WO2021175764A1 - Antriebseinheit für einen selbstfahrenden wagen, selbstfahrender wagen, tragstruktur für selbstfahrende wagen und transportsystem - Google Patents

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WO2021175764A1
WO2021175764A1 PCT/EP2021/055005 EP2021055005W WO2021175764A1 WO 2021175764 A1 WO2021175764 A1 WO 2021175764A1 EP 2021055005 W EP2021055005 W EP 2021055005W WO 2021175764 A1 WO2021175764 A1 WO 2021175764A1
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drive unit
self
energy supply
support structure
route
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PCT/EP2021/055005
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Bernd Stuke
Olaf Ohlhafer
Felix Jaegle
Gael Le Hen
Adrian Heinrich Sichau
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for a self-propelled carriage of a support structure similar to an elevated train.
  • a self-propelled car is understood to mean a car which can be moved along the supporting structure with the aid of the drive unit, i.e. with the aid of its own drive. Both autonomously driving, i.e. driverless cars, and those that are controlled by a driver or operator are conceivable.
  • the trolley can typically be used either to transport people or loads.
  • the invention also relates to a self-propelled cart with a drive unit according to the invention, a support structure for a drive unit configured according to the invention or a corresponding self-propelled cart, and a transport system.
  • a drive unit for a self-propelled car of an elevated track-like support structure with the features of the preamble of claim 1 is known.
  • the known drive unit is characterized in that different stations or locations on a route system can be approached independently with it, for which purpose the drive unit has an electric motor for driving the self-propelled car.
  • the drive unit is supplied with energy by means of a separate electrical conductor which, in the cited document, is designed or arranged in the cross section of the support cable as a component of the support structure.
  • the drive unit according to the invention for a self-propelled car of an elevated track-like support structure with the features of claim 1 has the advantage that it allows autonomous operation of the drive unit or independent movement of the self-propelled drive unit, independently of an (external) energy supply formed by a support structure for the drive unit of the electric motor Car along a route even without an external power supply.
  • This has the advantage that a self-propelled car equipped with the drive unit according to the invention can also drive on route sections which, for reasons of cost, do not have an (external) power supply via a conductor rail or the like on the support structure or, due to structural conditions, only have a relatively large amount of effort enable such power supply, for example in the area of the switch elements known from the prior art.
  • the teaching of a drive unit according to the invention for a self-propelled vehicle suggests that the drive unit has at least one battery arranged within the drive unit, which is arranged between the at least one electric motor and the at least one contact element of the first energy supply and / or that a second energy supply is additionally provided for driving the at least one electric motor, the second energy supply comprising at least one battery arranged within the drive unit, and the at least one electric motor being directly with it contact can be made with the at least one contact element of the first energy supply and with the at least one battery of the second energy supply.
  • the drive unit each has at least one battery: Either the at least one battery merely serves as a buffer between the contact element to the conductor, that is, the at least one electric motor always with the interposition of the Battery is driven, or a second energy supply with at least one battery is also provided within the drive unit, via which the electric motor is always driven when a direct energy transfer from the contact element to the electric motor is not possible, in particular due to a missing current conductor, so that the electric motor is supplied with energy by the at least one battery of the second energy supply.
  • the first possibility has the advantage that, with simple means, for example in certain driving situations, higher currents or powers can be achieved than is possible via the current conductor alone.
  • the second option has the advantage of protecting the battery, since it is only used when necessary.
  • a battery is understood to mean, in particular, a rechargeable battery.
  • the at least one battery can be charged by means of a charging device, the charging device being designed to interact at least indirectly with the current conductor on the support structure.
  • a charging device the charging device being designed to interact at least indirectly with the current conductor on the support structure.
  • a further advantageous embodiment provides that the drive unit has several, in particular two, electric motors that interact with different drive elements of the drive unit, the electric motors each being buffered or driven by at least one battery of their own.
  • the batteries can in turn be charged via separate charging devices via the conductor on the support structure. This has the advantage that a redundant or particularly reliable energy supply is made possible, even if one of the electric motors or its battery should fail.
  • detection means are provided which are designed to at least indirectly detect the presence of the current conductor on the support structure.
  • detection means make it possible, in particular in connection with switching means, which switch the at least one electric motor of the drive unit in operative connection with at least one of the two power supplies as required, to effect a timely or needs-based switching process between the power supplies.
  • the contact element which forms the connection of the at least one electric motor of the first energy supply with the conductor on the support structure:
  • the at least one contact element of the first energy supply is designed as a mechanical current collector .
  • Such a current collector can, for example, be brought into contact with the current conductor on the support structure or removed therefrom, for example by means of appropriate adjustment means Avoid damaging the pantograph on sections of the route where there is no conductor.
  • the at least one contact element of the first energy supply is designed as a contact element operating for inductive energy transmission.
  • the energy transfer is therefore mechanically contactless and therefore also wear-free.
  • the invention further comprises a self-propelled carriage for a superstructure-like support structure with a drive unit according to the invention as described so far and a gondola connected to the drive unit.
  • the invention also includes a support structure for drive units designed according to the invention, the support structure having a support device, in particular in the form of at least one support rail or a support rope for forming a route or a route section along which a self-propelled carriage can be moved by means of its drive unit according to the invention, with Furthermore, a current conductor is arranged on the carrier device, which conductor interacts with the contact element of the first energy supply of the drive unit.
  • the support structure according to the invention is characterized in that the route has at least one route section on which there is no current conductor.
