DE19641043A1 - Containertransportsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Containertransportsystem mit Fahrbahn, Linearmotor und drehbaren Rädern.

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo Container mit schienenge­ führten linearmotorgetriebenen Transportwagen voll automatisch bewegt werden. Die Erfindung ist für den Transport in Längs- und Querrichtung auf einem vorgegebenen ebenen Gelände geeignet, wo umweltfreundlich, ohne nennenswerte Wartung, ein schnelles Verfahren von Container in Längs- und Querrichtung erforderlich ist, beispielsweise auf Sortierplätzen in Endladeeinrichtungen in Häfen oder aber zwischen Schiffen und Straßen- oder Schienenfahrzeugen oder eine dieser genannten Fahrzeugarten untereinander.

Für den Transport von Containern auf einem flachen Gelände sind Vorrichtungen bekannt. So wird beispielsweise in DE 44 07 999 A1 ein Fahrwerk für weichenlose beliebige Richtungsänderungen beschrieben, das für den Einsatz in automatischen Parkhäusern geeignet ist und mit dem mittels Linearantriebstechnik, Paletten, auf denen Lasten stehen, auf Führungsprofilen in verschiedene Richtungen längs und quer transportiert werden. Die Vorrichtung hat den Nachteil, daß schwenkbare Tragrollen, die an den Ecken der Paletten angeordnet sind, für sehr hohe Lasten, wie sie in Containern transportiert werden, nicht geeignet sind, da der Energiebedarf zum Schwenken der Rollen sehr hoch ist. Weiterhin ist eine hohe Fahrbahn­ breite für das Umschlagen der Rollen bei Fahren in entgegengesetzte Richtung erforderlich.

Auch in DE 44 39 740 C1 wird ein Containerterminal mit integriertem vollautomatischem Containertransportsystem vorgeschlagen, bei dem linearmotorbetriebene Transportpaletten längs und quer verfahrbar sind. Auch diese Transportpaletten sind auf Schwenkrollen gelagert denen die o.g. Nachteile anlasten, wodurch sie für den Transport von schweren Containern ungeeignet sind.

Weiterhin schlägt DE 195 03 878 A1 eine Vorrichtung für weichenlose Richtungsänderungen vor, bei der schwenkbare Tragrollen, die von einem einzigen Führungselement umgeben werden, an Paletten angeordnet sind, mit denen Container transportiert werden können. Auch in diesem Beispiel handelt es sich um eine Vorrichtung, bei der Paletten mittels Schwenkrollen an allen vier Ecken linearmotorgetrieben bewegt werden, ohne daß die o.g. Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Transportsystem für Container zu entwickeln, mit dem hohe Lasten mit schmalen Fahrbahnen und bei geringem energetischen und apparativen Aufwand mit Linearmotoren störungsfrei in Längs- und in Querrichtung verfahrbar sind.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches gelöst.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungen der Erfindung wieder.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht ein Containertransportsystem mit Fahrbahnen, Linearmotoren und drehbaren Rädern vor, wobei die Fahr­ bahnen parallel und quer zueinander angeordnet sind und Kreuzungspunkte bilden, wobei außerhalb der Kreuzungspunkte mittig in den Fahrbahnen Führungsschienen angeordnet sind.

Auf den Fahrbahnen verfahren Transportwagen mit, um eine Drehachse drehbaren Laufrollen, die von horizontalen Führungsrollen umgeben sind, wobei die Abstände der Laufrollen mit den Abständen der Fahrbahnen übereinstimmen und die Laufrollen, mit den sie umgebenden Führungs­ rollen, in den Kreuzungspunkten drehbar sind. Die horizontalen Führungs­ rollen liegen beim Fahren auf geraden Strecken an den Führungsschienen an und bewirken somit, daß die Laufrollen mit den Führungsschienen nicht in Berührung kommen, so daß ein freier Lauf gewährleistet ist.

