit ein Kabel hindurchführbar ist von der dem Fahrzeug zugewandten Seitenfläche des Schienenprofilteils zu der vom Fahrzeug abgewandten Seite des Schienenprofilteils.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Schienenprofilteil eine als Hohlleiter verwendete Ausnehmung und eine als Schlitzhohlleiter verwendete Ausnehmung auf, wobei
- - eine Antenne zum Einkoppeln beziehungsweise Auskoppeln von elektromagnetischer Strahlung in den Hohlleiter,
- - eine Antenne zum Einkoppeln beziehungsweise Auskoppeln von elektromagnetischer Strahlung in den Schlitzhohlleiter und
- - das Fahrzeug eine Antenne zum Einkoppeln beziehungsweise Auskoppeln von elektromagnetischer Strahlung in den Schlitzhohlleiter
vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass Daten vom Fahrzeug über den Schlitzhohlleiter zur nächstgelegenen Einspeisung übertragbar sind und dort die für andere Geräte, wie beispielsweise andere Einspeisungen oder einen zentralen Rechner, bestimmten Daten über den Hohlleiter weiterübertragbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung unterscheidet sich die im Hohlleiter eingespeiste Frequenz der elektromagnetischen Wellen weniger als um den Faktor Zwei von der in den Schlitzhohlleiter eingespeisten Frequenz elektromagnetischer Wellen. Von Vorteil ist dabei, dass im Wesentlichen ein ähnlicher Frequenzbereich verwendbar ist und somit die Ausnehmungen im Schlitzhohlleiterprofil ähnlich groß sind. Auf diese Weise ist eine hohe Stabilität des Schienenprofilteils durch geeignete Anordnung der Ausnehmungen erreichbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an einer ersten Bohrhilfe eine Bohrung eingebracht, an der ein erstes Reaktivteil schraubverbunden ist, wobei eine von der ersten Bohrhilfe beabstandete Bohrhilfe ungenutzt am Schienenprofilteil angeordnet ist, insbesondere zur Nutzung bei einer Schraubverbindung mit einem vom ersten Reaktivteil unterschiedlichen Reaktivteil. Von Vorteil ist dabei, dass verschiedene Varianten erzeugbar sind mit wenig verschiedenen Teilen, also aus einem nur kleinen Bausatz von Teilen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bohrhilfen in einer Nut angeordnet, insbesondere an deren Nutgrund. Von Vorteil ist dabei, dass die Nutwände zur Zentrierung und seitlichen Begrenzung verwendbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Nut in einer Lauffläche eingebracht. Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug beidseitig der Nut mittels Rädern auf der Lauffläche abstützbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind weitere als Hohlleiter verwendbare Ausnehmungen im Schienenprofilteil angeordnet, wobei die Abmessungen derart klein sind, dass eine mindestens zweifach höhere Frequenz verwendet werden muss als bei dem Schlitzhohlleiter. Von Vorteil ist dabei, dass weitere Datenübertragungskanäle vorsehbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Schienenprofilteil Aufnahmemittel ausgeprägt, an denen ein einen Primärleiter aufnehmendes Haltemittel, insbesondere Kunststoffprofilteil, befestigbar ist, in welchen ein mittelfrequenter Wechselstrom einprägbar ist, insbesondere mit einer Frequenz zwischen 10 und 500 kHz, so dass eine am Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung induktiv gekoppelt ist an den Primärleiter, welcher in Schienenrichtung langgestreckt verlegt ist, und der Sekundärwicklung eine Kapazität derart in Reihe oder parallel zugeschaltet ist, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Frequenz des in den Primärleiter eingespeisten Wechselstroms entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass eine berührungslose Energieübertragung ans Fahrzeug ermöglicht ist. Allerdings werden dabei Wirbelströme in Metallischen Teilen erzeugt, die zu einer Erwärmung führen. Zur Kühlung sind Kühlkanäle im Schienenprofilteil vorgesehen, die ein Kühlmedium
durchleiten.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist eine erfindungsgemäße zweigeteilt ausgeführte Einschienenhängebahn-Schiene, also EHB-Schiene im Querschnitt gezeigt, wobei ein erstes Teil der Schiene die Schienenwand 15 aufweist und ein zweites Teil einen Schlitzhohlleiter 1, der einklipsbar ist in das erste Teil. Erstes und zweites Teil sind voneinander beabstandet, also noch nicht verbunden, gezeigt.