  • identification means are provided on the route or the route section for identifying route sections having a conductor and / or route sections not having a conductor, and that the identification means can be detected by detection means of the drive unit of the drive unit.
  • the invention also comprises a transport system, having a support structure described last, and a drive unit configured according to the invention or a corresponding self-propelled car.
  • the transport system is characterized in that the identification means on the route or the route section and / or the detection means on the Drive unit are arranged or designed in such a way that the at least one electric motor of the drive unit is continuously supplied with energy by at least one of the two electric supplies.
  • a corresponding identification means is arranged so that when the identification means is detected by means of the detection means of the drive unit, there is enough time to switch from the (external) first power supply to the to switch (internal) second energy supply in order to enable continuous, in particular jerk-free operation of the self-propelled car.
  • Fig. 1 shows a simplified cross-section in the area of a support structure of a transport system with two parallel routes for self-propelled cars with gondolas
  • FIG. 2 shows a simplified plan view of a partial area of a route network of the transport system
  • a portion of a transport system 1000 for self-propelled cars 10 is shown.
  • the transport system 1000 has an elevated track-like support structure 100 which, in the illustrated section of the transport system 1000, has, for example, two columns 101, 102 anchored in the ground, which are connected to one another by means of a cross member 103.
  • two support rails 104, 105 arranged parallel and perpendicular to the plane of the drawing in FIG.
  • support cables or similar elements can also be provided which are arranged in a stationary manner and along which the self-propelled carriages 10 can be moved.
  • a drive unit 12 of the self-propelled carriage 10 is arranged within the cross section of the support rail 104, 105, on the underside of which a support arm 14, which is connected to a gondola 16, runs by way of example.
  • Gondolas 16, which are used to transport people, are shown by way of example. It goes without saying that it is also within the scope of the invention to design self-propelled wagons 10 or to equip them with gondolas 16 such that they are suitable for transporting loads.
  • a conductor in the form of a conductor rail 18 is arranged, for example, at the level of the drive unit 12 of the self-propelled carriage 10.
  • a busbar 18 is understood here to be an electrically conductive element which, in particular, has a rectangular cross section. It goes without saying that it is also within the scope of the invention to design the current conductor not in the form of a busbar 18, but in the form of a current cable or the like. It is only essential that the busbar 18 is part of a first energy supply 20, which forms an external energy supply for the self-propelled car 10. In FIG.
  • a section of a route network of the transport system 1000 is shown in a greatly simplified manner, which has three route sections 50, 51 and 52 with support rails (not shown in detail). While the two route sections 51 and 53 are each designed in a straight line and form a single lane for self-propelled cars 10, the route section 52 is designed in the form of a 90 ° curve. It is essential that busbars 18 are only provided on the two route sections 51 and 53 in order to enable the self-propelled car 10 to be supplied with energy via the drive unit 12. In contrast, no busbar 18 or a similar element of the first energy supply 20 is provided in the arcuate track section 52.
  • identification means 55 are arranged, which are arranged in the area of the drive unit 12 of the self-propelled car 10 Detection means 56 recognizable in FIGS. 3 to 5 can be detected.
  • the identification means 55 or detection means 56 make it possible to detect the (middle) route section 52 provided without a busbar 18 or to infer that it is approaching it before the self-propelled carriage 10 arrives in the area of the route section 52.
  • the drive unit 12 has, for example, a housing 22, within which an electric motor 24 serving to drive the self-propelled vehicle 10 is arranged.
  • the electric motor 24 acts via a transmission 26, for example, on at least one output shaft 28, which is for example at least indirectly connected to drive elements 30 in the form of drive rollers or the like, the drive elements 30 serving to drive the self-propelled carriage 10 along the support rails 104, 105 or to move along the route sections 51 to 53.
  • a current collector 32 which is part of the first energy supply 20, can also be seen, wherein the current collector 32 can be moved in the direction of the double arrow 36 by means of an actuator 34 in order to bring it into mechanical and electrically conductive contact with the busbar 18 or from the Remove busbar 18.
  • the current collector 32 it is also within the scope of the invention to bring the current collector 32 into contact with the busbar 18 even without an actuator 34.
  • the current collector 32 is pressed by a spring element in the direction of the busbar 18, and a contact is always formed if the busbar 18 is at a sufficiently small distance. If no busbar 18 is provided, the current collector 32 is thus free and at a sufficiently large distance from the support rail.
  • a type of ramp can then be provided for the current collector 32, for example, which presses the spring element together in order to subsequently be able to establish contact with the busbar 18.
  • the electric motor 24 is supplied with energy directly via the current collector 32 and the busbar 18 of the first energy supply 20, in particular by the fact that the current collector 32, possibly with the interposition of electrical or electronic devices, not shown, with the electric motor 24 is (directly) connected, which is to be expressed by the connection 33 shown in dashed lines.
  • the drive unit 12 has a second energy supply 40 within the housing 22, which enables the drive unit 12 or the self-propelled car 10 to be operated independently of the first energy supply 20.
  • the second energy supply 40 comprises, for example, a charging device with a charging device 42, which on the one hand can be contacted with the busbar 18 via the current collector 32, and which is used to charge a battery 44.
  • the battery 44 is in turn connected to the electric motor 24 in a manner similar to the current collector 32.
  • the second energy supply 40 makes it possible in the area of route sections 52 in which there are no busbars 18 to supply the self-propelled carriage 12 or the electric motor 24 with energy.