In Längs- und Querrichtung zu den Transportwagen sind neben den Fahrbahnen Statoren angeordnet, die mit Magneten, die längs und quer am Transportwagen angeordnet sind, in Wechselwirkung stehen und für eine Vorwärtsbewegung des Transportwagens in Längs- und Querrichtung sorgen. Weiterhin sind parallel zu den Fahrbahnen Statoren angeordnet, die auf an den Transportwagen angeordnete Schwenkschieber wirken. Das Verstellen der Schwenkschieber am Transportwagen bewirkt über Gestänge und Schwenkgestänge, daß die Laufrollen in den Kreuzungspunkten um jeweils 900 gedreht werden und somit eine Richtungsänderung des Wagens möglich wird.

Um ein sicheres Führen des Transportwagens auf den Fahrbahnen zu erreichen, genügt es, wenn nur jede zweite Fahrbahn eine Führungsschiene aufweist.

Vorteilhaft ist es, die Laufrolle als Doppelrolle auszubilden. Damit eine sichere Führung an den Führungsschienen erreicht wird, sind um jedes Laufrollenpaar mindestens vier horizontale Führungsrollen anzuordnen, die die Laufrollen so führen, daß es nicht zur Berührung mit den Führungs­ schienen kommt. Die horizontalen Führungsrollen, die als Kugel oder Wälz­ lager ausgebildet sein können, rollen energiesparend an den Führungs­ schienen entlang. In den Kreuzungspunkten, in denen die Doppelrollen gedreht werden, dienen die Führungsrollen dazu, eine Führung mit den Kreissegmenten, die einen Kreuzungspunkt in vorteilhafterweise umgeben und abgrenzen, zu führen.

Für eine sichere Funktion der Vorrichtung genügt es, wenn nur um drei Laufrollenpaare horizontale Führungsrollen angeordnet sind.

Sobald der linearmotorbetriebene Transportwagen einen Kreuzungspunkt erreicht, was durch flächendeckend angeordnete Sensoren angezeigt wird, wird der Transportwagen durch mit wenig strombetriebene Statoren in Längs- und Querrichtung im Kreuzungspunkt gehalten, wobei Statoren für die Schwenkschieber die Schwenkschieber betätigen. Die von den Schwenkschiebern ausgehenden Gestänge mit Schwenkgestängen betätigen über jeweils einen Schwenkschieber jeweils zwei Laufrollenpaare, die sich in den Kreuzungspunkten drehen. Der Transportwagen wird von den Statoren solange im Kreuzungspunkt gehalten, bis die Laufrollen um 900 gedreht sind. Danach kann der Transportwagen mittels Statoren, quer zu seiner Längsrichtung fahrend, die Kreuzungspunkte verlassen.

Für den Fall, daß ein Transportwagen sicher im Transportcontainersystem abgestellt werden soll, erfolgt das, indem alle Laufrollen im Kreuzungspunkt um nur 45° gedreht werden, so daß ein unbeabsichtigtes Verfahren des Transportwagens nicht möglich ist.

Vorteilhaft ist es, als Sensoren zur Steuerung der Transportwagen Hallsensoren anzuwenden, wobei für eine einwandfreie Funktion des Systems in jeder Stellung des Transportwagens mindestens ein Sensor unter dem Transportwagen zwischen den Führungsschienen angeordnet sein müssen. Durch die Führung der Laufrollen mittels Gestänge wird erreicht, daß sich alle vier Laufrollenpaare am Transportwagen gleichzeitig und gleichmäßig verdrehen, ohne daß es zu einem Nachlaufen der Räder kommt. Weiterhin sind mit dem vorgeschlagenen Containertransportsystem Container mit sehr hohen Lasten bei nur geringer Breite der Fahrbahnen verfahrbar.

Vorteilhaft ist es, den Transportwagen als Doppelpalette auszuführen und auf dem Transportwagen Dämpfungsvorrichtungen, beispielsweise Federn, Gummis, Stoßdämpfer oder andere federnde Vorrichtungen vorzusehen, die beim Absetzen der Container mit dem Kran verhindern, daß bei einem schnellen Absetzen der Container Deformierungen am Transportwagen auftreten, die Betriebsunsicherheiten im Linearmotorsystem mit sich bringen können.

