DE4234727A1 - Transportfahrzeug, auf Kugeln rollend - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Transportfahrzeug zum vorzugs­ weise schienengebundenen Verfahren von Lasten in beliebig wechselnde Richtungen, das Fahrtenergie in einem Schwungrad gespeichert mitführt und die beim Abbremsen freiwerdende Energie in dem Schwungrad speichern und damit zum Fahren nutzbar macht.

Motorgetriebene Transportfahrzeuge sind bekannt in vielen Ausführungen: Gabelhubwagen, Gabelstabler, Flurförderzeuge und schienengeführte Fahrzeuge. Diese letztgenannten können ihre Fahrtrichtung nur ändern durch in die Schienenstränge eingebaute Weichen oder mittels interner oder externer ver­ hältnismäßig großdimensionierter, teurer Drehgestelle. Da­ durch ist ihre Einsatzmöglichkeit eingeschränkt.

Diese Fahrzeuge besitzen einen Elektromotor mit Akkumula­ tor, Schleppkabel oder Schleifleitung zur Stromversorgung oder einen Verbrennungsmotor, mit den bekannten Einschrän­ kungen beim Einsatz in geschlossenen Räumen.

Aufgabe der Erfindung ist ein niedrigbauendes Fahrzeug für automatische Transportabläufe, das aus dem Stand in jede Richtung fahren kann, das insbesondere schienengeführt an Schienenkreuzungen von einem Schienenstrang auf einen kreu­ zenden Schienenstrang wechseln kann, wobei jeder Kreuzungs­ winkel beherrschbar ist und das in einer Weiterentwicklung sowohl Schleppkabel als auch Akkumulator oder Verbrennungs­ motor entbehrlich macht.

Zur Realisierung dieser Aufgabe werden im wesentlichen zu­ nächst die zum Rollen üblichen Räder durch Kugeln ersetzt.

Dabei ist es möglich, ein Fahrzeug auf zwei Kugeln in Schienen zu führen und zusätzliche Stützrollen oder -räder außerhalb der Schienen rollen zu lassen.

Die Kugeln können in im Fahrzeug eingebauten nach unten offenen Schalen lagern, die aus einem dem Kugelmaterial reibungsverträglichen Material bestehen, z. B. Sintermetall, Messing, Kunststoff.

Sofern ein Gleitmittel erforderlich wird, kann dieses durch eine im oberen Schalenteil angebrachte kleine Öffnung kon­ tinuierlich oder intermittierend austretend zwischen Kugel- und Schalenoberfläche gedrückt werden und zwar als Flüssig­ keit oder z. B. als Wassernebel, der von Druckluft befördert wird.

Selbstverständlich kann auch Druckluft allein als Gleitmit­ tel dienen.

Zum Antrieb kann jede Kugel oder einzelne dieser Kugeln mit je einem seinerseits angetriebenen Reibrad beaufschlagt werden.

In einer weiteren Variante können die Kugeln als Rotor und die Kugelschalen mit integrierten Wicklungen bzw. Magneten als Stator einer elektrischen Maschine ausgebildet werden und damit sowohl als Elektromotor als auch als Stromgenera­ tor genutzt werden.

Zum Wechseln in eine beliebige Fahrtrichtung wird das Reib­ rad bzw. die als Stator einer elektrischen Maschine ausge­ bildete Lagerschale der Rotor-Kugel horizontal um den Ku­ gelmittelpunkt geschwenkt.

In der Praxis ist es nicht notwendig, zum Fahren alle Ku­ geln anzutreiben. Je nach Fahrzeugabmessung genügt das An­ treiben einer oder zweier Kugeln.

Wenn nur bestimmte Fahrtrichtungen vorgegeben sind, kann für jede Fahrtrichtung ein fest installierter Antrieb an einer Kugel vorgesehen werden, der im Bedarfsfall aktiv wird, während der oder die für andere Fahrtrichtungen vor­ gesehenen Antriebe nicht arbeiten.

Auch können z. B. mehrere vorgegebene Fahrtrichtungen den Antrieben bestimmter Kugeln baulich zugeordnet werden, z. B. zwei am Fahrzeug diagonal gegenüberliegenden Kugeln die Fahrtrichtung West-Ost und den Antrieben der zwei ande­ ren Kugeln die Fahrtrichtung Nord-Süd, wobei dann selbst­ verständlich nur diejenigen Antriebe betätigt werden, die der gewünschten Fahrtrichtung entsprechen, während die an­ deren Antriebe nicht arbeiten.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung des Trans­ portfahrzeugs erfolgt während der Transportbewegung keine Energiezufuhr von außerhalb des Fahrzeugs. Die Fahrenergie liefert vielmehr ein mitgeführtes Schwungrad, das in Ruhe­ stellung des Fahrzeugs durch von außerhalb des Fahrzeugs zu­ geführte Energie in Drehung versetzt und damit aufgeladen wird.

Die kinetische Energie des Schwungrades kann den Kugeln mit bekannten Bauelementen sowohl mechanisch übertragen werden z. B. mittels Reibrad, Schnecken- und Untersetzungsgetriebe als auch alternativ mittels Stromgenerator und an den Ku­ geln angebrachten Elektro-Antrieben.

Der Stromgenerator kann so ausgelegt werden, daß er auch als Antriebsmotor für das Schwungrad wirken kann. Die Ener­ giezufuhr für das Beschleunigen des Schwungrades kann dann in bekannter Weise als elektrischer Strom erfolgen.

