DE3601963C2 - - Google Patents
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- DE3601963C2 DE3601963C2 DE3601963A DE3601963A DE3601963C2 DE 3601963 C2 DE3601963 C2 DE 3601963C2 DE 3601963 A DE3601963 A DE 3601963A DE 3601963 A DE3601963 A DE 3601963A DE 3601963 C2 DE3601963 C2 DE 3601963C2
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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Description
Die Erfindung betrifft eine Transportanordnung, umfassend
eine Leitschiene, die eine vorbestimmte Transportstrecke
festlegt, einen ersten Läufer (oder auch Fahrzeug oder
Wagen), der bei Beaufschlagung mit einer von außen ein
wirkenden oder externen Antriebskraft auf der Transport
strecke verfahrbar ist, und eine Anzahl von längs der
Transportstrecke in vorbestimmten gegenseitigen Abständen
angeordneten Magnetfeld-Erzeugungseinheiten, die Magnet
feldänderungen herbeizuführen vermögen, durch welche eine
Vortriebs- oder Antriebskraft auf den ersten Läufer zum
Verfahren desselben ausgeübt wird.
Durch einen nicht vorveröffentlichten Stand der Technik
(DE-OS 35 44 201) ist eine Transportanordnung bekannt,
bei welcher ein Läufer zwischen benachbarten Magnetfeld-
Erzeugungseinheiten unter der Wirkung der Trägheit bewegt
wird, die dem Läufer durch Beschleunigung an der voran
gehenden Magnetfeld-Erzeugungseinheit erteilt worden ist.
Bei einer bekannten Transportanordnung der einleitend
genannten Art (CH-PS 6 42 326), die als Verteilförderer
für Stückgut ausgestaltet ist, sind die Magnetfeld-
Erzeugungseinheiten (Linearmotore) in geringem Abstand
voneinander angeordnet, so daß auf einen Läufer od. dgl.
bei Erregung der Magnetfeld-Erzeugungseinheiten eine
kontinuierliche Vortriebs- oder Antriebskraft ausgeübt
wird. Eine ähnlich arbeitende bekannteTransportanordnung
(DE-OS 21 02 234) dient dazu, Werkstückträger kontinu
ierlich anzutreiben, wobei, wenn ein Werkstückträger auf
einem Kreuzungsabschnitt der Transportstrecke zum Still
stand gebracht werden soll, auf ihn von der vorangehenden
Magnetfeld-Erzeugungseinheit eine Vortriebskraft erteilt
wird derart, daß er durch die Trägheitskraft mindestens
bis zum Kreuzungsabschnitt gelangt, wo auf ihn eine in
entgegengesetzter Richtung wirkende Vortriebskraft aus
geübt wird derart, daß er genau im Kreuzungsabschnitt
zum Stillstand kommt. Wenn bei solchen Transportanord
nungen die Magnetfeld-Erzeugungseinheiten in größeren
Abständen angeordnet sind, kann es bei Stromausfall oder
bei einem Bedienungsfehler vorkommen, daß der Läufer in
einer Stellung auf der halben Strecke zwischen zwei be
nachbarten Magnetfeld-Erzeugungseinheiten zum Stillstand
kommt. Aus dieser Stellung kann dann der Läufer auch dann,
wenn Strom wieder vorhanden ist, nicht mehr in Bewegung
gesetzt werden. Es ist dann beispielsweise erforderlich,
- 1. nach Wiederherstellung der Stromzufuhr den stehengeblie benen Läufer durch einen anderen Läufer, auf den eine Vortriebskraft von den Magnetfeld-Erzeugungseinheiten ausgeübt wird, aus der Transportstrecke zu entfernen,
- 2. den Läufer von Hand zu einer Stelle zu verfahren, an der eine Magnetfeld-Erzeugungseinheit angeordnet ist, oder
- 3. den Mittelbereich der Transportstrecke zwischen zwei benachbarten Magnetfeld-Erzeugungseinheiten höher zu legen, so daß der stehengebliebene Läufer sich unter Einfluß der Schwerkraft zu einer Stelle bewegen kann, an der eine Magnetfeld-Erzeugungseinheit angeordnet ist.
Bei den unter 1. und 2. genannten Maßnahmen ist es zeit
und arbeitsaufwendig, den stehengebliebenen Läufer zu
einer Stelle zu verfahren, aus der er anfahren kann. Die
unter 3. angegebene Maßnahme behindert die freie Auslegung
der Transportstrecke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transport
anordnung zu schaffen, bei welcher ein Läufer (oder auch
Fahrzeug oder Wagen) einfach und schnell in eine Anfahr
stellung gebracht werden kann, wenn er aufgrund eines
Stromausfalles oder einer Fehlbedienung an einer Stelle
zum Stillstand gekommen ist, von der aus er nicht anzu
fahren vermag.
Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Transport
anordnung der einleitend genannten Art, gemäß der Erfin
dung dadurch, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinheiten
längs der Transportstrecke in einem solchen Abstand von
einander angeordnet sind, daß der erste Läufer zwischen
benachbarten Magnetfeld-Erzeugungseinheiten durch Träg
heitskraft angetrieben wird, und daß ein zweiter Läufer
(oder auch Fahrzeug oder Wagen) vorgesehen ist, der
mittels einer Antriebskraft von einer eingebauten Trans
porteinheit auf der Transportstrecke verfahrbar ist und
der den bei Stromausfall zwischen zwei benachbarten
Magnetfeld-Erzeugungseinheiten zum Stillstand gekommenen
ersten Läufer zu einer Magnetfeld-Erzeugungseinheit be
wegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform steuert die Trans
porteinheit den zweiten Läufer derart, daß dieser nach
Maßgabe von Eingangsinformationen anfährt und anhält.
Bei einer Transportanordnung gemäß der Erfindung wird ein
zwischen zwei Magnetfeld-Erzeugungseinheiten stehengeblie
bener Läufer durch einen zweiten selbstfahrenden Läufer
zu einer Magnetfeld-Erzeugungseinheit bewegt, wo er
nach Beseitigung des Stromausfalls wieder unter der
Wirkung der Magnetfeld-Erzeugungseinheit anfahren kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei
spielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung
einer Transportanordnung gemäß einer Ausführungs
form der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht zur Darstellung der Anordnung
einer Transportstrecke,
Fig. 3 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen
Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 2 zur
Darstellung des unteren Abschnitts der
Transportstrecke,
Fig. 4A und 4B eine schaubildliche Darstellung bzw.
eine graphische Darstellung zur Verdeut
lichung des Arbeitsprinzips eines Linear
induktionsmotors,
Fig. 5 eine schematische Aufsicht zur Darstellung
der Ausgestaltung der Transportstrecke,
Fig. 6 eine schematische perspektivische Darstel
lung der Transportanordnung mit einem zwei
ten Läufer,
Fig. 7 eine schematische Querschnittansicht des
zweiten Läufers,
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Transportsteuer
schaltung für den zweiten Läufer,
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines ein
seitig wirkenden Linearmotors
als Abwandlung der Ausführungsform nach
Fig. 1,
Fig. 10 eine schematische perspektivische Darstel
lung einer einen ersten Läufer aufweisenden
Transportanordnung gemäß einer anderen Aus
führungsform der Erfindung,
Fig. 11 einen Querschnitt durch eine Transport
strecke und den ersten Läufer bei der Trans
portanordnung nach Fig. 10,
Fig. 12 eine schematische perspektivische Darstel
lung der Transportanordnung nach Fig. 10
mit einem zweiten Läufer,
Fig. 13 eine schematische Schnittansicht zur Dar
stellung des Aufbaus des zweiten Läufers
nach Fig. 12 und
Fig. 14 eine (Teil-)Schnittansicht einer Abwandlung
der zweiten Ausführungsform.
Im folgenden ist eine Ausführungsform der Erfindung
in Anwendung auf eine Transportanordnung unter Verwen
dung eines Linearinduktionsmotors anhand der Fig. 1
bis 9 und zunächst im Zusammenhang mit einem Läufer
(oder auch Fahrzeug oder Wagen), der durch eine von
außen einwirkende oder externe Vortriebs- oder An
triebskraft antreibbar ist, beschrieben.
Gemäß den Fig. 1 und 2 weist ein extern antreibbarer
Läufer 1 einen Aufbau 2 zur Beförderung
von Gegenständen oder Gut auf. Von der Unterseite des
Aufbaus 2 ragt eine Reaktionsplatte (oder -schiene)
3 nach unten, die aus einem Metall, wie Kupfer, Alu
minium o. dgl., hergestellt und mit einer Vorwärts
oder Rückwärts-Antriebskraft beaufschlagbar ist, die
auf dem von noch zu beschreibenden Statoren 9 er
zeugten Magnetfluß beruht.
An den vorderen und hinteren Abschnitten der Seiten
flächen des Aufbaus 2, in Laufrichtung A des Läufers
1 gesehen, sind vier erste Räder 4 jeweils um eine
lotrechte Achse drehbar gelagert. Die Umfangsfläche
jedes Rads 4 ragt über den Umriß des Aufbaus 2 hinaus.
Weiterhin sind an jeder Seite des Aufbaus 2 je zwei
zweite Räder 5 um eine waagerechte Achse drehbar ge
lagert; der Läufer 1 weist somit insgesamt vier Räder
5 auf. Zur Verringerung des Reibungskoeffizienten
gegenüber der Transportstrecke 6 bestehen die ersten
und zweiten Räder 4 bzw. 5 aus Rollen aus Teflon oder
Somalite (superhochmolekulares Polyethylen).
Die Transportstrecke 6, längs welcher der erste Läu
fer (oder auch Fahrzeug oder Wagen) 1 läuft, besteht
aus zwei Leitschienen 7 eines U-förmigen Querschnitts
in einer solchen Anordnung, daß ihre Profilausneh
mungen einander zugewandt sind. Der Abstand a zwi
schen den lotrechten Innenflächen 7a der beiden Leit
schienen ist geringfügig größer als das durch die
ersten Räder 4 bestimmte Quermaß (Breite) b des Läu
fers 1. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden
Ober- und Unterseiten 7a bzw. 7c jeder Leitschiene
7 ist etwas größer als der Durchmesser d der zweiten
Räder 5. In Fig. 1 ist mit el die Gesamtlänge des
ersten Läufers 1 in seiner Laufrichtung bezeichnet.
