Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung.
Aus der
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Effektivität einer Fördervorrichtung zu verbessern, also eine solche leistungsfähiger weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Fördervorrichtung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale bei der Fördervorrichtung sind, dass sie modular aufbaubar ist und zumindest eine bewegbar angeordnete, insbesondere förderbare, Komponente umfasst, wobei die Komponente einen elektrischen Antrieb aufweist, der berührungslos mit Energie versorgbar ist über mindestens eine von der Komponente umfasste Sekundärspule, die mit einem am jeweiligen Modul vorgesehenen Primärleiter induktiv gekoppelt ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Fahrbühne verschleißfrei versorgbar ist. Darüber hinaus ist der modulare Aufbau zur Verlängerung der Vorrichtung um ein weiteres Modul vorteilhaft. Denn bei einem modularen Aufbau ist ohne zusätzlichen Aufwand ein weiteres Modul an die Schnittstelle des letzten Moduls verbindbar. Die berührungslose Versorgung ermöglicht, dass große Längen erreichbar sind ohne die Versorgungskabel austauschen zu müssen. Im Vergleich zur Verwendung eines Schleppkabels. Bei einem Schleppkabel wird die zu schleppende Masse des Kabels bei Verlängerung immer größer. Somit ist der Antrieb der bewegbar angeordneten Komponente zunehmend belastet und es ist mit der Komponente weniger Fördergut beförderbar. Die Fördervorrichtung ist also nicht nur effektiver und leistungsfähiger sondern auch robuster.
Bei der berührungslosen erfindungsgemäßen Ausführung hingegen ist an jedem Modul ein Primärleitersystemabschnitt vorzusehen, der mit Verbinden des nächsten Moduls entsprechend verlängert wird. Auf diese Weise ist stets die gleiche Masse an Fördergut in der Komponente förderbar. Eine Schleifleitung hätte zwar auch entsprechende Vorteile, ist jedoch wartungsintensiv und nicht verschleißfrei. Außerdem entstehen bei einer Schleifleitung beim Abnehmen der elektrischen Leistung Funken, die in explosionsgefährdeten Umgebungen, wie beispielsweise Holz-verstaubte und somit staubexplosionsgefährdeten Umgebungen, nicht eingesetzt werden sollten.
Der modulare Aufbau ermöglicht des Weiteren, dass die Komponente als Fördergut ein nächstes, noch zu verbindendes Modul aufnimmt und zum Endbereich der Fördervorrichtung fördert. Dort wird das antransportierte Modul an die Fördervorrichtung verbunden. Dieses Verbinden umfasst nach dem mechanischen Verbinden auch ein Verbinden der elektrischen Komponenten, insbesondere also auch ein Verlängern des am antransportierten und verbundenen Modul vorgesehenen Primärleitersystems. Nach dem Verlängern und Bestromen des Moduls ist es somit auch mit der Komponente befahrbar. Auf diese Weise ist die Fördervorrichtung sukzessive jeweils um ein Modul verlängerbar.
