Einschienenförderbahn mit vertikal angeordneter Laufschiene

Abstract

 Eine Einschienenbahn umfasst mehrere Wagen (10), wobei zwei benachbarte Wagen (10) stets über ein gemeinsames Fahrwerk (7) gekoppelt sind. Das Fahrwerk (7) wird von wenigstens einer Tragrolle (1) auf einer Profilschiene (6) getragen und von Führungsrollen (2, 3, 4) längs der Profilschiene (6) geführt. Die Profilschiene (6) ist im Querschnitt im wesentlichen U-förmig und vertikal angeordnet, das heisst die Basis des Zeichens U ist vertikal. Um uneingeschränkt horizontale und vertikale Kurven befahren zu können, weist jedes Fahrwerk (7) zwei über eine Drehachse (25) schwenkbar angeordnete Wagenträger (12) auf. Die Wagenträger (12) sind mit dem Wagen (10) fest verbunden und über eine Drehachse (24) gegenüber dem Fahrwerk (7) für das Befahren horizontaler Kurven drehbar geführt. Die Drehachse (25) erlaubt das Befahren vertikaler Kurven. Um ein Abheben des Fahrwerkes (7) bei Fahrt in Kopflage zu verhindern, ist zusätzlich eine Sicherungsrolle (5) vorgesehen. Die vorgeschlagene Einschienenbahn erlaubt eine weitgehend freie Linienführung und insbesondere eine geschlossene Bahn, wobei die Wagen (10) auch in Kopflage gegebenenfalls leer zum Beschickungsort zurückfahren können.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einschienenförderbahn nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Durch die elektronischen Bestellmöglichkeiten und die geforderte rasche Auslieferung entsteht ein zunehmender Bedarf von Förder- und Sortieranlagen in sogenannten Verteilzentren. Sortieranlagen müssen zunehmend an die Anforderungen bestehender Gebäude anpassbar sein. Insbesondere muss für die Förderbahnen eine Linienführung möglich sein, die an die Gegebenheit eines Gebäude 1:1 anpassbar ist. Dies bedingt, dass horizontale als auch vertikale Kurven, um z.B. auf eine andere Arbeitsebene zu fahren, realisiert werden müssen. Mit gewissen Einschränkungen können auch Förderbahnen eingesetzt werden, bei denen die zu Einheiten zusammengefassten Wagen allenfalls leer auf der Hinfahrtstrecke zum Ausgangspunkt zurückkehren. Um einen möglichst hohen Durchsatz zu erzielen, werden vom Markt jedoch sogenannte endlos umlaufende Anlagen bevorzugt. Um den Beschaffungsaufwand für solche Förder- bzw. Sortieranlagen möglichst tief zu halten, kommen zunehmend sogenannte Einschienenbahnen - auch Monorailanlagen genannt - zum Einsatz.

[0003] In der Schrift DE 41 34 120 A1 ist eine Einschienenbahn offenbart, bei der jeder Förderwagen zwei Laufkatzen aufweist, die um eine vertikale symmetrisch angeordnete Drehachse gegenüber dem Förderwagen drehbar gelagert sind und wobei ein Antriebsrad pro Förderwagen vorgesehen ist. Dadurch ist es möglich, mit der offenbarten Einschienenbahn horizontale Kurven zu befahren.

[0004] Aus der Schrift US 5.701.992 ist eine Sortieranlage bekannt, bei der die eingesetzten Wagen auf zwei Laufflächen rollen. Durch die konstruktive Ausgestaltung mit einem vertikalen Gelenk zwischen den beiden Fahrwerken und dem Wagen können horizontale Kurven von einem relativ geringem Radius gefahren werden. Dabei sind pro Wagen jeweils zwei Fahrwerke einschliesslich eines Antriebsrades zugeordnet.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einschienenförderbahn anzugeben, die sowohl das Befahren von horizontalen wie auch von vertikale Kurven erlaubt und bei der die Anzahl Teile pro Wagen weiter reduziert ist.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass stets zwei benachbarte Wagen über ein Fahrwerk gekoppelt sind und dass jeder Wagen über eine horizontale Drehachse gegenüber einem zugeordneten Fahrwerk schwenkbar ist und dass jeder Wagen gegenüber einem zugeordneten Fahrwerk über eine vertikale Drehachse drehbar ist.

