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Dokumentenidentifikation DE60110099T2 02.03.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001320918
Titel TRANSPORTSYSTEM MIT LINEARMOTOR
Anmelder Tent, Berend, Dalen, NL
Erfinder Tent, Berend, 7751 ZG Dalen, NL
Vertreter Dr. Gassner & Partner, 91052 Erlangen
DE-Aktenzeichen 60110099
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.09.2001
EP-Aktenzeichen 019811504
WO-Anmeldetag 14.09.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/NL01/00681
WO-Veröffentlichungsnummer 0002027900
WO-Veröffentlichungsdatum 04.04.2002
EP-Offenlegungsdatum 25.06.2003
EP date of grant 13.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.03.2006
IPC-Hauptklasse H02K 41/03(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transportsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Transportsystem ist aus der GB 2319518A bekannt.

Ein Transportsystem dieses Typs kann z.B. zum Bewegen von Fahrzeugen in einem Parkhaus verwendet werden. In diesem Fall werden Fahrzeuge dieses Typs zu einem zentralen Ort gefahren und von da aus zu einem Lagerort wegbewegt und werden vom Lagerort zum zentralen Ort oder zu einem anderen zentralen Ort zurück transportiert.

Jedoch versteht es sich, dass das erfindungsgemäße Transportsystem auch andere Anwendungen hat. Beispiele davon sind die Bewegung von Objekten in Warenlagern und Fabriken. In diesem Fall kann das Transportsystem entweder auf dem Boden angeordnet sein oder eine Überkopfausführung sein, wie es z.B. in Schlachthäusern der Fall ist.

Die GB 2319518 offenbart eine Verschiebevorrichtung umfassend einen Elektro- oder Hydraulikmotor zu deren Verschiebung. Elektrische Energie kann zum Motor durch Induktionsmittel, wie z.B. eine gewöhnliche "Stromschiene", oder mittels einer "zentralen" ausziehbaren Stromversorgungsleitung zugeführt werden.

Die DE 4137201 (siehe auch WO 93/10594 A) offenbart einen Linearmotor oder Generator. Es ist eine Struktur gezeigt, welche in einem vertieften Profil laufende Räder umfasst. Die Räder sind mit einem brückenförmigen Profil verbunden, welches unmittelbar an einer Spule Permanentmagnete hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kostengünstiges System bereitzustellen, welches sowohl zum Herstellen als auch zum Instandhalten einen geringen Aufwand erfordert und einen besonders robusten Aufbau hat.

Bei einem wie oben beschriebenen Transportsystem wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Durch Verwenden eines in der oben beschriebenen Weise verwirklichten elektrischen Linearantriebs ist es möglich, ein besonders robustes System bereitzustellen, welches einen relativ einfachen Aufbau haben kann.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die laminierte Plattenanordnung der Spulen des beweglichen Teils eine sich in einer ersten Ebene erstreckende lang gestreckte Anordnung, welche so ausgebildet ist, dass die Spulen herumpassen, und jede von wenigstens drei sich in einer zweiten Ebene erstreckenden laminierten Plattenanordnungen benachbart zu einer Spule angeordnet ist und ein Polende umfasst, wobei die zweite Ebene im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene ist.

Nach dieser Variante ist es möglich, die Spule unabhängig von der laminierten Plattenanordnung herzustellen. Als eine Folge ist es mühelos möglich, Spulen mit einer Öffnung in einem industriellen Maßstab herzustellen, und diese Spulen dann auf die erste laminierte Plattenordnung zu drücken. Nachdem eine Spule eingesetzt worden ist, wird die sich im Wesentlichen senkrecht zur ersten laminierten Plattenanordnung erstreckende zweite laminierte Plattenanordnung eingesetzt, wonach eine weitere Spule eingesetzt wird, usw.. Auf diese Weise kann eine als Stator des Linearantriebs wirkende Struktur besonders schnell und effektiv erhalten werden.

Das obige Verfahren kann noch weiter vereinfacht werden, falls die Spulen mit Hilfe eines Drehstromkreises betrieben werden. Einfache Frequenzumwandler können verwendet werden. Sofern angemessen, kann ein Stromkreis vorgesehen sein, welcher es z.B. ermöglicht, den bewegbaren Teil allmählich in Gang zu setzen. Dieser bewegbare Teil wird vorzugsweise durch Permanentmagnete verkörpert. Genauer gesagt werden Neodynium Permanentmagneten verwendet. Diese Magneten haben eine besonders hohe Koerzitivkraft. Auf diese Weise ist es möglich, einen besonders kompakten Aufbau zu erhalten. In den letzten Jahren ist der Anschaffungspreis für diese Art von Permanentmagneten beachtlich gefallen, so dass diese selbst für einfache Anwendungen verfügbar sind.

