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Die Erfindung betrifft ein Linienleiterkabel für ein System zur Energieübertragung, umfassend eine Mehrzahl von Adern aus elektrisch leifähigem Material, welche von einem Mantel aus Isolationsmaterial umgeben sind. Die Erfindung betrifft auch ein System zur Energieübertragung zu mindestens einem Verbraucher, welches mindestens ein Linienleiterkabel umfasst.
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Aus der
DE 100 53 373 B4 ist ein System zur berührungslosen Energieübertragung bekannt. Das System umfasst eine Einspeisung, die einen mittelfrequenten Wechselstrom in einen langgestreckten Primärleiter einspeist. Mobile Verbraucher sind entlang dem Primärleiter bewegbar und weisen jeweils eine Spule auf, die mit dem Primärleiter induktiv gekoppelt ist. Durch diese induktive Kopplung ist Energie von dem Primärleiter zu dem Verbraucher übertragbar.
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Auch aus der
DE 10 2004 063 917 B4 ist eine Vorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung von einer Mittelfrequenzstromquelle zu einem bewegbaren Verbraucher über eine Übertragungsstrecke bekannt. Zur Energieübertragung ist ein Linienleiterkabel vorgesehen, welches Adern für eine Hinleitung, für eine Rückleitung und für Signalleitungen aufweist, welche elektrisch voneinander isoliert sind.
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Gattungsgemäße Systeme zur Übertragung von elektrischer Energie kommen insbesondere in Industriebetrieben zum Einsatz. Dabei werden die Linienleiterkabel, die ein Magnetfeld erzeugen, vorzugsweise in einem Boden verlegt. Dazu werden entlang der Verlegungsstrecke Aussparungen in den Boden gesägt oder gefräst, und die meist rechteckförmigen Linienleiterkabel werden in die Aussparungen eingesetzt.
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Aus der
CN 2 01 607 985 U ist ein Flachkabel zum Einsatz in einem Aufzug bekannt. Das Flachkabel umfasst mehrere Adern aus elektrisch leifähigem Material, welche von einem Mantel aus Isolationsmaterial umgeben sind.
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Aus der
CN 2 05 722 945 U ist ein Kabel mi einem trapezförmigen Querschnitt bekannt. Das Kabel umfasst mehrere Adern aus elektrisch leifähigem Material, welche von einem Mantel aus Isolationsmaterial umgeben sind.
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Aus der
DE 26 31 708 A1 ist ein biegsamer, streifenförmiger Leitungsträger bekannt. Der Leitungsträger ist streifenförmig ausgebildet und umfasst ein elektrisch isolierendes Material, in dem elektrische Leitungen verlegt sind.
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Aus der
WO 2020/049689 A1 und der
US 2021/0206599 A1 ist ein Aufzug bekannt. Der Aufzug umfasst ein bandförmiges Kabel, welches mehrere parallel verlaufende elektrische Leitungen aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Linienleiterkabel für ein System zur Energieübertragung sowie ein System zur Energieübertragung der eingangs genannten Art weiterzubilden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Linienleiterkabel mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch ein System zur Energieübertragung mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes Linienleiterkabel für ein System zur Energieübertragung umfasst eine Mehrzahl von Adern aus elektrisch leifähigem Material, welche von einem Mantel aus Isolationsmaterial umgeben sind. Dabei verlaufen die Adern in eine Längsrichtung parallel zueinander, die Adern sind in einer Querrichtung versetzt zueinander angeordnet, und die Adern sind in einer Leiterebene angeordnet, welche sich rechtwinklig zu einer Vertikalrichtung erstreckt. Der Mantel weist dabei einen Querschnitt zumindest annähernd in Form eines symmetrischen Trapezes auf. Die Querrichtung verläuft dabei rechtwinklig zu der Vertikalrichtung. Die Längsrichtung verläuft rechtwinklig zu der Querrichtung und rechtwinklig zu der Vertikalrichtung.
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Das erfindungsgemäße Linienleiterkabel ist verhältnismäßig flach ausführbar und somit von fahrerlosen Transportfahrzeugen überfahrbar. Ein Verlegen im Boden mit Ausfräsen von Aussparungen in den Boden ist somit nicht erforderlich. Die Verlegung ist dadurch kostengünstig durchführbar. Ferner ist die Verlegung flexibel, und bei Bedarf ist die Verlegung einfach änderbar. Auch ist ein Abstand der Adern zueinander in Querrichtung durch entsprechende Ausgestaltung des Mantels vorgebbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Adern gleichartig ausgeführt und weisen jeweils einen kreisrunden Querschnitt auf. Somit sind handelsübliche Adern verwendbar.
