DE19536288A1 - Fahrsystem für elektromotorisch betriebene Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrsystem für elektromotorisch betriebene Fahr­ zeuge entsprechend dem Oberbegriff des 1 Hauptanspruches.

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo elektromotorisch betriebene Fahrzeuge, vorzugsweise für schienenlose Fahrbahnen, in der Weise betrie­ ben werden, daß ein Teil der Fahrstrecke in freibeweglicher Fahrweise und ein anderer Teil auf sich ständig wiederholenden Bahnen erfolgt, so daß der freibewegliche Fahrteil manuell gesteuert und unter Batteriebetrieb erfolgen kann und der Fahrbetrieb an sich immer wiederholenden Strecken fahrerlos und unter Aufladung der Batterie möglich ist.

Besonders geeignet ist das Fahrsystem für den Transport in Regallagern in Bereichen des innerbetrieblichen Transportes oder zwischen den einzelnen Takten bei der Montage an Fließbändern und den dazugehörenden Mate­ riallagern.

Elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge, die bei freibeweglicher Fahrweise ihren Energiebedarf aus bordeigenen Batterien beziehen, haben den Nach­ teil, daß die gespeicherte Energie verbraucht wird und nach bestimmten Zeitabständen die entladene Batterie ausgetauscht oder neu geladen wer­ den muß. Dieser Vorgang führt zu Ausfallzeiten, in der die Fahrzeuge nicht benutzt werden können. Eine Alternative zu diesen batteriebetriebenen Fahrzeugen stellen Fahrzeuge dar, die mittels Stromabnehmer an einer verfahrbaren Stromschiene entlangfahren. Ein Beispiel für einen derartigen Stromabnehmer eines längs zur Stromschiene verfahrbaren Stromverbrau­ chers ist in DE 22 21 751 C1 genannt. Nachteil dieser Vorrichtung ist es, daß das Fahrzeug sehr genau an die Stromschiene herangefahren werden muß und eine Führung oder eine automatische Steuerung entlang der Strom­ schiene über einen derartigen Arm nicht erfolgen kann.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein System zu entwickeln, mit dem elektromotorisch betriebene Fahrzeuge in freibeweglicher Fahrweise und entlang bestimmter Fahrwege so geführt werden können, daß eine möglichst hohe Betriebsdauer bei hoher Sicherheit und einem Minimum an Bedienper­ sonal möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des 1. Patentanspruches gelöst.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungen der Erfindung wieder.

Das erfindungsgemäße Fahrsystem für elektromotorisch betriebene Fahr­ zeuge besteht aus einem elektromotorisch betriebenen, freilenkbaren Fahr­ zeug, welches auf schienenlosen Fahrbahnen bei Nutzung einer Batterie fahren kann, wobei beliebige Orte anfahrbar sind, die Steuerung manuell erfolgen kann und einem Stromzuführungssystem, bestehend aus einer Füh­ rungsschiene und Stromführungseinrichtungen, entlang einer bestimmten Fahrbahn, die das schienenlose Fahrzeug regelmäßig benutzt, wobei diese Fahrstrecke vom Fahrzeug mittels Lenkerregler und unter Aufladung der Batterie gefahren werden kann. Bei Nutzung der erfindungsgemäßen Lö­ sung können elektromotorisch betriebene Fahrzeuge auf freibeweglichen Fahrbahnen bei einer hohen Betriebsdauer, hoher Sicherheit und einem ge­ ringen Bedarf an Personal betrieben werden.

Das erfindungsgemäße Fahrsystem sieht vor, daß sich an einem elektromo­ torisch betriebenen Fahrzeug ein Tastarm befindet, an den ein Stromab­ nehmer und eine Tastrolle angeordnet sind, die zum Stromführungssystem ausklappbar sind. Das elektromotorisch betriebene Fahrzeug wird manuell und im spitzen Winkel auf das Stromführungssystem zugefahren und kann vor Erreichen des Stromführungssystems auf automatischen Betrieb umge­ schaltet werden.