  • a switchover from the first energy supply 20 to the second energy supply 40 takes place by means of control means (not shown), in particular when route sections 52 are recognized in which no busbars 18 are present. In particular, such a recognition takes place by means of the addressed identification means 55 and the detection means 56.
  • the electric motor 24 is always and exclusively connected to the battery 44, so that the electric motor 24 is always supplied with energy from the battery 44 or the second energy supply 40. This is to be expressed by the connection 33a shown in dashed lines.
  • the battery 44 thus serves as a buffer.
  • FIG. 4 shows a drive unit 12a which differs from the drive unit 12 according to FIG. 3 in that instead of a current collector 32 as a contact element to the busbar 18, an induction element in the form of an induction loop 46 is provided.
  • the induction loop 46 enables a contact-free transfer of energy to the busbar 18, which in this case is also designed to enable an inductive transfer of energy.
  • a drive unit 12b is shown in FIG. 5, which differs from the drive unit 12a in that the two power supplies 20 and 40 are each designed to drive separate electric motors 47, 48, for example two electric motors 47, 48, which are operated by means of each of a separate gear 26 with different drive shafts 28 and drive elements 30 interact.
  • the two electric motors 47, 48 are each connected to separate batteries 49, 49a operated or supplied with energy by a separate charging device 42, 42a.
  • Both charging devices 42, 42a of drive unit 12b are coupled to a common induction loop 46 for energy transmission from busbar 18.
  • the energy supplies 20, 40 have been described in particular in the context of the drive of the self-propelled car 10.
  • the energy supplies 20, 40 also serve to enable other or additional functions of the self-propelled vehicle 10, for example to carry out braking operations, to supply heating devices in the gondola 16 with energy, or to supply energy for

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (12; 12a; 12b) für einen selbstfahrenden Wagen (10) einer hochbahnähnlichen Tragstruktur (100), mit wenigstens einem Elektromotor (24; 47, 48) zum Bewegen der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) entlang der Tragstruktur (100), wobei der wenigstens eine Elektromotor (24; 47, 48) zumindest mittelbar mittels einer ersten Energieversorgung (20) antreibbar ist, und wobei die erste Energieversorgung (20) wenigstens ein Kontaktelement (32; 46) aufweist, das dazu ausgebildet ist, mit einem an der Tragstruktur (100) ortsfest angeordneten Stromleiter (18) zusammenzuwirken.

Description

Beschreibung
Titel
ANTRIEBSEINHEIT FÜR EINEN SELBSTFAHRENDEN WAGEN, SELBSTFAHRENDER WAGEN, TRAGSTRUKTUR FÜR SELBSTFAHRENDE WAGEN UND TRANSPORTSYSTEM
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen selbstfahrenden Wagen einer hochbahnähnlichen Tragstruktur. Unter einem selbstfahrenden Wagen wird im Rahmen der Erfindung ein Wagen verstanden, der mit Hilfe der Antriebseinheit, d.h. mit Hilfe eines eigenen Antriebs, entlang der Tragstruktur bewegt werden kann. Dabei sind sowohl autonom fahrende, d.h. fahrerlose Wagen denkbar als auch solche, die von einem Fahrer bzw. Bediener gesteuert werden. Der Wagen kann typischerweise entweder zum Personen- oder zum Lastentransport eingesetzt werden. Ferner betrifft die Erfindung einen selbstfahrenden Wagen mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, eine Tragstruktur für eine erfindungsgemäß ausgestaltete Antriebseinheit bzw. einen entsprechenden selbstfahrenden Wagen sowie ein Transportsystem.
Stand der Technik
Aus der US 2017/0313328 A1 ist eine Antriebseinheit für einen selbstfahrenden Wagen einer hochbahnähnlichen Tragstruktur mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die bekannte Antriebseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass mit ihr selbstständig verschiedene Stationen bzw. Orte an einem Streckensystem anfahren werden können, wozu die Antriebseinheit einen Elektromotor zum Antreiben des selbstfahrenden Wagens aufweist. Die Energieversorgung der Antriebseinheit erfolgt mittels eines separaten elektrischen Leiters, der in der genannten Schrift im Querschnitt des Tragseils als Bestandteil der Tragstruktur ausgebildet bzw. angeordnet ist. Weiterhin ist es zum Anfahren verschiedener Streckennetz bzw. Fahrstrecken aus der genannten Schrift bekannt, die Antriebseinheit mit dem selbstfahrenden Wagen in den Bereich von weichenähnlichen Elementen einfahren zu lassen, die typischerweise im Bereich von Knotenpunkten des Streckennetzes angeordnet sind, um ein Befahren unterschiedlicher Fahrstrecken zu ermöglichen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit für einen selbstfahrenden Wagen einer hochbahnähnlichen Tragstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie unabhängig von einer durch eine Tragstruktur gebildeten (äußeren) Energieversorgung für die Antriebseinheit des Elektromotors einen autonomen Betrieb der Antriebseinheit bzw. ein selbstständiges Bewegen des selbstfahrenden Wagens entlang einer Fahrstrecke auch ohne äußere Energieversorgung ermöglicht. Dies hat den Vorteil, dass ein mit der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ausgestatteter selbstfahrender Wagen auch Streckenabschnitte befahren kann, die beispielsweise aus Kostengründen keine (äußere) Energieversorgung über eine Stromschiene o.ä. an der Tragstruktur aufweisen oder aber aufgrund konstruktiver Gegebenheiten nur mit relativ großem Aufwand eine derartige Stromversorgung ermöglichen, wie beispielweise im Bereich der aus dem Stand der Technik bekannten Weichenelemente. Auch wird bei einem zeitweiligen Defekt bzw. Ausfall einer externen bzw. äußeren Energieversorgung für die Antriebseinheit ein Betrieb bzw. ein Bewegen des selbstfahrenden Wagens entlang einer Fahrstrecke ermöglicht, sodass beispielsweise in Notfallsituationen, bei denen eine externe Stromversorgung nicht mehr gewährleistet ist, Gondeln mit Personen oder Lasten mit eigenem Antrieb bzw. mit eigener Energieversorgung z.B. eine nächste Station anfahren können, um das Aussteigen von Personen zu ermöglichen.
Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen schlägt es daher die Lehre bei einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit für einen selbstfahrenden Wagen vor, dass die Antriebseinheit wenigstens eine innerhalb der Antriebseinheit angeordnete Batterie aufweist, die zwischen dem wenigstens einen Elektromotor und dem wenigstens einen Kontaktelement der ersten Energieversorgung angeordnet ist und/oder dass zusätzlich eine zweite Energieversorgung zum Antreiben des wenigstens einen Elektromotors vorgesehen ist, wobei die zweite Energieversorgung wenigstens eine innerhalb der Antriebseinheit angeordnete Batterie umfasst, und wobei der wenigstens eine Elektromotor unmittelbar mit dem wenigstens einen Kontaktelement der ersten Energieversorgung und mit der wenigstens einen Batterie der zweiten Energieversorgung kontaktierbar ist.
Es werden somit zwei grundsätzlich Ausgestaltungen einer Antriebseinheit vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnen, dass die Antriebseinheit jeweils wenigstens eine Batterie aufweist: Entweder dient die wenigstens eine Batterie lediglich als Puffer zwischen dem Kontaktelement zum Stromleiter, d.h., dass der wenigstens eine Elektromotor stets unter Zwischenschaltung der Batterie angetrieben wird, oder aber es ist zusätzlich eine zweite Energieversorgung mit wenigstens einer Batterie innerhalb der Antriebseinheit vorgesehen, über die immer dann ein Antrieb des Elektromotors erfolgt, wenn eine direkte Energieübertragung vom Kontaktelement zum Elektromotor nicht möglich ist, insbesondere aufgrund eines fehlenden Stromleiters, sodass der Elektromotor von der wenigstens einen Batterie der zweiten Energieversorgung mit Energie versorgt wird.
Die erste Möglichkeit hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln beispielsweise bei bestimmten Fahrsituationen höhere Ströme bzw. Leistungen erzielbar sind, als dass dies alleine über den Stromleiter möglich ist. Die zweite Möglichkeit hat den Vorteil einer Schonung der Batterie, da diese nur im Bedarfsfall belastet wird. dessen Antriebseinheit zusätzlich eine zweite Energieversorgung zum Antreiben des wenigstens einen Elektromotor aufweist, und dass die zweite Energieversorgung wenigstens eine innerhalb der Antriebseinheit angeordnete Batterie umfasst. Unter einer Batterie wird im Rahmen der Erfindung insbesondere eine aufladbare Batterie verstanden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Antriebseinheit für einen selbstfahrenden Wagen einer hochbahnähnlichen Tragstruktur sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die wenigstens eine Batterie mittels einer Ladeeinrichtung aufladbar ist, wobei die Ladeeinrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest mittelbar mit dem Stromleiter an der Tragstruktur zusammenzuwirken. Dies hat den Vorteil, dass ein Aufladen bzw. eine Pufferung der Batterie immer dann erfolgt, wenn eine Energieversorgung der Antriebseinheit über den Stromleiter an der Tragstruktur erfolgt. Dadurch ist eine stetige Bereitschaft zum Antreiben des selbstfahrenden Wagens bzw. der Antriebseinheit mittels der zweiten Energieversorgung (interne Batterie in der Antriebseinheit) möglich. Insbesondere ist es nicht erforderlich, beispielsweise zyklisch bzw. bei einem entsprechend niedrigen Ladestand der Batterie die Antriebseinheit beispielsweise an einer ortsfest angeordneten Ladestation aufzuladen, was in dieser Zeit keinen Einsatz des selbstfahrenden Wagens ermöglicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Antriebseinheit mehrere, insbesondere zwei Elektromotoren aufweist, die mit unterschiedlichen Antriebselementen der Antriebseinheit Zusammenwirken, wobei die Elektromotoren jeweils über wenigstens eine eigene Batterie gepuffert bzw. angetrieben sind. Die Batterien sind wiederum über separate Ladeeinrichtungen über den Stromleiter an der Tragstruktur aufladbar. Dies hat den Vorteil, dass eine redundante bzw. besonders sichere Energieversorgung ermöglicht wird, auch wenn einer der Elektromotoren bzw. dessen Batterie ausfallen sollte.
Ganz besonders ist es darüber hinaus, wenn Detektionsmittel vorgesehen sind, die dazu ausgebildet sind, eine Anwesenheit des Stromleiters an der Tragstruktur zumindest mittelbar zu detektieren. Derartige Detektionsmittel ermöglichen insbesondere im Zusammenhang mit Schaltmittel, die den wenigstens einen Elektromotor der Antriebseinheit bedarfsgerecht in Wirkverbindung mit zumindest einer der beiden Energieversorgungen schalten dazu, einen zeitgerechten bzw. bedarfsgerechten Umschaltvorgang zwischen den Energieversorgungen zu bewirken.
