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Führungsleiter für eine induktive Fahrzeugsteuerung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine induktive Führung für ein führerloses
Fahrzeug mit Hilfe von Führungsleitern zur Erzeugung eines Induktionsfeldes längs
einer Fahrbahn, das von am Fahrzeug befindlichen Detektoren abgetastet wird.
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Bei bekannten Anordnungen dieser Art sind die Führungsleiter geeigneter
Form und Ausführung länge eines Fahrweges verlegt, die das führerlose Fahrzeug zum
Beispiel von einer Warenaufgabestelle zu einer Warenabgabe- oder Lagerstelle zuführen.
Um die einzelnen Fahrwege detektieren zu können, sind unterschiedliche Frequenzen
des Hochfrequenzfeldes und unterschiedliche Leiterschleifen für die einzelnen Fahrwege
erforderlich, auf die die am Fahrzeug angeordneten Detektoren umschaltbar sind.
Die Anordnung von unterschiedlichen Leiterschleifen ist aber aufwendig, führt zu
langen Zuleitungen und insbesondere zu Störungen des Fahrbetriebes, Es läßt sich
nämlich nicht vermeiden, daß die unterschiedlichen Schleifen der Führungsleiter
parallel nebeneinanderliegend in der Fahrbahn angeordnet sind, so daß eine Interferenz
zwischen den
einzelnen Hochfrequenz-Feldern auftritt, die zu einer
falschen Führung des Fahrzeuges oder gar zur Unterbrechung der Führung führt. Aber
auch die Zuleitungen zu den Führungsleitern -sind so zu legen, daß keine Interferenzen
auftreten können, was insbesondere bei einer Vielzahl von Abzweigungen zu einer
aufwendigen und viel Material erfordernden Anordnung führt. Darüber hinaus wird
für jede Abzweigung eine gesonderte Hochfrequenz-Quelle benötigt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten induktiven
Führungen für führerlose Fahrzeuge zu verbessern, um die gefürchtete Interferenz
zwischen unterschiedlichen Leiterschleifen bzw. Leiterstückender Zuleitung zu vermeiden
sowie die Zahl der HF-Quellen zu verringern, um so zu einer besseren Führung der
Fahrzeuge als bisher bei einem geringeren Kostenaufwand zu gelangen.
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Ausgehend von einer induktiven Führung für ein führerloses Fahrzeug
der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß die Führungsleiter von einem einzigen ununterbrochenen Leiter gebildet sind,
der eine parallel in vorbestimmtem Abstand zueinander, längs der Fahrbahn liegende,
Leiterzweige aufweisende, im wesentlichen geschlossene Leiterschleife bildet, die
durch eine Stromquelle geschlossen ist, welche einen hochfrequenten Strom zwecks
Erzeugung des Hochfrequenzfeldes in die Leiterschleife einspeist, und daß die den
einzelnen Zweigen der Literschleife zugeordneten Detektoren in Abhängigkeit eines
Fahrtrlchtungsweehsels einzeln zwecks Abtastung des HF-Feldes aktivierbar sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der Erfindung ist als Führungsleiter nunmehr ein einziger ununterbrochener
Leiter gewählt, der parallel im bestimmten Abstand zueinander innerhalb der Fahrbahn
liegende Leiterabschnitte
aufweist, die eine im wesentlichen geschlossene
Schleife bilden, welche durch eine einzige Hochfrequenz-Quelle gespeist wird. Auf
diese Weise kann der Führungsleiter auf seiner ganzen Länge in ein und derselben
Fahrbahn verlegt werden, auf der das führerlose Fahrzeug zu führen ist. Komplizierte
Leitungsführungen werden dadurch vermieden, so daß sowohl Material- und Montagekosten
als auch Betriebskosten eingespart werden.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung schematisch
dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
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Es zeigen Figur 1 ein Diagramm eines in einer Fahrbahn verlegten Führungsleiters
für ein führerloses Fahrzeug gemäß dem Stande der Technik, Figur 2 ein Diagramm
eines ersten erfindunfrsgemälden Ausführungsbeispieles eines in einer zwei Abzweigungen
aufweisenden Fahrbahn verlegten Führungsleiters, Figur 3 ein Diagramm eines zweiten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles eines in einer Fahrbahn verlegten Führungsleiters,
wobei die Hauptfahrbahn von einer Abzweigung überbrückt ist, Figur 4 ein Blockdiagramm
eines am führerlosen Fahrzeug angeordneten Steuerstromkreises mit einem Detektor,
Figur 5 einen Schnitt einer Fahrbahn mit den Führungsleitern und den am führerlosen
Fahrzeug angeordneten Detektoren und Figuren die Draufsicht auf die Detektor-Spulen
des De-6 und 7 tektors.