Das Stromführungssystem besteht aus einer Führungsschiene und der Stromführungseinrichtung. Die Führungsschiene kann oberhalb und unter­ halb der Stromführungseinrichtung angeordnet sein und kann als Winkelei­ sen, aber auch als quadratisches Profil ausgeführt sein, auf dem eine Tast­ rolle entlangrollbar ist. Denkbar ist es auch, mehrere Führungsschienen anzuordnen. Die Stromführungseinrichtung weist einen bestimmten Abstand zur Führungsschiene auf. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Stromführungseinrichtung unterhalb der Führungsschiene angeordnet ist. Sind mehrere Stromführungseinrichtungen nebeneinander angeordnet, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen diese Einführungsprofile anzuord­ nen, so daß die Stromabnehmer des Tastarmes sicher in die Stromfüh­ rungseinrichtung eingeführt werden können. Die Einführungsprofile, die drei­ eckig ausgeführt sein können, sollten entsprechend tief ausgeführt sein, so daß vor allem bei höheren Spannungen eine Verletzungsgefahr durch Be­ rühren des Stromführungssystems vermieden wird.

Der Tastarm am Fahrzeug ist so ausgeführt, daß zuerst die Führungsrolle die Führungsschiene des Stromführungssystems erreicht, wodurch die Stromabnehmer in die Stromführeinrichtung des Stromführungssystems ge­ drückt werden und sowohl die Führung des Fahrzeuges entlang der Füh­ rungsschiene und ein gleichzeitiges Laden der Batterie des Fahrzeuges er­ folgen. Die Stromabnehmer des Fahrzeuges können als Kontaktkohlen aus­ geführt sein.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Tastarm so auszuführen, daß so­ wohl ein rechtsseitiger als auch ein linksseitiger Betrieb des Fahrzeuges möglich ist. Dazu können zu beiden Seiten der Fahrbahn Stromführungssy­ steme angeordnet sein.

Durch das Ausschwenken der Tastrollen gegen die Führungsschiene wird ein Drehpotentiometer angetrieben, das an den Lenkregler eine Spannung abgibt, der mit dieser Spannung den Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Führungsschiene regelt. Anstelle eines Drehpotentiometers sind auch beliebige Winkel und Weggeber denkbar, die berührungslos oder mit Berüh­ rung funktionieren.

Als vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn die Stromabnehmer an Einzelfedern angelenkt sind, die die Relativstellung des Fahrzeuges zum Stromführungssystem ausgleichen und einen relativ gleichmäßigen Anpreß­ druck der Stromabnehmer bewirken.

Als weiterhin vorteilhaft hat es sich erwiesen, das Stromführungssystem so auszuführen, daß das Ein- und Ausführen der Stromabnehmer entlang der Stromführung an beliebiger Stelle möglich ist.

Die Bewegung des Tastarmes erfolgt mittels Hubspindel, wobei die Bewe­ gung in der Weise erfolgt, daß eine Torsionsfeder vorgespannt wird und über einen Endschalter die Umschaltung auf Lenkregler dann erfolgt, wenn der Tastarm mit Tastrolle und Stromabnehmer das Stromführungssystem er­ reicht haben.

Durch die beschriebenen Vorrichtungen ist es möglich, daß das elektromo­ torische Fahrzeug auch dem Stromführungssystem dann folgt, wenn es nicht geradlinig, sondern in Kurven entlang der Fahrbahn erfolgt.

Nach der Fahrt entlang der Führungsschiene kann von Hand ein Umschalten von Lenkregler auf Handsteuerung erfolgen und das Fahrzeug wieder in freibeweglicher Fahrweise betrieben werden.

Wesentlich ist dabei, daß mit dem Umschalten auf manuelles Fahren der Stromfluß zwischen den Kontakten der Schiene und dem Fahrzeug unter­ brochen werden und der Tastarm in das Fahrzeug zurückgeschwenkt wird, wobei das Handsteuerrad in Geradeausfahrstellung zu stellen ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und 4 Figuren erläutert.