Auch hinsichtlich des Kontaktelements, das die Verbindung des wenigstens einen Elektromotors der ersten Energieversorgung mit dem Stromleiter an der Tragstruktur ausbildet, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten: In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Kontaktelement der ersten Energieversorgung als mechanischer Stromabnehmer ausgebildet ist. Ein derartiger Stromabnehmer kann beispielhaft durch entsprechende Verstellmittel in Kontakt mit dem Stromleiter an der Tragstruktur gebracht oder von diesem entfernt werden, um beispielsweise eine Beschädigung des Stromabnehmers an Streckenabschnitten zu vermeiden, an denen kein Stromleiter vorhanden ist.
Alternativ ist es auch möglich, dass das wenigstens eine Kontaktelement der ersten Energieversorgung als ein zur induktiven Energieübertragung arbeitendes Kontaktelement ausgebildet ist. Die Energieübertragung erfolgt somit mechanisch kontaktlos und daher auch verschleißfrei.
Die Erfindung umfasst weiterhin einen selbstfahrenden Wagen für eine hochbahnähnliche Tragstruktur mit einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Antriebseinheit sowie einer mit der Antriebseinheit verbundenen Gondel.
Auch umfasst die Erfindung eine Tragstruktur für erfindungsgemäß ausgebildete Antriebseinheiten, wobei die Tragstruktur eine Trägereinrichtung, insbesondere in Form wenigstens einer T ragschiene oder eines T ragseils zur Ausbildung einer Fahrstrecke oder eines Streckenabschnitts aufweist, entlang derer ein selbstfahrender Wagen mittels seiner erfindungsgemäßen Antriebseinheit bewegbar ist, wobei an der Trägereinrichtung weiterhin ein Stromleiter angeordnet ist, der mit dem Kontaktelement der ersten Energieversorgung der Antriebseinheit zusammenwirkt. Die erfindungsgemäße Trag Struktur zeichnet sich dadurch aus, dass die Fahrstrecke wenigstens einen Streckenabschnitt aufweist, an dem kein Stromleiter vorhanden ist.
In Weiterbildung einer derartigen Tragstruktur ist es vorgesehen, dass an der Fahrstrecke bzw. dem Streckenabschnitt Identifikationsmittel zur Kennzeichnung von einem Stromleiter aufweisenden Streckenabschnitten und/oder von keinen Stromleiter aufweisenden Streckenabschnitten vorgesehen sind, und dass die Identifikationsmittel von Detektionsmittel der Antriebseinheit der Antriebseinheit erfassbar sind.
Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Transportsystem, aufweisend eine zuletzt beschriebene Tragstruktur sowie eine erfindungsgemäß ausgestaltete Antriebseinheit oder einen entsprechenden selbstfahrenden Wagen. Das Transportsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Identifikationsmittel an der Fahrstrecke bzw. dem Streckenabschnitt und/oder die Detektionsmittel an der Antriebseinheit derart angeordnet oder ausgebildet sind, dass eine stetige Energieversorgung des wenigstens einen Elektromotors der Antriebseinheit durch wenigstens eine der beiden Elektroversorgungen erfolgt. Gemeint ist hierbei, dass beispielsweise vor dem Ende eines Streckenabschnitts der Fahrstrecke, die einen Stromleiter aufweist, ein entsprechendes Identifikationsmittel angeordnet ist, sodass bei einer Detektion des Identifikationsmittels mittels des Detektionsmittels der Antriebseinheit genügend Zeit bleibt, um von der (externen) ersten Energieversorgung auf die (interne) zweite Energieversorgung umzuschalten, um damit einen kontinuierlichen, insbesondere ruckfreien Betrieb des selbstfahrenden Wagens zu ermöglichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt einen vereinfachten Querschnitt im Bereich einer Tragstruktur eines Transportsystems mit zwei parallel zueinander angeordneten Fahrstrecken für selbstfahrende Wagen mit Gondeln,
Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht auf einen Teilbereich eines Streckennetzes des Transportsystems und
Fig. 3 bis
Fig. 5 jeweils in vereinfachten Darstellungen, unterschiedlich ausgestaltete Antriebseinheiten für einen selbstfahrenden Wagen mit jeweils zwei separaten Energieversorgungen zum Antreiben der Antriebseinheiten bzw. der selbstfahrenden Wagen.
Ausführungsformen der Erfindung Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der Fig. 1 ist ein Teilbereich eines Transportsystems 1000 für selbstfahrende Wagen 10 dargestellt. Das Transportsystem 1000 weist eine hochbahnähnliche Tragstruktur 100 auf, die im dargestellten Abschnitt des Transportsystems 1000 beispielhaft zwei im Boden verankerte Säulen 101, 102 aufweist, die mittels einer Quertraverse 103 miteinander verbunden sind. Im Bereich der Quertraverse 103 sind beispielhaft zwei, parallel und senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 angeordnete Tragschienen 104, 105 als Trägerelement vorgesehen, die zwei nebeneinander angeordnete Fahrstrecken 110, 111 für die selbstfahrenden Wagen 10 ausbilden.
Ergänzend wird erwähnt, dass anstelle von Tragschienen 104, 105 auch Tragseile o.ä. Elemente vorgesehen sein können, die ortsfest angeordnet sind, und entlang derer die selbstfahrenden Wagen 10 bewegt werden können.
