[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. Dies bedingt insbesondere für die Förderbahnen eine Linienführung, 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 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 dem zugeordneten Fahrwerk schwenkbar ist und dass jeder Wagen gegenüber
dem zugeordneten Fahrwerk über eine vertikale Drehachse drehbar ist.
Dadurch wird die benötigte Anzahl Teile für eine Einschienenbahn erheblich reduziert
und die Wagen können dank zweier Drehachsen horizontale und vertikale Kurven befahren.
Dadurch dass bei der erfindungsgemässen Lösung die Wagen auf Tragrollen getragen werden,
braucht das Fahrwerk nicht für die Tara und die Nutzlast dimensioniert zu werden.
[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
[0008] So können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben:
i) Dadurch, dass
die Profilschiene im wesentlich U-förmig ausgebildet ist und die U-Form horizontal
angeordnet ist und dass die Profilschiene auf den Schenkel der U-Form je eine äussere
Lauffläche für die Tragrollen aufweist;
können handelsübliche Profilschienen verwendet werden, ohne dass spezielle Laufflächen
erstellt werden müssen. (Patentanspruch 2).
ii) Dadurch, dass
sich die vertikale und die horizontale Drehachse schneiden und dass jeder Wagen mit
dem Fahrwerk über ein Kugelgelenk gekoppelt ist, und dass der Drehpunkt des Kugelgelenkes
mit dem Schnittpunkt von vertikaler und horizontale Drehachse zusammenfällt;
ergibt sich eine einfache Konstruktion der Verbindung des Wagens mit dem Fahrwerk
ohne zusätzliche Lager für die vertikale und die horizontale Drehachse (Patentanspruch
6).
iii) Dadurch, dass
das Fahrwerk zwei Sicherungsrollen aufweist, die auf inneren Laufflächen der Profilschiene
abrollen, um dadurch ein Abheben des Fahrwerkes von der Profilschiene zu verhindern;
ergibt sich eine vorteilhafte Doppelnutzung der Sicherungsrollen, die zusammen mit
ebenfalls für (Patentanspruch 8).
[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Dabei zeigen:
- Figur 1
- Querschnitt von Trägerwagen, Fahrwerk und einer horizontal auf einem Profilschienträger
montierten Profilschiene;
- Figur 2a
- Aufriss eines Fahrwerkes;
- Figur 2b
- Grundriss eines Fahrwerkes;
- Figur 3
- Grundriss von Trägerwagen und Fahrwerk zu einer horizontal angeordneten Profillaufschiene
mit einer horizontalen Kurve und
- Figur 4
- Seitenriss von Trägerwagen zu einer horizontal angeordneten Profillaufschiene mit
einer vertikalen Kurve.
[0010] Figur 1 zeigt im Querschnitt eine horizontal angeordnete und im wesentlichen U-förmigausgestaltete
Profilschiene 8, die auf einem Profilschienenträger 9 montiert ist. Horizontal angeordnet
bedeutet hier, dass die sogenannte Basis des Zeichens U horizontal liegt und damit
die Oeffnung des Zeichens U in die übliche Richtung nach oben zeigt. Die Profilschienen
8 weisen im Inneren zur Erhöhung der Steifigkeit Stege 60 auf. An einer Auflage 12
sind an je einem drehbaren Rollenträger 3 je eine Tragrolle 1 paarig gelagert, die
Auflage 12 ist ihrerseits mit dem Wagen 10 festverbunden. Diese feste in Figur 1 nicht
dargestellte Verbindung zwischen Auflage 12 und Trägerwagen 10 kann als Schraubverbindung
ausgebildet sein. Ueblicherweise sind pro Wagen 10 je zwei Paare solcher Tragrollen
1 vorgesehen; vom Fachmann werden diese auch als Schwenkrollen 1 bezeichnet. Die Profilschiene
8 weist an den Schenkeln der U-Form parallel zur Basis je eine äussere im wesentlichen
ebene Lauffläche 61 für die Schwenkrollen 1 auf. Schwenkrollen erlauben keine Führung
längs einer vorgegebenen Fahrbahn. Deshalb ist ein Fahrwerk 7 vorgesehen, das bezüglich
der Führung längs der durch die Profilschiene 8 vorgegebenen Fahrbahn durch Führungsrollen
2 geführt wird. Ein Kugelgelenk 4 koppelt das Fahrwerk 7 und mit einem Wagen 10 bzw.