- In der 2 ist eine andere erfindungsgemäße EHB-Schiene im Querschnitt gezeigt, wobei im Unterschied zur 1 das zweite Teil einen geschlossenen Hohlleiter aufweist. Erstes und zweites Teil sind voneinander beabstandet, also noch nicht verbunden, gezeigt.
- In 3 ist die Schiene der 1 im verbundenen Zustand gezeigt, also bei ins erste Teil eingeklipstem zweiten Teil.
- In 4 ist die Schiene der 2 im verbundenen Zustand gezeigt, also bei in erste Teil eingeklipstem zweiten Teil.
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In 1 und 3 ist die Öffnung des Schlitzhohlleiters 1 nach unten hin gerichtet angebracht. Der Querschnitt des Schlitzhohlleiters 1 hat ein pilzkopfförmiges Aussehen. Denn vom Schlitz aus nach innen verbreitert sich der Hohlraum des Schlitzhohlleiters. Seitlich neben der Verbreiterung sind Ausnehmungen 8 angebracht, die einerseits die mechanische Stabilität des zweiten Teils verbessern und andererseits nutzbar sind als geschlossene Hohlleiter oder Kanal für ein Medium, wie Luft, Druckluft, Öl, Hydrauliköl. Vorzugsweise steht dieses Medium also gegenüber der Umgebung unter Überdruck. Auf diese Weise sind zusätzliche Leitungen für das Medium einsparbar und ein Aktor betreibbar.
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Das zweite Teil weist eine Nut auf, mit welcher ein Einklipsen in entsprechende Nasen an einer Innenwandung eines U-förmigen Bereichs des ersten Teils ermöglicht ist. Dabei sind die Nasen abgeschrägt ausgeführt und am Schenkel des U angebracht, welcher beim Einführen des zweiten Teils elastisch auslenkbar ist vom restlichen ersten Teil, insbesondere Schienenwand 15.
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Mittels des Einklipsens ist ein schnelles und einfaches Verbinden des ersten und zweiten Teils ermöglicht.
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Außerdem ist mittels dieser Schnittstelle ein andersartiges zweites Teil mit dem ersten Teil verbindbar, wie in 2 gezeigt ist. Denn der gemäß 2 eingeklipste zweite Teil weist einen geschlossenen Hohlleiterbereich 2 auf, der im Gegensatz zum Schlitzhohlleiterbereich 1 der 1 eine geringere Dämpfung für die sich in Schienenrichtung ausbreitenden elektromagnetischen Wellen aufweist.
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Statt des in den Figuren gezeigten Einklipsens ist die Schnittstelle auch als formschlüssige Verbindungsschnittstelle ausführbar, insbesondere mit einem Lochbild am ersten und zweiten Teil für Verbindungsschrauben.
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Die Schnittstelle ist dabei stets lösbar ausgeführt. Bei unlösbarer Ausführung der Schnittstelle, also beispielsweise stoffschlüssigem Verbinden, wie Verschweißen, Verlöten oder Verkleben, des ersten und zweiten Teils ist ein Austausch des zweiten Teils nicht oder nur schwer ausführbar.
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Mittels eines Bausatzes, der die drei unterschiedlichen Teile der 1 und 2 aufweist, ist also ein wahlweises Herstellen zweier zueinander unterschiedlicher Schienenteile ermöglicht. Mit einer geringen Teilezahl ist also eine hohe Varianz einer Baureihe erreichbar. Je nach Transportanlage ist die entsprechende Schiene erstellbar. Somit ist ein einfaches Herstellverfahren aufgezeigt, das eine hohe Varianz ermöglicht.
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Vorzugswiese sind erstes und zweites Teil als Stranggussprofilteile herstellbar. Dabei sind im Stranggussprofil Ausnehmungen vorgesehen, die in Stranggussrichtung sich durchgängig erstrecken.