Die lotrechten Flächen 7a bilden Leitflächen für die
ersten Räder 4; die gegenüberliegenden Flächen 7b und
7c dienen als Leitflächen für die zweiten Räder 5.
Unter der Transportstrecke 6 ist ein Linearinduktions
motor 8 angeordnet, der die Reaktionsplatte (oder
-schiene) 3 als am Aufbau 2 befestigtes bewegbares
Element sowie Statoren 9 umfaßt, die über die Trans
portstrecke 6 einander zugewandt angeordnet sind.
Gemäß den Fig. 3 und 4A besteht jeder Stator 9 aus
einem Schichtgebilde aus einer Vielzahl von Eisen
blechen, die jeweils an der einen Seitenkante gezahnt
sind. Durch die zwischen den Zähnen gebildeten Aus
nehmungen ist eine Wicklung gewickelt. Zwischen der
Reaktionsplatte 3 und den Statoren 9 wird ein fester
Abstand oder Spalt g aufrechterhalten.
Nachstehend ist anhand der Fig. 4A und 4B das Prinzip
der Erzeugung einer Vorwärts- oder Rückwärts-Antriebs
kraft durch den Linearmotor kurz erläutert. Wenn die
Wicklungen der Statoren 9 mit einem Zweiphasen- oder
Dreiphasen-Wechselstrom gespeist werden, bestimmt
sich die Momentangröße bg (T) der Magnetflußdichte
am Spalt g zu
bg = Bg cos(ωt-πχ/τ).
bg = Bg cos(ωt-πχ/τ).
Darin bedeuten: Bg = Spitzenwert der Magnetflußdichte;
ω (= 2πf) = Winkelfrequenz (rad/s) der Stromversor
gung; f = Frequenz (in Hz); t = Zeit (in s); χ = Ab
stand (m) an der Fläche des Stators; und τ = Pol(tei
lungs)abstand (w). Der Polabstand τ ist der Halb
periodenlänge des Magnetflusses äquivalent. Da der
durch die Statoren 9 erzeugte Magnetfluß ein Wechsel
stromfluß ist, bewirkt er nach dem Lenzschen Gesetz
die Erzeugung eines Wirbelstroms in der Reaktions
platte 3 als dem bewegbaren Element. In Fig. 4A geben
die schwarzen Punkte und die Kreuze an einem Teil
der Reaktionsplatte 3 die Richtung bzw. die Größe des
Wirbelstroms an. Wenn der Spitzenwert des Wirbel
stroms gleich Jr ist, bestimmt sich der Momentanwert
jr des Wirbelstroms zu
jr = Jr sin(ωt-πχ/t-ψ).
jr = Jr sin(ωt-πχ/t-ψ).
Darin bedeuten: ψ = Phasendifferenz aufgrund der Impe
danz der Reaktionsplatte 3. Da die Magnetflußdichte
bg am Spalt g ein sich verschiebendes (wanderndes)
Magnetfeld erzeugt, liefert das Produkt aus Dichte bg
und Stromgröße jr eine kontinuierliche Vortriebs-
oder Antriebskraft F gemäß der
Flemingschen Linke-Hand-Regel. Diese Antriebskraft
kann in beiden waagerechten Richtungen gemäß Fig. 4A
ausgeübt werden bzw. wirksam sein. Gemäß Fig. 4B ist
jedoch bg×jr im linken Bereich größer als im rech
ten Bereich, so daß die Reaktionsplatte 3 gemäß Fig. 4A
nach links bewegt wird.
Auf die Reaktionsplatte 3 kann eine Rückwärts-An
triebskraft ausgeübt werden, indem den Wicklungen
der Statoren 9 ein Wechselstrom negativer Phase auf
geprägt wird. Die Intensität oder Größe der Antriebs
kraft F kann durch Anderung der Wechselstromfrequenz
f oder der Wechselstromamplitude variiert werden.
Im folgenden ist anhand von Fig. 5 die Transport
strecke 6 für den ersten Läufer 1 beschrieben, wel
cher auf vorstehend erläuterte Weise mit einer An
triebskraft beaufschlagt wird. Gemäß Fig. 5 ist die
Transportstrecke 6 beispielsweise U-förmig ausgelegt.
Unterhalb der Transportstrecke 6 sind längs dieser
in vorbestimmten Abständen Statoren 9A bis 9I ange
ordnet. Der erste Läufer 1 kann somit an jeder Stelle,
welche einem der Statoren 9A-9I entspricht, anfah
ren oder anhalten. An beiden Enden der U-förmigen
Transportstrecke 6 sind Stationen 10A und 10B für
einen noch zu beschreibenden zweiten Läufer (oder
auch Fahrzeug oder Wagen) 20 als Bergungsläufer vor
gesehen. Die Stationen 10A und 10B sind jeweils mit
einer Eingabeeinheit 11 zur Lieferung von Transport
informationen zum zweiten Läufer 20 versehen.
Im folgenden ist anhand der Fig. 6 bis 8 der zweite
Läufer 20 als Bergungsläufer im
einzelnen beschrieben.