Es ist weiterhin vorteilhaft, die Fahrbahnen im Baukastensystem auszu­ führen, ergänzen und zu erweitern.

Im folgenden wird die Erfindung an 16 Figuren und einem Ausführungsbei­ spiel dargestellt.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Erfindungsgemäße Vorrichtung mit Laufrollen auf der Fahrbahn mit Führungsschiene auf der linken Seite,

Fig. 2 Laufrolle auf Fahrbahn mit Führungsschiene, Schnitt B-B aus Fig. 3,

Fig. 3 Laufrolle mit horizontalen Führungsrollen auf der Fahrbahn mit Führungsschiene,

Fig. 4 Transportwagen mit Schwenk-Schieber, Laufrolle und Gestängen,

Fig. 5 Schnitt A-A von Fig. 4,

Fig. 6 Anordnung der Magnete am Transportwagen,

Fig. 7 Transportwagen in Anfahrt auf einen Kreuzungspunkt,

Fig. 8 Stator-Bestromung zu Fig. 7,

Fig. 9 Transportwagen im Kreuzungsbereich, Beginn des Schwenkens der Laufräder,

Fig. 10 Stator-Bestromung zu Fig. 9,

Fig. 11 Transportwagen beim Schwenken der Laufräder, Laufräder in 45°-Position,

Fig. 12 Stator-Bestromung zu Fig. 11,

Fig. 13 Transportwagen mit geschwenkten Laufrädern im Kreuzungspunkt,

Fig. 14 Stator-Bestromung zu Fig. 13,

Fig. 15 Ausfahrt des Transportwagens aus dem Kreuzungspunkt,

Fig. 16 Stator-Bestromung zu Fig. 15.

Das erfindungsgemäße Containertransportsystem besteht im wesentlichen aus einem Transportwagen 11 (Fig. 4) der, wie in Fig. 1 dargestellt, mit Laufrollen 9 auf den Fahrbahnen 1 verfährt. Die Fahrbahnen 1 sind im vorliegenden Beispiel auf einer Unterkonstruktion 3 angeordnet und so ausgeführt, daß sich Statoren 5 unter den Permanent-Magneten 4 am Transportwagen 11 befinden, so daß zwischen den Permanent-Magneten 4 und den Statoren 5 ein Luftspalt 6 bestehen bleibt. Die Laufrollen 9 sind als Doppelrollen ausgeführt damit ein reibungsfreies Drehen in den Kreuzungspunkten möglich ist. Vor und hinter den Doppelrollen 9 sind horizontale Führungsrollen 10 angeordnet, die als Kugellager ausgeführt sind und auf geraden Strecken an der Führungsschiene 2 abrollen. Damit wird ein Berühren der Doppelrollen 9 mit der Führungsschiene 2 vermieden und für eine Führung der Doppelrollen 2 gesorgt. Beim Drehen in den Kreuzungspunkten 14 führen die horizontalen Führungsrollen 10 die Doppelrollen 9 in den Führungssegmenten 15, indem sie in diesen abrollen. Da jeweils vier vertikale Führungsrollen 10 nur um jeweils zwei Doppelrollen 9 angeordnet sein müssen, um eine sichere Funktion der Vorrichtung zu ermöglichen, weisen die rechten Doppelrollen 9 in Fig. 1 keine Führungsrollen 10 auf.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß sich zwischen den Doppelrollen 9 eine Führungsschiene 2 der Fahrbahn 1 befindet, wobei hinter und vor den Doppelrollen 9 jeweils zwei horizontale Führungsrollen 10 angeordnet sind. Die Rollen 9 sind um eine Drehachse 7 drehbar.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die Drehachse 7 direkt über dem Scheitel der Laufrollen 9 angeordnet, so daß ein Drehen des Laufrades 9 ohne Nachlauf möglich ist.