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Wie in 1 gezeigt, sind im oberen Teil, also ersten Teil, der EHB-Schiene zwei separate Ausnehmungen 14 angeordnet, die als Hohlräume zur Durchleitung elektromagnetischer Wellen verwendbar sind. Die Ausnehmungen 14 sind also optional als Hohlleiter verwendbar.
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An den Außenseiten, insbesondere an der Oberseite und den Seitenwänden der die Ausnehmungen 14 umgebenden Wandung, sind Laufflächen (3, 4) für Räder vorgesehen. Dabei ist auf der Oberseite eine Lauffläche 4 für Lasträder vorgesehen, die im Wesentlichen die Gewichtskraft des Schienenfahrzeugs einleiten in diese Lauffläche 4 auf der Oberseite. Die Kraft muss durch das Schienenprofil durchgeleitet werden bis zu dessen Aufhängung, wo dann die Kraft abgeleitet wird an die Aufhängung.
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An den Seitenflächen der Wandung sind die Laufflächen 3 für Führungsräder des Schienenfahrzeugs vorgesehen. Somit ist das Fahrzeug entlang der Schiene seitlich führbar.
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Die die Ausnehmungen 14 umfassende Wandung ist über die Schienenwand 15 mit einem weiteren Abschnitt des Profils verbunden, der wiederum eine im Querschnitt geschlossene Ausnehmung 2 aufweist, die als Hohlleiter verwendet wird. Außerdem ist eine zur Seite hin offene Ausnehmung 1 ausgeführt, die als Schlitzhohlleiter verwendbar ist. Somit ist in einstückiger Weise eine Schiene geschaffen, die nicht nur die Gewichtskraft des Fahrzeugs und die seitliche Führung des Fahrzeugs sondern auch die Durchleitung von Wellen ermöglicht. Dabei ist ein im Profil geschlossener Hohlraum als Hohlleiter 2 verwendet und ein im Profil seitlich offener Hohlraum verwendet, welcher als Schlitzhohlleiter 1 vorgesehen ist. Dabei führt das Fahrzeug eine Antenne zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen am Schlitzbereich entlang, so dass ein Austausch von Daten während der Bewegung des Fahrzeugs ununterbrochen ermöglicht ist. Denn die in den Schlitzhohlleiter 1 eingekoppelten Wellen breiten sich zwar entlang der Schiene aus, jedoch tritt ein Anteil am Schlitz heraus und ist daher zum Empfangen von Daten verwendbar. Umgekehrt wird ein Teil der aus der Antenne austretenden elektromagnetischen Strahlung in den Schlitzhohlleiter 1 eingekoppelt und somit von diesem entlang der Schienenrichtung weiterleitbar. Die Koppelungseinrichtung zum Einkoppeln beziehungsweise zum Auskoppeln der elektromagnetischen Strahlung ist in den Figuren nicht gezeigt.
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An der die Ausnehmungen 14 umgebenden Wandung und an dem über die Schienenwand 15 verbundenen Abschnitt sind jeweils Befestigungsmittel 10, insbesondere Aufhängemittel, vorgesehen. Somit ist die EHB-Schiene mittels der Befestigungsmittel 10 an einer Hallenwand oder an T-Trägern einer Anlage befestigbar, insbesondere lösbar verbindbar. Hierdurch ist ein schnelles und einfaches Austauschen ermöglicht. Dabei wird die gesamte Schiene austauschbar, also sowohl der mechanisch tragende und als elektromagnetisch durchleitender Hohlleiter fungierende Teil.
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An einer Seitenfläche der Schienenwand 15 sind auch Aufnahmen 7 für Hutschienen, insbesondere Hutschienenbefestigungsmittel, angeordnet, so dass also eine Hutschiene befestigbar ist, die weitere Funktionalitäten ermöglicht. Beispielswiese ist hier ein sich in Schienenrichtung erstreckender Primärleiter in eine Hutschiene einklipsbar, wobei die Hutschiene aus Kunststoff ist und sich ebenfalls in Schienenrichtrung erstreckt. Somit ist ein Schienenfahrzeug mit einer zugehörigen Sekundärwicklung induktiv versorgbar.