Innerhalb des Querschnitts der Tragschiene 104, 105 ist eine Antriebseinheit 12 des selbstfahrenden Wagens 10 angeordnet, an deren Unterseite beispielhaft ein Tragarm 14 verläuft, der mit einer Gondel 16 verbunden ist. Beispielhaft sind Gondeln 16 dargestellt, die dem Personentransport dienen. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, selbstfahrende Wagen 10 derart auszubilden bzw. mit derartigen Gondeln 16 auszustatten, dass diese zum Lastentransport geeignet sind.
Ebenfalls innerhalb des Querschnitts der Tragschienen 104, 105 ist beispielhaft in Höhe der Antriebseinheit 12 des selbstfahrenden Wagens 10 ein Stromleiter in Form einer Stromschiene 18 angeordnet. Unter einer Stromschiene 18 wird dabei ein stromleitendes Element verstanden, das insbesondere einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Selbstverständlich liegt es ebenfalls im Rahmen der Erfindung, den Stromleiter nicht in Form einer Stromschiene 18, sondern in Form eines Stromkabels o.ä. auszubilden. Wesentlich ist lediglich, dass die Stromschiene 18 Bestandteil einer ersten Energieversorgung 20 ist, die eine externe Energieversorgung für den selbstfahrenden Wagen 10 ausbildet. In der Fig. 2 ist ein Ausschnitt eines Streckennetzes des Transportsystems 1000 stark vereinfacht dargestellt, das drei Streckenabschnitte 50, 51 und 52 mit im Einzelnen nicht dargestellten Tragschienen aufweist. Während die beiden Streckenabschnitte 51 und 53 jeweils geradlinig ausgebildet sind und eine einzige Fahrspur für selbstfahrende Wagen 10 ausbilden, ist der Streckenabschnitt 52 in Form eines 90°- Bogens ausgebildet. Wesentlich ist, dass lediglich an den beiden Streckenabschnitten 51 und 53 Stromschienen 18 vorgesehen sind, um eine Energieversorgung der selbstfahrenden Wagen 10 über die Antriebseinheit 12 zu ermöglichen. Demgegenüber ist im bogenförmigen Streckenabschnitt 52 keine Stromschiene 18 oder ein ähnliches Element der ersten Energieversorgung 20 vorgesehen.
Weiterhin ist anhand der Fig. 2 erkennbar, dass im Übergangsbereich von den beiden Streckenabschnitten 51 und 53 zum Streckenabschnitt 52, kurz vor Ende des jeweiligen Streckenabschnitts 51, 53, Identifikationsmittel 55 angeordnet sind, die von im Bereich der Antriebseinheit 12 des selbstfahrenden Wagens 10 angeordneter, in den Fig. 3 bis 5 erkennbarer Detektionsmittel 56 erfassbar sind. Die Identifikationsmittel 55 bzw. Detektionsmittel 56 ermöglichen es, den ohne eine Stromschiene 18 versehenen (mittleren) Streckenabschnitt 52 zu erfassen bzw. auf eine Annäherung an diesen zu schließen, bevor der selbstfahrende Wagen 10 in den Bereich des Streckenabschnitts 52 gelangt.
In der Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform der Antriebseinheit 12 für einen selbstfahrenden Wagen 10 dargestellt. Die Antriebseinheit 12 weist beispielhaft ein Gehäuse 22 auf, innerhalb dessen ein dem Antrieb des selbstfahrenden Wagens 10 dienender Elektromotor 24 angeordnet ist. Der Elektromotor 24 wirkt über ein Getriebe 26 beispielhaft auf wenigstens eine Abtriebswelle 28, die beispielhaft zumindest mittelbar mit Antriebselementen 30 in Form von Antriebsrollen o.ä. verbunden ist, wobei die Antriebselemente 30 dazu dienen, den selbstfahrenden Wagen 10 entlang der Tragschienen 104, 105 bzw. entlang der Streckenabschnitte 51 bis 53 zu bewegen. Erkennbar ist ferner ein Stromabnehmer 32, der Bestandteil der ersten Energieversorgung 20 ist, wobei der Stromabnehmer 32 mittels eines Aktuators 34 in Richtung des Doppelpfeils 36 bewegt werden kann, um diesen in mechanischen und elektrisch leitenden Kontakt mit der Stromschiene 18 zu bringen bzw. von der Stromschiene 18 zu entfernen. Ergänzend wird erwähnt, dass es auch im Rahmen der Erfindung liegt, den Stromabnehmer 32 auch ohne einen Aktuator 34 in Kontakt mit der Stromschiene 18 zu bringen. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Stromabnehmer 32 durch ein Federelement in Richtung der Stromschiene 18 gedrückt wird, und immer ein Kontakt ausgebildet ist, falls sich die Stromschiene 18 in genügend geringem Abstand befindet. Wenn keine Stromschiene 18 vorgesehen ist, steht der Stromabnehmer 32 somit frei und in genügend großem Abstand zur Tragschiene. Im Übergangsbereich zu einer Stromschiene 18 kann dann zum Beispiel eine Art Rampe für den Stromabnehmer 32 vorgesehen sein, die das Federelement zusammendrückt, um anschließend einen Kontakt zur Stromschiene 18 hersteilen zu können.
