DE19512523A1 - Transportelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Transportelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gattungsgemäße Transportelemente sind in der Produktionstechnik und Lagertechnik in vielerlei Ausführungsformen in Gebrauch. Beispielsweise gibt es in der Automobilindustrie ein Zuliefersystem für Montageteile, welche am Band benötigt werden, in Form einer Elektrohängebahn, wel­ che mit eigenem Antrieb und spurgeführt die einzelnen Arbeitsplätze anzufahren gestattet.

In Hochregallagern befinden sich Behälter mit Gütern oder Paletten, die auf Fahrzeuge verladen werden müssen. Dazu ist beispielsweise ein Hubförderer vorgesehen, welcher den Höhenunterschied zwischen den Fahrzeugen und den Plätzen im Hochregallager überwindet. Das Fahr­ zeug dockt beispielsweise an dem Hubförderer an, welcher ihm zugewie­ sen wurde, und übergibt ihm die zu lagernde Palette. Aufgrund der Kennung, die auf der Palette angebracht ist, oder die ihm vom Rechner des Fahrzeugs übermittelt wurde, kann der Hubförderer das Einsortie­ ren der Palette beginnen.

Ein Nachteil der bisher bekannten Transportsysteme besteht darin, daß zum Fördern unterschiedliche aktive und passive Transportmittel be­ nutzt werden. Als aktive Transportmittel können dabei Wagen oder Fahrzeuge dienen, welche mit verschiedenen Einrichtungen zum Be- und Entladen ausgestattet sind. Außerdem sind auch die passiven Transportmittel, wie Rollen, Bahnen, sehr dem Verschleiß unterworfen. Das gleiche gilt für die Spurführung der Wagen. Auch für die Steue­ rung und Lenkung der Güterströme und -wagen gibt es kein einheitli­ ches System.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Transportmittel für Waren so zu vereinheitlichen, daß der Transport von Gütern schneller, sicherer und sowohl verschleißärmer als auch umweltschonender durchgeführt werden kann. Dabei ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, das Transportsystem so flexibel zu gestalten, daß auch größere Entfernun­ gen nicht nur innerhalb einer Fabrikhalle sondern auch zwischen ver­ schiedenen weiter entfernt liegenden Hallen durch ein universelles Transportsystem überwunden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des An­ spruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrie­ ben.

Die Vorteile der Erfindung zeigen sich in einer höheren Flexibilität im Transportwesen, da von einer zentralen Informationsverarbeitungs- und Steuerzentrale als Feststation sämtliche Fahrzeuge überwacht und au­ tomatisch gesteuert werden, wobei wiederum die Fahrzeuge ihre Ziele selbsttätig anfahren und alle auf einer Ebene stattfindenden Förder­ aufträge mit einer reibungs- und verschleißarmen Transportsystem be­ wältigt werden. Insbesondere in Lebensmittel betrieben, wo Öl oder Ab­ rieb von den mechanischen Komponenten sehr störend sind, ist die Ma­ gnetschwebetechnik mit einem ebenfalls mit Magneten gesteuerten An­ trieb und einer ebensolchen Führung ausgestattetes Transportsystem die beste Lösung. Auch der Wartungs- und Montageaufwand ist wesent­ lich geringer als bei Transportsystemen mit mechanisch bewegten Tei­ len. Abrieb- und Geräuschentwicklung werden bei Rollenförderern, bei Gurtförderern und Sortern wesentlich höher sein als bei der Erfin­ dung, bei der die höchstmögliche Schonung der Umwelt erreicht wird.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Unterschied zwischen Palettenbehältern in der Regel aufgehoben ist. Ein Transportelement ist für die drei wesentlichen Transportfunktionen ausrüstbar. Die Güter werden mit diesem Element:

• 1. auf diesem selbst gelagert und transportiert,
• 2. be- und entladen, d. h. auf die Fahrstrecke gebracht und von dieser wieder entfernt und
• 3. nach dem Entfernen des Transportelements von der Fahrstrecke zusammen mit diesem gelagert.