Der zweite Läufer 20 ist längs derselben Leitschienen
7 wie der erste Läufer 1 verfahrbar. Zu diesem Zweck
ist der Läufer 20, der dieselbe Form und Größe be
sitzt wie der erste Läufer 1, mit allen nötigen Ele
menten für das Verfahren auf den Leitschienen ver
sehen. Der zweite Läufer 20 umfaßt, genauer gesagt,
einen Aufbau 21 zur Aufnahme eines noch näher zu be
schreibenden Transportmechanismus 30, erste Räder 22,
die jeweils mit der Umfangsfläche über die Breite des
Aufbaus 21 hinausragen, sowie zweite und dritte Räder
23 bzw. 24, die auf beiden Seiten des Aufbaus 21 an
geordnet sind.
Die zweiten Räder 23 sind Antriebsräder, die durch
eine Antriebskraft vom Transportmechanismus 30 ange
trieben werden. Die Räder 23 rollen kraftschlüssig
auf den unteren Leitflächen 7c der betreffenden Leit
schienen 7 ab und erteilen damit dem zweiten Läufer
20 eine Vortriebskraft. Der Fläche der Abrollberührung
zwischen den zweiten Rädern 23 und den Leitflächen
7c ist gleich derjenigen zwischen den zweiten Rädern
5 des ersten Läufers 1 und den Leitflächen 7c. Zur
Gewährleistung eines höheren Reibungskoeffizienten
zwischen den Rädern 23 und 24 sowie den Leitflächen
7c bestehen diese Räder aus Gummirollen, die in ihren
Umfangsflächen mit Kerbprofilen 23a und 24a versehen
sind.
An vorderer und hinterer Stirnfläche des Aufbaus 21 des zweiten
Läufers sind jeweils Stoßdämpfer und Sensoren 26 vorgesehen. Die
Stoßfänger 25 dienen zur Aufnahme des beim Zusammenstoßen der bei
den Läufer erzeugten Stoßes, während der jeweilige
Sensor 26 das Vorhandensein des ersten Läufers 1
feststellt. Die Gesamtlänge e2 des zweiten Läufers
20 in dessen Laufrichtung entspricht im wesentlichen
der Gesamtlänge el des ersten Läufers 1. Der Trans
portmechanismus 30 ist somit im Aufbau 21 der Länge
e2 eingeschlossen. Da der zweite Läufer 20 im Gegen
satz zum ersten Läufer 1 mit Eigenantrieb fahren kann
und keine externe Antriebskraft benötigt, ist er, wie
in Fig. 7 veranschaulicht, nicht mit einer Reaktions
platte oder -schiene als Sekundärleiter der Statoren
versehen.
Der Transportmechanismus 30 ist nachstehend anhand
von Fig. 8 im einzelnen beschrieben.
Der Transportmechanismus 30 umfaßt eine Steuereinheit
31 für Transport- oder Fahrsteuerung, eine Energie
speichereinheit 32 und eine mechanische Einheit 33
für Transport- bzw. Fahroperation. Die Speicherein
heit 32 kann beispielsweise aus Akkumulatoren bzw.
Sammlern bestehen. Die mechanische Einheit 33 umfaßt
einen mit elektrischem Strom von den Sammlern speis
baren Motor, ein Untersetzungsgetriebe für die zweck
mäßige Verringerung der Motordrehzahl und ein Über
tragungssystem zum Ubertragen der Antriebs- oder Aus
gangsleistung vom Untersetzungsgetriebe zu den An
triebsrädern.
Der zweite Läufer 20 ist weiterhin mit einer Eingabe/-
Ausgabeeinheit 34 versehen, die mit den Eingabeein
heiten 11 in Verbindung zu treten vermag. Die Ein
gabe/Ausgabeeinheit 34 und der Sensor 26 sind an die
Steuereinheit 31 angeschlossen. Die Eingabeeinheiten
11 liefern der Eingabe/Ausgabeeinheit 34 Eingabe
signale, einschließlich Startinformation, Startstel
lungsinformation, Anhaltestellungsinformation usw.
Ausgangs- oder Ausgabesignale von der Einheit 34 sind
beispielsweise eine vom Sensor 26 gelieferte Detek
tionsinformation für den ersten Läufer 1.
Nachstehend ist die Arbeitsweise der Transportanord
nung mit dem beschriebenen Aufbau erläutert.
Zur Beaufschlagung des ersten Läufers 1 mit einer An
triebskraft wird auf vorher beschriebene Weise ein
Zweiphasen- oder Dreiphasen-Wechselstrom an die Wick
lungen der Statoren 9 angelegt, um letztere einen
Magnetfluß erzeugen zu lassen. Durch diesen Magnet
fluß wird in der Reaktionsplatte 3 ein Wirbelstrom
erzeugt. Das Produkt aus den Größen des Magnetflusses
und des Wirbelstroms erzeugt nach der Flemingschen
Linke-Hand-Regel eine kontinuierliche oder fortlau
fende Antriebskraft F. Der mit dieser Antriebskraft
beaufschlagte erste Läufer 1 wird durch Trägheits
kraft längs der Transportstrecke 6 in der Weise ange
trieben, daß die am Aufbau 2 gelagerten Räder 4 und
5 durch die U-förmigen Leitschienen 7 geführt werden.
Durch Anlegung eines Stroms negativer Phase an die
Statoren 9 wird in der Reaktionsplatte 3 eine Rück
wärts-Antriebskraft erzeugt, so daß der erste Läufer
1 in einer Stellung über einem der Statoren 9 ange
halten werden kann. Ersichtlicherweise kann der Läufer
1 aus jeder der Ruhestellungen an einem der Statoren
wieder angefahren werden.
