TRANSPORTANLAGE

Die Erfindung betrifft eine Transportanlage mit wenigstens einer Schiene und mit wenigstens einem Transportwagen, der über wenigstens eine Laufkatze entlang der Schiene verfahrbar ist, mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.

Transportanlagen, insbesondere Ein-Schienen-Transportanlagen für Personen oder Waren, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Solche Transportanlagen werden unter anderem in Vergnügungsparks und als Material-Transportanlagen in Fabriken eingesetzt.

Bekannt sind Anlagen, bei welchen Transportwagen hängend entlang einer Schiene verfahrbar sind (DE 42 01 468 A). Es sind auch Anlagen bekannt, bei denen Transportwagen auf der Schiene fahren (GB 23 33 747 A.

Ein-Schienen-Transportanlagen mit freitragend aufgehängten Schienen erlauben vom Straßenverkehr unabhängige Transportanlagen in Ballungszentren (DE 195 46 694 A). Ein-Schienen-Transportanlagen eignen sich auch für einen vollautomatischen, allenfalls computergesteuerten Betrieb (EP 941 189 A). Ein-Schienen-Bahnen können mit verschiedenen Antriebkonzepten, wie Linearmotoren, Magnetschwebetechnik, betrieben werden (EP 831 000 A).

Trotz der günstigen Eigenschaften haben sich Ein-Schienen-Transportanlagen gegenüber herkömmlichen Bahnanlagen kaum durchsetzen können. Ein Grund hiefür ist, dass bisher keine einfache und zuverlässige Lösung für die Verwirklichung von Verzweigungen der Schienen vorgeschlagen worden ist. Die bekannten Verzweigungen erfordern aufwendige, mechanische Konstruktionen mit beweglichen Teilen (EP 829 578 A, DE 198 06 990 A und DE 29 08 369 A). Bekannte Vorschläge für Verzweigungen ohne mechanische Teile (JP 54 05 7715 A) sind nur beschränkt einsetzbar.

Eine Transportanlage der eingangs genannten Gattung ist aus der DE 36 05 317 C bekannt. Bei dieser Transportanlage rollen zwei in einem offenen Bügel gelagerte Rollen auf oben dachförmig gewinkelten Schienen ab. Im Bereich einer Verzweigung der Schienen ist eine Wechseleinrichtung mit einer durch einen Zylinder verstellbaren Zwangsführung vorgesehen, wobei im Anschluß an die Wechseleinrichtung statt der gewinkelten Schiene genutete Schienen mit im wesentlichen horizontal verlaufenden Laufflächen vorgesehen sind.

Bei der Transportanlage gemäß der DE 36 05 317 C sind die Bügel mit den beiden Rollen um eine Achse verdrehbar, die im wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Schienen verläuft. Wenn sich ein Bügel in den Bereich der Wechseleinrichtung bewegt, werden die Bügel durch Angriff der Zwangsführung an den Rollen - also passiv - verdreht, und bewegen sich nach der Wechseleinrichtung auf den einen oder den anderen von der Verzweigung ausgehenden Schienenast.

Die Konstruktion der Transportanlage gemäß der DE 36 05 317 C setzt voraus, dass im Bereich jeder Verzweigung des Schienenweges eine Zwangsführung und ein Betätigungsorgan für diese vorgesehen ist. Wenn sich nicht bei jeder Wechseleinrichtung der bekannten Transportanlage eine Person zum Betätigen der Zwangsführungen befindet, ist es erforderlich, die Wechseleinrichtungen zum Verstellen der Zwangsführungen entsprechend der gewünschten Fahrtrichtung mit einer zentralen Steuerung zu verknüpfen.