Diese drei Funktionen werden zum Zwecke der schnellen Auftragsbe­ arbeitung in dem Transportelement weitgehend vereinigt. Das bedeutet, daß ein Transportelement auch mittels einer Weiche selbständig in ein Lager fahren kann, um dort auf Abruf bereit zu stehen. Die Universa­ lität des Transportsystems zeigt sich darin, daß zum Anfordern be­ stimmter Güter, die in kurzer Zeit verfügbar sein müssen, nicht erst ein Wagen längs einer Strecke losgeschickt werden muß. Es genügt ein über die Datenleitung geschickter Befehl, um die gewünschten Güter sofort ans Ziel zu dirigieren. Der in dem Transportelement befindliche Speicher kann über die Informationsübertragung und ein Mikroprozes­ sor auch selbsttätig nach einer vorgegebenen Zeit das Ziel ansteuern und seinen Auftrag ausführen. Jedes Transportelement ist damit Teil eines integrierten, intelligenten Transportsystems.

Einsatzgebiete der Erfindung sind Lagerhaltung und das Zusammen­ stellung von Kommissionen. Diese Aufgaben werden mit hohem Automati­ sierungsgrad durchgeführt. Es ist damit zu rechnen, daß diese Trans­ portelemente infolge der Integrationsmöglichkeiten elektronischer Schaltkreise in hohen Stückzahlen und zu vergleichsweise günstigen Kosten herstellbar sind.

Ein weiteres Beispiel für die Erfindung ist das Umsetzen der Trans­ portelemente durch einen Hubförderer auf eine Fahrbahn in einer hö­ heren oder niedrigeren Ebene. Dies ist zum überwinden größerer Höhenunterschiede zwischen Förderstrecken, welche eine größere Länge aufweisen, vorteilhaft. Einerseits kann dadurch die hohe Geschwindig­ keit der Fahrzeuge ausgenutzt werden und andererseits braucht das Stückgut nicht auf andere Transportmittel umgeladen werden. Ein sol­ cher Hubförderer sorgt beispielsweise für das Umsetzen der Fahrzeuge von Stockwerk zu Stockwerk in der Montageabteilung einer Maschinenfabrik. Dabei ist in jedem Stockwerk eine Fahrstrecke für die Transportelemente oder Fahrzeuge vorgesehen.

Der Wagen ist dabei nur der mechanische Teil des Transportsystems. Er besteht aus beispielsweise einer Lagefläche zum übernehmen und Stauen von Gütern, Transportbehältern oder Paletten, einem Antriebsteil zur Kraftübertragung vom Wagen auf die Transportschiene und Füh­ rungselementen, welche zur Spurhaltung und evtl. Spurwechsel bei Weichen oder Rangiereinrichtungen vorgesehen sind.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Antriebs­ motor ein Linearmotor mit passivem Stator in der Strecke. Bei Verwen­ dung eines Linearmotors ist es vorteilhaft, daß Gewicht des Transport­ elements einschließlich der zuladbaren Güter durch ein magnetisches Levitationssystem zu kompensieren. Diese schwebende Aufhängung muß durch eine an den Seiten des Fahrzeugs angebrachte Spurführung sta­ bilisiert werden. Dies kann ebenso wie das Schweben des Fahrzeugs durch Magnete erfolgen, welche über eine Luftspaltregelung für eine genaue Spurführung sorgen.

Die Ladefläche eines solchen Fahrzeugs kann je nach Verwendungs­ zweck auch unterschiedlich gestaltet sein. Beispielsweise ist ein Quer­ gurtförderer sehr nützlich zum Be- und Entladen von Behältern oder Paletten. Selbstverständlich kann zum Zusammenstellen von Kommissio­ nen auch ein Behälter mit dem Transportelement verschiedene Stationen anfahren und mit Teilen aus dem Lagerbestand beladen werden.