dessen zugeordneter Auflage 12. Zu beachten ist, dass das Fahrwerk 7 den Wagen 10
in der üblichen horizontalen Lage nicht trägt. Pro Fahrwerk 7 sind zwei Kugelgelenke
4 vorzusehen. Parallel zu den beiden äusseren Laufflächen 61 ist an der Innenseite
der Profilschiene 8 je eine innere im wesentlichen ebene Lauffläche 62 vorhanden,
die für das Abrollen von Sicherungsrollen 6 in nachfolgend beschriebenem Anwendungsfall
vorgesehen ist: Um Einschienenbahnen mit einer in sich geschlossenen Bahn unter vorgegebenen
Raumverhältnissen realisieren zu können, braucht es auch vertikale Kurven, damit die
Wagen in der Regel leer in einer Kopffahrt zu einem Beschickungsort zurückfahren können.
Diese Sicherungsrollen 6 verhindern das "Abheben" des Fahrwerkes 7. In dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Paar solcher Sicherungsrollen 6 vorgesehen, je
nach Anwendung und Beanspruchung kann auch ein zusätzliches Paar für ein Fahrwerk
vorgesehen werden. Das Kugelgelenk 4 weist einen Mittelpunkt bzw. Drehpunkt 17 auf,
der in zwei nicht kollinearen Drehachsen enthalten ist, wobei diese zwei Drehachsen
die Bewegungsgrade des Kugelgelenkes 4 repräsentieren. Die Verwendung eines Kugelgelenkes
4 ist nicht zwingend. Die Kopplung von Wagen 10 bzw. Auflage 12 mit dem Fahrwerk7
kann auch mit einem Gelenk vorgenommen werden, das zwei Freiheitsgrade aufweist. In
der vorliegenden Disposition gemäss der Fig. 1 sind dies eine vertikale Drehachse
24 und eine horizontale Drehachse 25. Dadurch ist die Auflage 12 bzw. der Wagen 10
gegenüber dem Fahrwerk 7 über die horizontale Drehachse 25 schwenkbar gelagert. In
dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist somit auch der Wagen
10 gegenüber dem Fahrwerk 7 um die vertikale Drehachse 24 drehbar geführt, so dass
dadurch horizontale Kurvenfahrten ermöglicht werden. Im Aufriss gemäss der Fig. 1
sind rechts eine an der Profilschiene 6 isoliert befestigte Stromschiene 20 und auf
dem Wagen 10 angeordnete Bürsten 21 dargestellt, die mit einer Schutzabdeckung 22
versehen ist. Der Wagen 10 - auch Trägerwagen oder Sortierwagen genannt - trägt einen
Querbandträger 16, der seinerseits ein Querband und eine Querbandrolle 11 trägt und
in der Fig. 1 nur rudimentär dargestellt ist. Mit der über die Bürsten 21 übertragenen
Energie kann ein Motor zum Betätigen des Querbandes 11 versorgt werden, ebenso können
über Stromschiene 20 und Bürste 21 auch Daten übertragen werden. Links der Profilschiene
8 ist der ortsfeste Linearmotor 18 in einer Schnittdarstellung gezeigt, an der Auflage
12 ist eine Initiatorplatte 19 befestigt.
[0011] In der Figur 2a ist der Aufriss und in Figur 2b der Grundriss des Fahrwerkes 7 dargestellt.
