DE19947368C1 - Unterflurschienenanlage für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung - Google Patents

Abstract

Ein Schienensystem für eine Unterflurschienenanlage für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung, umfassend in Längsrichtung hintereinander verlegbare Schienenabschnittskörper mit zwei parallelen Längskanälen, wobei mindestens bei einem Teil der Schienenabschnittskörper die Längskanäle von oben zugängliche Öffnungen zur Einführung von Litzen für die Ausbildung eines Primärleiters aufweisen und mindestens einen Verschlusskörper zum Verschließen der Öffnungen sowie ein Verfahren zur Herstellung der Unterflurschienenanlage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterflurschienenanlage für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung, ein Schienensystem zur Herstellung und ein Verfahren zur Herstellung dieser Unterflurschienenanlage.

Die DE 44 29 656 C1 offenbart eine Einrichtung zur berührungsfreien Übertragung elektrischer Energie auf einen Gegenstand, der sich längs einer ortsfesten, räumlich ausgedehnten Leiterschleife bewegt, die von zwei Leitern aufgespannt und von einer Wechselspannungsquelle gespeist ist, und der zur Energieauskopplung eine längs der ortsfesten Leiterschleife mitbewegte weitere Leiterschleife aufweist.

Die DE 43 42 319 A1 offenbart ein Fahrweg-Teilesystem für automatisch gelenkte selbstfahrende Fahrzeuge mit einer entlang des Fahrweges verlegbaren Flachbahn aus Teilstücken und diese verbindbaren Kupplungsmitteln sowie Leitstücken, die auf den Teilstücken befestigbar oder in diese integrierbar sind.

Seelig, Anton; TR Technische Rundschau Heft 51, 1992, Seiten 20 bis 24 offenbart allgemein eine berührungslose Energieübertragung bei linearbewegten Systemen. Dabei besteht eine Übertrageranordnung aus einem entlang des Weges verlaufenden Stator, dessen Primärwicklungen ein magnetisches Wechselfeld erzeugen, und mindestens einem Läufer mit Sekundärwicklungen, der einen Statorabschnitt bedeckt.

Es ist bekannt Schienenanlagen für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung herzustellen. Dabei werden die zur Bildung eines Primärleiters zu verlegenden Litzen in eine isolierende Schiene gegeben, die aus hintereinanderliegenden Schienenabschnittskörpern bestehen kann. Die im Stand der Technik bekannten einstückigen Schienenabschnittskörper besitzen beispielsweise zur Aufnahme der Litzen zwei parallele Längskanäle, in welche die Litzen von der Seite eingelegt werden müssen. Bei einer Überflurschienenanlage sind nach dem geschilderten Herstellverfahren die Litzen zwar zugänglich, doch besitzt eine Überflurschienenanlage eine Reihe von Nachteilen. Sie stellt ein Hindernis dar und ist für Flurförderanlagen in Maschinenhallen oder anderen Herstellungsbetrieben ungeeignet. Die Stabilität einer solchen Schiene wird eingeschränkt durch die Stabilität des Teils des Schienenabschnittskörpers, der sich über einer Litze befindet. Die Stabilität dieses Teils des Schienenabschnittskörpers ist abhängig von der Dicke dieses Teils über der Litze. Die Stabilität dieses Teils eines Schienenabschnittskörpers über einer Litze wird weiterhin dadurch vermindert, dass die Längskanäle rechteckig sind und die im Querschnitt runden Litzen nicht vollständig umschließen. Eine nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Schienenanlage muss, um als Unterflurschiene dienen zu können, von einem Estrich umschlossen werden. Dabei ergibt sich der Nachteil, dass die Litzen nach der Herstellung einer Schienenanlage nicht mehr zerstörungsfrei zugänglich sind. Eine solche Unterflurschienenanlage kann nicht mehr ohne weiteres vor allem nicht zerstörungsfrei repariert, umgebaut, erweitert oder verändert werden, nachdem sie einmal hergestellt worden ist. Um betreten oder quer zur Schienenanlage auch von einem anderen Fahrzeug wie z. B. einem Stapler überfahren werden zu können und gleichzeitig die Litzen ausreichend schützen zu können, muss der Teil eines Schienenabschnittskörpers über einer Litze eine gewisse Mindestdicke aufweisen. Diese Dicke kann also nicht beliebig verkleinert werden. Eine effiziente Stromzuführung bei einer Flurförderanlage mit berührungsloser induktiver Stromzuführung ist aber am besten mit einem möglichst geringen Abstand des Primärleiters zu der Oberseite des Schienenabschnittskörpers zu erreichen, vor allem wenn die Stromzufuhr zu einem Sekundärleiter in einem Flurförderfahrzeug nur oberhalb der Schiene erfolgt. Da die Stärke oder Dicke des Teils des Schienenabschnittskörpers über einer Litze nicht beliebig verkleinert werden kann, eine effiziente Stromversorgung aber nur so erreicht werden kann, ergibt sich ein grundlegender Nachteil, der bisher bekannten Herstellungsverfahren von Unterflurschienenanlagen mit den bekannten Schienenabschnittskörpern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und Schienensystem zur Herstellung einer Unterflurschienenanlage für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung mit hoher Variabilität, erhöhter Stabilität der Schienenanlage und effektiver Stromzuführung und einfacher Montage zu schaffen.