[0007] Dadurch wird die benötigte Anzahl Teile und Rollen für eine Einschienenbahn erheblich reduziert und die Wagen können dank zweier Drehachsen horizontale und vertikale Kurven befahren.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

[0009] So können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben:

i) Dadurch, dass
jedes Fahrwerk zwei vertikale Achsen aufweist, die beide auf der gleichen Seite des Fahrwerks angeordnet sind, kann die identische konstruktive Ausgestaltung der beiden pro Fahrwerk vorzusehenden Wagenträger vorgesehen werden (Patentanspruch 5).

ii) Dadurch, dass
eine Führungsrolle als Sicherungsrolle ausgebildet ist und gegenüber der Tragrolle angeordnet ist, um dadurch ein Abheben des Fahrwerkes von der Profilschiene zu verhindern;
können die Wagen aus der horizontalen Lage über eine vertikale Kurve mit einem Winkel von 180° auch in einer vertikalen Lage, d.h. in einer Kopflage, fahren und dadurch insbesondere bei einer geschlossen Bahn leer zum Beschickungsort zurückfahren (Patentanspruch 7).

iii) Dadurch, dass
am Wagenträger wenigstens eine Initiatorplatte für einen Linearmotorantrieb angebracht ist;
entstehen am Fahrwerk geringere Drehmomente und erlauben dadurch eine einfachere konstruktive Ausführung des Fahrwerkes (Patentanspruch 8).

[0010] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1

Aufriss von Trägerwagen, Fahrwerk und Querschnitt einer vertikal angeordneten Profillaufschiene;

Figur 2

Seitenriss von Trägerwagen und Fahrwerk;

Figur 3

Grundriss von Trägerwagen, Fahrwerk und vertikal angeordneter Profillaufschiene;

Figur 4

Seitenriss von Trägerwagen zu einer vertikal angeordneten Profillaufschiene mit einer vertikalen Kurve und

Figur 5

Grundriss von Trägerwagen und Fahrwerk zu einer vertikal angeordneten Profillaufschiene mit einer horizontalen Kurve.

[0011] Figur 1 zeigt im Querschnitt eine vertikal angeordnete im wesentlichen U-förmig ausgestaltete Profilschiene 6, die funktionell auch als Laufschiene bezeichnet wird. Vertikal bedeutet hier, dass die sogenannte Basis des Zeichens U - auch U-Form genannt - vertikal liegt und damit die Oeffnung des Zeichens U seitlich angeordnet ist. Solche Profilschienen 6 weisen im Inneren zur Erhöhung der Steifigkeit Stege auf, die ohne Bezugszeichen in der Figur 1 dargestellt sind. Ein Fahrwerk 7 wird von einer äusseren Lauffläche 61 der Profilschiene 6 durch wenigstens eine Tragrolle 1 bewegbar getragen. Die Führung des Fahrwerkes 7 erfolgt durch eine äussere abgewandte Führungsrolle 3, deren Fahrbahn durch eine äussere Lauffläche 63 der Profilschiene 6 gebildet wird. Gegenüber auf der Seite der Oeffnung der U-Profilschiene 6 sind an den zur Basis der U-Form parallelen Schenkeln für die beiden äusseren zugewandten Führungsrollen je eine Lauffläche 62 vorgesehen. Durch diese Führungsrollen 2 und 3 wird das Fahrwerk 7 längs der Bahn der Profilschiene 6 geführt. An der Innenfläche des unteren vorstehend genannten Schenkels ist eine Lauffläche 64 vorgesehen, der eine Führungsrolle 4 zugeordnet ist. Diese Führungsrolle 4 ist insbesondere bei einer asymmetrischen Lastverteilung erforderlich, um einem resultierenden Drehmoment auf das Fahrwerk 7 im Uhrzeigersinn entgegen zu wirken. Parallel zur Lauffläche 61 ist an der Innenseite der Profilschiene 6 eine weitere Lauffläche 65 vorgesehen, auf der eine Sicherungsrolle 5 rollt. Diese Sicherungsrolle 5 verhindert das "Abheben" des Fahrwerkes 7, z.B. aufgrund dynamischer Einwirkungen während der Fahrt. Insbesondere erlaubt diese Sicherungsrolle eine Kopffahrt von vorzugsweise nicht beladenen Trägerwagen 10 zum Ausgangspunkt.

