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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrschiene für eine Elektrohängebahn zum Transport von Gegenständen, wobei die Fahrschiene als Doppel-T-Profil ausgebildet ist und eine nach oben weisende Laufbahn für eine Antriebsrolle und die nach unten weisende Laufbahn für eine Gegendruckrolle und seitliche Laufbahnen für Führungsrollen ausbildet sowie ein Hängebahnsystem mit einer solchen Fahrschiene.
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Die
DE 39 10 542 C1 offenbart eine Fahrschiene für eine Hängebahn, bei der an einem im Wesentlichen Doppel-T-förmigen Profil auf einer Seite des Mittelsteges eine Stromschiene und auf der gegenüberliegenden Seite ein Raum zum Verfahren einer angetriebenen Laufrolle eines Transportwagens vorgesehen ist. Dadurch kann der Motor an dem Transportwagen mit Strom und Steuersignalen versorgt werden. Das Doppel-T-förmige Profil weist einen symmetrisch angeordneten Mittelsteg auf, so dass ein Einbau der Fahrschiene auch gedreht erfolgen kann. Allerdings sind die Laufbahnen zur die Führung eines Transportwagens relativ schmal, was für die Qualität der Führung nachteilig ist.
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In der
EP 2 082 941 B1 ist eine Elektrohängebahn offenbart, bei der ein Transportwagen eine Fahrscheine C-förmig umgreift und daher einen großen Bauraum benötigt. Die Fahrschiene ist an einem Mittelsteg über C-förmige Halter aufgehängt. Die Tragkonstruktion für diese Fahrschiene ist aufwändig, da das geringe Flächenträgheitsmoment der Fahrschiene eine Abstützung in kurzen Abständen notwendig macht. Zudem sind die durch die Transportwagen aufnehmbaren Traglasten begrenzt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrschiene für eine Elektrohängebahn und ein Hängebahnsystem zu schaffen, die eine gute Führung für einen Transportwagen bei kompakten Aufbau ermöglicht und hohe Traglasten aufnehmen kann.
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Diese Aufgabe wird mit einer Fahrschiene für eine Elektrohängebahn mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Hängebahnsystem mit den Mermalen des Anspruches 7 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist die Fahrschiene als Doppel-T-Profil ausgebildet, wobei ein Mittelsteg der Fahrschiene asymmetrisch angeordnet ist und die seitlich abragenden Stege eine unterschiedliche Länge aufweisen, und eine nach oben weisende Laufbahn für eine Antriebsrolle an einem längeren seitlich abragenden Steg ausgebildet ist. Dadurch kann die Farschiene optimiert an die mechanischen Belastungen und den notwendigen Bauraum gestaltet werden. Die Breite der Antriebsrolle und die zugehörige Laufbahn kann bezogen auf die Größe der Fahrschiene größer ausgebildet sein als bei einer Fahrschiene mit symmetrischen Doppel-T-Profil. Dies ermöglicht eine bessere Führung eines Transportwagens bei gleichzeitig kompaktem Bauraum. Zudem besitzt die Fahrschiene eine hohe Steifigkeit gegen Verwindung und Durchbiegung.
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Vorzugsweise sind die nach oben weisende Laufbahn für die Antriebsrolle und die nach unten weisende Laufbahn für die Gegendruckrolle an gegenüberliegenden Seiten eines unteren seitlichen Steges der Fahrschiene ausgebildet sind. Dadurch können die Antriebsrolle und die Gegendruckrolle in einem geringem Abstand angeordnet sein.
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Für einen kompakten Aufbau kann auf der Seite der kürzeren seitlich abragenden Stege des vertikalen Mittelsteges eine Stromschiene festlegbar sein. Hierfür können an den beiden kurzen Stegen auf der nach innen gewandten Seite ein Haltesteg zur Fixierung der Stromschiene ausgebildet sein, so dass diese in eine durch die Haltestege gebildete Nut eingeschoben oder eingerastet werden kann.