Eine in der DE 19 40 256 B beschriebene Förderanlage für die Bekleidungsindustrie besitzt zwei durch einen Bügel miteinander verbundene Rollen, die auf entlang oben dachförmig gewinkelter Schienen abrollen. In der DE 19 40 256 B sind keine Verzweigungen der Schienen beschrieben. Das in der DE 19 40 256 erwähnte Verdrehen der Bügel mit den Rollen dient ausschließlich dazu, die Bügel in eine Lage zu drehen, in der sie von der Schiene abgenommen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Transportanlage der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, bei der Verzweigungen ohne bewegliche Teile ausgeführt sind.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Transportanlage sind auf, vorzugsweise zylinderförmigen, als gerade oder gekrümmte Stäbe oder Rohre ausgeführten Schienen, die freitragend aufgehängt sein können, vorzugsweise mit einem Fahrantrieb ausgerüstete, Transportwagen über Laufkatzen verfahrbar. Bei der erfindungsgemäßen Transportanlage sind Verzweigungen dadurch gebildet, dass sich die Schiene im Bereich von Verzweigungen in zwei Schienenäste teilt, wobei im Bereich der Verzweigung die, vorzugsweise kreisrunde, Querschnittsform beider im Bereich der Verzweigung auseinanderlaufenden Schienenäste im wesentlichen erhalten bleibt. Das wird bei der Erfindung dadurch erreicht, dass in den Schienen im Bereich von Verzweigungen in Richtung der Längserstreckung der Schiene und der beiden Schienenäste verlaufende Nuten vorgesehen sind. Diese in der Regel an der Oberseite und an der Unterseite der Schienen und Schienenäste vorgesehenen Nuten treffen sich im wesentlichen im Zwickel der von der Verzweigung ausgehenden Schienenäste. Es sind bevorzugt sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite der Schiene und der Schienenäste je zwei Nuten vorgesehen. Diese Nuten, deren Verlauf im wesentlichen den Achsen der Schienenäste, die von der Verzweigung wegführen, folgt, ergeben zwischen sich an der Oberseite und an der Unterseite der zur Verzweigung führenden Schiene eine sich verjüngende Rippe, deren inneren Seitenflächen Teile der Außenkontur der von der Verzweigung wegführenden Schienenäste sind.

Mit der erfindungsgemäßen Ausführung der Verzweigung können symmetrische Verzweigungen und asymmetrische Verzweigungen ("rechte" und "linke" Weichen) gebildet werden.

Im Rahmen der Erfindung verwendete Transportwagen besitzen wenigstens eine Laufkatze, welche die Schiene nur teilweise umgreift und an dieser, beispielsweise über wenigstens drei Rollen, geführt ist. Dabei sind diese drei Rollen vorzugsweise in einem Winkelabstand von etwa 120° voneinander angeordnet, wobei weiters bevorzugt ist, dass die zwei äußeren Rollen im Bereich des Randes eines Schlitzes der Laufkatze angeordnet sind.

Weiters ist bei der erfindungsgemäßen Transportanlage die Laufkatze gegenüber dem Transportwagen durch einen der Laufkatze zugeordneten Antrieb oder durch Schrägstellen von Rollen, über welche die Laufkatze an der Schiene geführt ist, also aktiv und nicht wie bei der DE 36 05 317 C durch die Zwangsführungen passiv um eine Achse verdrehbar, die mit der Achse der Schiene im wesentlichen zusammenfällt. Dies erlaubt es überdies, im normalen Fahrbetrieb den Schlitz der Laufkatze beispielsweise nach oben weisend auszurichten, wenn die Schiene über lotrecht nach oben weisende Mittel abgehängt ist. Die Laufkatze kann, wenn die Mittel, welche die Schiene tragen, schräg, z.B. seitlich nach oben weisend, ausgerichtet sind, auch so verdreht werden, dass die die Schiene tragenden Mittel im Bereich des Schlitzes der Laufkatze angeordnet sind.

Durch das aktive Verdrehen der Laufkatze besteht die Möglichkeit, bei Verzweigungen, die wie oben beschrieben ausgebildet sind, zu bestimmen, welchem von der Verzweigung ausgehenden Schienenast der Transportwagen folgt. Dies ist immer der Schienenast der sich gabelnden Schiene, an dessen Seite, die vom anderen Schienenast abgekehrt ist, die mittlere Rolle der Laufkatze entlang geführt wird. Die beiden anderen Rollen der Laufkatze bewegen sich entlang der Flanken der Nuten (= Flächen der sich verjüngenden Rippe), die einem Teil der Außenfläche des Schienenastes entsprechen, an dem entlang die mittlere Rolle der Laufkatze abrollt.

So ist mit der Erfindung eine Transportanlage geschaffen, bei der durch aktives Verdrehen der Laufkatze bestimmt werden kann, auf welchen von einer Verzweigung ausgehenden Schienenast sich der Transportwagen bewegt, wenn er über eine Verzweigung fährt, ohne dass im Bereich der Verzweigung selbst auch nur ein beweglicher Teil vorgesehen ist. Es genügt die Laufkatze so zu verdrehen, dass sie sich und damit der Transportwagen auf den jeweils ausgewählten Schienenast der Verzweigung bewegt.