Ein Kontakt des Stromabnehmers 32 mit der Stromschiene 18 findet immer in den Streckenabschnitten 51, 53 statt, in denen das Transportsystem 1000 mit Stromschienen 18 ausgestattet ist. Vorzugsweise außerhalb derartiger Streckenabschnitte 51, 53, d.h. in Bereichen, an denen das Transportsystem 1000 bzw. die Tragstruktur 100 keine Stromschiene 18 aufweist, ist der Stromabnehmer 32 demgegenüber in der in der Fig. 3 dargestellten, nicht in Wirkverbindung mit der Stromschiene 18 angeordneten Position angeordnet.
Es kann vorgesehen sein, dass der Elektromotor 24 unmittelbar über den Stromabnehmer 32 und die Stromschiene 18 der ersten Energieversorgung 20 mit Energie versorgt wird, insbesondere dadurch, dass der Stromabnehmer 32, ggf. unter Zwischenschaltung nicht dargestellter elektrischer bzw. elektronischer Einrichtungen, mit dem Elektromotor 24 (unmittelbar) verbunden ist, was durch die gestrichelt dargestellte Verbindung 33 zum Ausdruck gebracht werden soll.
Weiterhin weist die Antriebseinheit 12 innerhalb des Gehäuses 22 eine zweite Energieversorgung 40 auf, die einen von der ersten Energieversorgung 20 unabhängigen Betrieb der Antriebseinheit 12 bzw. des selbstfahrenden Wagens 10 ermöglicht. Die zweite Energieversorgung 40 umfasst beispielhaft eine Ladeeinrichtung mit einem Ladegerät 42, das einerseits über den Stromabnehmer 32 mit der Stromschiene 18 kontaktierbar ist, und das zum Laden einer Batterie 44 dient. Die Batterie 44 ist wiederum in ähnlicher Weise wie der Stromabnehmer 32 mit dem Elektromotor 24 verbunden. Die zweite Energieversorgung 40 ermöglicht es im Bereich von Streckenabschnitten 52, in denen keine Stromschiene 18 vorhanden sind, den selbstfahrenden Wagen 12 bzw. den Elektromotor 24 mit Energie zu versorgen. Dadurch, dass die Batterie 44 über das Ladegerät 42 und die Stromschiene 18 in Bereichen, in denen Stromschienen 18 vorhanden sind, nachgeladen wird, ist die Einsatzbereitschaft der zweiten Energieversorgung 40 stets gewährleistet. Ein Umschalten von der ersten Energieversorgung 20 auf die zweite Energieversorgung 40 erfolgt mittels nicht dargestellter Steuermittel, insbesondere bei Erkennen von Streckenabschnitten 52, in denen keine Stromschienen 18 vorhanden sind. Insbesondere erfolgt eine derartige Erkennung mittels der angesprochenen Identifikationsmittel 55 sowie der Detektionsmittel 56.
Auch ist es möglich, dass anstelle einer unmittelbaren Verbindung 33 der Elektromotor 24 stets und ausschließlich mit der Batterie 44 verbunden ist, sodass eine Energieversorgung des Elektromotors 24 stets aus der Batterie 44 bzw. die zweite Energieversorgung 40 erfolgt. Dies soll durch die gestrichelt dargestellte Verbindung 33a zum Ausdruck gebracht werden. Die Batterie 44 dient somit als Puffer.
In der Fig. 4 ist eine Antriebseinheit 12a dargestellt, die sich von der Antriebseinheit 12 gemäß der Fig. 3 dadurch unterscheidet, dass anstelle eines Stromabnehmers 32 als Kontaktelement zur Stromschiene 18 ein Induktionselement in Form einer Induktionsschleife 46 vorgesehen ist. Die Induktionsschleife 46 ermöglicht eine kontaktfreie Energieübertragung zu der Stromschiene 18, die in diesem Fall ebenfalls dazu ausgebildet ist, eine Energieübertragung auf induktivem Weg zu ermöglichen.
Zuletzt ist in der Fig. 5 eine Antriebseinheit 12b dargestellt, die sich von der Antriebseinheit 12a dadurch unterscheidet, dass die beiden Energieversorgungen 20 und 40 jeweils zum Antreiben von separaten Elektromotoren 47, 48, beispielhaft von zwei Elektromotoren 47, 48 ausgebildet sind, die mittels jeweils eines separaten Getriebes 26 mit unterschiedlichen Antriebswellen 28 und Antriebselementen 30 Zusammenwirken. Die beiden Elektromotoren 47, 48 werden jeweils über separate Batterien 49, 49a mit jeweils einer separaten Ladeeinrichtung 42, 42a betrieben bzw. mit Energie versorgt. Beide Ladeeinrichtungen 42, 42a der Antriebseinheit 12b sind zur Energieübertragung von der Stromschiene 18 mit einer gemeinsamen Induktionsschleife 46 gekoppelt.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, entsprechend der Antriebseinheit 12 eine mechanische Energieübertragung von der Stromschiene 18 auf das Antriebselement 12b vorzusehen. Ergänzend wird erwähnt, dass die soweit beschriebenen Energieversorgungen
20, 40 insbesondere im Rahmen des Antriebs der selbstfahrenden Wagen 10 beschrieben wurden. Selbstverständlich dienen die Energieversorgungen 20, 40 auch dazu, andere bzw. zusätzliche Funktionen des selbstfahrenden Wagens 10 zu ermöglichen, beispielsweise Bremsvorgänge auszuführen, Heizeinrichtungen in der Gondel 16 mit Energie zu versorgen, oder Energieversorgungen für
Kommunikationsmodule, Beleuchtungseinheiten oder sonstiger Einrichtungen bereitzustellen.