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Für eine besonders stabile Ausgestaltung der Fahrschiene bei geringem Eigengewicht sind sowohl im Bereich des Mittelsteges als auch im Bereich der seitlich abragenden Stege Hohlkammern ausgebildet.
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Die asymmetrische Anordnung des Mittelstege ist bevorzugt so gestaltete, dass das Verhältnis der Länge der längeren abragenden Stege zu der Länge der kürzeren abragenden Stege ausgehend von dem Mittelsteg mindestens 2:1 ist. Die längeren Stege sind somit mindestens doppelt so lang und bevorzugt weniger als vier mal so lang die kurzen Stege, jeweils gemessen von einer seitlichen Oberfläche des Mittelsteges.
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Ein erfindugsngemäßes Hängebahnsystem umfasst eine erfindungsgemäße Fahrschiene, die über Stützelemente beabstandet von einem Untergrund gehalten ist und entlang der mindestens ein Transportwagen mit einem Träger verfahrbar ist, an dem Gegenstände hängend transportierbar sind und der an einem Fahrgestell mindestens eine durch einen Motor angetriebene Antriebsrolle aufweist, die an der nach oben weisenden Laufbahn der Fahrschiene verfahrbar ist.
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Die Stützelemente halten die Fahrschiene vorzugsweise über Befestigungselemente, die an den beiden oberen seitlich abragenden Stegen der Fahrschiene angreifen. Als Befestigungselemente können Klammern, Klemmelemente oder Halter eingesetzt werden, die jeweils einen seitlichen oberen abragenden Steg endseitig U-förmig umgreifen, um die Fahrschiene hängend über die Befestigungselemente zu fixieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist der mindestens eine Transportwagen mindestens eine Gegendruckrolle auf, die an einer nach unten weisenden Laufbahn an einem unteren horizonateln Steg der Fahrschiene verfahrbar ist. Dabei können an dem Fahrgestell des mindestens einen Transportwagens eine Achse der Gegendruckrolle und eine Antriebsachse der Antriebsrolle in einem festen Abstand angeordnet sein, wobei eine Verbindungslinie zwischen der Achse und der Antriebsachse im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Fahrschiene ausgerichtet ist. Dadurch kann der Anpressdruck der Gegendruckrolle je nach Neigung der Fahrschiene variiert werden. Verläuft die Fahrschiene im Wesentlichen horizontal, kann die Gegendruckrolle keinen oder nur einen geringen Anpressdruck ausüben, und die Antriebsrolle wird ausreichend über die Gewichtskräfte gegen die nach oben weisende Laufbahn an der Fahrschiene um die Gegemstade entlang der Fahrschiene transportieren zu können. Verläuft die Fahrschiene in einem Abschnitt geneigt zur Horizontalen, wird das Fahrgestell entsprechend dem Neigungswinkel der Fahrschiene gedreht, und die Antriebsrolle und die Gegendruckrolle sind somit nicht untereinander, sondern in horizontale Richtung versetzt angeordnet, so dass die Andruckrolle mit einer gewissen Kraft gegen die nach unten weisende Laufbahn an der Fahrschiene drückt. Diese Kraft der Gegendruckrolle wird durch eine erhöhte Anpresskraft der angetriebenen Antriebsrolle kompensiert, so dass in einem geneigt zur Horizontalen verlaufenden Abschnitt der Fahrschiene ein erhöhter Anpressdruck an der angetriebenen Antriebsrolle vorhanden ist. Die erhöhte mechanische Belastung findet nur in einem geneigt zur Horizontalen ausgerichteten Abschnitt statt. Eine im Wesentliche senkrecht zur Längsrichtung der Fahrschiene angeordnete Verbindungslinie zwischen der Achse und der Antriebsachse kann dabei auch um einige Winkelgrade gedreht werden, wenn die Fahrschiene von einem horizontalen Abschnitt in einen geneigten Abschnitt übergeht. Es ist daher keine exakt rechtwinklige Ausrichtung erforderlich. Vielmehr hängt der Grad der Verdrehung von dem Spiel und den Toleranzen ab.