In bestimmten Fällen kann jedoch der erste Läufer 1
an einer außerhalb der Reichweite der Antriebskraft
der Statoren 9 liegenden Stelle anhalten. Ein solcher
Fall kann dann eintreten, wenn in der Stromversor
gungseinheit für die Statoren 9 ein Stromausfall oder
eine sonstige Störung auftritt, aber auch im Fall
einer Fehlbedienung durch die Bedienungsperson.
In einem solchen Fall wird der zweite Läufer 20 längs
der Leitschienen 7 verfahren, um den stehenden ersten
Läufer 1 zu einer Stelle zu schieben, an welcher der
Läufer 1 wieder anfahren kann. Zu diesem Zweck lie
fert die Bedienungsperson zunächst die Transportin
formation über die Eingabeeinheit 11 zum zweiten
Läufer 20. Nach Maßgabe der Transportinformation be
tätigt die Steuereinheit 31 die Energiespeicherein
heit 32 und die mechanische Einheit 33. Dadurch wer
den die Antriebsräder 23 in Drehung versetzt, so daß
der zweite Läufer 20 eigenständig die Leitschienen
7 entlangfahren kann. Da die mit den Leitschienen 7
in Berührung stehenden Umfangsflächen der Räder 23
und 24 mit den Kerbprofilen 23a bzw. 24a versehen
sind, besitzen die Räder 23 und 24 einen erhöhten
Reibungskoeffizienten zur Gewährleistung einer aus
reichend großen Antriebskraft.
Im Verlauf der Transportstrecke 6 stößt der zweite
Läufer 20 gegen den ersten Läufer 1 an, wobei deren
Stoßfänger 25 unmittelbar aneinander anstoßen. Sodann
wird der erste Läufer 1 unter der Vortriebskraft des
zweiten Läufers 20 verfahren. Wenn die Anhaltestel
lung des zweiten Läufers 20 im voraus bestimmt wird,
kann der erste Läufer 1 in eine Wiederanfahrstellung
über einem der Statoren 9A-9I ausgerichtet werden.
Hierauf wird der zweite Läufer 20 zur Station 10A
oder 10B als seiner Ausgangsstellung zurückverfahren.
Im Fall eines Bedienungsfehlers kann die Transport
anordnung unmittelbar nach diesem Rückverfahrvorgang
wieder in Betrieb genommen werden. Bei einem Strom
ausfall kann die Anordnung unmittelbar nach der Wie
derherstellung der normalen Stromversorgung wieder
in Betrieb gesetzt werden.
Die Verschiebung des ersten Läufers 1 mittels des
zweiten Läufers 20 kann auf verschiedenartige Weise
gesteuert werden. Beispielsweise kann der erste Läu
fer 1 ohne Rücksicht auf seine Anhaltestellung in
eine Stellung über dem Stator 9A oder 9I am Ende der
Transportstrecke 6 verfahren werden. In diesem Fall
ist die vom zweiten Läufer 20, der von der Station
10A oder 10B aus anfährt, zurückgelegte Strecke in
jedem Fall konstant. Hierdurch wird die Verschie
bungssteuerung sehr vereinfacht.
Wahlweise kann die Rückholstellung des ersten Läufers
1 über die Eingabeeinheit 11 eingegeben werden. Wei
terhin kann die Anhaltestellung des ersten Läufers
1 mittels des Sensors 26 des zweiten Läufers 2 fest
gestellt werden, so daß der erste Läufer 1 über dem
der festgestellten Stellung am nächsten liegenden
Stator 9 wiederausgerichtet wird.
Wenn die beiden Läufer 1 und 20 bei der Wiederaus
richtung oder Verschiebung gegeneinander auflaufen,
wird der Kollisionsstoß von den Stoßfängern 25 am
zweiten Läufer 20 aufgefangen. Infolgedessen sind das
vom ersten Läufer 1 transportierte Gut sowie die bei
den Läufer vor Beschädigung geschützt.
Der zum Wiederausrichten oder Verschieben des ersten
Läufers 1 dienende zweite Läufer 20 läuft auf den
Leitschienen 7, die eigentlich als Laufstrecke für
den ersten Läufer 1 vorgesehen sind. Trotz der Ver
wendung unterschiedlicher Antriebssysteme für die
beiden Läufer (oder auch Fahrzeuge oder Wagen) be
nötigt die Transportanordnung daher keine zusätzlichen
Schienen für den zweiten Läufer 20, woraus sich ein
einfacher Aufbau und damit verringerte Anlagenkosten
ergeben.
Obgleich für die beiden Läufer 1 und 20 eine gemein
same Laufstrecke vorgesehen ist, kann der Wirkungs
grad der Trägheitsbewegung des ersten
Läufers 1 durch Herabsetzung der Reibung zwischen
seinen Rädern 4 und 5 und den Leitschienen 7 ver
bessert werden. Andererseits kann durch Vergrößerung
der Reibung zwischen den Antriebsrädern 23 des Läu
fers 20 und den Leitschienen 7 der zweite Läufer 20
mit wirksamerer Antriebskraftübertragung fahren.