Da bei der erfindungsgemäßen Transportanlage anders als bei der DE 36 05 317 C im Bereich von Verzweigungen oder Gabelungen der Schienen keine beweglichen Elemente mehr erforderlich sind, entfällt bei der Erfindung auch jede Aufwendung für die Steuerung solcher beweglicher Elemente. Vielmehr ist es bei der Erfindung so, dass sich das Fahrzeug selbst "den Weg sucht", indem die Laufkatze verdreht wird, noch bevor die Laufkatze in eine Verzweigung einfährt.

Die Erfindung ist insbesondere für eine Ein-Schienen-Transportanlage mit hängenden Transportwagen geeignet, wobei aber auch Ausgestaltungen mit zwei neben ober übereinander angeordneten Schienen, zwischen denen sich Wagen fortbewegen, sowie Anlagen, bei denen die Transportwagen oberhalb der Schiene (oder der Schienen) fahren, möglich sind.

Die Laufkatze kann auf der Schiene auf an sich beliebige Art und Weise geführt sein. Als Führungsmittel können Rollen, Gleitstücke od.dgl. vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, die Laufkatze an der Schiene über Luftlager und/oder durch Magnetkräfte zu führen.

Die Erfindung betrifft weiters Rollen, mit denen Laufkatzen von Transportanlagen an Schienen geführt werden können. Derartige Rollen werden bevorzugt für die erfindungsgemäße Transportanlage verwendet, sie können aber auch bei anderen Transportanlagen als jenen der Erfindung, nämlich Transportanlagen der im einleitenden Teil des unabhängigen Anspruchs 19 genannten Gattung verwendet werden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.

Es zeigt:

• Fig. 1 im Querschnitt eine Schiene zur Erläuterung der Begriffe "Fahrbereich" und "Sperrbereich";
• Fig. 2 im Querschnitt eine Schiene mit an dieser geführten Laufkatze (schematisch);
• Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Verzweigung;
• Fig. 3a einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 3;
• Fig. 4a eine vertikal aufgehängte Schiene mit Transportwagen und einen Antrieb zum Verdrehen der Laufkatze (schematisch);
• Fig. 4b eine Schiene mit schräger Aufhängung und mit Transportwagen;
• Fig. 4c die Stellung der Laufkatze beim Überfahren einer Verzweigung;
• Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für den Transportwagen;
• Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel;
• Fig. 7 in Schrägansicht eine Verzweigung einer Schiene;
• Fig. 8 eine Laufkatze in der Stellung zum Fahren auf den in Fig. 8 linken Schienenast der Verzweigung;
• Fig. 9 das Schrägstellen von Rollen durch einen Stellantrieb;
• Fig. 10 schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Steuerung einer erfindungsgemäßen Transportanlage;
• Fig. 11 schematisch eine Transportanlage beim Befahren eines gekrümmten Abschnittes einer Schiene;
• Fig. 12 in Seitenansicht eine für die erfindungsgemäße Transportanlage bevorzugte Rolle;
• Fig. 13 die Rolle aus Fig. 12 im Axialschnitt;
• Fig. 14 eine andere Ausführungsform einer Rolle für eine Transportanlage, teilweise geschnitten;
• Fig. 15 die Rolle von Fig. 14 in anderer Ansicht und teilweise geschnitten;
• Fig. 16 eine vergrößerte Einzelheit der Rolle von Fig. 14 und Fig. 15.
• Fig. 17 einen waagrechten Längsschnitt einer Verzweigung einer abgeänderten Ausführungsform und
• Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie XVIII-XVIII in Fig. 17.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine zylinderförmige Schiene 1, wobei in Fig. 1 der Fahrbereich "FB" einerseits und der Sperrbereich "SB" anderseits eingezeichnet sind. Der Fahrbereich FB umschließt die Trägerschiene 1 um mehr als 180° und wird mindestens so groß gewählt, um ein problemloses Befahren der Schiene 1 durch eine Laufkatze 2 eines Transportwagens zu erlauben. Der Sperrbereich SB ist der Bereich, in dem an der Schiene 1 Aufhängungen befestigt sein können.