Diese Aufgabe wird von dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Dieses Verfahren zur Herstellung einer Unterflurschienenanlage für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung umfasst die folgenden Schritte:

• a) Verlegen einer isolierenden Schiene aus hintereinanderliegenden Schienenabschnittskörpern mit zwei von oben zugänglichen parallelen Längskanälen,
• b) Verlegen von leitfähigen Litzen in die beiden Längskanäle zur Bildung eines Primärleiters, und
• c) Verschließen von in der Schiene vorhandenen Zugangsöffnungen für die Verlegung der Litzen mit isolierenden Verschlusskörpern.

Das Verlegen der Schiene erfolgt durch Aneinanderreihung der verschiedenen Schienenabschnittskörper, die gerade oder für Kurven und Weichen gekrümmt sein können. Dabei können die Schienenabschnittskörper im Boden eingegossen, verklebt oder verschraubt werden. Bei einer Verschraubung auf dem Boden können die einzelnen Schienenabschnittskörpers an seitlichen Vorsprüngen, die seitlich am Schienenabschnittskörper hervorragen auf dem Boden mit Befestigungsschrauben befestigt werden. Eine Nivellierung der Schiene kann durch zusätzliche Höhenjustierschrauben erfolgen.

Unter parallelen Längskanälen ist zu verstehen, dass diese Längskanäle einen konstanten Abstand voneinander besitzen. Das heißt bei geradlinigen Schienenabschnittskörpern sind diese Längskanäle linear parallel, bei gekrümmten Schienenabschnittskörpern für Kurven oder Weichen sind die Längskanäle entsprechend gekrümmt, so dass diese immer einen konstanten Abstand voneinander aufweisen. Als leitfähige Litzen können alle bekannten Formen von gewickelten elektrischen Leitern verwendet werden und auch elektrisch leitende Drähte aus Kupfer, Aluminium oder anderen geeigneten Metallen. Die Litzen müssen geeignet sein mit Wechselstrom von 15 bis 25 kHz versorgt zu werden. Diese Litzen können problemlos in die parallelen Längskanäle des verlegten Systems aus Schienenabschnittskörpern von oben eingelegt werden und befinden sich durch die Ausformung des Schienenabschnittskörpers bereits in einem vordefinierten festen Abstand zueinander. Das Verlegen der Litzen erfolgt genauer, weil die Litzen in einem definierten Abstand voneinander verlegt werden, und auch der Abstand der Litzen zur Oberseite der Schiene schon vordefiniert ist, obwohl Litzen sich verkrümmen können. Nach dem Verlegen der Litzen werden die oben offenen Schienenabschnittskörper und die von oben zugänglichen Litzen mit einem Verschlusskörper verschlossen. Vorzugsweise berühren sich der Verschlusskörper und die Litzen, um eine definierte Position der Litzen zu gewährleisten.