Die Fig. 4 zeigt den Aufbau eines Transportwagens 11 in Draufsicht. Dieser besteht neben 8 Laufrollen 9 und 12 horizontalen Führungsrollen 10, die mit einem Schwenk-Schieber 8 mit Gestänge 12, über das jeweils 2 Laufrollenpaare 9 betätigt werden.

Der Schnitt A-A ist Fig. 5 zu entnehmen und zeigt eine Transportwagen 11, der als Doppelpalette ausgebildet ist, wobei der Container 20 auf dämpfen­ den Elementen 21 abgestellt wurde, die verhindern sollen, daß die Kräfte beim Aufsetzen des Containers 20 zur Verformung des Führungswagens 11 führen.

Die Fig. 6 zeigt die Anordnung der Permanent-Magnete 4 längs und quer des Transportwagens 11. Anhand der Fig. 7-16 soll verdeutlicht werden, wie der Transportwagen 11 in einem Kreuzungspunkt 14 seine Richtung ändert und durch welche Stator-Bestromung das erreicht wird.

Fig. 7 zeigt das erfindungsgemäße Containertransportsystem, bestehend aus sich kreuzenden Fahrbahnen 1, wobei nur jede zweite Fahrbahn eine Führungsschiene 2 aufweist. Diese Führungsschiene 2 ist nur außerhalb der Kreuzungspunkte 14 vorhanden, um ein Drehen der Laufrollen 9 nicht zu behindern. Der Transportwagen 11 befindet sich in Anfahrt auf die Kreuzungspunkte 14. Zum Verdrehen der Transportrollen 9 in den Kreuzungspunkten 14 dient ein Schwenk-Schieber 8, der über Gestänge 12 und zwei Schwenkgestänge 17 seine Bewegungen auf die Doppelrollen 9 überträgt. Betätigt wird der Schwenk-Schieber 8 über den Schwenkstator 16, der sich längs der Fahrbahn 1 zwischen den Fahrbahnen 1 befindet. Auf den Kreuzungspunkten 14 sind Führungselemente 15 angeordnet, an denen die horizontalen Führungsrollen 10 beim Drehen geführt werden.

Wie Fig. 8 zeigt, sind bei der Anfahrt auf den ersten Kreuzungspunkt 14 jeweils einige Statoren 13 längs der Fahrbahn 1 bestromt, die den Transportwagen 11 transportieren. Zur Erkennung des Transportwagens 11 dienen für die Längs- 18 und Querfahrt 19 jeweils Sensoren (Hallsensoren), die so angeordnet sind, daß sich immer ein Sensor unter dem Transport­ wagen 11 befindet. Diese flächendeckend vorhandenen Sensoren 18, 19 stellen sicher, daß die Statoren 13, 16 immer zum erforderlichen Zeitpunkt ab- und zugeschaltet werden, um die gewünschte Fahrt des Transport­ wagens 11 durchzuführen.

Sobald die Kreuzungspunkte 14 (Fig. 9) erreicht sind, ist der Stator 16 zusätzlich bestromt. Der Transportwagen kommt in den Kreuzungspunkten 14 zum Stehen, so daß ein Drehen aller 4 Laufrollenpaare 9 erfolgen kann. Das Drehen der Laufrollen 9 erfolgt über Gestänge 12 mittels Schwenk-Schie­ ber 8, 16 zusätzlich zu den Statoren 13 in Längs- und Querrichtung bestromt (Fig. 10). Der Stator 16 bewirkt eine Betätigung des Schwenk-Schie­ bers 8 und damit ein Verdrehen der Doppelrollen 9 in den Kreuzungs­ punkten 14. Die Statoren 13 sichern den Transportwagen 11 in seiner Position zum Drehen der Doppelrollen 9.