In Fig. 2 ist gezeigt, dass eine Laufkatze 2, an der ein in Fig. 2 nicht gezeigter Transportwagen abgehängt ist, einen Schlitz 3 aufweist, so dass sich die Laufkatze 2 nicht in den Sperrbereich SB erstreckt. In der Laufkatze 2 sind wenigstens drei Rollen 4 drehbar gelagert, wovon wenigstens eine Rolle 4 angetrieben sein kann, wenn wenigstens eine der Rollen 4 auch für den Antrieb des Transportwagens zum Bewegen desselben entlang der Schiene 1 dient. Es ist gezeigt, dass die Rollen 4 in der Laufkatze 2 so angeordnet sind, dass sie bezogen auf die Achse der Schiene 1 voneinander einen Winkelabstand von etwa 120° aufweisen, wobei die zwei äußeren Rollen 4 im Bereich der Ränder 5 des Schlitzes 3 in der Laufkatze 2, also knapp ausserhalb des Sperrbereiches SB, angeordnet sind.

Eine in der erfindungsgemäßen Transportanlage vorgesehene Verzweigung 8 der Schiene 1, von der zwei Schienenäste 6 und 7 ausgehen, ist in einer ersten Ausführungsform in den Fig. 3 und 3a dargestellt. Es ist ersichtlich, dass an der Verzweigung 8, von der die zwei Schienenäste 6 und 7 ausgehen, an der Ober- und an der Unterseite Nuten 9 und 10 vorgesehen sind, so dass auch im Bereich der Verzweigung 8 die, im Ausführungsbeispiel kreisrunde, Außenkontur der Schienenäste 6 und 7, insbesondere im Fahrbereich FB im wesentlichen erhalten bleiben. Die Nuten 9 und 10, die im Beispiel von Fig. 3 und 3a eine im wesentlichen V-förmige Querschnittsform besitzen, ergeben an der Ober- und an der Unterseite der Verzweigung 8 jeweils eine sich verjüngende Rippe 11, wobei die Flächen 12 der Rippen 11 einen Teil der im Bereich der Verzweigung 8 durch die Nuten 9 unterbrochenen Außenfläche des Schienenastes 6 und die andere Flächen 13 der Rippen 11 einen Teil der im Bereich der Verzweigung 8 durch die Nuten 10 unterbrochenen Außenfläche des Schienenastes 7 bilden. Die Nuten 9 und 10, die sich im Bereich des Zwickels 14 zwischen den Schienenästen 6 und 7 treffen (dort enden auch die Rippen 11), verlaufen parallel bzw. konzentrisch zu den Achsen 15 und 16 der Schienenäste 6 und 7. Da der Schienenast 6 gerade ist, sind auch die Nuten 10 gerade, wogegen die Nuten 9 entsprechend dem gekrümmten Schienenast 7 gekrümmt verlaufen.

In Fig. 4a ist eine Schiene 1 an einem nur schematisch angedeuteten Trageteil 20 über Aufhängungen 21 freitragend aufgehängt. Die Laufkatze 2 mit ihren Rollen 4 ist durch Verbindungselemente 22 (Fig. 5) mit einem Transportwagen 23 verbunden. Die Verbindungselemente 22 zwischen Transportwagen 23 und Laufkatze 2 sind so ausgebildet, dass die Laufkatze 2 um die Achse der Schiene 1 verdreht werden kann, wie dies durch den Doppelpfeil 24 in Fig. 4a verdeutlicht ist. Das Verdrehen der Laufkatze 2 erfolgt beispielsweise durch einen Stellantrieb 40 über eine Transmission, gebildet durch ein Zahnritzel 41 und einen Zahnkranz 42, der mit der Laufkatze 2 verbunden ist, ohne auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein.

Fig. 4a zeigt die Stellung der Laufkatze 2 beim normalen Befahren einer Schiene 1, wenn die Aufhängungen 21 von der Schiene 1 lotrecht nach oben ragen.

Fig. 4b zeigt in sinngemäßer Darstellung den Transportwagen 23 mit Laufkatze 2, wobei die Laufkatze 2 eine Drehstellung einnimmt, die es erlaubt, dass die Schiene 1 durch schräg nach oben verlaufende Aufhängungen 21 getragen wird. Das Verdrehen der Laufkatze 2 wird dadurch bewerkstelligt, dass während der Fahrbewegung der Laufkatze 2 der Transportwagen 23 über den Stellantrieb 40 seitlich ausgelenkt wird und der Gesamtschwerpunkt B gebildet durch den Schwerpunkt des Transportwagens 23, sowie seiner Zuladung A zu seiner lotrechten Gewichtskomponente C eine Querkraft D entwickelt, welche die Laufkatze 2 zu einer Drehbewegung veranlaßt, bis die Stellung(Fig. 4c) erreicht ist, in der die eine Rolle 4 die in Fig. 4c mit H bezeichnete Lage einnimmt, und der Transportwagen 23 wieder die lotrechte Stellung einnimmt.