[0012] Ein Wagenträger 12 ist gegenüber dem Fahrwerk 7 über eine horizontale Drehachse 25 schwenkbar gelagert. Dazu ist ein Lager 8 und ein Welle 15 vorgesehen. Der Warenträger 12 ist vorzugsweise als Profil ausgestaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Wagenträger 12 mit dem Trägerwagen 10 fest verbunden und gegenüber dem Fahrwerk 7 um eine vertikale Drehachse 24 mittels einer Welle 14 drehbar geführt. Die Verbindung zwischen Wagenträger 12 und Trägerwagen 10 kann als Schweiss- oder als Schraubverbindung ausgestaltet sein; diese Verbindungen sind in den Figuren nicht explizit dargestellt. Andere Ausführungsformen sind möglich, wie z.B. dass pro Wagen 10 zwei Wagenträger 12 vorgesehen sind und diese gegebenfalls eine zusätzliche Gleitfläche für eine Schwenkung um die vertikale Drehachse 24 aufweisen.

[0013] In der Figur 2 ist der Seitenriss von Trägerwagen 10 bzw. Sortierwagen 10 und Fahrwerk 7 und Profilschiene 6 dargestellt. Im folgenden wird anstelle von Trägerwagen 10 bzw. Sortierwagen 10 kurz von Wagen 10 gesprochen, die Verwendungsart des Wagens 10 ist für die vorliegende Erfindung von untergeordneter Bedeutung. In dieser schematischen Darstellung gemäss der Figur 2 ist erfindungsgemäss ein Fahrwerk 7 zwei benachbarten Wagen 10 zugeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind pro Fahrwerk 7 zwei Tragrollen 1 vorgesehen, für sogenannte Leichtsorteranlagen kann auch nur eine Tragrolle 1 vorgesehen sein. Die von der Profilschiene 6 gebildeten Lauffläche 61 für die Tragrolle 1 und die Lauffläche 65 für die Sicherungsrolle sind hier als gerade Linien ausgebildet und beziehen sich auf einen Streckenabschnitt ohne eine vertikale Krümmung.

[0014] Figur 3 zeigt den Grundriss eines Wagens 10, einem von zwei Wagen 10 gemeinsam benutzten Fahrwerk 7 und einer Profilschiene 6. Die vertikale Drehachse 24 für das Befahren einer horizontalen Kurve ist asymmetrisch zum Wagen 6 angeordnet. Um die beiden Freiheitsgrade bezüglich der vorgenannten horizontalen Drehbarkeit und der vertikalen Schwenkbarkeit darzustellen, sind in Figur 3 die horizontale Drehachse 25 als strichlierte Linie und die vertikale Drehachse 24 als Punkt bzw. als Kreis bezüglich der Welle 14 angegeben. Mit den Bezugszeichen 62, 63 und 64 sind die Laufflächen als Teile der Profilschiene 6 für die äusseren zugewandten Führungsrolle 2, der äusseren abgewandten Führungsrolle 3 und der inneren Führungsrolle 4 für einen Streckenabschnitt ohne eine horizontale Krümmung angegeben.

[0015] In Figur 4 ist das Befahren einer vertikalen Kurve dargestellt, wobei das Fahrwerk 7 und die zugehörigen Rollen nur schematisch dargestellt sind und die Krümmung der vorgenannten Laufflächen 61 bzw. 65 nicht dargestellt ist.

[0016] In Figur 5 ist das Befahren einer horizontalen Kurve schematisch dargestellt. Um die vorstehend erwähnte mögliche asymmetrische Belastung eines Wagens 10 darzustellen, ist mit dem Bezugszeichen 11 ein Querband angegeben. Mit der Drehachse 24 ist eine Drehbarkeit vom fest mit einem Wagen 10 verbundenen Wagenträger 12 (in Figur 5 nicht dargestellt) gegenüber dem Fahrwerk 7 dargestellt. Durch die asymmetrische Anordnung der Drehachsen 24 und der asymmetrischen Anordnung der Querbänder 11 sind gleich grosse Kurvenradien bezüglich einer Rechts- oder Linkskurve möglich. Je nach konstruktiver Ausgestaltung könnten die Radien für Rechts- oder Linkskurve auch verschieden sein. Dies stellt jedoch keinen prinzipiellen Nachteil dar, da solche Einschienenbahnen aufgrund der in der Regel geschlossenen Bahn im Grundriss auch nur eine Kurvenkrümmung (nur Rechts- oder nur Linkskurve) aufweisen können.