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Außerdem sind im Schienenprofil noch Ausnehmungen vorgesehen, die als
Kanal 8, insbesondere Druckluftkanal oder Hydraulikkanal, verwendbar sind. Somit ist in Schienenrichtung Druckluft oder Hydraulikdruck durchleitbar, so dass eine Entwärmung des Schienenprofils erreichbar ist. Da aus dem Primärleiter starke Wechselmagnetfelder austreten, werden Wirbelströme im Schienenprofil induziert, die zu einer Erwärmung desselben führen. Mittels der Ausführung des Schienenprofils aus Metall, insbesondere Aluminium, wird die Wärme besonders gut abgeführt an die Druckluft oder Hydraulikkanäle. Somit sind als Laufräder und/oder Führungsräder sogar Kunststoff-ummantelte Räder oder Kunststoffräder verwendbar, also ist an der Lauffläche eine Materialpaarung zwischen Metall der Schiene und Kunststoff einsetzbar. Dies führt zu einem besonders geräuscharmen Betrieb des Fahrzeugs.
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Auch im unteren Abschnitt, also am zweiten Teil, sind seitlich Laufflächen 3 für Seitenräder und an der Unterseite eine Lauffläche für weitere Führungsräder vorgesehen.
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An der Schienenwand 15 ist eine Befestigungsfläche 6 für Kennzeichnungsmittel oder Codierungen, insbesondere Barcode oder Gebermaske, vorgesehen. Somit ist mittels eines am Fahrzeug angeordneten Sensors die Codierung ablesbar und daraus eine Information für die jeweilige aktuelle Position des Fahrzeugs bestimmbar. Diese Bestimmung erfolgt mittels einer elektronischen Schaltung im Fahrzeug, die mit dem Sensor elektrisch verbunden ist und somit die von diesem detektierten Informationen verarbeitet.
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Mittels der Bohrkerben 9 ist eine Bohrhilfe geschaffen, insbesondere schon beim Stranggießen. Somit sind Bohrungen in einfacher Weise einbringbar in die Schienenwand 15 und somit auch elektronische Module anschraubbar. Außerdem ist ein Primärleiterkabel hindurchführbar durch solch ein Bohrloch. Vorzugswiese wird dieser Primärleiter in ein Kunststoffprofil eingeklipst, welches am Hutschienenbefestigungssystem 7 formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist, insbesondere eingeklipst.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist in der Oberseite eine Adaptionsnut für weitere Komponenten eingebracht. Dabei ist ein sich nach oben, also von der Schienenwand 15 weg erstreckendes schwertartiges Teil, also Schwert vorsehbar, das entweder als stationäres Teil eines linearen Asynchronmotors aufgebaut ist, wobei dann das Fahrzeug einen Stator mit einer Drehstromwicklung aufweist, die mit dem Schwert als lineares Äquivalent zum Kurzschlusskäfig wechselwirkt zur Erzeugung von Vorschubkraft in Schienenrichtung. Alternativ weist das Fahrzeug einen Polradantrieb als Wirbelstromantrieb auf, bei dem eine Anordnung von Dauermagneten in Drehbewegung versetzbar ist von einem Elektromotor, so dass diese Dauermagnete am Schwert vorbeidrehen und dabei Wirbelströme in diesem erzeugen, wodurch Vorschubkraft in Schienenrichtung erzeugbar ist.
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Alternativ ist statt des Schwertes auch eine Zahnstange an der Oberseite des ersten Teils vorsehbar, so dass vom Schienenfahrzeug auch große Steigungen in der Anlage überwindbar sind, indem das Fahrzeug ein Zahnrad aufweist, dessen Zähne mit der Verzahnung der Zahnstange in Eingriff bringbar sind, so dass ein Durchdrehen von Antriebsrädern vermeidbar ist, insbesondere auch bei großen Steigungen, also hohen Hangabtriebskräften .