Weiterer Vorteil ist auch, dass zur Herstellung der Fördervorrichtung nur immer eine Sorte von Modulen herzustellen ist. Die Länge der Fördervorrichtung ist ein beliebiges Vielfaches der Länge eines Moduls.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Verbindungsbereich zweier jeweils benachbarter Module jeweils ein Verbindungsmodul vorgesehen, das
Von Vorteil ist dabei, dass vor dem Verlängern der Fördervorrichtung die Verbindung des Hinleiters und Rückleiters ausführbar ist, also der Abschluss der langgestreckt ausgeführten Primärleiterschleife. Nach dem Verlängern Ist das Primärleitersystem des neu hinzugefügten Moduls bestrombar und dann die genannte Verbindung am vorangehenden Modul auftrennbar. Somit ist das Verbindungsmodul zum Bewirken der Bestromung des verlängerten Primärleitersystems ausschlaggebend.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Verriegelungsvorrichtung am Verbindungsmodul vorgesehen, mit welcher Hinleiter und Rückleiter des Primärleitersystems elektrisch trennbar oder verbindbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Verriegelungsvorrichtung mit einer mechanisch realisierbaren Logik ausführbar ist und somit die Sicherheit erhöhbar ist. Insbesondere ist die Verriegelungsvorrichtung derart gestaltbar, dass ein Trennen des Hinleiters vom Rückleiter erst nach dem Verbinden mit dem Hinleiter und Rückleiterabschnitt des benachbarten Moduls, also Durchleiten, bewirkt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit erhöht ist, da kein Auftrennen einer einen wesentlichen Strombetrag führenden Leitung erfolgt, sondern zuerst dem Strom ein zusätzlicher Stromschleifenabschnitt zur Verfügung gestellt wird und danach ein Auftrennen der dazu parallelen Verbindung erfolgt. Funkenbildung ist somit vorteiligerweise unterdrückt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Hinleiter und Rückleiter mittels eines jeweiligen Steckers verbindbar, der mit dem Verriegelungsvorrichtung zusammenwirkt, insbesondere mittels eines einrastfähigen Führungsteils. Von Vorteil ist dabei, dass die mechanische realisierte logische Reihenfolge zwingend eingehalten ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Primärleiter in einem Kunststoffprofil eingelegt, an dessen Endbereich der Stecker ausgebildet ist, insbesondere das einrastfähige Führungsteil. Von Vortell ist dabei, dass In einfacher Weise ein Stecker ausbildbar ist, der mit der Verriegelungsvorrichtung zusammenwirkt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Primärleiter als Litze umfassende Kabel ausgeführt, wobei die einzelnen Litzendrähte gegeneinander isoliert ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass HF-Litze verwendbar ist und somit eine bekannte Sorte von Kabeln in kostengünstiger Weise.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Primärleiter im Endbereich teilweise abisoliert und/oder die Litze in Stifte des Steckers stoffschlüssig, insbesondere mittels Lötverbindung, verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass überraschenderweise eine Lötverbindung bei Mittelfrequenz verwendbar ist und der Wirkungsgrad bei der Energieübertragung nur unwesentlich veränderlich ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Stecker ein Kunststoffgehäuse umfasst oder entsprechend umspritzt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Stecker in einfacher Weise elektrisch isolierbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Verbindungsmodul derartige, zu den Induktivitäten des Primärleitersystems in Reihe oder parallel beschaltete Kapazitäten, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Mittelfrequenz des ins Primärleitersystem eingespeisten Stromes entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kompensation der Streckeninduktivitäten in das Verbindungsmodul integrierbar ist und somit keine weiteren Anschlussvorrichtungen zum elektrischen Verbinden der Kapazitäten mit dem Primärleitersystem notwendig sind.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Hebevorrichtung sind, dass die Hebevorrichtung, insbesondere zur Beförderung von Menschen und/oder Lasten entgegen der Gravitationsrichtung vorgesehen ist, wobei die Fahrbühne einen elektrischen Antrieb aufweist, der mit einer Zahnstange zusammenwirkt, die von einem Modul umfasst ist, wobei der Antrieb berührungslos mit Energie versorgbar ist über eine Sekundärspule, die mit einem am Modul vorgesehenen Primärleiter induktiv gekoppelt ist.
Von Vorteil Ist dabel, dass eine größere Nutzlast transportierbar ist, da Schieppkabel einsparbar sind. Außerdem ist eine Zahnstange verwendet, die die sichere Übertragung hoher Kräfte gewährleistet. Somit dient das Modul nicht nur zur Leitung, Zentrierung der Fahrbühnen entlang der Strecke, weist also schienenartige Funktion auf, sondern es werden auch mechanische Kräfte durch das Modul übertragen.
Durch den modularen Aufbau sind mit geringem Teileaufwand verschieden hohe Hebevorrichtungen realisierbar. Daher ist es besonders interessant Module zu schaffen, die die mechanische Vortriebskraft, die mechanisch-geometrische Zentrierung der Fahrbühnen und die elektrische Leistungsversorgung mit optionaler integrierter Informationsübertragung funktional integriert aufweisen. Je nach Anlage müssen also nur entsprechende Anzahlen von Modulen miteinander verbunden werden.