[0017] In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die einem Wagen 10 zugeordneten Drehachsen 24 auf verschiedenen Seiten der Profilschiene 6 angeordnet. Um die Teilevielfalt für eine solche Anordnung zu reduzieren, kann für die Wagenträger 12 vorgesehen werden, die Bohrung für die Welle 14 zweifach vorzusehen und dann die vorstehend erwähnte Anordnung der Drehachse 24 auf verschiedene Seiten lediglich durch eine um 180° gedrehte Montage des Fahrwerkes 7 zu erzielen.

[0018] Der Antrieb der Wagen erfolgt vorzugsweise über einen Linearmotor. Dazu ist gemäss der Figur 1 am Wagenträger 12 eine Initiatorplatte vorgesehen. Vorteilhaft an dieser Antriebsart ist, dass dadurch geringere Drehmomente auf das Fahrwerk 7 einwirken und die Fahrwerkkonstruktion durch den Wegfall eines rotatorischen Antriebsmotors mit Getriebe erheblich vereinfacht wird. Die erfindungsgemässe Anordnung von einem Fahrwerk zu zwei benachbarten Wagen 10 erlaubt jedoch auch eine konventionellen Antrieb mit einer Kraftübertragung über die Tragrolle 1.

[0019] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine vertikal angeordnete Profilschiene 6 beschränkt, sondern kann auch für eine andere Lage der im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Profilschiene 6 angewendet werden. Ebenso sind auch andere Formen der Profilschiene 6 möglich, um die vorliegende Erfindung mit einer Kopplung von zwei benachbarten Wagen über ein gemeinsames Fahrwerk realisieren zu können.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

[0020] 

1

Tragrolle

2

äussere zugewandte Führungsrolle

3

äussere abgewandte Führungsrolle

4

innere Führungsrolle

5

Sicherungsrolle

6

Profilschiene, Laufschiene

7

Fahrwerk

8

Lager

10

Wagen, Trägerwagen, Sortierwagen

11

Querband

12

Wagenträger

13

Initiatorplatte

14

Welle mit Drehachse 24

15

Welle mit Drehachse 25

24

vertikale Drehachse für horizontale Kurvenbewegungen

25

horizontale Drehachse für vertikale Kurvenbewegungen

61

äussere Lauffläche für Tragrolle

62

äussere Lauffläche für äussere zugewandte Führungsrolle

63

äussere Lauffläche für äussere abgewandte Führungsrolle

64

innere Lauffläche für innere Führungsrolle

65

innere Lauffläche für Sicherungsrolle

Ansprüche

1. Einschienenförderbahn umfassend mehrere zusammengekoppelte Wagen (10), denen Fahrwerke (7) zugeordnet sind, die auf einer Profilschiene (6) von wenigstens einer Tragrolle (1) bewegbar getragen werden, wobei das Fahrwerk (7) durch Führungsrollen (2, 3, 4, 5) von der Profilschiene (6) geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
stets zwei benachbarte Wagen (10) über ein Fahrwerk (7) gekoppelt sind und dass jeder Wagen (10) über eine horizontale Drehachse (25) gegenüber einem zugeordneten Fahrwerk (7) schwenkbar ist und dass jeder Wagen (10) gegenüber einem zugeordneten Fahrwerk (7) über eine vertikale Drehachse (24) drehbar ist.

2. Einschienenförderbahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Profilschiene (6) im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und die U-Form vertikal angeordnet ist.

3. Einschienenförderbahn nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
wobei jeder Wagen (10) einen mit ihm verbundenen Wagenträger (12) aufweist, der den Wagen (10) auf dem Fahrwerk (7) abstützt.

4. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
jedes Fahrwerk (7) zwei vertikale Achsen (24) aufweist.

5. Einschienenförderbahn nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
jedes Fahrwerk (7) zwei vertikale Achsen (24) aufweist, die auf der gleichen Seite des Fahrwerks (7) angeordnet sind.

6. Einschienenförderbahn nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
jedes Fahrwerk (7) zwei vertikale Achsen (24) aufweist, die auf verschiedenen Seiten des Fahrwerks (7) angeordnet sind.

7. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Führungsrolle als Sicherungsrolle (5) ausgebildet ist und gegenüber der Tragrolle (1) angeordnet ist, um dadurch ein Abheben des Fahrwerkes (7) von der Profilschiene (6) zu verhindern.

8. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Wagenträger (12) wenigstens eine Initiatorplatte (13) für einen Linearmotorantrieb angebracht ist.

Zeichnung