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Vorzugsweise ist der Mantel spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene ausgebildet, welche sich rechtwinklig zu der Querrichtung erstreckt. Die Verlegung ist dadurch besonders flexibel und nicht richtungsabhängig.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden die Schenkel des Mantels mit der Basis des Mantels jeweils einen Winkel, der zwischen 25° und 35°, vorzugsweise 30°, beträgt. Es hat sich gezeigt, dass das Linienleiterkabel bei solchen Winkeln zwischen einem Schenkel und der Basis von fahrerlosen Transportfahrzeugen einfach überfahrbar ist, während gleichzeitig die Ausdehnung des Linienleiterkabels in Querrichtung gering bleibt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Basis des Mantels zwischen 15-mal und 25-mal, vorzugsweise 20-mal, so groß ist wie die Höhe des Mantels. Es hat sich gezeigt, dass bei einer solchen Dimensionierung das Linienleiterkabel von fahrerlosen Transportfahrzeugen einfach überfahrbar ist, während gleichzeitig die Ausdehnung des Linienleiterkabels in Querrichtung gering bleibt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Basis und/oder in der Grundseite des Mantels mindestens eine Aussparung eingebracht, welche in Längsrichtung verläuft, und welche sich in Vertikalrichtung höchstens bis zu einem Drittel der Höhe des Mantels erstreckt. Vorzugsweise sind dabei Aussparungen in der Basis und in der Grundseite des Mantels jeweils paarweise gegenüberliegend eingebracht. Die besagten Aussparungen ermöglichen ein einfaches Auftrennen des Mantels mittels eines Messers. Ein solches Auftrennen ist beispielsweise nötig um die Adern zum Kontaktieren freizulegen, oder an Kreuzungspunkten sowie Verzweigungsstellen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in den Mantel mindestens eine Bohrung eingebracht, welche den Mantel in Vertikalrichtung durchdringt. Derartige Bohrungen ermöglichen die Befestigung des Linienleiterkabels mittels Schrauben, welche die Bohrungen durchdringen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in den Mantel mindestens ein Kanal eingebracht, welcher parallel zu den Adern in die Längsrichtung verläuft, und welcher mit einem Versteifungsmaterial gefüllt ist. Das Versteifungsmaterial ist vorzugsweise härter oder fester als das Isolationsmaterial des Mantels. Bei dem Versteifungsmaterial handelt es sich beispielsweise um Glasfasern, bei dem Isolationsmaterial handelt es sich beispielsweise um Kunststoff, welcher weicher ist als Glasfasern.
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Vorzugsweise ist der mindestens eine Kanal in der Querrichtung versetzt zu den Adern in der Leiterebene angeordnet. Dadurch bleibt die Höhe des Mantels gering, und das Linienleiterkabel bleibt verhältnismäßig flach.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Linienleiterkabel eine erste Ader, eine zweite Ader, eine dritte Ader, eine vierte Ader, eine fünfte Ader und eine sechste Ader, wobei die erste Ader, die zweite Ader und die dritte Ader eine erste Adergruppe bilden, welche benachbart zu dem ersten Schenkel des Mantels angeordnet ist, und wobei die vierte Ader, die fünfte Ader und die sechste Ader eine zweite Adergruppe bilden, welche benachbart zu dem zweiten Schenkel des Mantels angeordnet ist. Dabei ist der mindestens eine Kanal in der Querrichtung zwischen der ersten Adergruppe und der zweiten Adergruppe angeordnet.
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Beispielsweise sind die Adern der ersten Adergruppe elektrisch parallel geschaltet und bilden einen Hinleiter eines Systems zur Energieübertragung, und die Adern der zweiten Adergruppe sind elektrisch parallel geschaltet und bilden einen Rückleiter des Systems zur Energieübertragung. Hinleiter und Rückleiter des Systems zur Energieübertragung benötigen einen definierten Abstand in Querrichtung zueinander. Durch die besagte Anordnung des mindestens einen Kanals wird der Raum zwischen der ersten Adergruppe und der zweiten Adergruppe in Querrichtung zur Versteifung genutzt. Die Ausdehnung des Linienleiterkabels in Querrichtung bleibt somit gering.