Vorzugsweise wird die isolierende Schiene so verlegt, dass die Oberseite der Schiene mit der Bodenebene abschließt. Damit wird gewährleistet, dass die Schienenanlage kein Hindernis darstellt.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Zugangsöffnungen durchgehend durch nach oben offene Längskanäle gebildet werden. Es können aber auch nur an wenigen diskreten Stellen von oben zugängliche Öffnungen vorgesehen sein, durch welche die Litzen in die ansonsten geschlossenen Schienensysteme eingeführt werden.

Das Verschließen der Schienenabschnittskörper mit den darin liegenden Litzen durch Einrasten eines isolierenden Verschlusskörpers in Hinterschneidungen in den Schienenabschnittskörpern erfolgen. Dazu sind in dem Verschlusskörper Vorsprünge vorgesehen, die in Ausnehmungen im Schienenabschnittskörper einschnappen können. Diese Vorsprünge und Ausnehmungen können durchgehend oder nur an diskreten Stellen vorgesehen sein. Somit sind die Litzen an manchen Stellen der Schienenanlage oder auch durchgehend zugänglich. Eine solche Schienenanlage kann vorteilhaft auch nach der Herstellung ohne weiteres verändert, umgebaut oder erweitert werden. Die Variabilität einer solchen Schienenanlage wird dadurch vorteilhaft erhöht. Der isolierende Verschlusskörper kann aber auch durch Verschrauben oder Verkleben befestigt werden. Dieses Verfahren kann in den Bereichen einer Schienenanlage durchgeführt werden, bei denen die Litzen nicht unbedingt zugänglich sein brauchen, sofern an einigen Bereichen der Schienenanlage, das heißt bei mindestens einem Teil der Schienenabschnittskörper die Längskanäle von oben zugängliche Öffnungen zur Einführung der Litzen aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung kann das Verschließen durch Vergießen mit einer vergießbaren Kunststoffmasse durchgeführt werden, vorzugsweise auch an solchen Stellen, die nicht notwendigerweise zugänglich sein müssen.

Das Schienensystem kann zusätzlich einen Längskanal für eine mechanische Spurführung aufweisen. Dieser Längskanal für eine mechanische Spurführung kann entweder zwischen den Litzen vorgesehen sein oder neben den zwei Litzen vorgesehen sein.

Der Schienenabschnittskörper und der Verschlusskörper bestehen aus Kunststoff, um eine ausreichende Isolation zu gewährleisten, wobei sich die Kunststoffe für den Schienenabschnittskörper und den Verschlusskörper unterscheiden können. Der Kunststoff, in dem der Längskanal für eine mechanische Spurführung vorgesehen ist, wird vorteilhafterweise abriebsresistent sein, um Abnutzung und Reibung zu vermindern.

Vorzugsweise sind die Längskanäle der Schienenabschnittskörper durchgehend nach oben offen. Das hat den Vorteil, dass die gesamte Schienenanlage nach dem gleichen Verfahren hergestellt werden kann, um die Aufgabe der Erfindung zu lösen. Es können aber auch nur bei mindestens einem Teil der Schienenabschnittskörper von oben zugängliche Öffnungen zur Einführung von Litzen vorgesehen sein.

Der Sekundärleiter zur berührungslosen induktiven Stromzuführung in einem Flurförderfahrzeug kann bei allen Ausführungsformen nicht nur oberhalb der Bodenebene in das Schienensystem eingreifen, sondern auch in den Längskanal für eine mechanische Spurführung hineinragen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Unterflurschienenanlage;

Fig. 2 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Schienensystems in Richtung der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Schienensystems in Richtung der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Schienensystems in Richtung der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 5 einen Querschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Schienensystems in Richtung der Linie II-II in Fig. 1;

