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Die Erfindung betrifft eine Anlage mit einem auf Schienen bewegbaren, insbesondere geführten, Mobilteil.
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Aus der
DE 10 2013 007 646 B3 ist eine Schienenanlage mit einem Schienenfahrzeug bekannt dem mittels Schlitzhohlleiter Daten übertragbar sind.
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Aus der
US 9 866 325 B1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Anlage mit einem auf Schienen bewegbaren Mobilteil bekannt.
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Aus der
DE 24 41 359 A1 ist eine Anordnung zur kontaktlosen Signalübertragung zwischen relativ zueinander bewegten Teilen bekannt.
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Aus der
EP 1 724 952 A1 ist ein Kommunikationssystem mit einem seitlich leckenden optischen Lichtleiter bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schienenanlage in einfacher und kostengünstiger Weise weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anlage nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anlage mit einem auf Schienen bewegbaren, insbesondere geführten, Mobilteil ist parallel zu den Schienen mindestens ein erster seitlich strahlender Lichtleiter angeordnet,
wobei das Mobilteil einen Transceiver aufweist, mittels dessen Sender Licht in den Lichtleiter einstrahlbar ist und/oder mittels dessen Empfänger von dem oder einem Lichtleiter seitlich abgestrahltes Licht detektierbar ist,
wobei der Transceiver mit einer elektronischen Steuerung des Mobilteils verbunden ist, insbesondere mittels eines Datenbusses, insbesondere Ethernet.
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Von Vorteil ist dabei, dass Licht zur Datenübertragung verwendet wird und daher kostengünstige optoelektrische und elektrooptische Wandler, insbesondere Phototransistor und Leuchtdiode, verwendbar sind. Außerdem ist ein seitlich strahlender Lichtleiter verwendet, welcher bei veränderlichem Abstand des stationären Transceivers zum bewegbar angeordneten Transceiver eine Verringerung der Abhängigkeit der Lichtintensität vom Abstand bewirkt. Denn das seitlich ausgestrahlte Licht ist im Wesentlichen unabhängig von der Position des Mobilteils entlang der Schienen, weil der Lichtleiter nur einen geringen Anteil des Lichts pro Längeneinheit seitlich herausleitet. Vorzugsweise wird aber Mobilteil-seitig ein gleichartiger Lichtleiter angebracht, so dass eine weitere Verringerung der Abstandsabhängigkeit erreichbar ist.
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Die erfindungsgemäße Schienenanlage ist also mit stationär angeordnetem seitlich strahlendem Lichtleiter ausgestattet, wobei zur bidrektionalen Übertragung von moduliertem Licht das Schienenfahrzeug ebenfalls einen solchen Lichtleiter aufweist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an den Schienen ein Profilteil angeordnet, welches als Abschirmung gegen Störlichtquellen fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass ein Ziehprofilteil verwendbar ist, welches kostengünstig fertigbar ist und nicht nur Störlicht abschirmt, sondern auch mechanische Schutzfunktion für den Lichtleiter bewirkt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Mobilteil ein zweites Profilteil als Abschirmung gegen Störlichtquellen angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Abschirmung gegen Störlicht weiter verbessert ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung schirmt das an den Schienen angeordnete Profilteil einen ersten Lichtleiter von dem von einem zweiten Lichtleiter abgestrahlten Licht ab,
insbesondere wobei der erste und der zweite Lichtleiter im Profilteil aufgenommen sind. Von Vorteil ist dabei, dass Störlicht reduziert wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das vom Sender gesendete Licht und das vom Empfänger empfangene Licht dieselbe Wellenlänge auf. Von Vorteil ist dabei, dass durch räumliche Trennung der bidirektionale Lichtstrom aufgetrennt wird und somit keine gegenseitige Störung, sondern ein Duplex-Übertragungs -Verfahren ermöglicht ist.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung weist das vom Sender gesendete Licht eine erste Wellenlänge und das vom Empfänger empfangene und detektierte oder ausgewertete Licht eine zweite Wellenlänge auf,
wobei die erste Wellenlänge unterschiedlich zur zweiten Wellenlänge ist. Von Vorteil ist dabei, dass keine räumliche Trennung notwendig ist.