Die berührungslose Versorgung ermöglicht außerdem hohe Standzeiten, da sie verschleißarm ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Hebevorrichtung ein Bauaufzug. Von Vorteil ist dabei, dass auch in belasteter Umgebung eine sichere Energiezuführung ermöglicht ist. Außerdem sind große Lasten mit wenig Aufwand übertragbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Modul die Zahnstange und eine Kabelhalterung, insbesondere Kabelkanal, umfasst, die mittels Befestigungsmitteln verbunden, wobei die Kabelhalterung zur Aufnahme eines Primärleiters vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Modul die Komponenten umfasst und in diesem integriert ausbildbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Modul an seinen beiden in Fahrtrichtung gelegenen Enden jeweils eine Schnittstelle auf zur Verbindung mit weiteren gleichartigen Modulen. Von Vorteil ist dabei, dass verschieden lange Strecken herstellbar sind, wobei immer nur eine Sorte von Modulen vorzusehen ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Module mittels Befestigungsmitteln an einem Grundkörper befestigbar. Von Vorteil ist dabei, dass verschiedene Körper verwendbar sind, also auch Gestelle, Schiene oder Wände.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sekundärspule mit einem Kondensator derart in Serie oder parallel geschaltet, dass die zugehörige Resonanzfrequenz der Frequenz des in den Primärleiter eingespeisten Stromes im Wesentlichen entspricht, .insbesondere zur Ermöglichung eines großen Luftspaltes zwischen Primärleiter und Sekundärspute. Von Vorteil ist dabei, dass Sand oder andere Verschmutzung keine Störung der Energieübertragung verursachen kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Fahrbühne Rollen und/oder Räder, welche zur Positionierung am Modul während der Fahrbewegung vorgesehen sind, wobei das Modul entsprechende Laufflächen umfasst, Insbesondere an der Zahnstange. Von Vorteil ist dabei, dass das Modul verschiedenste Funktionen aufweist, insbesondere auch die Führungs- und Leitfunktion für die Fahrbühne.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zwischen Zahnstange und Primärleiter Aluminium-Teile angeordnet sind, insbesondere zur Abschirmung magnetischer Wechselfelder und Verringerung von Wärmeentwicklung an der Zahnstange. Von Vorteil ist dabei, dass die Zahnstange aus mechanisch festem Stahl oder Stahlguss, Insbesondere oberflächengehärtetem Stahlguss, fertigbar ist und die Erwärmung der Zahnstange reduziert ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Verriegelungsvorrichtung eine Zugstange zum Entriegeln der Kurzschlussbrücke, also Trennen der Elektrischen Verbindung zwischen Hinleiter und Rückleiter. Von Vorteil ist dabei, dass ein handbetätigtes Einleiten der Auftrennung des Kurzschlusses und Verbinden mit dem nachgeordneten Primärleitersystem ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Verriegelungsvorrichtung zumindest ein Federelement, insbesondere deren Federkraft derart gerichtet und die derart angeordnet ist, dass ein Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen Hinleiter und Rückleiter bewirkt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein mechanisch gesichertes Halten des Schalt-Zustandes bewirkbar ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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Das Modul 3 umfasst die Zahnstange 20 und einen Kabelkanal 21, welcher mit Befestigungsmitteln 22 an der Zahnstange 20 verbunden ist.
Das Modul 3 ist derart ausgeführt, dass.es an seinen beiden Enden eine Schnittstelle zum Verbinden mit gleichartigen Modulen 3 aufweist. Somit sind viele Module 3 aneinanderreihbar ausgeführt.
Mit diesen Modulen 3 ist eine Fahrstrecke zusammensetzbar.
Die Module 3 sind mittels der Befestigungsmittel 4 an einem Grundkörper, wie Wand oder Schiene, befestigt.
Nach Befestigung der Module an dem Grundkörper 5 wird ein als Primärleiter verwendbares Kabel In den Kabelkanal eingelegt, vorzugsweise eingeklipst. In den Primärleiter wird ein mittelfrequenter Wechselstrom aus einer Stromquelle eingespeist. Dabei sind Frequenzen zwischen 10 und 100 kHz vorteilig verwendbar.