Die in Fig. 1 in einer Draufsicht schematisch gezeigte Unterflurschienenanlage 2 umfasst hintereinanderliegende Schienensysteme, die gerade 5 und für Kurven 7 oder Weichen 9 gekrümmt sein können. Die Schienensysteme bestehen entsprechend aus Schienenabschnittskörpern, die gerade und für Kurven oder Weichen gekrümmt sind, Verschlusskörpern und in die Schienenabschnittskörpern verlegbare Litzen, die einen Primärleiter für die berührungslose induktive Stromversorgung bilden. Die Litzen sind an einem Ende 10 eines Stromversorgungskreislaufs mit einander verbunden (nicht gezeigt). Am anderen Ende 11 des Stromversorgungskreislaufs erfolgt die Stromzufuhr (nicht gezeigt) zu den Litzen mit Wechselstrom mit einer Frequenz von vorzugsweise 15-25 kHz. Bei einer Weiche 9 beginnt ein neuer Stromversorgungskreislauf, bei dem an einem Ende 10 die Litzen miteinander verbunden sind (nicht gezeigt) und am anderen Ende 11 die Stromversorgung (nicht gezeigt) erfolgt. Die Abstände zwischen den Positionen 10 und 11 sind so klein, dass diese Stellen von einem Flurförderfahrzeug mit Sekundärspule problemlos überfahren werden können. Ebenso sind die Abstände bei einer Weiche zwischen zwei Primärleitern so klein, dass diese Stellen von einem Flurförderfahrzeug überfahren werden können bei entsprechend großer Ausgestaltung des Sekundärleiters in dem Fahrzeug.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Schienensystems mit den darin verlegten Litzen. Das Schienensystem für eine Unterflurschienenanlage für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung nach Fig. 2 umfasst in Längsrichtung hintereinander verlegbare Schienenabschnittskörper 4 mit zwei parallelen Längskanälen 12, wobei mindestens bei einem Teil des Schienenabschnittskörper, wie in Fig. 2 gezeigt, die Längskanäle von oben zugängliche Öffnungen zur Einführung von Litzen 14 für die Ausbildung eines Primärleiters aufweisen, und mindestens einen Verschlusskörper 16 zum Verschließen der Öffnungen. Ein solches Schienensystem kann zusätzlich einen Längskanal 18 für eine mechanische Spurführung aufweisen. Dieser Längskanal für eine mechanische Spurführung kann entweder zwischen den Litzen sein, wie in Fig. 2, vorgesehen sein oder neben den zwei Litzen vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Längskanäle 12 der Schienenabschnittskörper 4 durchgehend nach oben offen. Das hat den Vorteil, dass die gesamte Schienenanlage nach dem gleichen Verfahren hergestellt werden kann, um die Aufgabe der Erfindung zu lösen. Es können aber auch nur bei mindestens einem Teil der Schienenabschnittskörper von oben zugängliche Öffnungen zur Einführung von Litzen vorgesehen sein. Die parallelen Längskanäle 12 weisen, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Breite auf, die etwa dem Durchmesser der Litzen 14 entspricht. Ferner kann durch diese Ausführungsform das Verlegen der Litzen genauer erfolgen, weil die Litzen in einem definierten Abstand voneinander verlegt werden, und auch der Abstand der Litzen zur Oberseite 22 der Schiene schon vorher definiert ist. Zur Befestigung der Schienenabschnittskörper 4, 6 oder 8 auf dem Boden sind an der Unterseite der Schienenabschnittskörper seitliche Vorsprünge 20 vorgesehen. Vorzugsweise wird die isolierende Schiene so verlegt, dass die Oberseite 22 der Schiene mit der Bodenebene abschließt.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schienensystems mit den darin verlegten Litzen. Bei dem Schienensystem in Fig. 3 sind die Längskanäle 24 zur Aufnahme der Litzen jeweils im Boden eines erweiterten Längskanals 12' vorgesehen und im Querschnitt halbrund, wobei der Radius der Längskanäle 24 etwa dem Radius der Litzen 14 entspricht. An der Unterseite des Verschlusskörpers 16 ist eine Ausnehmung 26 vorgesehen, die im Querschnitt halbrund ist, wobei der Radius der Ausnehmung etwa dem Radius der Litzen 14 entspricht.