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Insbesondere ist somit stationärseitig nur ein einziger seitlich strahlender Lichtleiter als erster Lichtleiter im Profilteil stationär notwendig.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung strahlt der Sender des ersten Transceivers Licht in eine erste Stirnseite des ersten Lichtleiters ein und der Empfänger des ersten Transceivers empfängt das an der anderen Stirnseite des ersten Lichtleiters austretende Licht. Von Vorteil ist dabei, dass die Stirnseite, also die gesamte Stirnfläche dem Eintritt von Licht zur Verfügung steht. Somit ist eine hohe Lichtleistung einleitbar in den ersten Lichtleiter. Ebenso tritt am anderen Endbereich des ersten Lichtleiters eine hohe Lichtstärke aus.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Mobilteil einen elektrischen Antrieb auf, welcher von der elektronischen Steuerung steuerbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Steuerung abhängig von den empfangenen Informationen, wie Befehlen, ein Steuern des Mobilteils ermöglichen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Mobilteil einen ebenfalls als seitlich strahlenden Lichtleiter betreibbaren Lichtleiter auf, welcher parallel zu den Schienen ausgerichtet ist,
insbesondere wobei der Lichtleiter des Mobilteils derart angeordnet ist, dass vom ersten Lichtleiter seitlich abgestrahltes Licht vom Lichtleiter des Mobilteils aufnehmbar ist und stirnseitig einem Empfänger des Transceivers des Mobilteils zuführbar ist,
insbesondere wobei vom Sender des Transceivers des Mobilteils abgestrahltes Licht stirnseitig dem Lichtleiter des Mobilteils zugeführt wird und nach seitlichem Abstrahlen vom ersten Lichtleiter zumindest teilweise aufgenommen wird und dort stirnseitig einem Empfänger eines stationär angeordneten Transceivers zugeleitet wird,
insbesondere von dessen Sender dem ersten Lichtleiter stirnseitig Licht zuführbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei Bewegung des Mobilteils entlang des ersten Lichtleiters eine längere Zeitdauer für die Übertragung zur Verfügung steht, wenn der stationärseitige Lichtleiter eine endliche Länge aufweist. Außerdem ist die Abhängigkeit der Lichtintensität von der Position der Mobilteils verringert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Lichtleiter in einem vom Profilteil gebildeten Hohlraum aufgenommen, welcher einen parallel zu den Schienen sich erstreckenden Schlitz aufweist, durch welchen der Lichtleiter des Mobilteils in den Hohlraum hineinragt oder ein am Mobilteil befestigtes Halteteil des Lichtleiters des Mobilteils zumindest teilweise in den Hohlraum hineinragt, so dass der Lichtleiter des Mobilteils im Hohlraum angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein möglichst geringer Aufwand bei möglichst guter Ankoppelung erreichbar ist. Insbesondere wird Störlicht abgeschirmt. Vorteiligerweise wird die Übertragung weiter verbesserte, wenn als Material des Profilteils ein Licht reflektierendes Material verwendet wird, da somit an der Wandung des Hohlraums weniger Licht absorbiert wird.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes System schematisch dargestellt.
- In der 2 ist ein zugehöriger erster Querschnitt dargestellt.
- In der 3 ist ein zugehöriger zweiter Querschnitt dargestellt.
- In der 4 ist ein seitlich strahlender Lichtleiter 4 dargestellt.
- In der 5 ist der signaltechnische Teil des Systems schematisch dargestellt.
- In der 6 ist ein zugehöriger erster Querschnitt durch ein zweites erfindungsgemäßes System gezeigt.
- In der 7 ist ein zugehöriger zweiter Querschnitt durch das zweite System gezeigt.
- In der 8 ist der signaltechnische Teil des zweiten Systems schematisch dargestellt.
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Wie in den Figuren dargestellt, weist das erfindungsgemäße System Schienen 1 auf, auf denen ein Mobilteil 2 bewegbar ist. Eine solche Schienenanlage ist verbessert betreibbar, weil ein berührungsloser Datenaustausch zwischen einem stationär angeordneten Rechner, insbesondere zentrale Steuerung, und einem oder mehrerer solcher Mobilteile ausgeführt ist.
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Wie in 1 gezeigt, ist im stationären Teil des Systems ein Transceiver 3, insbesondere elektrooptischer Transceiver, angeordnet, welcher mit einem Rechner Datenströme austauscht, insbesondere kabelgebunden. Der Transceiver 3 weist einen optischen Sender und Empfänger auf. Vorzugsweise werden hierzu zumindest eine Leuchtdipode und ein Phototransistor verwendet.