Der Antrieb 2 ist mit einer Sekundärspule ausgestattet, die an dem parallel zur Zahnstange verlegten Primärleiter entlang gefahren wird und induktiv gekoppelt ist an den Primärleiter zur Übertragung hoher Leistungen, insbesondere mehr als 100 Watt. Vorzugsweise ist die Sekundärspule und ihre Mittel zur Entwärmung, also ihre Kühlvorrichtung, derart ausgeführt, dass Leistungen bis 2kW übertragbar sind.
Die Sekundärspule ist mit zumindest einer Kapazität in Serie und/oder parallel derart geschaltet, dass die Resonanzfrequenz der Mittelfrequenz im Wesentlichen entspricht. Auf diese Weise ist auch bei einer schwachen induktiven Kopplung, die beispielsweise bei großem Luftspalt zwischen Primärleiter und Sekundärleiter auftritt, ein hoher Wirkungsgrad bei der Übertragung gesichert.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind mehr als eine Sekundärspule in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet, um größere Leistungen übertragbar zu machen. Dabei sind auch Leistungen im Bereich von mehr als insgesamt 10 kW übertragbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weist die Sekundärspule um einen U-förmigen C-förmigen Kem gewickelt.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeisplelen sind nicht nur ein Primärleiter sondern mehrere Primärleiter vorgesehen, insbesondere ein Hinleiter und der zugehörige Rückleiter. Dabei ist dann die Sekundärspule um einen E-förmigen Kern gewickelt. Dabei wird der mittlere Schenkel des E zwischen dem Hinleiter und Rückleiter angeordnet.
Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel mittels Klipsverbindung mit den jeweiligen Komponenten verbindbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weist die Fahrbühne eine am oder im Antrieb integrierte Steuerung auf. Außerdem sind Informationen übertragbar durch hochfrequente Aufmodulation auf dem mittelfrequenten Strom.
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Am unteren Ende jedes Moduls 31 ist ein Verbindungsmodul 32 angeordnet, welches der elektrischen Verlängerung oder den Abschlüssen der den jeweiligen Primärleitersystemen zugeordneten Primärleiter dient.
Die Fahrbühnen umfasst mehrere Gehäuse, insbesondere die Gehäuse 33 für diejenige Sekundärspute, welche ans rechte Primärleitersystem induktiv gekoppelt ist, und die Gehäuse 34 für diejenige Sekundärspule, welche ans linke Primärleitersystem induktiv gekoppelt ist. Den Sekundärspulen sind Kapazitäten in Reihe oder parallel beschaltet, wobei die zugehörigen Resonanzfrequenzen der Mittelfrequenz der in die Primärleitersysteme eingespeisten Ströme im Wesentlichen entspricht.
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Durch Verwendung der beiden parallel verlegten Primärteitersysteme ist die doppelte Leistung berührungslos an die Hebebühne, also Fahrbühne, übertragbar. Die Fahrbühne ist in der
Der Bauaufzug wird sukzessive aus den Modulen 31 aufgebaut. Das Verbindungsmodul 32 des jeweiligen obersten Verbindungsmoduls dient als Leitungsabschluss und weist hierzu eine elektrische Verbindung zwischen Hinleiter und Rückleiter auf. Nach dem Aufsetzen des nächsten Moduls wird mittels einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung der Kurzschluss dann aufgehoben, wenn die Leiterschleife aus Hinleiter und Rückleiter des nächsten Verbindungsmoduls 31 angeschlossen ist.
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Vor dem Verbinden des oberen Moduls sind die Kontaktbuchsen K1 und K3 verbunden. Außerdem sind die Kontaktbuchsen K2 und K4 verbunden. Somit ist der zweifache Prlmärstrom durchleitbar. Die Verbindung wird von der Verriegelungsvorrichtung bewirkt.