Die beim Abbremsen des Transportwagens freiwerdende Energie kann zum Wiederbeschleunigen des Schwungrades genutzt wer­ den und zwar mit bekannten Bauelementen sowohl mechanisch mittels Reibrad und Getriebe als auch elektrisch über den als Antriebsmotor nutzbaren Generator, der in diesem Fall seinen Strom erhält von den elektromotorischen Antrieben der Kugeln, die für diesen Fall ebenfalls sowohl als Motor als auch als Stromgenerator nutzbar sind.

An den Lade- und Entladestellen der Transportwagen ergeben sich Ruhepausen, während derer über stationär angebrachte Stromkontakte ein Aufladen des Transportwagens in der Form erfolgen kann, daß der Strom über den als Antriebsmotor nutzbaren Generator das Schwungrad wiederbeschleunigt.

Bei automatisierten Arbeitsabläufen werden die Fahr-Kugeln in schienenartigen Vertiefungen geführt. Sie können zur Minimierung von Reibung und Geräusch und als auswechselba­ res Verschleißteil unten und seitlich Laufleisten aufweisen.

Die Stärke des um den kugelförmigen Rotor vorhandenen Luft­ spaltes beeinflußt unmittelbar das motorische Drehmoment. Wenn zwischen Schale und kugelförmigem Rotor Luft einge­ blasen wird, vergrößert sich der Abstand zwischen Schale und Rotorkugel, weil letztgenannte ortsveränderlich ist. Dadurch wird das motorische Drehmoment verringert. Dieser Effekt kann zur Erzielung eines weichen Anfahrens und Ab­ bremsens durchaus erwünscht sein. Er ist aber auch als Sicherheitseinrichtung nutzbar, wenn z. B. vor einem unbeab­ sichtigten Zusammenstoß des Fahrzeugs ein sogen. Bumper an­ spricht und das Drehmoment plötzlich zu verringern ist.

Claims (19)

1. Transportfahrzeug zum Verfahren in jeder Richtung, da­ durch gekennzeichnet, daß das Überrollen des Bodens auf Kugeln erfolgt.

2. Transportfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens eine Kugel schienengeführt ist und Stützrollen vorhanden sind.

3. Transportfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Kugeln in unten offenen Schalen drehen, die im Fahrzeug eingebaut sind.

4. Transportfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schalen eine Eintrittsöffnung für ein Schmier- oder Gleitmittel aufweisen.

5. Transportfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schalen und die Eintrittsöffnung so ausge­ bildet sind, daß Druckluft als Gleitmittel zwischen Ku­ gel- und Schalen-Oberfläche verwendet werden kann.

6. Transportfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Kugeln eines Fahrzeugs durch je ein an die Kugel andrückbares Reibrad angetrieben wird bzw. angetrieben werden.

7. Transportfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kugel als Ro­ tor und die Kugelschale als Stator einer elektrischen Maschine ausgebildet ist.

8. Transportfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antrieb zum Zwecke der Än­ derung der Drehrichtung der Kugel horizontal um die Ku­ gel schwenkbar ist.

9. Transportfahrzeug nach einem der Ansprüche 6-8, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine von drei oder mehr Kugeln eines Fahrzeugs angetrieben werden.

10. Transportfahrzeug nach einem der Ansprüche 6-9, da­ durch gekennzeichnet, daß für mehrere Fahrtrichtungen mindestens je ein Antrieb an mindestens einer Kugel fest installiert ist, von denen beim Fahren jeweils nur der für die betreffende Fahrtrichtung vorgesehene Antrieb eingeschaltet wird.

11. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß als Energieträger für die Fortbewegung ein Schwungrad eingebaut ist.

12. Transportfahrzeug nach Ansprüchen 7 und 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antrieb der Kugeln durch den von einem von dem Schwungrad angetriebenen Generator erzeug­ ten elektrischen Strom erfolgt.

13. Transportfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Generator so ausgelegt ist, daß er auch als Antriebsmotor zum Beschleunigen des Schwungrades betrie­ ben werden kann.

14. Transportfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die elektrischen Antriebe der Kugeln auch als Generatoren betreibbar sind und die Bremsenergie zum Wiederbeschleunigen des Schwungrades verwendet wird oder in das Strom-Versorgungsnetz zurückgeleitet wird.

15. Transportfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Antrieb der Kugeln mechanisch erfolgt.

16. Transportfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die beim Abbremsen des Transportfahrzeugs frei­ werdende Energie über ein stufenlos regelbares Getriebe oder über ein schaltbares Stufengetriebe zum Wiederbe­ schleunigen des Schwungrades auf das Schwungrad übertra­ gen wird.

17. Transportfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Beschleunigen des Schwungrades in der Ruhe­ phase des Transportfahrzeugs über den Generator erfolgt und die Energiezufuhr über Kabel und fest positionierte Kontakte erfolgt, die vom Transportfahrzeug anfahrbar sind.

18. Fahrschienen für Transportfahrzeuge nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche in nach oben offenem Profil, da­ durch gekennzeichnet, daß sie am Boden verlaufende aus­ wechselbare Laufleisten aufweisen und im seitlichen Be­ reich verlaufende auswechselbare Leisten tragen, die im Wesentlichen zur Seitenführung der Kugeln dienen.

19. Elektromotor mit einem kugelförmig ausgebildeten Rotor, der in einer Schale dreht, dadurch gekennzeichnet, daß der um den sich drehenden Rotor befindliche Luftspalt zwischen Rotor und als Stator ausgebildeter Kugelschale durch Einblasen von Luft vergrößerbar ist um dadurch das Drehmoment zu verändern.