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Ein Abstand zwischen einem äußeren Umfang der Antriebsrolle und einem äußeren Umfang der Gegendruckrolle entspricht vorzugsweise im Wesentlichen dem Abstand der nach oben weisenden Laufbahn und der nach unten weisenden Laufbahn an der Fahrschiene. Dadurch wird gewährleistet, dass schon bei einer geringen Neigung der Fahrschiene die Gegendruckrolle mit einem gewissen Anpressdruck an der nach unten weisenden Laufbahn drückt.
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Der Transportwagen umgreift die Fahrschiene bevorzugt an einer Unterseite und weist Führungsrollen auf, die an den Stirnseiten der unteren vom Mittelsteg abragenden Stege auf Laufbahnen verfahrbar sind.
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Vorzugsweise umfasst ein Rollenhalter für die Achse der Gegendruckrolle mindestens einen in Fahrtrichtung ausgerichteten Steg, der an gegenüberliegenden Enden jeweils an einer Achse für Pendelarme gehalten ist. Die beiden Pendelarme können dabei drehbar an dem Fahrgestell gelagert sein. Vorzugsweise sind die beiden Pendelarme unterhalb des Rollenhalters über ein Verbindungselement miteinander verbunden, beispielsweise ein oder mehrere Verbindungsstege, an denen der Träger hängend fixiert ist. Dadurch wird die Biegebelastung an den Pendeln aufgehängten Bauteilen verringert. Das Verbindungselement ist vorzugsweise bogenförmig unterhalb der Gegendruckrolle angeordnet um einen kompakten Aufbau zu gewahrleisten.
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Der erfindungsgemäße Transportwagen umfasst bevorzugt auch einen nicht angetriebenen Führungswagen mit Laufrollen, die entlang der Laufbahnen an der Fahrschiene verfahrbar sind, wobei der Führungswagen über den Träger und die Pendelarme und gegebenenfalls weitere Bauteile mit dem Fahrgestell verbunden ist, an dem die angetriebene Antriebsrolle vorgesehen ist. Dadurch kann eine sichere Führung des Transportwagens entlang der Fahrschiene gewährleistet werden, und zudem können auch höhere Lasten aufgenommen werden.
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Das Verhältnis von Eigengewicht des Transportwagens zu dessen Tragfähigkeit ist vorzugsweise kleiner 1:8, insbesondere kleiner 1:10. Die Tragfähigkeit des mindestens einen Transportwagens liegt beispielsweise bei mindestens 250 kg, beispielsweise bei mindestens 300 kg.
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Die maximale Fahrgeschwindigkeit des mindestens einen Transsportwagens ist vorzugsweise größer 40 m/min, so dass die Elektrohängebahn auch in großen Produktionsanlagen effektiv eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Transportwagens an einer Fahrschiene der erfindungsgemäßen Elektrohängebahn;
- 2 eine Vorderansicht auf den Transportwagen der 1 ;
- 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf den Transportwagen der 1;
- 4 eine vergrößerte Ansicht eines Führungswagens der 3;
- 5A und 5B zwei Ansichten des Fahrgestelles des Transportwagens der 1 ohne Fahrschiene;
- 6 eine vereinfachte Ansicht des TransportwagensderFigur
- 7 eine Seitenansicht auf den Transportwagen der 6;
- 8 eine vergrößerte Detaildarstellung des Transportwagens der 7, und
- 9 eine Querschnittsansicht der Fahrschiene der Elektrohängebahn.
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Eine Hängebahnsystem 1 umfasst eine Fahrschiene 2 für eine Elektrobahn, an der ein Transportwagen 3 verfahrbar ist. Die Fahrschiene 2 kann aus einem extrudierten Material, insbesondere aus Metall oder Kunststoff, hergestellt sein und ist im Querschnitt als Doppel-T-Profil ausgebildet.