Die Transportstrecke 6 ist in ihrem mittleren Bereich
gekrümmt. Da die Transportstrecke 6 ursprünglich oder
eigentlich für den ersten Läufer 1 ausgelegt ist,
wird der Krümmungsradius dieses Krümmungsabschnitts
unter Berücksichtigung der Gesamtlänge e1 des ersten
Läufers 1 zur Gewährleistung eines ruckfreien Laufs
desselben bestimmt. Die Gesamtlänge e2 des zweiten
Läufers 20 entspricht jedoch im wesentlichen der Ge
samtlänge el des ersten Läufers 1, so daß der zweite
Läufer 20 die Transportstrecke 6 ebenfalls zügig und
ruckfrei abfahren kann. Aus diesen Gründen muß der
Transportmechanismus 30 des zweiten Läufers 20 so
kleine Abmessungen besitzen, daß er im Aufbau 21 mit
der Gesamtlänge e2 unterbringbar ist.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist ein Trans
portmechanismus 30 eines Energiespeichertyps in den
zweiten Läufer 20 eingebaut. Wahlweise kann jedoch
bei Bedarf die Antriebsenergie dem Transportmechanis
mus auch von außen zugeführt werden. Beispielsweise
kann die Transportenergie- oder Stromzufuhr über ein längs
der Transportstrecke 6 verlegtes Kabel (Fahrleitung) und
einen Pantograph-Stromabnehmer erfolgen. Im Fall
einer solchen Anordnung kann der Einbauraum für den
Transportmechanismus 30 verkleinert sein, wodurch
eine Verkleinerung der Abmessungen des zweiten Läufers
20 möglich wird. Der Läufer 20 kann nach verschiedenen
Verfahren angetrieben werden, so daß er nach Maßgabe
der Transportinformation eigenständig anfahren und
anhalten kann.
Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf
die vorstehend dargestellte und beschriebene Aus
führungsform beschränkt, sondern verschiedenen Ande
rungen und Abwandlungen zugänglich.
Beispielsweise kann die Antriebseinrichtung des
ersten Läufers 1 ein Gleichstrom-Linearmotor, ein Im
puls- oder Schrittlinearmotor oder ein anderer Linear
motor anstelle des Linearinduktionsmotors sein. Wei
terhin kann der Linearmotor durch verschiedene andere
herkönmliche Einrichtungen ersetzt werden, die den
Läufer extern mit einer Antriebskraft zu beaufschlagen
vermögen.
Während bei der beschriebenen Ausführungsform ein
zweiseitig wirkender oder bilateraler Linearmotor
verwendet wird, kann dieser auch durch einen einsei
tig wirkenden oder unilateralen Linearmotor ersetzt
werden, wie dies bei der in Fig. 9 dargestellten Ab
wandlung der Fall ist. In diesem Fall liegen Stator
9 und Reaktionsplatte 3 waagerecht, wobei sie ein
ander mit einem zweckmäßigen Abstand parallel gegen
überliegen. Bei dieser Anordnung stellt der zweite
Läufer 20 eine den Transportvorgang behindernde Last
dar, wenn er durch die Antriebskraft des Krafterzeu
gungsmechanismus beeinflußt wird. Der zweite Läufer
20 muß daher zweckmäßig vor dem Einfluß der Antriebs
kraft geschützt sein.
Der zweite Läufer 20 ist aus diesem Grund nicht mit
einem Sekundärleiter des Stators 9 versehen, wie er
bei der vorher beschriebenen Ausführungsform verwen
det wird. Bei Verwendung eines einseitig wirkenden
oder unilateralen Linearmotors sollte weiterhin das
als Sekundärleiter dienende Element vorzugsweise vom
Stator 9 entfernt gehalten werden, damit es nicht
durch die Magnetkraft des Linearmotors beeinflußt
wird. Falls sich diese Bedingung nicht ohne weiteres
erfüllen läßt, kann der Stator 9 in einen entregten
Zustand gesteuert werden, wenn der zweite Läufer 20
am Stator vorbeiläuft.
Die Führungsstrecke für die beiden Läufer 1 und 20
ist nicht auf die vorher beschriebene Form beschränkt,
sondern kann auf verschiedeneandere zweckmäßige Weise
ausgelegt sein.
Weiterhin ist der erfindungsgemäß verwendete zweite
Läufer 20 nicht nur auf einen solchen beschränkt, der
nur zum Wiederausrichten bzw. Verschieben des ersten
Läufers 1 dient. Wahlweise kann er eine Tragplattform
o. dgl. zum Befördern von Gut zu einer beliebigen
Stelle aufweisen.
Weiterhin sind bei der vorher beschriebenen Ausfüh
rungsform erster und zweiter Läufer 1 bzw. 20 als
sich eine gemeinsame Transportstrecke teilend be
schrieben. Wahlweise kann jedoch die Transportanord
nung auf die Weise ausgebildet sein, wie dies für die
andere Ausführungsform nach Fig. 10 bis 14 darge
stellt ist. In der folgenden Beschreibung der zweiten
Ausführungsform sind den Teilen der ersten Ausfüh
rungsform entsprechende Teile mit denselben Bezugs
ziffern wie vorher bezeichnet und nicht mehr im
einzelnen erläutert.