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Das vom Sender des Transceivers 3 ausgestrahlte Licht wird in ein Profilteil 4 eingeleitet, welches als Kanal fungiert und somit Störlicht abhält von einem im Profilteil 4, insbesondere Kanal, angeordneten Lichtleiter 5.
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Der im Kanal, insbesondere Profilteil 4, angeordnete Lichtleiter 5 leitet zwar das vom Sender des Transceivers 3 erzeugte Licht stirnseitig in den Lichtleiter 5 ein und dann längs der Erstreckungsrichtung des Lichtleiters 5, jedoch ist der Lichtleiter 5 seitlich strahlend ausgeführt. Somit wird ein Anteil des vom Sender stirnseitig in den Lichtleiter 5 eingeleiteten Lichts seitlich vom Lichtleiter 5 abgestrahlt.
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Die Erstreckungsrichtung des Lichtleiters 5 ist parallel zu den Schienen 1 ausgerichtet.
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Die Profilrichtung des Profilteils 4 ist ebenfalls parallel zu den Schienen 1 ausgerichtet.
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Das auf den Schienen 1 geführte Mobilteil 2 weist ebenfalls einen Transceiver 3 auf, dessen Sender Licht stirnseitig in einen weiteren als seitlich strahlendender Lichtleiter betreibbaren Lichtleiter 6 einleitet und dann entlang seiner Erstreckungsrichtung leitet.
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Der Lichtleiter 6 des Mobilteils 2 ist wiederum parallel zu den Schienen 1 ausgerichtet und mit geringem Abstand zum stationär angeordneten Lichtleiter 5 vorgesehen.
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Somit ist vom Lichtleiter 5 seitlich abgestrahltes Licht vom Lichtleiter des Mobilteils 2 auffangbar und bis zum Empfänger des Transceivers des Mobilteils 2 weiterleitbar. Auf diese Weise ist ein Empfang eines hohen Anteils des vom Sender des Transceivers 3 abgestrahlten Lichts vom Mobilteil 2 aus ermöglicht.
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In gleicher Weise ist auch Licht, das vom Sender des Transceivers 3 des Mobilteils 2 ausgesandt wird und stirnseitig in den Lichtleiter 3 eingeleitet wird, vom stationär angeordneten Lichtleiter 5 seitlich aufnehmbar und entlang seiner Erstreckungsrichtung weiterleitbar, bis zur Stirnseite des Lichtleiters 5, wo es austritt und vom Empfänger des stationär angeordneten Transceivers 3 detektierbar ist.
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Wie in 2 ersichtlich, ragt der Empfänger RX des Transceivers 3 des Mobilteils 2 in den vom Profilteil 4 gebildeten Kanal zumindest teilweise hinein. Der vom Profilteil 4 umfasste Kanal ist somit ein Hohlraum, welcher nach außen geöffnet ist. Die zugehörige Öffnung erstreckt sich in Schienenrichtung und ist auch als Schlitz ausführbar.
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Im Hohlraum ist ein seitlich strahlender Lichtleiter 5 angeordnet. Somit ist vom Empfänger RX aus dem Lichtleiter 5 seitlich abgestrahltes Licht empfangbar und somit während der Fahrbewegung des Mobilteils 2 ein vom Sender des stationär angeordneten Transceivers ausgesendetes moduliertes Licht detektierbar und auswertbar.
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Das Profilteil 4 umgibt zumindest teilweise einen weiteren Lichtleiter 5, welcher seitlich das vom Sender TX des Transceivers 3 abgestrahlte Licht aufnimmt und einem Empfänger des stationär angeordneten Transceivers 3 zuführt, so dass das vom Mobilteil 2 abgestrahlte modulierte Lichtsignal vom stationär angeordneten Transceiver 3 empfangbar ist.
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Wichtig ist dabei, dass das Profilteil 4 die beiden Lichtleiter 5 optisch voneinander trennt, so dass das vom ersten Lichtleiter 5 abgestrahlte Licht vom anderen Lichtleiter 5 nicht empfangbar ist.
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Wie in 2 gezeigt, ist am stirnseitigen Ende des ersten Lichtleiters 5 der Sender TX des stationär angeordneten Transceivers 3 angeordnet. Somit ist das von ihm abgestrahlte Licht direkt einleitbar in den Lichtleiter 5.