Diese Gestaltung bewirkt eine erhöhte Stabilität des Schienensystems durch die Anpassung der Form der Längskanäle 24 und der Form der Verschlusskörper 16 mit den Ausnehmungen 26 an die Form der Litzen. Durch die erhöhte Stabilität können die Litzen vorteilhaft auch möglichst nahe an der Oberseite 22 des Schienensystems positioniert werden, um eine effizientere Stromversorgung zu gewährleisten. Ferner kann durch diese Ausführungsform das Verlegen der Litzen genauer erfolgen, weil die Litzen in einem definierten Abstand voneinander verlegt werden, und auch der Abstand der Litzen zur Oberseite 22 der Schiene schon vordefiniert ist. Das Verschließen des Schienenabschnittskörpers 4 mit den darin liegenden Litzen erfolgt durch Einrasten einer isolierenden Abdeckung in Hinterschneidungen 28. Diese Hinterschneidungen können auch in jeder anderen Ausführungsform vorgesehen werden, auch wenn Fig. 2 diese Hinterschneidungen nicht zeigt. Das Einrasten des isolierenden Verschlusskörpers erfolgt dabei über Vorsprünge des Verschlusskörpers in Ausnehmungen des Schienenabschnittkörpers.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schienensystems mit den darin verlegten Litzen. Bei dieser Ausführungsform ist nur ein Verschlusskörper 16 über beide Litzen 14 vorgesehen. Dieser Verschlusskörper kann z. B. aus einem teuereren Kunststoff mit verbesserten Materialeigenschaften wie erhöhter Abriebsresistenz für die Oberseite des Schienensystems bestehen. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform im Wesentlichen der in Fig. 2.

Fig. 5 zeigt den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schienensystems mit den darin verlegten Litzen. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt wird. Fig. 5 zeigt, dass keine seitlichen Vorsprünge am Schienenabschnittskörper hervorragen. Diese Ausführungsform kann auch für die Ausführungsformen, die in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt sind, entsprechend vorgesehen sein.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung einer Unterflurschienenanlage (2) für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung, umfassend die folgenden Schritte:

• a) Verlegen einer isolierenden Schiene aus hintereinanderliegenden Schienenabschnittskörpern (4) mit zwei von oben zugänglichen parallelen Längskanälen (12; 24),
• b) Verlegen von leitfähigen Litzen (14) in die beiden Längskanäle (12; 24) zur Bildung eines Primärleiters,
• c) Verschließen von in der Schiene vorhandenen Zugangsöffnungen für die Verlegung der Litzen mit isolierenden Verschlusskörpern (16).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Schienenprofil so verlegt wird, dass die Oberseite (22) der Schiene mit der Bodenebene abschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugangsöffnungen durchgehend durch nach oben offene Längskanäle (12; 24) gebildet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen durch Einrasten eines isolierenden Verschlusskörpers (16) in Hinterschneidungen (28) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen durch Vergießen von vergießbarer Kunststoffmasse durchgeführt wird.

6. Schienensystem für eine Unterflurschienenanlage für Flurförderfahrzeuge mit berührungsloser induktiver Stromzuführung, umfassend:

• a) in Längsrichtung hintereinander verlegbare Schienenabschnittskörper (4) mit zwei parallelen Längskanälen (12; 24), wobei mindestens bei einem Teil der Schienenabschnittskörper die Längskanäle von oben zugängliche Öffnungen zur Einführung von Litzen (14) für die Ausbildung eines Primärleiters aufweisen,
• b) mindestens einen Verschlusskörper (16) zum Verschließen der Öffnungen.

7. Schienensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Längskanal (18) für eine mechanische Spurführung vorgesehen ist.

8. Schienensystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanäle (12; 24) der Schienenabschnittskörper (4, 6, 8) durchgehend nach oben offen sind.

9. Schienensystem nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienenabschnittskörper (4, 6, 8) und der Verschlusskörper (16) aus Kunststoff bestehen, vorzugsweise jeweils materialeinheitlich und vorzugsweise aus demselben Kunststoff.

10. Schienensystem nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanäle (12; 24) eine Breite aufweisen, die etwa dem Durchmesser der Litzen (14) entspricht.

11. Schienensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanäle (24) zur Aufnahme der Litzen jeweils im Boden eines erweiterten Längskanals (12') vorgesehen sind und im Querschnitt halbrund sind, wobei der Radius der Längskanäle (24) etwa dem Radius der Litzen (14) entspricht.

12. Schienensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterseite des Verschlusskörpers (16) eine Ausnehmung (26) vorgesehen ist, die im Querschnitt halbrund ist, wobei der Radius der Ausnehmung etwa dem Radius der Litzen (14) entspricht.

13. Schienensystem nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (16) aus vergießbarer Kunststoffmasse besteht.