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Um die Erfindung besser verstehen zu können, sei vorab anhand der
Figur 1 der Stand der Technik erläutert. Dort ist mit der Bezugsziffer 1 ganz allgemein
eine Fahrbahn bezeichnet, die in geeigneter Form ausgebildet ist, um beispielsweise
Güter oder Waren von einer bestimmten Ladestelle zu einer Entladestelle mit Hilfe
eines führerlosen Fahrzeuges zu befördern.
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Die Fahrbahn besteht - mehr oder weniger zur Illustration - aus einer
Hauptbahn 2 und zwei Abzweigungen 3, 3, die sich von der Hauptbahn weg erstrecken.
In der Fahrbahn sind nicht dargestellte Führunffnuten, in aller Regel in deren Zentrum,
angeordnet, in denen die Filhrungsleiter 4 und 6 eingelegt sind. Die FUhrungsleiter
bestehen aus je einem Führungsteil 4a und 6a und einem Speiseteil 4b und 6b. Die
Speiseteile sind mit je einer hochfrequenten Strom liefernden Quelle 5 bzw.7 verbunden.
Im vorliegenden Beispiel liegt der Führungsteil 4a in der Hauptbahn 2, während die
Führungsteile 6a in den Abzweigungen 3 liegen. Die Speiseteile 4b -und 6b - oder
besser Zuführungen - die oft von der Decke hängen oder an einer Wand befestigt sind,
dienen lediglich als Verbindungen zwischen der Quelle und den eigentlichen Führungsteilen
und - da sie nicht in der Fahrbahn liegen - nicht als das Fahrzeug führende Leiter.
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I)le Hochfrequenz-Stromquellen 5 und 7 arbeiten auf unterschiedlichen
Frequenzen f und f 30 daß die Führungsleiter 4 und 6 mit 1 2' unterschiedlichen
Frequenzen unabhängig voneinander gespeist werden. Ein führerloses Fahrzeug, das
sich auf der Fahrbahn 1 befindet, wird also mittels seiner Detektoren entweder das
eine Hochfrequenzfeld des einen Führungsleiters, zum Beispiel des Führungsleiters
4, oder aber das andere Hochfrequenzfeld des anderen Führungsleiters 6 abtasten
und längs dieses Feldes geführt werden.
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Wenn also das Fahrzeug zum Beispiel von der Hauptfahrbahn 2 in die
Abzweigung 3 einfahren soll, ist der Detektor des Fahrzeuges von der Frequenz f1
der Haupt fahrbahn auf die Frequenz 2 der Abzweip;ung umzuschalten, so daß er lediglich
auf diese Frequenz anspricht.
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Soll das Fahrzeug von der Abzweigung wieder auf die Hauptfahrbahn,
so muß der Detektor zum richtigen Zeitpunkt wieder auf diese Frequenz f1 der Hauptfahrbahn
umgeschaltet werden. Wi aus der \?zur 1 ersichtlich, liegen die einzelnen Leiterschleifen,
verkörpert durch die Führungsleiter 4 und 6, teilweise parallel nebeneinander, und
zwar dort, wo die Teile 4a und 6a in der gleichen Nute im Zentrum der Hauptfahrbahn
2 liegen. Die Hochfrequenz-Felder der Führungsleiter 4a und 6a greifen daher dort
ineinander über, es entsteht eine Interferenz, die zu einer Störung in der Führung
des zu führenden Fahrzeuges führt. Eine solche Interferenz ist auch dort gegeben,
wo die Zuleitungen 4b und 6b einander zu nahe kommen.
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Bei einer solchen Anordnung ist also Voraussetzung, daß die Zuführungen
4b und 6b zu der jeweiligen HF-Quelle 5 und 7 auf völlig unterschiedlichen Wegen
und von der Führungsnut in der Fahrbahn getrennt rückgeführt werden, beispielsweise
durch Rückführung über eine oberhalb der Fahrbahn befindliche Decke oder über eine
benachbarte Wand, um dadurch eine elektromagnetische Interferenz zu vermeiden.
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Diese Erfordernisse komplizieren die Verlegung der Führungsleiter
und ihrer Zuleitungen, was besonders dann der Fall ist, wenn eine Vielzahl von Abzweigungen
vorhanden ist. Auch erfordert diese Anordnung für jede Leiterschleife eine eigene
HF-Quelle.
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Alle diese Nachteile vermeidet die nunmehr zu beschreibende erfindungsgemäße
Ausbildung.
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Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, ist im ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit der Bezugsziffer 10 eine Fahrbahn bezeichnet.
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Diese Fahrbahn weist eine Hauptfahrbahn 10a und zwei Abzweigbahnen
11 auf. Ein einzelner Führungsleiter 12 liegt als Schleife in parallel zueinander
angeordneten, einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisenden Nuten 50 und
51 der Fahrbahn, wie dies die Figur 5 im einzelnen zeigt, so daß die nebeneinanderliegenden
kommenden Teile des Leiters etwa den gleichen Abstand voneinander
wie
die Nuten haben. Die von dem Führungsleiter 12 gebildete Schleife endet an den Anschlüssen
15 und 16 einer hochfrequenten Strom liefernden Quelle 14 und wird dadurch geschlossen.