Es ist möglich, den ganzen, vom bewegbaren Teil zurückzulegenden Weg, mit einem Stator zu versehen, bei welchem die oben beschriebenen Spulen vorgesehen sind. Jedoch ist es auch möglich, eine Reihe von Spulen dieses Typs in periodischen Intervallen anzuordnen. Das ist insbesondere möglich, falls die Länge des bewegbaren Teils so ist, dass der Raum zwischen zwei Reihen von Spulen vom bewegbaren Teil überspannt werden kann. Schließlich findet der größte Austausch von Energie zwischen dem bewegbaren Teil und dem Stator am Start und am Ende des Wegs statt, d.h. während einer Beschleunigung und einer Verzögerung. Weniger kinetische Energie wird im zwischenliegenden Teil benötigt.

Nach einer besonderen Ausgestaltung einer Plattform dieses Typs, ist die Plattform rollend ausgeführt und kann an einem Antrieb verriegelt werden. Dieser Antrieb positioniert die Plattform dann am gewünschten Ort, wonach ein Entriegeln stattfindet und der Antrieb zurück bewegt wird. Der Antrieb kann dann verwendet werden, um eine weitere Plattform zu bewegen. Der Antrieb kann an einer Hubanordnung angeordnet sein, um die Plattform von einem Aufnahmebereich zu einem Lagerniveau zu transportieren. Ferner kann es eine Struktur mit weiteren Antrieben geben, so dass die Plattform in einer zur ersten Verschieberichtung senkrechten Richtung bewegt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den in einem Parkhaus verfügbaren Platz noch effektiver zu nutzen. Ein Beispiel davon ist in der Niederländischen Patentanmeldung 1015963 im Namen von B. Tent zu finden.

Sofern es zweckmäßig ist können Hallsensoren vorgesehen sein, um die Position des bewegbaren Teils des Antriebs bezüglich des stationären Teils zu bestimmen. Im Prinzip sind Hallsensoren dieses Typs nicht erforderlich, da die Stelle, an welcher sich das bewegbare Teil befindet, aus dem Energieverbrauch der unterschiedlichen Spulen bestimmt werden kann. Jedoch ist es mit einfachen Frequenzumwandlern möglich, eine Anzahl von Gruppen von Spulen in Reihe/parallel zu verbinden, mit dem Ergebnis, dass der genaue Ort des bewegbaren Teils nicht länger sicher ist, und bei einer solchen Situation sind Sensoren dieses Typs zum Bereitstellen einer präzisen Steuerung wichtig.

Es versteht sich, dass der oben beschriebene Aufbau im Wesentlichen wartungsfrei ist, d.h. alle anfänglich höheren Installationskosten werden durch die geringeren Wartungskosten und die reduzierte Gefahr von Störungen reichlich kompensiert.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug zu einer in der Zeichnung dargestellten beispielhaften Ausgestaltung genauer erklärt, wobei

1 ein perspektivisches Teilschnittbild des Stators eines erfindungsgemäßen Antriebs zeigt;

2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Antrieb zeigt;

3 einen Querschnitt durch eine Kombination des erfindungsgemäßen Antriebs und einer Trägerstruktur zeigt;

4a und b Kombinationen der in 3 gezeigten Struktur mit einem Teil eines Parkhauses in verschiedenen Positionen zeigen;

5 eine Draufsicht auf die in 4 gezeigte Struktur zeigt; und

6 eine Draufsicht auf einen Teil der in 4 gezeigten Struktur zeigt.

1 zeigt den Stator eines Linearantriebs. In den Figuren (2 und fortfolgende) wird dieser Linearantrieb als Ganzes mit 1 bezeichnet. Der Stator ist in den Figuren mit 2 bezeichnet. Er umfasst eine sich in der Längsrichtung erstreckende laminierte Plattenanordnung 3. Diese Anordnung umfasst eine Anzahl von Streifen 4, welche aufeinander angeordnet sind und vorzugsweise aus Transformatorblech, mit einer Dicke von z.B. 0,5 mm, hergestellt sind. Wie ersichtlich ist, sind die Streifen jeweils mit Vorsprüngen 5 und Ausnehmungen 6 versehen. Eine Anzahl von Spulen 7 (drei sind gezeigt) mit Öffnungen 8 sind vorhanden. Die Öffnungen 8 sind in einer solchen Weise ausgeführt, dass die Spulen in der Längsrichtung eng anliegend über die laminierte Plattenanordnung 3 geschoben werden können. Die Spulen sind an den Vorsprüngen 5 positioniert. Laminierte Plattenanordnungen 9 sind vorhanden und umfassen eine Anzahl von Streifen 10, welche ebenfalls aus Transformatorblech hergestellt sind und eine geeignete Dicke haben. Die darin begrenzte Öffnung entspricht dem Abstand zwischen gegenüberliegenden Ausnehmungen 6, d.h. die laminierte Plattenanordnung 9 ist in einer fest anliegenden Weise in Ausnehmungen 6 eingefügt, und zwischen zwei laminierten Plattenanordnungen 9 ist jeweils eine Spule. Bei dem hier gezeigten Aufbau, werden die Spulen unter Verwendung einer gewöhnlichen Frequenzumwandlung mit Strom versorgt und die Spulen sind als Drehstromkreis (RST) beschaltet.