Auch das Transportelement selbst kann auf einer Art Rangierbahnhof aus der Fahrstrecke herausrangiert und zwischengelagert werden. Dies wird beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Zahl der Fahrzeuge auf der Strecke anforderungsbedingt Schwankungen unterworfen ist. Selbstverständlich können auch beladene Fahrzeuge zwischengelagert werden.

Für Schwertransporte und beim Ausfall der magnetischen Abstandrege­ lung ist an jedem Fahrzeug auch ein Rollensystem zum spurgeführten Verfahren auf der Fahrstrecke ein weiteres bevorzugtes Anwendungs­ beispiel der Erfindung. Dabei kann es durchaus sein, daß bei geringe­ rer Last oder beim Leertransport die magnetische Schwerkraftkompen­ sation eingeschaltet wird und den Wagen soweit an hebt, daß die Rollen außer Funktion gesetzt werden.

Im Folgenden wird das Transportelement hinsichtlich der Ausgestaltung der Energie- und Informationsübertragung näher betrachtet.

Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist die Energieübertragung. Bedeutende Anwendungen für die berührungslose Übertragung elektri­ scher Energie bestehen bei Laufkatzen von Hebezeugen, Einschienen­ hängebahnen, Behälterförderanlagen, Hochregallagern oder Magnetbah­ nen.

Ein Vorteil einer solchen Anordnung wäre der Wegfall von lose herum­ hängenden Leitungen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der besonde­ ren Art der Informationsübertragung, welche besonders gegen Störun­ gen gut abschirmbar ist und gleichzeitig eine höhere Übertragungsrate ermöglicht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht im Zusammenwirken einer in die Fahrstrecke integrierten berührungslosen Informations- und Energieübertragung. Trotz eines großen zugelassenen Spiels wird die Energie mit hohem Wirkungsgrad übertragen. Die Informationsübertragung ist ebenfalls in die Strecke integriert und ermöglicht eine hohe Übertragungsgüte, welche praktisch frei von Störeinflüssen elektromagnetischer Felder ist.

Die induktive Energieübertragung bei Mittelfrequenz auf translatorisch bewegte Transportelemente der Fördertechnik ist zwar an sich bekannt, jedoch ist die technische Auslegung so beschaffen, daß die Transportelemente auf ihrer spurgeführten Bahn mit sehr geringem Spiel laufen müssen. Diese Beschränkung fällt durch die Erfindung weg und gleichzeitig wird das Transportsystem in vieler Hinsicht sehr flexibel. Einerseits wird es möglich, mehrere Fahrzeuge über eine Strecke zu schicken und sie unabhängig voneinander zu steuern, andererseits wird die Energieübertragung ergänzt durch eine Informationsübertragung, welche diese Steuerungsaufgabe mit hoher Zuverlässigkeit durchführen kann.

Das gleichzeitige, unabhängige Übertragen elektrischer Leistung zu mehreren Transportelementen auf langen Übertragungsstrecken bei Ein­ zelleistungen bis in den 10 kW-Bereich sind wesentliche Kennzeichen dieser Anwendungen. Hierfür sind Übertrageranordnungen erforderlich, welche die Leistung über Luftspalte bis in den cm-Bereich bei vertret­ barem Aufwand und gutem Wirkungsgrad übertragen, möglichst kleine induktive Spannungsabfälle auf den Übertragungsstrecken aufweisen und bei denen ausstreuende magnetische Felder im Hinblick auf die Ex­ position des Menschen und die elektromagnetische Verträglichkeit un­ bedenklich sind. Diese Eigenschaften werden im wesentlichen durch die konstruktive Gestaltung der induktiven Übertragerelemente erreicht.