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Ein erfindungsgemäßes System zur Energieübertragung zu mindestens einem Verbraucher, insbesondere zur berührungslosen Energieübertragung zu einem mobilen Verbraucher, umfasst mindestens eine Energiequelle und mindestens ein erfindungsgemäßes Linienleiterkabel, wobei die Adern des Linienleiterkabels mit der Energiequelle elektrisch verbunden sind.
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Die Energiequelle erzeugt dabei einen Primärstrom und speist diesen in die Adern des Linienleiterkabels ein. Somit ist Energie berührungslos zu einem mobilen Verbraucher, welcher einen Übertragerkopf zur Aufnahme von Energie aufweist, übertragbar, wenn der Übertragerkopf mit dem Linienleiterkabel induktiv gekoppelt ist.
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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 Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigen:
- 1: eine Schnittdarstellung eines Linienleiterkabels und
- 2: eine perspektivische Darstellung eines Linienleiterkabels.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Linienleiterkabels 10. Das Linienleiterkabel 10 umfasst eine erste Ader 21, eine zweite Ader 22, eine dritte Ader 23, eine vierte Ader 24, eine fünfte Ader 25 und eine sechste Ader 26 aus elektrisch leifähigem Material, beispielsweise Kupfer. Die Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26 sind von einem Mantel 30 aus Isolationsmaterial, beispielsweise Kunststoff, umgeben.
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Der Mantel 30 weist einen Querschnitt annähernd in Form eines symmetrischen Trapezes auf. Der Mantel 30 umfasst eine Basis 33 und eine Grundseite 34, die parallel zueinander in eine Querrichtung Y verlaufen. Die Basis 33 ist dabei länger als die Grundseite 34. Der Mantel 30 umfasst einen ersten Schenkel 31 und einen zweiten Schenkel 32, welche geneigt zu der Querrichtung Y und geneigt zu der Vertikalrichtung Z verlaufen.
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Der Mantel 30 ist spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene S ausgebildet, welche durch die Vertikalrichtung Z und die Längsrichtung X aufgespannt wird und sich somit rechtwinklig zu der Querrichtung Y erstreckt. Die Schenkel 31, 32 des Mantels 30 bilden mit der Basis 33 des Mantels 30 jeweils einen Winkel A, welcher etwa 30° beträgt. Ein Abstand der Basis 33 von der Grundseite 34 in eine Vertikalrichtung Z wird als Höhe des Mantels 30 bezeichnet. Die Basis 33 des Mantels 30 ist etwa 20-mal so groß ist wie die Höhe des Mantels 30.
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Das Linienleiterkabel 10 liegt in der hier gezeigten Darstellung auf einem Boden auf. Die Vertikalrichtung Z verläuft dabei rechtwinklig zu dem Boden. Die Querrichtung Y verläuft rechtwinklig zu der Vertikalrichtung Z. Die Längsrichtung X verläuft rechtwinklig zu der Querrichtung Y und rechtwinklig zu der Vertikalrichtung Z. Die Längsrichtung X und die Querrichtung Y verlaufen somit horizontal und parallel zu dem Boden.
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Die Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26 sind gleichartig ausgeführt und weisen jeweils einen kreisrunden Querschnitt auf. Ein Durchmesser der Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26 ist dabei kleiner als die Höhe des Mantels 30. Die Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26 verlaufen in Längsrichtung X parallel zueinander.
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Die Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26 sind in Querrichtung Y versetzt zueinander angeordnet. Die Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26, beziehungsweise die Mittelachsen der Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26, sind in einer Leiterebene angeordnet, welche sich rechtwinklig zur Vertikalrichtung Z erstreckt. Die Leiterebene liegt dabei mittig zwischen der Basis 33 und der Grundseite 34 des Mantels 30.
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Die erste Ader 21, die zweite Ader 22 und die dritte Ader 23 sind benachbart zueinander angeordnet und bilden eine erste Adergruppe. Die erste Adergruppe ist dabei benachbart zu dem ersten Schenkel 31 des Mantels 30 angeordnet. Die vierte Ader 24, die fünfte Ader 25 und die sechste Ader 26 sind benachbart zueinander angeordnet und bilden eine zweite Adergruppe. Die zweite Adergruppe ist dabei benachbart zu dem zweiten Schenkel 32 des Mantels 30 angeordnet.