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Der Transportwagen 3 umfasst ein Fahrgestell 4, an dem eine angetriebene Antriebsrolle 5 drehbar gelagert ist. An dem Fahrgestell 4 ist ein Motor 6 festgelegt, der die Antriebsrolle 5 über eine Antriebsachse 50 antreibt. Beabstandet von dem Fahrgestell 4 umfasst der Transportwagen 3 einen nicht angetriebenen Führungswagen 40, wobei das Fahrgestell 4 und der Führungswagen 40 über einen Träger 7 in Form einer Trägerschiene miteinander verbunden sind. An dem Träger 7 können Gegenstände und Werkstücke verfahren werden. Der Träger 7 ist in vertikaler Richtung in einer Ebene unterhalb der Antriebsrolle 5 angeordnet.
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Wie aus 2 hervorgeht, ist das Doppel-T-Profil der Fahrschiene 2 asymmetrisch ausgebildet, und auf einer schmaleren Seite benachbart zu dem im eingebauten Zustand vertikalen Mittelsteg 20 befindet sich eine Stromschiene 19, an der ein oder mehrere Stromabnehmer 18 des Transportwagens 3 verfahrbar sind. Die Stromabnehmer 18 sind an einem Abnehmergehäuse 17 gehalten, an dem auch eine Steuerung vorgesehen ist. Über die Stromschiene 19 wird der Motor 6 mit Strom versorgt.
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Der Transportwagen 3 umfasst die angetriebene Antriebsrolle 5, die auf einer nach oben weisenden Laufbahn 25 an einem unteren Steg der Fahrschiene 2 verfahrbar ist. Auf einer Unterseite desselben Steges ist eine nach unten weisende Laufbahn 26 ausgebildet, an der eine Gegendruckrolle 15 abrollt. Zur seitlichen Führung umfasst der Transportwagen 3 Führungsrollen 14 und 16, die jeweils an den Stirnseiten des unteren horizontalen Steges der Fahrschiene 2 abrollen.
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In den 3 ist im Bereich des Führungswagens 40 ein Fahrgestell weggelassen worden, so dass eine Führungsrolle 45 und die Gegendruckrolle 15 am Führungswagen 40 gezeigt sind.
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In 4 ist die Anordnung zwischen der Antriebsrolle 5 oder Führungsrolle 45 und der Gegendruckrolle 15 im Detail dargestellt, wobei Aufhängung der Gegendruckrolle 15 vorne und hinten gleich ausgestaltet ist. Die Gegendruckrolle 15 ist um eine Achse 13 drehbar gelagert, die mit einem Ende an einem stegförmigen Rollenhalter 12 und an dem gegenüberliegenden Ende an dem Fahrgestell gehalten ist. Die Achse 13 ist über einen Verstellmechanismus höhenverstellbar, so dass der Abstand zwischen der Achse 13 und der Antriebsachse 50 verändebar ist. Als Verstellelement wird hier ein Exzenter eingesetzt, es können aber auch Gewindebolzen, Schnecken oder ander Verstellmechaniken eingesetzt werden. Der Rollenhalter 12 ist an gegenüberliegenden Enden jeweils an einer Achse 11 abgestützt, die zur schwenkbaren Lagerung von Pendelarmen 10 dient. An jeder Achse 11 ist ein nachunten hängender Pendelarm 10 gelagert, wobei die beiden Pendelarme 10 über ein Verbindungselement 9 miteinander gekoppelt sind. Das bogenförmige Verbindungselement 9 ist dabei unterhalb der Gegendruckrolle 15 angeordnet. In einem mittleren Abschnitt des Verbindungselementes 9 ist ein Bolzen 8 drehbar gelagert, an dem der Träger 7 in Form der Trägerschiene gehalten ist. An einem horizontalen Abschnitt der Fahrschiene 2 wird somit eine Gewichtskraft an dem Träger 7 auf die Antriebsrolle 5 und die Führungsrolle 45 verteilt.