Ein wesentlicher Vorteil der hier verwendeten, neuartigen Energieübertragung besteht in der "koaxialen" Anordnung der Leiter. Der Mittelleiter ist am Ende des Fahrweges mit dem U-förmigen Außen­ leiter verbunden, so daß der Strom vom Mittelleiter über die Außen­ wandungen zurückfließt. Der Strom verteilt sich auf zwei Außenwände. Trotz der niedrigen Eindringtiefe findet der Strom einen großen Quer­ schnitt vor. Die koaxiale Anordnung gewährleistet zum einen eine mög­ lichst kleine Induktivität der Leitung, so daß größere Übertragungs­ längen möglich sind und erfüllt gleichzeitig auch die Abschirmung der Anordnung gegenüber ausstreuenden Feldern. Das Streufeld liegt im wesentlichen nur innerhalb des Koaxialleiters und zwar im Inneren des Mittelleiters und um diesen herum.

Da das Abschirmgehäuse mit der Rückleitung vereint ist, hat man einen zusätzlichen Vorteil dadurch, daß Leitermaterial eingespart wird. Man spart außerdem wegen der kleineren Induktivitäten eine bedeutende Zahl von Kondensatoren zur Kompensation der induktiven Spannungs­ abfälle.

Auch die Informationsübertragung mit Hilfe eines geschlitzten Koaxial­ kabels bietet im Zusammenspiel mit der berührungslosen Energieüber­ tragung viele Vorteile. Es gibt keine Störungen der Wellenausbreitung durch Dritte, keine Reflexion oder Abschattung, mit denen Funksignale, beispielsweise in einem hohen Regallager, gestört werden können. Die zur Abstrahlung nötigen Schlitze sind je nach Anwendung periodisch oder nicht periodisch (nur Nahfeld) angeordnet. Der Datendurchsatz kann ein bis 4 MBit/sec betragen. Damit ist ein autonomer Fahrbetrieb mit einem Fahrzeug möglich, welches alle Automatisierungs- und Steue­ rungsaufgaben selbsttätig erledigt. Das Fahrzeug enthält Sensoren, welche erkennen, an welcher Strecke der Stelle es sich befindet. Kom­ plizierte Identifizierungssysteme für Fahrzeuge entfallen damit. Es ist sogar eine Kommunikation zwischen den einzelnen Fahrzeugen möglich. Außerdem kann ein Zentralrechner eine Ferndiagnose veranlassen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 den Aufbau des "intelligenten" Transportelements;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Transportsystems;

Fig. 3 das Prinzip der berührungslosen Informationsübertragung;

Fig. 4 eine Kombination von Spurführung, Energieübertragung und Informationsübertragung;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform von Energie- und Informa­ tionsübertragung;

Fig. 6 die erfindungsgemäße Anordnung des offenen Koaxialleiters im Längsschnitt bzw. in Draufsicht;

Fig. 7 einen Querschnitt durch den koaxialen Leiter mit dem Übertragerkopf;

Fig. 8 den Querschnitt durch die Koaxialleiteranordnung an einer Stelle, an der sich im Augenblick kein bewegtes System befindet;

Fig. 9 eine besonders vorteilhafte, detaillierte Ausführungsform einer Koaxialleiteranordnung mit Übertragerkopf im Quer­ schnitt und

Fig. 10 ein Blockschaltbild der Informationsübertragung.

Die Erfindung wird zunächst anhand der schematischen Darstellung in Fig. 1 beschrieben.

Das Transportelement, welches in Fig. 1 als eine Art Palette dargestellt ist, besteht aus einem Antriebsteil, welcher in der unteren Ebene zu­ sammen mit Spurführung und Gleitfunktion symbolisch dargestellt ist. Diese untere Ebene zusammen mit der obersten Ebene, welche für die Lagerung von Gütern vorgesehen ist, bildet eine Art herkömmlichen spurgeführten Wagen. Dieser Wagen wird durch eine Informationsebene zu einem autarken System ergänzt. Diese mittlere Ebene empfängt Daten von einer Feststation, welche für den Informationsaustausch einen Sen­ der und einen Empfänger enthält und kann ebenfalls Daten senden und empfangen. Außerdem ist eine Datenverarbeitung vorgesehen, welche Aktoren und Sensoren bedienen kann. Dadurch ist es möglich, bei­ spielsweise eine magnetische Spurführung und Schwerkraftkompensation mit Abstandsregelung durchzuführen. Die Regelung des Antriebs ge­ schieht nach Maßgabe der von der Zentrale übermittelten Vorgaben. Außerdem wird der Abstand der einzelnen Transportelemente, bzw. Fahrzeuge, durch Informationsaustausch zwischen den Fahrzeugen ge­ regelt, so daß keine Kollisionen vorkommen können. Die oberste Ebene der Lagerung und Ein- und Ausgabe ist vielseitig ausrüstbar, bei­ spielsweise mit einem Hubelement oder einem Rollenförderer.