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In den Mantel 30 sind Kanäle 45 eingebracht. Die Kanäle 45 verlaufen parallel zu den Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26 in Längsrichtung X. Die Kanäle 45 sind gleichartig ausgeführt und weisen jeweils einen kreisrunden Querschnitt auf. Ein Durchmesser der Kanäle 45 ist dabei kleiner als die Höhe des Mantels 30. Die Kanäle 45 sind in der Querrichtung Y versetzt zu den Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26 angeordnet. Die Kanäle 45 sind in der Querrichtung Y zwischen der ersten Adergruppe und der zweiten Adergruppe angeordnet. Die Kanäle 45, beziehungsweise die Mittelachsen der Kanäle 45, sind ebenfalls in der Leiterebene angeordnet.
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Die Kanäle 45 sind mit einem Versteifungsmaterial gefüllt, beispielsweise Glasfasern. Das Versteifungsmaterial ist vorzugsweise elektrisch nichtleitend. Das Versteifungsmaterial ist vorzugsweise härter oder fester als das Isolationsmaterial des Mantels 30.
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In der Basis 33 und in der Grundseite 34 des Mantels 30 sind Aussparungen 42 eingebracht. Die Aussparungen 42 verlaufen in Längsrichtung X, also parallel zu den Adern 21, 22, 23, 24, 25, 26 und parallel zu den Kanälen 45. Die Aussparungen 42 erstrecken sich in Vertikalrichtung Z in den Mantel 30 hinein, beispielsweise bis zu einem Viertel oder bis zu einem Drittel der Höhe des Mantels 30. Die Aussparungen 42 sind in der Basis 33 und in der Grundseite 34 des Mantels 30 jeweils paarweise gegenüberliegend eingebracht. Die Symmetrieebene S liegt dabei in jeweils einer Aussparung 42 in der Basis 33 und in der Grundseite 34 des Mantels 30.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Linienleiterkabels 10. In den Mantel 30 sind Bohrungen 44 eingebracht. Die Bohrungen 44 durchdringen den Mantel 30 in Vertikalrichtung Z von der Basis 33 bis zu der Grundseite 34. Vorliegend sind die Bohrungen 44 in Querrichtung Y zentral in den Mantel 30 eingebracht. Die Mittelachsen der Bohrungen 44 liegen somit in der Symmetrieebene S. Vorliegend ist das Linienleiterkabel 10 mittels mehrerer Schrauben an dem Boden befestigt, welche die Bohrungen 44 durchgreifen und in den Boden eingedreht sind.
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Es ist auch denkbar, das Linienleiterkabel 10 mittels doppelseitigem Klebeband mit dem Boden zu verkleben. Dabei ist doppelseitige Klebeband zwischen dem Boden und der Basis 33 des Mantels 30 angeordnet und steht in Kontakt mit dem Boden und mit der Basis 33.
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Ferner ist es denkbar, das Linienleiterkabel 10 mittels einseitigem Klebeband mit dem Boden zu verkleben. Das einseitige Klebeband steht dann beispielsweise in Kontakt mit dem Boden, mit den Schenkeln 31, 32 und mit der Basis 33 des Mantels 30. Das einseitige Klebeband übergreift also den kompletten Mantel 30 auf den dem Boden abgewandten Flächen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Linienleiterkabel
- 21
- erste Ader
- 22
- zweite Ader
- 23
- dritte Ader
- 24
- vierte Ader
- 25
- fünfte Ader
- 26
- sechste Ader
- 30
- Mantel
- 31
- erster Schenkel
- 32
- zweiter Schenkel
- 33
- Basis
- 34
- Grundseite
- 42
- Aussparung
- 44
- Bohrung
- 45
- Kanal
- A
- Winkel
- S
- Symmetrieebene
- X
- Längsrichtung
- Y
- Querrichtung
- Z
- Vertikalrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10053373 B4 [0002]
- DE 102004063917 B4 [0003]
- CN 201607985 U [0005]
- CN 205722945 U [0006]
- DE 2631708 A1 [0007]
- WO 2020/049689 A1 [0008]
- US 2021/0206599 A1 [0008]