Nach der Erfindung erstreckt sich die laminierte Plattenanordnung 9 im Wesentlichen senkrecht zur laminierten Plattenanordnung 3. Die freien Enden der laminierten Plattenanordnung 9 bilden die Pole. Dieser Aufbau kann besonders einfach und effektiv implementiert werden ohne irgendwelche komplizierten Prozesse zu erfordern. Die Spulen können gewöhnliche Spulen sein, welche getrennt von der Kernstruktur des Magneten gewunden bzw. gewickelt sind, d.h. es ist nicht notwendig, dass die Spulen nur nach dem Zusammenbau der laminierten Plattenanordnung gewunden bzw. gewickelt werden. Damit können beachtliche Kosteneinsparungen erreicht werden.

2 zeigt den Stator 2 des Antriebs 1 in Kombination mit dem bewegbaren Teil davon. Aus 2 ist ersichtlich, dass der Stator mit Bolzen 18 an einem Träger 22 befestigt ist.

Zwei U-Schienen 14 sind auch an diesem Träger 22 befestigt. Räder 15, 16 sind darin angeordnet. Die Räder 15 sorgen für ein vertikales Positionieren, und die Räder 16 sorgen für ein seitliches Positionieren. Diese Räder sind mit dem bewegbaren Teil 11 verbunden, welcher im Wesentlichen einen Brückenrahmen 12 umfasst. Der bewegbare Teil 11 hat senkrecht zur Zeichenebene eine beachtliche Länge, und umfasst eine Aufeinanderfolge von alternierend angeordneten Permanentmagneten. All das wird mit Bezug zu 5 klar. Auf diesem Brückenrahmen 12 sind Permanentmagnete 13 angeordnet. Diese Permanentmagnete können Neody-Magnete umfassen. Hallsensoren, welche verwendet werden können, um die Position des bewegbaren Teils bezüglich des Stators zu bestimmen, sind mit 17 bezeichnet. Mit Hilfe der hier gezeigten Struktur ist es möglich, den Luftspalt 19 zwischen den Permanentmagneten und dem mit Strom versorgten Stator genau einzuhalten, so dass die optimale Wirkung erreicht wird.

3 zeigt wie der Antrieb 1 in Kombination mit einer Plattform 29 verwendet werden kann. Mit Rädern 32 rollt diese Plattform längs Schienen 28, welche zusammen mit Schienen 27, an welchen der Antrieb befestigt ist, an einem Hauptschlitten 25 befestigt sind, welcher wiederum längs einer Hauptschiene 26 mit schematisch dargestellten Rädern 24 rollt. Im Hauptschlitten 25 befinden sich zwei Antriebe 50, was aus 6 klar wird.

Sofern es zweckmäßig ist, ist es möglich, die Plattform in einer solchen Weise auszugestalten, dass alle von einem Fahrzeug stammende Flüssigkeiten, wie z.B. Öl oder Kühlmittel, an einem zentralen Punkt gesammelt werden und mit Hilfe eines automatisch betätigten Absperrventils an einem (vorzugsweise im Mittelbereich) definierten Lagerort zu einem im stationären Teil angeordneten Ablauf abgeleitet werden.

Es kann Mittel zum Dämpfen der Kräfte geben, welche bei einer Beschleunigung und/oder Verzögerung der Trägerplatte auftreten, was auftreten kann, wenn Fahrzeuge auf- oder abfahren.