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Für das erste Teil ist das Schienenprofil derart gestaltbar, dass ein integrierter Kabelkanal schaffbar ist, so dass Kabel einlegbar sind und somit in Schienenrichtung in einfacher Weise verlegbar sind.
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Außerdem ist eine Adaptionsnut für einen aufsteckbaren Kabelkanal oder weitere Komponenten am Profil vorsehbar. Somit ist also eine Halterung einsteckbar, die beispielsweise einen Primärleiter aufnimmt und hält, der von einem Spulenkern einer am Fahrzeug angeordneten Sekundärwicklung zumindest teilweise umfassbar ist und somit an diese induktiv ankoppelbar.
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Innerhalb der Anlage sind für jeden Streckenabschnitt Einspeisungen vorgesehen, Diese prägen einen mittelfrequenten Wechselstrom, insbesondere mit einer Frequenz zwischen 10 und 500 kHz, in einen langgestreckten Linienleiter ein, welcher in Schienenrichtung verlegt ist und der somit induktiv koppelbar ist an eine am Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung. Der Sekundärwicklung ist eine Kapazität derart in Reihe oder parallel zugeschaltet, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der eingeprägten Wechselstromfrequenz entspricht, wodurch ein hoher Wirkungsgrad bei der berührungslosen Energieübertragung vom Primärleiter an die Sekundärwicklung des Fahrzeuges erreichbar ist.
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Schlitzhohlleiter 1 und Hohlleiter 2 werden unterschiedlich verwendet. Wie oben geschildert, werden zwischen Fahrzeug und Schlitzhohlleiter Daten ausgetauscht, so dass diese dann im Schlitzhohlleiter weiterleitbar sind bis zu einer in den Schlitzhohlleiter hineinragenden Antenne.
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Vorzugsweise wird diese Antenne im Bereich der Einspeisung des Primärstroms angeordnet. In diesem Bereich ist ein Schlitz im Schienenteil eingefräst, in den eine Platte eingeschoben ist, so dass der Hohlleiter 2 in einen vorderen und hinteren Halbraum getrennt ist. Entsprechend wird vor und hinter der Platte jeweils eine Antenne vorgesehen zur Einkoppelung oder Auskoppelung von elektromagnetischen Wellen. Die Signale der Antennen werden einer jeweiligen Datenübertragungseinrichtung zugeführt, die jeweils im Beriech der Einspeisung angeordnet sind.
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Der Schlitzhohlleiter 1 wird verwendet, um eine stabile geschirmte Funkverbindung für die bewegbaren spurgeführten Fahrzeuge zu realisieren. Dies bedeutet, dass die Anbindung eines Fahrzeuges an den Schlitzhohlleiter erfolgt über einen mobilen Fahrzeugkoppler, also eine entlang dem Schlitz des Schlitzhohlleiters geführte Antenne. Somit ist eine berührungslose mobile Datenübertragung ermöglicht.
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Der geschlossene Hohlleiter 2 wird für die stationäre Backbone-Kommunikation verwendet. In diesem Fall sind sowohl Sender als auch Empfänger fest an einem Ort und können nicht bewegt werden. Zwischen der Sende- und der Empfangsposition ist der Hohlleiter geschlossen und es kann dazwischen keine Signalanbindung, also Signaleinkoppelung oder Signalauskoppelung, erfolgen. Auf diese Weise ist also eine stationäre Datenübertragung wie bei einer Kabelverbindung mit Koaxialkabel realisiert, wobei hier dieses Kabel einsparbar ist.
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Wichtig ist dabei, dass jedem Streckenabschnitt eine elektrische Anordnung, die als Einspeisung bezeichenbar ist, zugeordnet ist, die nicht nur zur Leistungszufuhr in den Primärleiter zwecks berührungsloser Leistungsversorgung des Fahrzeugs vorgesehen ist, sondern auch Signale zwecks Datenübertragung ein- beziehungsweise ausgekoppelt werden. Dabei werden die Signale in den Hohlleiter 2 eingekoppelt und/oder in die als Hohlleiter verwendbaren Ausnehmungen 14. Auf diese Weise ist eine Datenübertragung zu allen Einspeisungen oder einer zentralen Steuerung ermöglicht, da alle Einspeisungen und gegebenenfalls auch die zentrale Steuerung zum Datenaustausch mit dem Hohlleiter 2 beziehungsweise den Ausnehmungen 14 eine entsprechend in den Hohlleiter beziehungswiese in die Ausnehmungen hineinragende Antenne aufweisen.