Die Figuren zeigt

Fig. 1 erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht mit eingezogenem Tastarm,

Fig. 2 erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht mit ausgefahrenem Tastarm,

Fig. 3 Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 4 Einzelheit Z aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 neben einer Stromschiene 2, wobei der Tastarm 4 mit Stromabnehmer 3 und Tastrolle 6 in das Fahr­ zeug zurückgeklappt ist. Der Tastarm 4 ist auf einer Grundplatte 7 mittels Achse 17 befestigt, wobei weitere Hebel 8, 15 mit Achsen 18 befestigt sind. Die Torsionsfeder 16 wird beim Ausfahren des Tastarmes 4 gespannt und ein Endlagenschalter 19 wird bei bestimmten Stellungen des Tastarmes 4 betätigt. Zur Lenkung des Fahrzeuges 1 dient das Fahrzeugantriebs- und Lenkrad 5, zu dessen beiden Seiten Stützräder 9 angeordnet sind.

Die in Fig. 3 gezeigte Stromschiene 2 besteht aus einer winklig angeordne­ ten Führungsschiene 21, die die Stromführungseinrichtungen 22 gegen her­ unterfallende Gegenstände schützt, wobei die Stromführungseinrichtungen 22 durch Einführungsprofile 23, die dreieckig ausgebildet sind, dafür sorgen, daß die Stromabnehmer problemlos in die Stromführungseinrichtungen 22 gelangen können und eine Verletzungsgefahr durch Berührung minimiert wird. Bei der praktischen Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll davon ausgegangen werden, daß eine Bedienperson das Fahrzeug 1 in einem Lager mit Fahrzeugteilen, beispielsweise Autokarossen, beladen hat und nun im spitzen Winkel an das Stromführungssystem 2 heranführt. Bei der Anfahrt an die Stromschiene 2 wählt der Fahrzeugführer per Taste die Funktion "Einspuren". Damit wird der Stellantrieb 11 betätigt, der an einen Festpunkt 12 und einen beweglichen Punkt 13 so angeordnet ist, daß er eine Hubspindel 20 axial bewegt und die Hebel 14, 15 so bewegt, daß sie eine Torsionsfeder 16 auf einer Drehachse 17 vorspannen, wobei der Stützhebel 14 drehbar an einer feststehenden Achse 16 so gelagert ist, daß eine Dreh­ bewegung um die Achse 17 entsteht. Über die Drehbewegung der Feder 16 wird der Hebel 4 so angetrieben, daß die Tastrolle 6 mit dem Stromabneh­ mer ausschwenkt. Das Fahrzeug 1 fährt solange in Richtung auf die Strom­ schiene 2 bis die Tastrolle 6 auf der Führungsschiene 21 anliegt und durch Verdrehen der Tastrolle 6 die Stromabnehmer in die Stromführungseinrich­ tungen 22 gedrückt werden. Beim Ausklappen des Tastarmes 4 wird die Torsionsfeder 16 gespannt. Sobald die Tastrolle 6 an die Führungsschiene 21 anlegt, gibt der durch die gespannte Torsionsfeder 16 belastete Tastarm 8 einen Endschalter 19 frei, wodurch die Umschaltung auf Lenkregler erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt auch eine Ladung der Batterie des Fahrzeuges 1.

Der Fahrer des Fahrzeuges 1 kann zu diesem Zeitpunkt auf Automatikbe­ trieb umschalten und das Fahrzeug 1 verlassen. Bei der Fahrt des Fahrzeu­ ges 1 entlang der Stromschiene 2 sind die als Kontaktkohlen ausgebildeten Stromabnehmer 3 federnd gelagert. Durch die stattfindende Tastbewegung wird in der Achse 20 ein Drehpotentiometer 24 betätigt, welches über die Fahrzeugsteuerung eine Stellung des Lenkrades 5 in der Weise bewirkt, daß das Fahrzeug 1 parallel zur Führungsschiene 21 geführt wird.