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Ebenso ist am stirnseitigen Endbereich des anderen, also zweiten, Lichtleiters 5 der Empfänger RX des stationär angeordneten Transceivers 3 angeordnet.
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4 verdeutlicht nochmals die Funktion des seitlich abstrahlenden Lichtleiters 5. Entlang der Erstreckungsrichtung eines solcher seitlich abstrahlenden Lichtleiters 5 wird Licht seitlich abgestrahlt.
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5 erläutert den Signalfluss. Auf dem Mobilteil 2 ist ein Rechner 52, insbesondere welcher als Datenquelle und/oder Datensenke fungiert, angeordnet und mittels eines Datenbuses, insbesondere Ethernet - Bus, mit einem Transceiver 53 zur Datenübertragung verbunden. Der Sender des Transceivers 53 ist mit dem Bezugszeichen TX und der Empfänger des Transceivers 53 mit dem Bezugszeichen RX bezeichnet.
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Das vom Sender TX in den Lichtleiter des Mobilteils 2 eingeleitete und vom Lichtleiter 5 seitlich ausgestrahlte Licht wird zumindest teilweise vom im Profilteil 4 angeordneten Lichtleiter 5 aufgenommen und stirnseitig zum stationär angeordneten Empfänger RX des Transceivers 51 herausgeleitet, welcher dann die optisch empfangene modulierte Lichtintensität in elektrische.
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Signale umwandelt, welche vom zugehörigen Transceiver 51 dem stationär angeordneten Rechner 50 vorzugsweise kabelgebunden, insbesondere mittels Ethernet, zugeleitet werden.
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Ebenso werden die vom vorzugsweise als Datenquelle oder Datensenke fungierenden Rechner 50 dem Sender TX des Transceivers zugeleitet, dessen seitlich ausgestrahltes moduliertes Licht dem Lichtleiter des Mobilteils 5 seitlich zugeführt wird und von diesem stirnseitig dem Empfänger RX des Transceivers 53 des Mobilteils zugeleitet, welcher die optischen Signale in elektrische Signale wandelt und dem Rechner 52 des Mobilteils 2 zuführt.
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Wichtig ist also, dass sowohl das stationär angeordnete Profilteil 4 als auch das Profilteil 6 des Mobilteils 2 Sender und Empfänger des jeweiligen Transceivers voneinander optisch trennen.
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Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den 6 bis 8 eine optische Trennung nicht vorhanden, sondern es werden zum Senden und Empfangen zwei unterschiedliche Lichtwellenlängen λ1 und λ2 verwendet.
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Daher muss weder das stationär angeordnete Profilteil 60, welches einen Kanal für die in den 6 und 7 nicht dargestellten Lichtleiter 5 bildet und/oder Störlichtquellen vom Kanal abschirmt, noch das Profilteil 61, welches ebenfalls die in den 6 und 7 nicht dargestellten Lichtleiter des Mobilteils 2 gegen Störlichtquellen abschirmt, des Mobilteils 2 eine Zwischenwand oder Abtrennung zwischen dem stationär angeordneten beziehungsweise auf dem Mobilteil 2 angeordneten Sender TX und dem Empfänger RX aufweisen.
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In 8 ist der zugehörige Signalfluss dargestellt, wobei der einzige Unterschied zu 5 in der Verwendung verschiedener Lichtwellenlängen λ1 und λ2 besteht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schienen
- 2
- Mobilteil
- 3
- Transceiver, insbesondere elektrooptischer Transceiver
- 4
- Profilteil als Kanal für Lichtleiter 5
- 5
- Lichtleiter
- 6
- Profilteil als Abdeckung für Lichtleiter des Mobilteils 2
- 50
- Rechner, insbesondere Datenquelle und/oder Datensenke
- 51
- Transceiver, insbesondere Ethernet-Transceiver
- 52
- Rechner, insbesondere Datenquelle und/oder Datensenke
- 60
- Profilteil als Kanal für Lichtleiter 5
- 61
- Profilteil als Abdeckung für Lichtleiter des Mobilteils 2
- AA
- erster Querschnitt
- BB
- zweiter Querschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013007646 B3 [0002]
- US 9866325 B1 [0003]
- DE 2441359 A1 [0004]
- EP 1724952 A1 [0005]