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Mittels des Schlitzhohlleiters sind Daten austauschbar zwischen dem Fahrzeug und derjenigen Einspeisung, welche im der Einspeisung zugeordneten Streckenabschnitt mit einer in den Schlitzhohlleiter 1 hineinragenden Antenne verbunden ist
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Zwar werden die Signale in den Schlitzhohlleiter 1 und den Hohlleiter 2 beziehungsweise die Ausnehmungen 14 mit Frequenzen aus dem Frequenzbereich zwischen 4 und 8 GHz eingekoppelt, jedoch ist die Dämpfung in Schienenrichtung beim Schlitzhohlleiter 1 größer und daher eine geringere Datenübertragungsrate und/oder Reichweite realisierbar.
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Im Hohlleiter 2 und/oder den Ausnehmungen 14 ist die Dämpfung geringer und daher die Datenübertragung mit einer hohen Rate ermöglicht.
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Die genannte Adaptionsnut weist eine in der Nut mittig angeordnete Bohrkerbe und zwei weitere Bohrkerben auf, so dass an zu beiden Seiten der mittig angeordneten Bohrkerbe jeweils zumindest eine Bohrkerbe angeordnet ist, insbesondere sind diese Bohrkerben dann außermittig angeordnet. Dabei ist eine symmetrische Beabstandung zur mittig angeordneten Bohrkerbe vorteilhaft.
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Die Bohrkerben sind in Schienenrichtung ausgedehnt ausgeführt, insbesondere also vom Strangguss-Werkzeug beim Stranggießen eingebracht.
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Auf diese Weise ist es einfach, eine Bohrung im Bereich der Bohrkerbe einzubringen, da das Bohrwerkzeug beim Ansetzen nicht seitlich abrutscht. Die Bohrung umfasst nach deren Herstellung die Bohrkerbe.
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Bei der Herstellung wird wahlweise eine Ausführung mit Schwert oder Zahnstange herstellbar. Hierzu werden die entsprechend vorteilig angeordneten Bohrungen in das Profilteil an den entsprechenden Bohrkerben eingebracht.
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Bei Wahl der Ausführung mit Schwert werden zwei Bohrungen in den außermittigen Kerben verwendet, so dass das Schwert an seiner im Nutgrund angeordneten Verbreiterung zu beiden Seiten schraubverbunden ist mit dem Profilteil.
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Bei Wahl der Ausführung mit Zahnstange wird eine Bohrung in den mittig angeordneten Kerbe verwendet, so dass die Zahnstange mittig schraubverbunden ist mit dem Profilteil, insbesondere wobei die Schraubverbindung in einer Vertiefung der Zahnstange angeordnet ist, also an einer Stelle mit möglichst kleiner Wandstärke.
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Somit ist also ein Bausatz bereit stellbar, der das erste Teil, das zweite Teil, die Zahnstange und das Schwert aufweist. Aus diesem Bausatz sind dann wahlweise eine Variante mit Schwert oder alternativ mit Zahnstange herstellbar und jeweils wahlweise mit Schlitzhohlleiter oder geschlossenem Hohlleiter. Daher sind mit einer geringen Teilezahl eine hohe Anzahl an Varianten herstellbar. Auf diese Weise ist somit eine Baureihe von verschiedenen Schienenprofilen aus dem Bausatz erzeugbar.