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In den 5A und 5B ist der Transportwagen 3 im Bereich des Fahrgestelles 4 ohne die Fahrschiene 2 gezeigt. An dem Fahrgestell 4 sind die Antriebsrolle 5, die Gegendruckrolle 15 sowie die seitlichen Führungsrollen 14 drehbar gelagert, während an dem Halter 51 auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrschiene 2 die Führungsrollen 16 drehbar gelagert sind. Die Gegendruckrolle 15 ist um eine Achse 13 drehbar gelagert, die an einem Ende an dem stegförmigen Rollenhalter 12 gehalten ist. Der Rollenhalter 12 ist an gegenüberliegenden Seiten an Achsen 11 fixiert, wobei an jeder Achse 11 ein Pendelarm 10 drehbar gelagert ist. Der Abstand zwischen einem äußeren Umfang der Antriebsrolle 5 und einem äußeren Umfang der Gegendruckrolle 15 entspricht etwa der Dicke des unteren Steges der Fahrschiene 2, an der die Laufbahnen 25 und 26 ausgebildet sind.
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In den 6 bis 8 ist der Transportwagen 3 an einem Abschnitt der Fahrschiene 2 dargestellt, der geneigt zur Horizontalen verläuft. Bei dem Fahrgestell 4 wurde der Motor 6 weggelassen, so dass nur die Antriebsachse für die Antriebsrolle 5 sichtbar ist. Aufgrund der Neigung der Fahrschiene 2 sind die Antriebsrolle 5 und die Gegendruckrolle 15 nicht mehr nur vertikal übereinander angeordnet, sondern auch horizontal versetzt zueinander. Eine Verbindungslinie L zwischen der Antriebsachse 50 und der Achse 13 der Gegendruckrolle 15 ist dabei im Wesentlichen, also annähernd senkrecht zur Längsrichtung der Fahrschiene 2 ausgerichtet, abhängig vom Spiel und Toleranzen.
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Aufgrund der Gewichtskräfte an dem Träger 7 sind die beiden Pendelarme 10 verschwenkt worden, wobei das Verbindungselement 9 den Abstand der beiden Pendelarme 10 konstant hält. Aufgrund der Hangabtriebskraft wird die Gegendruckrolle 15 an dem Rollenhalter 12 gegen die nach unten weisende Laufbahn 26 an der Fahrschiene 2 gedrückt, was die Anpresskraft der Antriebsrolle 5 auf die nach oben weisende Laufbahn 25 an der Fahrschiene 2 erhöht. Durch das Drehen des Fahrgestelles aus der horizontalen Ausrichtung in eine geneigte Ausrichtung entsprechend der Neigung der Fahrschiene 2 drückt nun die Gegendruckrolle 15 gegen die Fahrschiene 2, wobei die Höhe des Anpressdruckes der Gegendruckrolle 15 von der Neigung der Fahrschiene 2 zur Horizontalen und den Gewichtslasten abhängig ist. Bei größerer Neigung wird ein größerer Anpressdruck an der Gegendruckrolle 15 generiert als bei geringerer Neigung, und bei höherer Gewichtskraft an dem Träger 7 wird ein größerer Anpressdruck an der Gegendruckrolle 15 erzeugt als bei niedriger Gewichtskraft. Dadurch kann der Anpressdruck der angetriebenen Antriebsrolle 5 mit einfachen Mitteln optimiert werden, um ein Durchrutschen der Antriebsrolle 5 bei einer Steigung an der Fahrschiene 2 zu vermeiden.
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Wie aus 8 hervorgeht, wirkt an dem Gelenk eines Bolzens 8 eine Gewichtskraft FG , die in einer Normalkraft FN und eine Hangabtriebskraft FH aufgeteilt ist. Ein entsprechendes Kräftedreieck mit etwa halben Kräften findet sich ebenfalls an den beiden Achsen 11 der Pendelarme 10. Über die Antriebsrolle 5 muss daher Antriebskraft FA erzeugt werden, die größer ist als die Hangabtriebskraft FH .