Fig. 2 zeigt das Fahrzeug 1 mit ausgeschwenktem Tastarm 4 an der Stromschiene 2. Die Einführungsprofile 23 sind so gestaltet, daß das Fahr­ zeug 1 zu jedem Zeitpunkt von der Stromschiene 2 entfernt werden kann. Dazu wird das Fahrzeug auf Batteriebetrieb umgeschaltet, wodurch die Speisung der Batterie unterbrochen wird und der Stromabnehmer 3 sowie die Tastrolle 6 und der Tastarm 4 in das Fahrzeug 1 zurückgeklappt werden. Nachdem in manueller Fahrweise das Fahrzeug 1 mit den beladenen Auto­ karossen zum Arbeitstakt am Fließband gebracht ist, kann das Fahrzeug 1 wieder an die Stromschiene 2 zurückgebracht werden, an der sie zu einem Lagerplatz zurückfährt.

Claims (10)

1. Fahrsystem für elektromotorisch betriebene Fahrzeuge, vorzugsweise für schienenlose Fahrbahnen, bestehend aus Fahrzeug mit vorzugs­ weise E-Motor und Batterie, Fahrwegleittrasse mit Stromzuführung und Tastarm zur Stromabnahme am Fahrzeug dadurch gekennzeichnet, daß
immer dann, wenn sich das Fahrzeug (1) in Reichweite des Stromfüh­ rungssystems (2) befindet, ein Tastarm (4) mit einem Stromabnehmer (3) und einer Tastrolle (6) zum Stromführungssystem (2) ausgeklappt wird,
das Fahrzeug (1) nach Erreichen des Stromführungssystems (2) an dieses angekoppelt wird, auf "Batterieladen" umschaltet und an diesem mittels Lenkregler entlanggelenkt wird
und während des Fahrvorganges ein Aufladen der Batterie erfolgt.

2. Fahrsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Stromführungssystem (2) aus einer Stromführungseinrichtung (22) in einem Einführungsprofil (23) und einer Führungsschiene (21) be­ steht.

3. Fahrsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fahren des Fahrzeuges (1) an das Stromführungssystem (2) zu­ erst die Tastrolle (6) an der Führungsschiene (21) anlegt, wonach ein oder mehrere Stromabnehmerkontakte (3) in oder auf Stromführungs­ einrichtungen (22) gedrückt werden.

4. Fahrsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich Fahrzeuge (1) im System sowohl für den Rechts- als auch für den Linksverkehr eignen, wobei der Tastarm (4) mit Stromabnehmer (3) und Tastrolle (6) an der rechten oder/und linken Fahrzeugseite angebracht sind.

5. Stromführungssystem (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (21) oberhalb der Stromführungseinrichtung (22) zwischen zwei Einführungsprofilen (23) angeordnet ist, die ein Ein- und Ausführen der Stromabnehmer (3) an beliebiger Stelle ermöglichen.

6. Stromführungssystem (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stromführungseinrichtungen (22) zwischen Einführungsprofi­ len (23) angeordnet sind.

7. Fahrzeug (1) in einem Fahrsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastrolle (6) bei Berührung mit der Führungsschiene (21) eine ab­ gefederte Drehbewegung des Tastarmes (4) bewirkt und damit ein Drehpotentiometer (24) antreibt, das an einen Autopiloten eine Span­ nung abgibt, der mit dieser Spannung den Abstand zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Stromführungssystem (2) regelt.

8. Fahrzeug nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmer (3) an Einzelfedern angelenkt sind, die die Relativ­ bewegung des Fahrzeuges (1) zum Stromführungssystem (2) ausglei­ chen und einen gleichmäßigen Andruck der Stromabnehmer (3) auf die Stromführungseinrichtung (22) bewirken.

9. Fahrzeug (1) nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Betätigen einer Vorwahltaste für das Ein- bzw. Ausschwen­ ken des Tastarmes (4) automatisch eine Umschaltung vom Nachlade­ betrieb auf Reservebetrieb und umgekehrt erfolgt und dabei die Um­ schaltung auf Nachladebetrieb bei Berührung der Stromabnehmer (3) mit der Stromführungseinrichtung (22) vom Nachladebetrieb auf Reser­ vebetrieb.

10. Fahrzeug (1) nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bevor das Fahrzeug (1) vom automatischen Betrieb auf Handsteuerung geschaltet wird, das Handsteuerrad in Geradeausfahrstellung steht.