Ein zum Transport von Gütern bestimmter Wagen läuft beispielsweise auf Rollen 18 und auf Schienen 16, wobei der Antrieb mit Hilfe eines Motors 17 durchgeführt wird. Seitenführung und Art des Antriebs sind zwar für das in Fig. 2 dargestellte Prinzip unwichtig, jedoch ist ein verschleißarmer Antriebsort anzustreben. Die Energie für den Antrieb des Motors und für weitere Servoantriebe wird durch die berührungs­ lose Energieübertragung sichergestellt. Letztere besteht aus Übertra­ gerkopf 2 mit der Wicklung W₂ als mit dem Wagen bewegtem Sekundär­ teil und dem festen Primärteil des Übertragers aus Mittelleiter 6 und Außenleiter 7, sowie einem Steg 5. Der Kern des Übertragerkopfes 2 besteht aus einem Ferrit-Material.

Das Primärelement ist eine zu einer Seite hin offene E-förmige Anord­ nung mit einem Mittelleiter 6 und dem Außenleiter 7. Der Mittelleiter 6 wird auf einem Steg 5 gehalten. Diese Anordnung ist an der Trag­ schiene 16 befestigt. Der Primärteil wird von einem Mittelfrequenzgene­ rator 11 gespeist.

Die Informationsübertragung geht aus von einer Feststation 12, welche Daten über ein geschlitztes Koaxialkabel 1 längs der Schienenstrecke überträgt. Eine Patch-Antenne 14 leitet die Daten an eine Mobilstation 10 weiter, welche in dem hier nicht dargestellten Wagen montiert ist.

In Fig. 3 ist die innere Struktur der Datenübertragung dargestellt. Von der Feststation aus wird mittels eines Fahrprogramms oder einer Soft­ ware über einen Adaptermodul und einen HF-Sende/Empfangsteil der Wellenleiter 1 gespeist. Der Wellenleiter besteht beispielsweise aus einem mit Schlitzen 3 versehenen Kupferleiter 9 eines Koaxialkabels mit dem Innenleiter 13, dem Isolator 15 und dem Mantel 19. Der Querschnitt kann kreisförmig oder aber quadratisch sein. Am Wellenleiter werden die Signale über ein ebenso aufgebautes HF-Modem und einen Adaptermodul auf einen Mini-PC übertragen, welcher die Befehlsausführung sowie die Antriebssteuerung und Betätigung von Aktoren, welche von Sensoren gesteuert sind, übernimmt. Diese Konfiguration führt dazu, daß das System der einzelnen Wagen eine hohe Flexibilität besitzt, da jeder Wagen unabhängig vom anderen fahren kann. Dafür sind an bestimmten Stellen auch Aus­ weichmöglichkeiten mit Hilfe von Weichen vorgesehen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 darge­ stellt. Dabei ist das äußere U-Profil 7 des Primärelements der Energie­ übertragung gleichzeitig als Tragelement für das Koaxialkabel für die Informationsübertragung benutzt. Das Profil besteht vorzugsweise aus Aluminium. Bei Verwendung von Stahl für die Stütze 16 ist es vorteilhaft, die leitfähigen Teile für die Energieübertragung aus etwa 2 mm starkem Aluminiumblech in U-Form in das Stahlprofil einzulegen. In dieses U-Profil 7 wird dann der Steg 5 eingesetzt, welcher zu großen Teilen aus einem Ferrit besteht und beispielsweise mit Schrauben an dem Stahlprofil 16 befestigt wird. Die Rollen 18, welche den Wagen tragen, sind über den Achsträger 21 am Wagenkasten 22 befestigt. Zur Führung des Wagens und Vermeidung von zu großen Seitenausschlägen bei Kurvenfahrten sind Führungsrollen 23 vorgesehen, von denen hier lediglich eine auf der Seite gezeigt wird. Diese Führungsrolle ist ebenfalls mit einem Achsträger an dem Wagenkasten 22 befestigt. Dem geschlitzten Koaxialkabel gegenüber befindet sich die Patch-Antenne 14 zur Informationsübertragung.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Integration des Energieübertragers in das Streckenprofil 16 nicht so weit getrie­ ben, das Stahlprofil dient hier lediglich zur Aufnahme und zum Schutz des Energieübertragers und des Informationsübertragers vor mechani­ scher Beschädigung. Die Anordnung von Tragrolle und Seitenführungs­ rolle ist hier nur eine der vielen Möglichkeiten, wobei die Konstruktionsmerkmale weitgehend mit denen der Fig. 4 übereinstimmen.