Die Kraft, die durch die Statoren 13 aufgebracht wird, dient als Gegenkraft zur Kraft des Stators 16 und muß daher nur einen Teil der normalen Linearmotortransportkraft betragen. Die in Fig. 11 dargestellte 45°-Position der Räder ist vorteilhafterweise für ein kontrolliertes Parken im Kreuzungsbereich 14 anwendbar, bei dem der Transportwagen 11 durch äußere Kräfte, wie beispielsweise Sturm auf Containerverladestationen, fest und sicher stehen muß. Weiterhin ist Fig. 11 zu entnehmen, daß nur jeweils 3 Räderpaare von horizontalen Führungsrollen 10 umgeben sind, wenn das System mit ausreichender Stabilität arbeitet. Die Fig. 12 zeigt, daß für die Bewegung in Fig. 11 alle Statoren 13 und 16 bestromt werden müssen. Die komplett schwarzen Flächen stellen eine volle Bestromung und die schraffierten Flächen eine schwache Bestromung dar. Nachdem die Laufrollenpaare 9 um 90° gedreht wurden, ist die, in Fig. 13 gezeigte, Lage der Räderpaare 9 quer zur Längsrichtung des Transportwagens 11 erreicht.

Die bestromten Statoren 13 und 16 sind in Fig. 14 dargestellt. Danach kann der Transportwagen 11 quer zu seiner Längsrichtung auf den Fahrbahnen 1 verfahren werden, wie das in Fig. 15 gezeigt ist, die Laufrollen 9 werden dabei stabil in ihrer Lage vom Gestänge 12 und in der Fahrbahn 1 von den Führungsschienen 2 gehalten. Dazu sind, wie aus Fig. 16 zu ersehen, die Statoren 13 quer zum Transportwagen 11 bestromt.

Claims (14)

1. Containertransportsystem mit Fahrbahn, Linearmotor und drehbaren Rädern, gekennzeichnet durch

• - ein System von quer im rechten Winkel und parallel zueinander angeordneten Fahrbahnen (1), die Kreuzungspunkte (14) bilden, wobei außerhalb der Kreuzungspunkte (14) mittig Führungs­ schienen (2) in der Fahrbahn (1) angeordnet sind,
• - Transportwagen (11) mit, um eine Drehachse (7) drehbare Lauf­ rollen (9) mit horizontalen Führungsrollen (10), wobei die Abstände der Laufrollen (9) mit den Abständen der Fahrbahnen (1) übereinstimmen und die Lauf- und Führungsrollen (9, 10) in den Kreuzungspunkten (14) drehbar sind,
• - in Längs- und Querrichtung, am Transportwagen (11) angeordnete Magnete (4), die mit Statoren (5) der Fahrbahn (1), den Transportwagen (11) in Längs- und Querrichtung bewegen,
• - Schwenk-Schieber (8), die am Transportwagen (11) angeordnet sind und die Laufrollen (9) mit horizontalen Führungsrollen (10) drehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Fahrbahnen (1) Statoren (16) für die Schwenk-Schieber (8) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur jede zweite Fahrbahn (1) eine Führungsschiene (2) aufweist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrolle (9) als Doppelrolle ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung vom Schwenk-Schieber (8) auf die Laufrollen (9) mittels Gestänge (12) und Schwenkgestänge (17) erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur um drei Laufrollenpaare (9) horizontale Führungsrollen (10) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Führungsrollen (10) in Kreissegmenten (15) geführt werden.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß um ein Laufrollenpaar (9) jeweils vier horizontale Führungsrollen (10) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Laufrollenpaare (9) über einen Schwenk-Schieber (8) betätigt werden.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß flächendeckend zwischen den Fahrbahnen (1) Sensoren (18, 19) zur Steuerung der Statoren (5, 13, 16) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, danach gekennzeichnet, daß die Sensoren (18, 19) so angeordnet sind, daß sich immer ein Sensor (18, 19) unter dem Transportwagen 11 befindet.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, danach gekennzeichnet, daß die Fahrbahnen (1) sich als modulares System im Baukastensystem erweitern und ergänzen lassen.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, danach gekennzeichnet, daß auf dem Transportwagen (11) federnde oder dämpfende Elemente (21) für die Container (20) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, danach gekennzeichnet, daß die Transportwagen (11) als Doppelpalettenwagen ausgeführt sind.