Verschlussarme 30 und 31 sind vorhanden, mit welchen die Plattform 29 mit dem Antrieb 1 verbunden werden kann. Das Vorhandensein von magnetisierbaren Spulen 20, 33 ermöglicht ein Herbeiführen eines Eingreifens. In diesem Fall ist der Aufbau der mit den Verschlussarmen 30 und 31 verknüpften Elektromagneten so, dass sich der Verschluss 31 nach unten bewegt und entsperrt wird, wenn eine Spannung angelegt wird. Die Wirkung des Verschlussarms 30 ist genau entgegengesetzt, d.h. ein Sperren findet statt, wenn er sich nach unten bewegt. Die Verschlüsse 31 werden zum statischen Abstellen der Plattform 29 verwendet. Die Verschlüsse 30 werden für ein Eingreifen mit dem Linearantrieb und der sich bewegenden Plattform 29 verwendet, wenn diese an den Antrieb gekoppelt ist.

4 zeigt einen unteren Teil eines Parkhauses 60. In 4a und 4b sind unterschiedliche Positionen gezeigt. Die Niveaus dieses Parkhauses 60 sind in 7 mit 61 und 62 bezeichnet, während das Erdgeschoss mit 63 bezeichnet ist. Im Erdgeschoss befindet sich ein Fahrzeug 64, welches auf die soeben beschriebene Plattform 29 gefahren ist. Die Plattform 29 ist seitlich durch zusätzliche Bodenteile 41 begrenzt, welche mit Hilfe eines Hebers 40 aufgeklappt werden können, wie in 4a schematisch angedeutet ist. Nachdem zumindest eine der zusätzlichen Bodenteile aufgeklappt worden ist, kann der Schlitten 25 längs der Hauptschiene 26 bewegt werden. Das ist schematisch in 4b dargestellt. Dann kann die Struktur, umfassend den Hauptschlitten 16 und was darüber ist, nach oben zum Niveau 61 oder 62 (7) bewegt werden. Dieser vertikale Transport kann unter Verwendung einer gewöhnlichen Hubanordnung stattfinden, obwohl es auch möglich ist, zu diesem Zweck einen zum Antrieb 1 korrespondierenden Antrieb zu verwenden.

Das Vorhandensein zweier voneinander beabstandeter Antriebe 50 im Hauptschlitten 25 ist aus 5 ersichtlich. Als eine Folge kann der Hauptschlitten 25 bezüglich der Schiene 26 bewegt werden. Jeder Antrieb umfasst eine Anzahl von Reihen von Spulen, wobei jede Reihe mit 51 bezeichnet ist. Die Länge des bewegbaren Teils des Antriebs ist so, dass wenn er sich von einer Reihe zu einer anderen bewegt, stets eine Anzahl von Permanentmagneten auf Spulen von sowohl einer Reihe als auch der angrenzenden Reihe wirken. Das ermöglicht es, die Anzahl der Spulen zu reduzieren. Natürlich ist es auch möglich eine kontinuierliche Reihe zu verwenden.

6 zeigt eine Draufsicht auf den Antrieb 1. Dieser umfasst auch eine Anzahl von Reihen von Spulen 23. Durch eine Betätigung ist es möglich, sobald die Plattform 29 am Niveau 61 oder 62 angekommen ist, vom Antrieb wegbewegt zu werden. Die Räder 32 liegen dann auf I-Profilen des jeweiligen Niveaus. Mit dem Antrieb 1 wird die Plattform 29 ganz auf das jeweilige Niveau verschoben und dann kann der Antrieb mit Hilfe der Hubvorrichtung zu einem anderen Niveau bewegt werden, um eine weitere Plattform 29 aufzunehmen, welche optional mit einem Fahrzeug versehen sein kann.

Die oben beschriebenen Antriebe können unter Verwenden einer billigen, einfachen Frequenzsteuerung gesteuert werden. Eine zweckdienliche Verbindung ermöglicht es, die Anzahl spezieller Komponenten so weit wie möglich zu verringern, so dass die Kosten einer Struktur dieses Typs beschränkt bleiben. Die relativ kurze Zeit, für welche die verschiedenen Antriebe angeschaltet werden, bedeutet, dass es nicht notwendig ist, ein separates Kühlsystem zu verwenden, indem die Effizienz der Antriebe auch nicht primär wichtig ist. Folglich kann eine einfache und deshalb kostengünstige Struktur ausreichen, so dass ein beachtlicher wirtschaftlicher Nutzen gegenüber herkömmlichen Strukturen erreicht werden kann. Die erfindungsgemäße Struktur ist im Prinzip wartungsfrei.