Gemäß Fig. 10 besteht eine Transportstrecke 6′ eines
ersten Läufers (oder auch Fahrzeugs oder Wagens) 1′
aus zwei Schienen 7′ eines L-förmigen Querschnitts,
die mit einem gegenseitigen Abstand parallel zuein
ander angeordnet sind. An jeder Seitenfläche des Auf
baus 2 des ersten Wagens 1′ sind je zwei Räder 5A und
5B gelagert, die in Abrollberührung mit der Oberseite
der betreffenden Schiene 7′ stehen. Von der Unter
seite jeder Seitenwand des Aufbaus 2 ragt jeweils
eine Tragplatte 4 nach unten, an welcher Räder 5C und
5D gelagert sind, die jeweils mit Abstand unterhalb
der Räder 5A bzw. 5B angeordnet sind. Die Räder 5C
und 5D stehen in Abrollberührung mit der Unterseite
der betreffenden Schiene 7′.
Die Abstände zwischen den jeweiligen Außenumfangs
flächen der Räder 5A und 5C sowie denen der Räder 5B
und 5D sind geringfügig größer als die Wanddicke der
Schiene 7′.
Gemäß Fig. 10 umfaßt außerdem die Lauffläche jeder
Schiene 7′ eine erste Lauffläche 7A im inneren Be
reich, eine zweite Lauffläche 7B im äußeren Bereich
sowie eine Leitfläche 7C zur Begrenzung einer Quer
bewegung des ersten Läufers 1′. Die Flächen 7A und
7C sind glatt, während die Lauffläche 7B aufgerauht
ist. Die Räder 5A-5D stehen in Abrollberührung mit
der ersten Lauffläche 7A.
An jeder Seitenfläche des Aufbaus 2 des ersten Läufers
1′ sind je zwei Räder 4′ vorgesehen; der Läufer 1′
weist somit insgesamt vier derartige Räder 4′ auf.
Die Umfangsfläche jedes Rads 4′ ragt über die Breite
des Läufers 1′ hinaus. Jeweils zwei Räder 4′ stehen
in Abrollberührung mit der Leitfläche 7C der betreffen
den Schiene 7′, und zwar unter Festlegung eines kleinen
Abstands oder Spalts zwischen jedem Rad 4′ und der
Leitfläche 7C.
Bei dieser Anordnung kann sich der erste Läufer 1′
in Richtung des Pfeils A in Fig. 10 längs der Trans
portstrecke 6′ in der Weise bewegen, daß die be
treffenden Räder 5A und 5C bzw. 5B und 5D die jewei
lige Schiene 7′ zwischen sich einschließen oder er
fassen. Hierdurch wird ein Herablaufen des Läufers
1′ von den Schienen 7′ beim Durchfahren einer Kurve
der Transportstrecke verhindert.
Gemäß Fig. 12 weist ein zweiter Läufer 20′ einen Auf
bau 21 mit einem eingebauten Transportmechanismus 30,
Räder 22′, deren Umfangsflächen über den Aufbau 21
hinausragen, sowie Paare von einander lotrecht gegen
überstehenden Rädern 23A-23D auf, die an jeder Sei
tenfläche des Aufbaus 21 gelagert sind. Die Räder
23A-23D werden durch eine Feder 36 (vgl. Fig. 13)
in Abrollberührung mit der zweiten Lauffläche 7B ge
halten. Die Räder 23A und 23C sind Antriebsräder, die
durch den Transportmechanismus 30 in Drehung versetz
bar sind. Diese Räder rollen kraftschlüssig auf den
zweiten Laufflächen 7B der Leit-Schienen 7′ ab, um
damit den zweiten Läufer 20′ anzutreiben. Zur Erhöhung
der Reibung mit den zweiten Laufflächen 7B können die
Räder 23A und 23C an ihren Umfangsflächen mit Kerb
profilen versehen sein.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der zweiten Aus
führungsform der Transportanordnung mit dem beschrie
benen Aufbau erläutert.
Wenn - wie im Fall der ersten Ausführungsform - der
erste Läufer 1′ mit einer Antriebskraft beaufschlagt
wird, bewegt er sich längs der Transportstrecke 6′,
wobei die Räder 5A-5D und 4′ am Aufbau 2 durch die
L-förmigen Leit-Schienen 7′ geführt werden. Hierbei
wird der Läufer 1′ durch die jeweils glatt ausgebil
deten ersten Laufflächen 7A und die Leitflächen 7C
geführt, so daß der Reibungswiderstand herabgesetzt
ist und die Trägheitsbewegung, d. h. die Bewegung des
Läufers unter seiner Trägheit begünstigt wird.
Wenn andererseits der zweite Läufer 20′ eigenständig
verfahren wird, stehen die Antriebsräder 23A und 23C
in Abrollberührung mit der angerauhten zweiten Lauf
fläche 7B. Infolgedessen ist die Antriebsreibung
(bzw. die Traktion) erhöht, so daß eine für effektive
Fahrbewegung ausreichend große Antriebskraft gewähr
leistet wird.