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Vorzugsweise sind weitere Bohrkerben ebenfalls in Schienenrichtung parallel ausgeführt und in der Adaptionsnut vorgesehen, wodurch somit weitere Schraubverbindungen in anderen Abständen zur mittig angeordneten Bohrkerbe ermöglicht sind.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen sind nicht nur Schwert oder Zahnstange sondern auch weitere Reaktivteile, wie ein Dauermagnete aufnehmendes Halteteil zur Bildung eines Synchronlinearmotors oder ein Reaktivteil eines linearen Reluktanzmotors aufgenommen.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist statt der mittig angeordneten Bohrkerbe eine nicht mittig angeordnete Bohrkerbe verwendet.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist eine Anlage mit einem schienengeführten Transportsystem ausführbar, wobei die Schienenanordnung aus Schienenteilen zusammengesetzt ist, wobei jedes Schienenteil vorzugsweise nach 1 oder 2 ausgeführt ist. Zwei Aktoren sind mit einem der Schienenteile verbunden, so dass dieses in der Vertikalrichtung antreibbar ist. Dabei ist das Schienenteil derart lang in Schienenrichtung ausgeführt, dass ein Schienenfahrzeug zusammen mit dem Schienenteil in Vertikalrichtung bewegbar ist. Insbesondere ist das Schienenfahrzeug in Schienenrichtung weniger ausgedehnt als das Schienenteil. Die Antriebskraft der Aktoren ist entsprechend stark ausgeführt.
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Die Aktoren sind mit einem Medium, wie Druckluft oder Hydrauliköl betreibbar. Dieses Medium wird an einer Einspeisestation in einen Kanal 8, insbesondere Druckluftkanal oder Hydraulikkanal, eingeführt, insbesondere mit entsprechend hohem Druck eingespeist. Somit ist das Medium über die in Reihe aneinander angeordneten Schienenteile bis zum Lift durch den Kanal 8 herantransportierbar.
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Dort wird beispielsweise aus dem letzten stationären, also unbeweglich angeordneten Schienenteil das Medium weitergeleitet an einen oder mehrere Aktoren, die dadurch betreibbar sind. Die Aktoren umfassen beispielsweise ein steuerbares Ventil, welches das unter Druck stehende Medium einem Zylinder mit Hubkolben zuführt, so dass dieser Hubkolben nach Öffnen des Ventils eine lineare Bewegung ausführt. Auf diese Weise ist das bewegbar angeordnete Schienenteil vom Kolben antreibbar, so dass ein Lift gebildet ist, und samt dem am Schienenteil verbundenen Fahrzeug, beispielsweise samt dem an Schienenteil hängenden Fahrzeug vertikal transportierbar. Das Fahrzeug kann nach Ausführung seiner Vertikalbewegung im vertikal höheren Schienenabschnitt seine Fahrt fortsetzen.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist auch in analoger Weise eine Weiche ausführbar, wobei dort das bewegbar angeordnete Schienenteil in horizontalter Richtung verschiebbar ist, so dass das Fahrzeug von einem ersten Schienenteil kommend seine Fahrt in einem der beiden wahlweise befahrbaren Schienenstreckenabschnitten fortsetzen darf.
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Sobald beim Ausführungsbeispiels mit Weiche oder Lift das bewegbar angeordnete schienenteil fluchtend positioniert ist mit einem benachbarten stationären, also unbewegbaren schienenteil, ist auch eine Datenübertragung ausführbar, da der Hohlleiterbereich der beiden fluchtenden Schienenteile ebenfalls fluchtet und somit die elektromagnetischen Wellen zwischen dem Hohlleiterberiech des stationären Schienenteils und dem Hohlleiterbereich des von den Aktoren bewegbar angeordneten Schienenteils übertragbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schlitzhohlleiter
- 2
- Hohlleiter
- 3
- Lauffläche für Seitenräder
- 4
- Lauffläche für Lasträder
- 5
- Lauffläche für weitere Führungsräder
- 6
- Befestigungsfläche für Kennzeichnungsmittel oder Codierungen, insbesondere Barcode oder Gebermaske
- 7
- Aufnahme für Hutschienen, insbesondere Hutschienenbefestigungsmittel
- 8
- Kanal, insbesondere Druckluftkanal oder Hydraulikkanal
- 15
- Schienenwand
- 14
- separate Ausnehmung
- 10
- Befestigungsmittel, insbesondere Aufhängemittel
- 9
- Bohrhilfen, insbesondere Bohrkerben