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In 9 ist die Fahrschiene 2 in einer Schnittansicht gezeigt. Die Fahrschiene 2 ist als Doppel-T-Profil ausgebildet und umfasst einen Mittelsteg 20, von dem sich am oberen Ende zwei horizontale Stege 21 und. 22 seitlich erstrecken. Am Stege 21 und 23 länger ausgebildet sind als die Stege 22 und 24, vorzugsweise mindestens 30 % länger. An dem unteren abragenden Steg 23 ist an der Oberseite die nach oben weisende Laufbahn 25 für die Antriebsrolle 5 ausgebildet, während an der Unterseite des Steges 23 die nach unten weisende Laufbahn 26 für die Gegendruckrolle 15 ausgebildet ist. Der Abstand zwischen den beiden Laufbahnn 25 und 26 entspricht vorzugsweise dem Abstand am äußeren Umfang der Antriebsrolle 5 und der Gegendruckrolle 15.
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Die Fahrschiene 2 weist sowohl im Bereich der Stege 21, 22, 23 und 24 Hohlkammern 27 als auch im Bereich des Mittelsteges 20 auf. An den Kreuzungspunkten sind ebenfalls Hohlkammern 28 mit rundem Querschnitt vorgesehen. Dadurch kann die Fahrschiene 2 bei geringem Eigengewicht eine hohe Stabilität und Steifigkeit aufweisen. Die Fahrschiene 2 kann aus einem extrudierten Material, insbesondere aus Aluminium oder Kunststoff, hergestellt sein. An dem unteren Steg 23 ist an einer äußeren Stirnseite eine Laufbahn 29 für die Führungsrolle 14 und an dem gegenüberliegenden unteren kurzen Steg 24 ist eine weitere Laufbahn 29 für die Führungsrolle 16 ausgebildet. An den beiden kurzen Stegen 22 und 24 ist ferner auf der nach innen gewandten Seite ein Haltesteg 30 für die Fixierung der Stromschiene ausgebildet.
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Mit einem Transportwagen 3 können hohe Gewichtslasten aufgenommen werden, beispielsweise kann die Tragfähigkeit eines Transportwagens 3 mindestens 250 kg, insbesondere mindestens 300 kg, betragen. Das Verhältnis von Eigengewicht zur Tragfähigkeit ist vorzugsweise kleiner als 1:8, insbesondere kleiner als 1:10.
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Die Fahrgeschwindigkeit des Transportwagens kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 0 m/min und mindestens 70 m/min, insbesondere zwischen 0 m/min und mindestens 100 m/min liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hängebahnsystem
- 2
- Fahrschiene
- 3
- Transportwagen
- 4
- Fahrgestell
- 5
- Antriebsrolle
- 6
- Motor
- 7
- Träger
- 8
- Bolzen
- 9
- Verbindungselement
- 10
- Pendelarm
- 11
- Achse
- 12
- Rollenhalter
- 13
- Achse
- 14
- Führungsrolle
- 15
- Gegendruckrolle
- 16
- Führungsrolle
- 17
- Abnehmergehäuse
- 18
- Stromabnehmer
- 19
- Stromschiene
- 20
- Mittelsteg
- 21-24
- Steg
- 25
- Laufbahn
- 26
- Laufbahn
- 27
- Hohlkammer
- 28
- Hohlkammer
- 29
- Laufbahn
- 30
- Haltesteg
- 40
- Führungswagen
- 45
- Führungsrolle
- 50
- Antriebsachse
- 51
- Halter
- L
- Verbindungslinie
- FG
- Gewichtskraft
- FH
- Hangabtriebskraft
- FN
- Normalkraft
- FA
- Antriebskraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3910542 C1 [0002]
- EP 2082941 B1 [0003]