Obgleich somit erster und zweiter Läufer 1′ bzw. 20′
eine gemeinsame Laufstrecke benutzen, laufen sie je
weils auf ihren zugeordneten Laufflächen mit unter
schiedlichen Reibungskoeffizienten. Die Wirksamkeit
der Trägheitsbewegung des ersten Läufers 1′ kann
durch Herabsetzung der Reibung zwischen den Leit-
Schienen 7′ und den Rädern 5A-5D und 4′ des Läufers
1′ erhöht werden. Andererseits kann durch Vergröße
rung der Reibung zwischen den Schienen 7′ und den An
triebsrädern 23A und 23C des Läufers 20′ die Vor
triebs- oder Antriebskraft effektiver auf den zweiten
Läufer 20′ einwirken.
Die Transportstrecke zur Führung von erstem und zwei
tem Läufer 1′ bzw. 20′ ist nicht auf die in Ver
bindung mit der zweiten Ausführungsform beschriebene
Form beschränkt, sondern verschiedenartig abwandel
bar. Außerdem ist auch die Art und Weise der Ausbil
dung der Laufflächen mit unterschiedlichen Reibungs
koeffizienten nicht auf die vorstehend beschriebene
beschränkt. Beispielsweise können erste und zweite
Lauffläche 7A und 7B aus getrennten Teilen unter
schiedlicher Reibungskoeffizienten gebildet sein. In
diesem Fall können, wie bei der Abwandlung gemäß
Fig. 14 veranschaulicht, Gummielemente 35 eines hohen
Reibungskoeffizienten auf die Schienen aufgetragen
bzw. an ihnen angeklebt sein.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen kann jeweils
ein zweiter Läufer 20 (20′) mit seinen Stoßfängern
25 gegen einen ersten Läufer 1 (1′) herangefahren
werden, um damit den ersten Läufer 1 (1′) aus einer
Anhaltestellung zu verschieben. Die Erfindung ist je
doch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. An
stelle der Stoßfänger kann beispielsweise ein mit
magnetischer Anziehungskraft wirkender Mechanismus
oder ein Kupplungsmechanismus zum Verbinden von erstem
und zweitem Läufer verwendet werden, so daß der erste
Läufer in der einen oder anderen Richtung aus der An
haltestellung verfahrbar ist, wenn sich der zweite
Läufer in derselben Richtung bewegt. Eine solche Aus
gestaltung ermöglicht ein Rückholen oder Zurückziehen
des ersten Läufers.
Claims (2)
1. Transportanordnung, umfassend
eine Leitschiene (7), die eine vorbestimmte Trans portstrecke (6) festlegt,
einen ersten Läufer (oder auch Fahrzeug oder Wagen) (1), der bei Beaufschlagung mit einer von außen einwirkenden oder externen Antriebskraft auf der Transportstrecke (6) verfahrbar ist, und
eine Anzahl von längs der Transportstrecke (6) in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordneten Magnetfeld-Erzeugungseinheiten (9), die Magnetfeld änderungen herbeizuführen vermögen, durch welche eine Vortriebs- oder Antriebskraft auf den ersten Läufer (1) zum Verfahren desselben ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinheiten (9) längs der Transportstrecke (6) in einem solchen Abstand von einander angeordnet sind, daß der erste Läufer (1) zwischen benachbarten Magnetfeld-Erzeugungseinheiten (9) durch Trägheitskraft angetrieben wird, und daß ein zweiter Läufer (oder auch Fahrzeug oder Wagen) (20) vorgesehen ist, der mittels einer Antriebskraft von einer eingebauten Transporteinheit (30) auf der Transportstrecke (6) verfahrbar ist und der den bei Stromausfall zwischen zwei benachbarten Magnetfeld- Erzeugungseinheiten (9) zum Stillstand gekommenen ersten Läufer (1) zu einer Magnetfeld-Erzeugungsein heit (9) bewegt.
eine Leitschiene (7), die eine vorbestimmte Trans portstrecke (6) festlegt,
einen ersten Läufer (oder auch Fahrzeug oder Wagen) (1), der bei Beaufschlagung mit einer von außen einwirkenden oder externen Antriebskraft auf der Transportstrecke (6) verfahrbar ist, und
eine Anzahl von längs der Transportstrecke (6) in vorbestimmten gegenseitigen Abständen angeordneten Magnetfeld-Erzeugungseinheiten (9), die Magnetfeld änderungen herbeizuführen vermögen, durch welche eine Vortriebs- oder Antriebskraft auf den ersten Läufer (1) zum Verfahren desselben ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinheiten (9) längs der Transportstrecke (6) in einem solchen Abstand von einander angeordnet sind, daß der erste Läufer (1) zwischen benachbarten Magnetfeld-Erzeugungseinheiten (9) durch Trägheitskraft angetrieben wird, und daß ein zweiter Läufer (oder auch Fahrzeug oder Wagen) (20) vorgesehen ist, der mittels einer Antriebskraft von einer eingebauten Transporteinheit (30) auf der Transportstrecke (6) verfahrbar ist und der den bei Stromausfall zwischen zwei benachbarten Magnetfeld- Erzeugungseinheiten (9) zum Stillstand gekommenen ersten Läufer (1) zu einer Magnetfeld-Erzeugungsein heit (9) bewegt.
2. Transportanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transporteinheit (30) den zweiten Läufer (20)
so steuert, daß dieser nach Maßgabe von Eingangs
informationen anfährt und anhält.
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1987
- 1987-09-04 US US07/094,388 patent/US4848242A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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