Sobald das Verbindungsmodul 32 des oberen Moduls 31 mittels der Hinleiter und Rückleiter umfassenden Linienleiterprofile (35,36) angeschlossen ist am Verbindungsmodul 32 des unteren Moduls 31, ist die Trennung der Verbindung der Kontaktbuchsen K1 und K3 sowie K2 und K4.
Das Verbindungsmodul 32 umfasst auch Kondensatoren C, die mit den Induktivitäten des Primärleitersystems in Reihe geschaltet sind und derart dimensioniert sind, dass die zugehörige Resonanzfrequenz des Primärleitersystems samt Kondensatoren der Mittelfrequenz des eingespelsten Stromes im Wesentlichen entspricht.
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Beim Einführen des Führungsteils 42 wird der Klemmbügel entgegen der Federkraft des Federelementes 62 derart bewegt, dass er mit seinem einen Endbereich 67 aus einem Bohrloch 66 herausgedrückt wird. Somit kann nun der Sicherungsbügel 63 in Richtung der Bohrung 64 herausgezogen werden. Dabei wird das in einer schrägen Ausnehmung des Sicherungsbügels 63 angeordnete Verriegelungselement 60 mit seinem Endbereich 68 in eine Ausnehmung des Führungsteils 42 gedrückt und verriegelt somit dasselbe.
Am Sicherungsbügel 63 ist auch die Brücke zum elektrischen Verbinden der Kontaktbuchsen K1 und K3 sowie K2 und K4 vorgesehen.
Wichtig ist bei der Konstruktion nach
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Im Übrigen sind wichtige Merkmale für den Fachmann aus den Figuren erkennbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch weitere elektrische Verbraucher aus dem Primärleitersystem versorgbar, indem entsprechend weitere Sekundärspulen an das Primärleitersystem angekoppelt werden. Beispielsweise ist an einem der Module an der von der Fahrbühne abgewandten Seite des Primärleitersystems eine zusätzliche Sekundärspule ankoppelbar, aus der weitere Verbraucher versorgbar sind, wie beispielsweise Bohrmaschinen zur Bearbeitung des aufzubauenden Gebäudes oder zugehörige Beleuchtung. Auch ein testweises Bestromen von im Gebäude schon installierten Einheiten ist somit ermöglicht. Somit sind beispielsweise Speicher von Steuerungselektronik solcher Einheiten beschreibbar während der Bauphase, in welcher noch keine Bestromung des Gebäudes vorgesehen ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch weitere elektrische Verbraucher aus dem Primärleitersystem versorgbar, indem entsprechend weitere Sekundärspulen an das Primärleitersystem angekoppelt werden. Beispielsweise ist an einem der Module an der von der Fahrbühne abgewandten Seite des Primärleitersystems eine zusätzliche Sekundärspule ankoppelbar, aus der weitere Verbraucher versorgbar sind, wie beispielsweise Bohrmaschinen zur Bearbeitung des aufzubauenden Gebäudes oder zugehörige Beleuchtung. Auch ein testweises Bestromen von im Gebäude schon installierten Einheiten ist somit ermöglicht. Somit sind beispielsweise Speicher von Steuerungselektronik solcher Einheiten beschreibbar während der Bauphase, in welcher noch keine Bestromung des Gebäudes vorgesehen ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weist die Fahrbühne einen Steuerungsschrank auf, in welchem eine Steuerung und ein den Motor des Antriebs versorgender Umrichter vorgesehen sind. Außerdem sind Informationen übertragbar durch hochfrequente Aufmodulation auf dem mittelfrequenten Strom. Somit steht die Steuerung im Datenaustausch mit einer am Boden befindlichen zentralen Steuerungseinheit. Die in der Fahrbühne befindliche Steuerung ist außerdem zum Datenaustausch mit dem Umrichter verbunden und somit in der Lage komplexe Steuerungsabläufe zu realisieren. Hierzu sind auch Sensoren und weitere Aktoren vorgesehen, die mit der Steuerung verbunden sind. Der Umrichter ist auch verbunden mit einem Bremswiderstand zur Abführung von generatorisch erzeugter Energie des Motors. Zusätzlich ist der Motor auch mit einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse vorgesehen.
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