Wie oben angedeutet, kann das erfindungsgemäße Transportsystem auch zum Transport anderer Objekte verwendet werden. Die Gestaltung wird entsprechenden angepasst sein. Es ist auch möglich mehrere Plattformen aneinander zu koppeln, und in diesem Fall treibt ein einzelner Linearantrieb mehrere Plattformen an. Es ist auch möglich, einen Plattform-Zug zusammenzusetzen, und in diesem Fall sind verschiedene Linearantriebe voneinander beabstandet angeordnet. Bei einer Ausführung dieses Typs kann der Abstand zwischen dem stationären Teilen des Linearantriebs als eine Funktion des erwarteten Abstands zwischen den bewegbaren Teilen des Antriebs gewählt werden. Ferner, wenn die Bewegung im Startbereich des Zugs oder einzelnen Antriebs mit Plattform relativ groß ist, ist es möglich, dass dort eine relativ große Anzahl von stationären Teilen des Linearantriebs sind, während in einem Teil, in welchem eine konstante Bewegung stattfindet, eine kleinere Anzahl sein kann, da die Massenträgheit bedeutet, dass es einfacher ist, den Abstand zwischen zwei stationären Teilen des Linearantriebs zu überspannen.

Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen abhängig von der Verwendung des Transportsystems nach der vorliegenden Erfindung gemacht werden können. Die Art und Weise, in welcher die Verschiebevorrichtung geführt wird, kann entsprechend der jeweiligen Verwendung angepasst werden. Varianten dieses Typs gelten als innerhalb des Umfangs der anliegenden Ansprüche liegend.


Anspruch[de]
  1. Transportsystem mit einer Anzahl entlang von Führungen (28) bewegbaren Plattformen (29) und einer kleineren Anzahl an Verschiebevorrichtungen (1), welche an die Plattformen (29) ankuppel- und davon abkuppelbar sind, wobei die Verschiebevorrichtungen (1) entlang weiterer Führungen (27) verschiebbar und so ausgeführt sind, dass sie unter die verschiebbaren Plattformen bewegbar sind, um auf sie einzuwirken, wobei die Verschiebevorrichtungen einen Linearantrieb (1) mit einem bewegbaren Teil (11) und einem stationären Teil (2) umfassen, wobei der stationäre Teil (2) mit Mitteln (7) zur Erzeugung eines Magnetfelds versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zur Erzeugung eines Magnetfelds für den stationären Teil in einer laminierten Plattenanordnung (3, 9) aufgenommene Spulen umfassen, wobei der bewegbare Teil (1) mit einem den stationären Teil (2) überbrückenden Brückenrahmen (12) versehen ist und mit Mitteln (13) zur Erzeugung eines Magnetfelds und mit Rädern (15, 16) zum Anordnen des bewegbaren Teils (11) relativ zum stationären Teil (2) versehen ist.
  2. Transportsystem nach Anspruch 1, bei dem die laminierte Plattenanordnung der Spulen des beweglichen Teils eine sich in einer ersten Ebene erstreckende lang gestreckte Anordnung (3) umfasst, welche so ausgebildet ist, dass die Spulen herum passen, und wenigstens drei sich in einer zweiten Ebene erstreckende laminierte Plattenanordnung (9) umfasst, wobei jede benachbart zu einer Spule (7) angeordnet ist und ein Polende umfasst, wobei die zweite Ebene im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene ist.
  3. Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verschiebevorrichtungen wenigstens drei Spulen umfassen, die als Drehstromkreis gesteuert sind.
  4. Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei die Spulen der Verschiebevorrichtungen Flachspulen mit einer im Wesentlichen rechteckigen zentralen Öffnungen (8) umfassen.
  5. Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Mittel zur Erzeugung eines Magnetfelds des bewegbaren Teils der Verschiebevorrichtungen Permanentmagneten (13) umfassen.
  6. Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verschiebevorrichtungen eine Anzahl mit einem Abstand voneinander angeordneter stationärer Teile und verschiedene Mittel zur Erzeugung eines Magnetfelds im beweglichen Teil umfassen, wobei der Abstand zwischen den stationären Teilen kleiner als der Abstand zwischen den Mitteln zur Erzeugung eines Magnetfelds im beweglichen Teil ist.
  7. Transportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die weitere Führung eine mit wenigstens einem weiteren Antrieb (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche versehene Trägerplatte umfasst, wobei die Wirkrichtung sich im Wesentlichen senkrecht zur Wirkrichtung des mit der Basis verbundenen Antriebs erstreckt, wobei der weitere Antrieb mit einem Hilfsträger verbunden ist.
  8. Transportsystem nach Anspruch 7, bei dem der Hilfsträger mit Verschlussmitteln (20, 30, 31) und einem Träger versehen ist, welcher mit den Verschlussmitteln zusammenwirkt und in und außer Eingriff mit den Verschlussmitteln gebracht werden kann.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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