Das Fahrwerk 7 wird gebildet durch einen Fahrwerkträger 13, durch zwei Sicherungsrollen
6 und je zwei paarig angeordneter Führungsrollen 2. Zwischen einem Paar der Führungsrollen
2 ist ein Kugelgelenk 4 angeordnet und in dessen Drehpunkt 17 ist mit dem Bezugszeichen
24 die vertikale Drehachse bezeichnet. Das Fahrwerk 7 hat bezüglich des Wagens 10
keine tragende Funktion, unterhalb eines jeden Kugelgelenkes 4 ist eine zentrale Stabilisierungsrolle
5 angeordnet um das Fahrwerk zusammen mit den beiden Sicherungsrollen 6 zu tragen
bzw. in einer aufrechten Lage zu führen. Die Führung des Fahrwerkes 10 längs der Bahn
der Profilschiene 8 erfolgt mit den Führungsrollen 2. Die Stabilisierungsrollen 5
rollen auf einer zentralen Lauffläche 64, die sich auf der Basis der U-Form der Profilschiene
8 befindet, vgl. dazu die Darstellung in der Fig. 1.
[0012] In Figur 3 zeigt mehrere zu einer Komposition zusammengefügte Wagen 10 in einer horizontalen
Kurve. Für die Erläuterung des Befahren einer horizontalen Kurve sind die Fahrwerke
7 und die zugehörigen Rollen nur schematisch dargestellt; die Krümmung der Profilschiene
8 ist nicht gezeigt. Ebenfalls nicht vollständig dargestellt sind die vier pro Wagen
10 vorgesehenen Rollenträger 3 für die Tragrollen 1. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich,
das bei Verwendung von Schwenkrollen 1 nur eine Fahrrichtung d einer solchen Einschienenbahn
möglich ist. Für einen geschlossene Bahn stellt dies jedoch keine Beschränkung dar.
Die Drehung zwischen Fahrwerk 7 und Wagen 10 erfolgt über die vertikale Drehachse
24. Bei der Dimensionierung des Fahrwerkes 7, d.h. insbesondere des Fahrwerkrahmens
13 sind die durch die Querbandträger 16 gegeben Abstände zu berücksichtigen. Das Kugelgelenk
4 ist mit einem Befestigungsflansch 14, der aus einem Gewinde und einer Mutter gebildet
am Profil 15 (in Fig. 3 nicht dargestellt) der Auflage 12 befestigt.
[0013] Figur 4 zeigt den Seitenriss durch eine Komposition von Wagen 10, die eine durch
die Profilschiene 8 vorgegebene vertikale Kurve befahren. Die erforderliche Drehbewegung
zwischen Fahrwerk 7 und Wagen 10 erfolgt über die horizontale Drehachse 25. In diesem
Seitenriss ist die tragende Funktion der Tragrollen 1 auf der äusseren Lauffläche
61 der Profilschiene 8 gut erkennbar. Gegenüber der äusseren Lauffläche 61 sind die
inneren Laufflächen 62 für die Sicherungsrollen 6 angeordnet. Im Fall einer Kopffahrt
tragen die Sicherungsrollen 6 Fahrwerk und Wagen 10. In dieser Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind pro Fahrwerk nur zwei Sicherungsrollen 6 vorgesehen sind,
in weiteren Ausführungsformen kann es zweckmässig sein, z.B. auch vier Sicherungsrollen
pro Fahrwerk anzuordnen.
[0014] Der in diesem Ausführungsbeispiel angegebene Antrieb mit einem Linearmotor kann auch
durch eine mechanische, formoder reibschlüssigen Antriebsform ersetzt werden, beispielsweise
mit einem Kettenantrieb, bei dem Zacken eines Wagen 10 in die laufende Kette eingreifen
und dadurch der betreffende Wagen 10 bewegt wird.
[0015] In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindungen sind anstelle der
Schwenkrollen 1 fest montierte, d.h. nicht drehbar angeordnete Tragrollen 1 vorgesehen.
Diese Ausführungsform erlaubt einen Betrieb der Einschienenbahn in zwei Fahrtrichtungen.