Die Anschlüsse 15 und 16 sind über Anschlußleiter 13, 13 mit der Quelle 14 verbunden.
Der Führungsleiter 12 liegt also ohne jeden anderen unterschiedlichen Weg in der
Führungsbahn 10.
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Die Anschlußleiter 13 sind möglichst kurz auszubilden und können an
jedem beliebigen Punkt des geschlossenen Kreises angebracht werden, d.h. möglichst
nahe an der Quelle 14. Lange Zuführungsleitungen, wie sie bisher notwendig waren,
entfallen also vollständig.
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Bei dem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
besteht die Fahrbahn 20 aus einer rechtwinklig geführten Hauptfahrbahn 20a, die
von einer Abzweigbahn 21 überbrückt ist, dergestalt, daß die Abzweigbahn die Seiten
der Hauptfahrbahn 21a nahe dem Zentrum verbindet. Ein einziger Führungsleiter 22
liegt in vorbestimmter Linienführung ebenfalls in Nuten 50, 51 der Fahrbahn, die
in einem gleichbleibenden vorbestimmten Abstand voneinander parallelliegend in der
Fahrbahn angeordnet sind, und bildet ebenfalls eine einzige Leiterschleife, die
an den Anschlußklemmen 25 und 26 endet. Dort ist über Anschlußleiter 23 ebenfalls
eine hochfrequentn Strom liefernde Quelle 24 angeschlossen. Als Ergebnis dieser
Anordnung wird ein elektromagnetisches Feld rings tIm tlr!n IX'fltlrurs leiter X1
gebildet. Ein führerloses Fahrzeug 27, das auf der Fahrbahn 20 fährt, kann daher
so gesteuert werden, daß es entlang der Führungsbahn 20 fährt durch Abtastung des
elektromagnetischen Feldes mit Hilfe zweier Detektoren 28 und 29.
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Diese Detektoren sind hierzu am Fahrzeug 27 angeordnet und liefern
ein Steuersignal als Antwort auf ihre Abtastung. Die Anordnung ist dabei so getroffen,
daß die Detektoren gerade oberhalb der Führungsnuten 50 und 51 zu liegen kommen,
wenn das Fahrzeug 27 richtig auf der Fahrbahn gefahren wird, wie dies in den Figuren
3 und 5 dargestellt ist.
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Die den Detektoren zugehörigen Stromkreise sind in Figur 4 dargestellt.
Wie zu ersehen ist, sind die Detektoren mit Hilfe eines Schaltkreises 30 selektiv
einem Lenksteuerkreis 31 zuzuordnen. Der Schaltkreis 30 schaltet um, sobald ein
Richtungswechsel-Steuersignal, das entweder von einer programmierten Steuereinheit
im führerlosen Fahrzeug oder von einer außerhalb des Fahrzeuges 27 befindlichen
zentralen Steuereinheit abgegeben wird, erscheint, Das jeweilige Lenksteuersignal
wird einem nachgeschalteten Steuermotor 32 eingespeist. Tst daher ein Richtungswechsel
des führerlosen Fahrzeuges 27 erforderlich, beispielsweise von einer der Hauptfahrbahnen
10a, 20a auf eine der Abzweigungen 11, 21 oder vice versa, so wird ein Richtungswechsel-Steuersignal
eingespeist, um einen der Detektoren 28 und 29 auszuwählen, der dann den speziellen
Teil der durch den Führungsleiter 12, 22 gebildeten Leiterschleife abtastet, die
den von dem Fahrzeug 27 einzuhaltenden Fahrweg vorgibt.
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Wie die Figuren 6 und 7 zeigen, weist jeder Detektor 28, 29 zwei Abtastspulen
33, 34 auf, von denen die Abtastspule 33 parallel zur Ebene der Führungsbahn 20
und rechtwinklig zum Führungsleiter 12, 22 angeordnet ist, während die Abtastspule
34 parallel zur Richtung des Führungsleiters 12, 22 liegt und einen vorbestimmten
Anstellwinkel relativ zur Ebene der Führungsbahn 20 aufweist, vgl.
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Figur 7.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, sind die Führungsleiter
12, 22 über die ganze Länge des vom führerlosen Fahrzeug zu fahrenden Fahrweges
als einstückige Leiter ausgelegt.
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Diese Art der Auslegung macht es möglich, auf einfache Weise die Auslegung
vorzunehmen und Material- und Konstruktionskosten zu sparen.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern kann im Sinne der in den Ansprüchen niedergelegten Lehre modifiziert
werden.