Die Fig. 6 und 7 stellen das Prinzip der zu einer Seite hin offenen koaxialleiterähnlichen Anordnung zur Energieübertragung im Detail dar. Im Übertragerkopf 1 umfaßt ein U-förmiger Ferritkern 2 den Mittelleiter 6 und leitet den magnetischen Fluß ⌀ durch die Sekundärwicklung W₂. Der Mittelleiter 6 wird an einem Ende über einen Mittelfrequenzgenerator gespeist, so daß er den Strom I₁ führt. Er ist an dem von der Speisequelle entfernten Ende E mit dem Gehäuse verbunden. Der Strom teilt sich hier wegen der Symmetrie der Anordnung in zwei gleichgroße Teilströme I_1/2 und fließt über das Gehäuse zu dem Mittelfrequenzgenerator MFG zurück.

Infolge der bei hohen Frequenzen in massiven Leitern wie dem U-för­ migen Gehäuse (beispielsweise aus Aluminium) auftretende Stromver­ drängung, häufig auch als Skineffekt bezeichnet, verteilt sich der Strom nicht gleichmäßig in den Gehäusewandungen, sondern dringt von Innen her nur der Eindringtiefe δ_E entsprechend in die Gehäusewan­ dungen ein (s. Fig. 8). Die Eindringtiefe beträgt bei 25 kHz und Alumi­ nium etwa 0,5 mm. Der Strom verteilt sich auch nicht gleichmäßig über den inneren Umfang des U-Profils, sondern fließt vorwiegend an den Stellen der größten magnetischen Feldstärken.

Auf den Streckenabschnitten, an denen sich, wie in Fig. 8, kein Über­ tragerkopf befindet, sind das die dem Mittelleiter 6 gegenüber und am nächsten liegenden Stromführungsbereiche der Ausdehnung b_I. Für die Rückleitung steht daher nur ein Querschnitt zur Verfügung, der sich aus der stromführenden Breite b_I und der durch die Frequenz und die Materialeigenschaften bestimmten Eindringtiefe δ_E des Mittelfrequenz­ stromes ergibt. Der Innen- oder Mittelleiter 6 wird vorteilhafterweise aus Mittelfrequenzlitze oder Hochfrequenzlitze hergestellt, um die Stromverdrängung in diesem Bereich zu eliminieren.

Durch die begrenzte Eindringtiefe des Stromes und die ungleichmäßige Verteilung der Stromdichte auf den Innenseiten des Abschirmgehäuses können der wirksame Widerstand und die Verluste in der Rückleitung 7 größer als in dem Innenleiter 6 aus Mittelfrequenzlitze sein.