Die soweit beschriebenen selbstfahrenden Wagen 10 bzw. die Antriebseinheiten 12, 12a, 12b können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt werden, ohne vom
Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims

Ansprüche
1. Antriebseinheit (12; 12a; 12b) für einen selbstfahrenden Wagen (10) einer hochbahnähnlichen Tragstruktur (100), mit wenigstens einem Elektromotor (24; 47, 48) zum Bewegen der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) entlang der Tragstruktur (100), wobei der wenigstens eine Elektromotor (24; 47, 48) mittels einer ersten Energieversorgung (20) zumindest mittelbar antreibbar ist, und wobei die erste Energieversorgung (20) wenigstens ein Kontaktelement (32; 46) aufweist, das dazu ausgebildet ist, mit einem an der Tragstruktur (100) ortsfest angeordneten Stromleiter (18) zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (12; 12a; 12b) wenigstens eine innerhalb der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) angeordnete Batterie (44; 49, 49a) aufweist, die zwischen dem wenigstens einen Elektromotor (24; 47, 48) und dem wenigstens einen Kontaktelement (32; 46) der ersten Energieversorgung (20) angeordnet ist und/oder dass zusätzlich eine zweite Energieversorgung (40) zum Antreiben des wenigstens einen Elektromotors (24; 47, 48) vorgesehen ist, wobei die zweite Energieversorgung (40) wenigstens eine innerhalb der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) angeordnete Batterie (44; 49, 49a) umfasst, und wobei der wenigstens eine Elektromotor (24; 47, 48) unmittelbar mit dem wenigstens einen Kontaktelement (32; 46) der ersten Energieversorgung (20) und mit der wenigstens einen Batterie (44; 47, 48) der zweiten Energieversorgung kontaktierbar ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Batterie (44; 49, 49a) mittels einer Ladeeinrichtung (42; 42a) aufladbar ist, wobei die Ladeeinrichtung (42; 42a) dazu ausgebildet ist, zumindest mittelbar mit dem Stromleiter (18) an der Tragstruktur (100) zusammenzuwirken.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Energieversorgung (20, 40) mit unterschiedlichen Elektromotoren (47, 48) Zusammenwirken, wobei die Elektromotoren (47, 48) mit unterschiedlichen Antriebselementen (30) der Antriebseinheit (12b) Zusammenwirken, und wobei die Elektromotoren (47, 48) mit separaten Batterien (49, 49a) und Ladeeinrichtungen (42, 42a) gekoppelt sind.
4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Detektionsmittel (56) vorgesehen sind, die dazu ausgebildet sind, eine Anwesenheit des Stromleiters (18) an der Tragstruktur (100) zumindest mittelbar zu detektieren.
5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltmittel vorhanden sind, um den wenigstens einen Elektromotor (24; 47, 48) bedarfsgerecht in Wirkverbindung mit zumindest einer der Energieversorgungen (20, 40) zu schalten.
6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kontaktelement (32) der ersten Energieversorgung (20) als mechanischer Stormabnehmer ausgebildet ist.
7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kontaktelement (46) der ersten Energieversorgung (20) als ein zur induktiven Energieübertragung arbeitendes Kontaktelement ausgebildet ist.
8. Selbstfahrender Wagen (10) mit einer Antriebseinheit (12; 12a; 12b), die nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist, und einer mit der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) zumindest mittelbar verbundenen Gondel (16) zum Personen- oder Lastentransport.
9. Tragstruktur (100) für eine Antriebseinheit (12; 12a; 12b), die nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet sind, mit einer Trägereinrichtung, insbesondere in Form wenigstens einer Tragschiene (104, 105) oder eines Tragseils zur Ausbildung einer Fahrstrecke (110, 111) oder eines Streckenabschnitts (51 bis 53), entlang derer wenigstens eine Antriebseinheit (12; 12a; 12b) bewegbar ist, wobei an der Trägereinrichtung weiterhin zumindest bereichsweise ein Stromleiter (18) angeordnet ist, der mit dem Kontaktelement (32; 46) der ersten Energieversorgung (20) der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrstrecke (110, 111) wenigstens einen Streckenabschnitt (52) aufweist, an dem kein Stromleiter (18) vorhanden ist.
10. Tragstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fahrstrecke (110, 111) bzw. dem Streckenabschnitt (51 bis 53) Identifikationsmittel (55) zur Kennzeichnung von einen Stromleiter (18) aufweisenden Streckenabschnitten (51, 53) und/oder von keinen Stromleiter (18) aufweisenden Streckenabschnitten (52) vorgesehen sind, und dass die Identifikationsmittel (55) von Detektionsmittel (56) der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) erfassbar sind.
11. Transportsystem (1000), aufweisend eine Tragstruktur (100) nach Anspruch 10 und wenigstens eine Antriebseinheit (12; 12a; 12b) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder einen selbstfahrenden Wagen (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationsmittel (55) an der Fahrstrecke (110, 111) bzw. dem Streckenabschnitt (51 bis 53) und/oder die Detektionsmittel (56) an der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) derart angeordnet oder ausgebildet sind, dass eine stetige Energieversorgung des wenigstens einen Elektromotors (24; 47, 48) der Antriebseinheit (12; 12a; 12b) durch wenigstens eine der beiden Energieversorgungen (20, 40) erfolgt.
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