Diese Ausführungsform ist insbesondere auch vorteilhaft für sogenannte Vertikalsorter,
d.h. Sorter bei den der Rücklauf über eine sogenannte "Kopffahrt" erfolgt. Die erfindungsgemässe
Anordnung von einem Fahrwerk zu zwei benachbarten Wagen 10 erfährt dadurch keine Aenderung.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
[0016]
- d
- Fahrrichtung einer Komposition
- 1
- Tragrolle, als Schwenkrolle ausgebildete Tragrolle
- 2
- Führungsrolle
- 3
- Rollenträger, Gelenk einer Schwenkrolle
- 4
- Kugelgelenk
- 5
- Zentrale Stabilisierungsrolle
- 6
- Sicherungsrolle
- 7
- Fahrwerk
- 8
- Profilschiene
- 9
- Profilschienenträger
- 10
- Wagen, Trägerwagen, Sortierwagen
- 11
- Querband, Querbandrolle
- 12
- Wagenträger, Auflage
- 13
- Fahrwerkrahmen
- 14
- Befestigungsflansch, umfassend Gewinde und Mutter
- 15
- Profil der Auflage
- 16
- Querbandträger
- 17
- Drehpunkt des Kugelgelenkes
- 18
- Linearmotor
- 19
- Initiatorplatte
- 20
- Stromschiene
- 21
- Bürste
- 22
- Schutzabdeckung
- 24
- vertikale Drehachse für horizontale Kurvenbewegungen
- 25
- horizontale Drehachse für vertikale Kurvenbewegungen
- 60
- Stege
- 61
- äussere Lauffläche für Tragrolle
- 62
- innere Lauffläche für Sicherungsrolle
- 63
- seitliche Lauffläche für Führungsrolle
- 64
- zentrale Lauffläche für Stabilisierungsrolle
1. Einschienenförderbahn umfassend mehrere zusammengekoppelte Wagen (10), die auf einer
Profilschiene (8) von paarig angeordneten Tragrollen (1) bewegbar getragen werden,
wobei den Wagen (10) durch Führungsrollen (2) von der Profilschiene (8) geführte Fahrwerke
(7) zugeordnet sind,
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 dem zugeordneten Fahrwerk
(7) schwenkbar ist und dass jeder Wagen (10) gegenüber dem zugeordneten Fahrwerk (7)
über eine vertikale Drehachse (24) drehbar ist.
2. Einschienenförderbahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Profilschiene (8) im wesentlich U-förmig ausgebildet ist und die U-Form horizontal
angeordnet ist und dass die Profilschiene (8) auf den Schenkel der U-Form je eine
äussere Lauffläche (61) für die Tragrollen (1) aufweist.
3. Einschienenförderbahn nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Tragrollen (1) paarig angeordnet sind.
4. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
jedes Fahrwerk (7) zwei vertikale Drehachsen (24) aufweist
5. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Tragrollen (1) als Schwenkrollen ausgebildet sind.
6. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die vertikale (24) und die horizontale Drehachse (25) schneiden und dass jeder
Wagen (10) mit dem Fahrwerk (7) über ein Kugelgelenk (4) gekoppelt ist, und dass der
Drehpunkt (17) des Kugelgelenkes (4) mit dem Schnittpunkt von vertikaler (24) und
horizontale Drehachse (25) zusammenfällt.
7. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrwerk (7) wenigstens eine Stabilisierungsrollen (5) aufweist, die das Fahrwerk
(7) tragen, wobei die den Stabilisierungsrollen (5) zugeordnete zentrale Lauffläche
(64) von der Basis der U-Form gebildet wird.
8. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrwerk (7) zwei Sicherungsrollen (6) aufweist, die auf inneren Laufflächen (62)
der Profilschiene (8) abrollen, um dadurch ein Abheben des Fahrwerkes (6) von der
Profilschiene (8) zu verhindern.
9. Einschienenförderbahn nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die inneren Laufflächen (62) parallel zu den äusseren Laufflächen (61) angeordnet
sind.
10. Einschienenförderbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Wagen (10) eine Initiatorplatte (19) für einen Linearmotor (18) aufweist.