Durch die Formgebung von Innenleiter und dem Rück- oder Außenlei­ ter, der gleichzeitig als Abschirmung und Gehäuse 7 dient, ist daher ein möglichst breiter Stromführungsbereich der Breite b_I am inneren Gehäuseumfang anzustreben. Dies geschieht am zweckmäßigsten in einer Form, wie Fig. 9 zeigt, indem der Innenleiter 6 schmal und mit einer möglichst großen Höhe H ausgeführt wird.

Die Abmessungen der gesamten Übertrageranordnung und die zum Übertragen einer bestimmten Leistung erforderliche Stromstärke I wer­ den entscheidend durch die Größe des wirksamen Luftspalts im magne­ tischen Kreis bestimmt.

Damit der Luftspalt des magnetischen Kreises der den magnetischen Fluß führt, nicht größer sein muß als das mechanische Spiel δ₁ und δ₂ des Übertragerkopfes, können in die Stütze S des Mittelleiters Ferrit­ körper 5 eingesetzt werden. Diese Ferritteile erhöhen die Induktivität des Mittelleiters praktisch nicht, weil sich der Strom in den Seitenwän­ den nach physikalischen Gesetzen stets räumlich so einstellt, daß die Induktivität ein Minimum wird, d. h. der Strom vorwiegend auf den den Mittelleitern gegenüberliegenden Seitenteilen fließt.

Bei dem U-förmigen Ferritkern 2 in Fig. 9 besteht die Sekundärwick­ lung aus zwei Teilwicklungen W₂₁ und W₂₂, die auf beiden Schenkeln des Kerns direkt gegenüber dem in der Höhe H ausgedehnten Innen­ leiter angeordnet sind. Durch diese Wicklungsanordnung wird ein hoher magnetischer Koppelfaktor zum Primärleiter 6 und eine optimale Ausnut­ zung des verfügbaren Wickelraums bei kleiner Bauform und Induktivi­ tät des Koaxialleiters erreicht.

Für viele Anwendungen der berührungslosen Energieübertragung, wie z. B. auch in der Fördertechnik, werden Übertrageranordnungen benö­ tigt, bei denen sich mehrere Verbraucher mit beliebig veränderbarem Leistungsbedarf auf derselben Übertragungsstrecke bewegen können. Das Einsetzen mehrerer Übertragerköpfe in den offenen Koaxialleiter oder in die primäre Leiterschleife 6, führt elektrisch zu einer Reihenschaltung der bewegbaren Verbraucher.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird in den Ko­ axialleiter ein konstanter Mittelfrequenzstrom I1 eingeprägt. Wie bereits erläutert, sind dazu elektronische Leistungsstellglieder mit Vorteil zu verwenden, welche ausgangsseitig unterschiedliche Verbraucher mit den erforderlichen Spannungen und Strömen speisen. Auf der Eingangsseite werden in den Kreis des eingeprägten konstanten Stroms des Koaxial­ leiters I₁ den Windungen der Verbraucher entsprechende Spannungen eingeprägt.

In Fig. 10 ist ein Blockschaltbild der Informationsübertragung darge­ stellt. Die Information wird jeweils über Koppelelemente auf den Wel­ lenleiter 1 übertragen und auch von ihm abgenommen. Dabei sorgt ein Schalter dafür, daß zwischen Sende- und Empfangsbetrieb um geschaltet werden kann (bidirektionaler Betrieb). Sowohl auf der Primär- als auch auf der Sekundärseite dieser Informationsübertragung werden die Si­ gnale moduliert, bzw. demoduliert und von einer Ablaufsteuerung je­ weils bestimmt, ob Daten empfangen oder übertragen werden sollen.

Claims (22)

1. Transportelement zum Befördern von Gütern mit Elementen zum Antrieb und zur Spurführung, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportelement eine steuerbare Transporteinheit, eine Speicherungs- sowie Ein- und Ausgabeeinheit für Güter sowie eine Datenverarbeitungseinheit und eine Informationsüber­ tragungseinheit aufweist.

2. Transportelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinheit ein Element zur berührungslosen Ener­ gieübertragung aufweist.

3. Transportelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinheit eine regel- und umsteuerbare An­ triebseinheit für die Fortbewegung, Mittel zur reibungsarmen Kompensation der Schwerkraft und zum Erzielen eines rei­ bungsarmen Gleitens längs einer Fahrspur sowie zwei, in Fahrtrichtung gesehen, seitlich angebrachte Spurführungs­ elemente aufweist.

4. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb über einen Linearmotor erfolgt.

5. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Transportelements einschließlich der zulad­ baren Güter durch ein magnetisches Levitationssystem mit ent­ gegengesetzt gerichteten magnetischen Feldern und unter Zuhil­ fenahme einer Luftspaltregelung kompensiert ist.

6. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der Schwerkraft eine auf einer Schiene laufende Rolle vorgesehen ist.

7. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Spurführung Magnetsysteme mit magnetischer Luft­ spaltregelung vorgesehen sind.

8. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es von der Fahrspur in ein Lager oder in einen Puffer­ speicher verfahrbar ist.

9. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Be- und Entladung von Gütern auf dem Transportelement ein angetriebener Quergurtförderer vorgesehen ist.

10. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mittels aktiver Spurführungselemente das Befahren passiver Weichen vorgesehen ist.

11. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Fördern, Lagern, Sortieren, Verteilen und Kommissionieren von Gütern und/oder von den die Güter transportierenden Transportelementen selbst durch die von einer zentralen Fest­ station auf die Transportelemente übertragenen und dort gespei­ cherten Informationen vorgesehen ist.

12. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine berührungslose Energieübertragung mit einer Fahr­ strecke aus Trag- und Spurführungselementen vorgesehen ist und daß die Leiteranordnung des Primärkreises einen als fast geschlossenes Gehäuse (7) ausgebildeten Außenleiter und einen etwa im Zentrum des Gehäuses befindlichen Mittelleiter (6) auf­ weist, wobei im Außenleiter ein gleichgroßer, dem Mittelleiter ent­ gegengesetzt gerichteter Strom (I1) fließt.

13. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragerkopf als Sekundärelement zur Energieübertra­ gung von einem längs der Fahrstrecke verlegten Primärkreis vorgesehen ist, und daß der am Fahrzeug (22) angebrachte Übertragerkopf aus einem Ferritkern und einer diesen Ferritkern umfassenden Sekundärwicklung besteht, welche mit dem Primär­ kreis magnetisch gekoppelt ist.

14. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelleiter (6) des Primärelements von einem U-förmigen Ferritkern (2) umfaßt wird, der die Sekundärwicklung (W₂) trägt.

15. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vom Primärsystem mehrere bewegbare Sekundärsysteme mit Energie und Daten versorgt werden.

16. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz der Energie auf den Wagen (22) des Transport­ elements durch das Energieübertragungssystem (12) gesteuert wird.

17. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Fahrzeug (22) Informationen über ihre Position, ih­ ren Beladezustand und andere relevante Daten an eine Feststa­ tion (12) übertragen werden.

18. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsübertragung sowohl zwischen Fahrzeugen (22) und Fest- bzw. Basisstation (12), sowie zwischen einzelnen Fahrzeugen erfolgt.

19. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fahrzeug (22) mit einem sekundären Informationssystem (10) ausgerüstet ist.

20. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über einen Wellenleiter übertragen wird, wel­ cher als Koaxialkabel (1) ausgeführt ist, welches mit Strahlungsöffnungen (13) versehen ist.

21. Transportelement nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge auf Schienen laufen, welche Verzweigungen und Kreuzungen aufweisen.

22. Spurgeführtes Transportsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Energie- und Informationsübertragungssystem an den Verzweigungs- und Kreuzungsstellen ebenfalls verzweigt ist.