In Fig. 4c ist die Situation beim Überfahren einer Verzweigung 8 (Weiche) dargestellt. Die Sollposition H wurde erreicht. Der Stellantrieb 40, sowie der Transportwagen 23 sind drehmoment-neutral.

Es ist ersichtlich, dass die Laufkatze 2 so weit verdreht worden ist, dass die mittlere Rolle 4 der drei Rollen 4, die in der Laufkatze 2 drehbar gelagert sind, von der Seite her an der Fläche 17 des (geraden) Schienenastes 6 anliegt, die dem gekrümmten Schienenast 7 gegenüberliegt. Dadurch werden die beiden anderen Rollen 4 der Laufkatze 2 entlang der Flächen 12 der sich verjüngenden Rippe 11 in den Nuten 10 geführt und der Transportwagen 23 bewegt sich auf dem (gerade verlaufenden) Schienenast 6 weiter.

Würde hingegen die Laufkatze 2 so verdreht sein, dass die mittlere Rolle 4 der drei Rollen 4 in der Laufkatze 2 an der krümmungsinnenseitigen Fläche 18 des gekrümmten Schienenastes 7 (Fig. 3) anliegt und sich entlang dieser Fläche 18 bewegt, würden die beiden anderen Rollen 4 an den Flächen 13 der Rippen 11 entlang abrollen und der Transportwagen 23 würde auf den gekrümmten Schienenast 7 fahren.

Die Fig. 9 zeigt die Verstellmöglichkeit der Rollen 4 über einen eigenen Stellantrieb 50. Durch Schrägstellen der Rollen 4 um den Stellwinkel I gegenüber der Achse 15 der Schiene 1 bewegen sich die Rollen 4 entlang von Schraubenlinien K, sodass die Laufkatze 2 bei Bewegung entlang der Schiene 1 eine Drehbewegung ausführt.

Durch entsprechendes Betätigen des Stellantriebes 50 läßt sich die Laufkatze 2 gezielt und aktiv in die gewünschten Drehstellungen bewegen, so dass Aufhängungen ausgewichen, eine Verzweigung 8 mit dem linken Schienenast 6 oder mit dem rechten Schienenast 7 befahren werden kann.

Fig. 9 zeigt beispielhaft einen Antrieb 55 für die Rolle 4.

Bei der Transportanlage ist vorteilhaft, dass die Laufkatze 2, die mit einem Schlitz 3 versehen ist, ihre Drehlage auf der im Querschnitt kreisrunden Schiene 1 durch den Antrieb 40 oder den Stellantrieb 50 selbst bestimmen kann, um die Fahrtrichtung auf Verzweigungen 8 der Schiene 1 auszuwählen oder um Aufhängungen 21 auszuweichen. Die Laufkatze 2 kann dabei mit einer an Sensoren gekoppelten, elektronischen Steuerung versehen sein, die es ihr erlaubt, an jeder Position der Schiene 1 die gewünschte Drehlage einzunehmen.

Die Fig. 10 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung des Steuer- und Regelkreises eines Transportwagens 23. Die Laufkatze 2 bzw. der Transportwagen 23 ist sowohl mit einer Positionssensorik M als auch mit einer Lagesensorik N und mit einer (elektronischen) Steuereinrichtung O versehen. Weiters verfügt die elektronische Steuereinheit über Informationen über die Beschaffenheit der Strecke (Schiene 1) entweder in einem Fahrtstrecken-Speicher P oder sie wird mit diesen Informationen während der Fahrt, beispielsweise über ein Telemetriesystem Q versorgt, um den jeweils gewünschten Sollwert R der Lage der Laufkatze 2 zu bestimmen. Eine Lage-Regelung S vergleicht den von der Lagesensorik N laufend erfaßten Istwert der Lage T und erzeugt bei Abweichungen vom Sollwert ein Regelsignal U für den Stell-Antrieb E (beispielsweise den Antrieb 40 oder den Stellantrieb 50).

Insbesondere erlaubt die Möglichkeit die Rollen 4, z.B. durch einen Stellantrieb 50 schräg zu stellen, eine sehr präzise Führung und Lageregelung der Laufkatze 2 auf der Schiene 1. Damit ergibt sich die Möglichkeit, durch eine Kurvensensorik V und eine Kurvensteuerung W die Rollen 4 sowohl beim Überfahren von Verzweigungen 8 der Schiene 1, als auch bei Kurvenfahrten (Fig. 11) durch Einstellung eines Anstellwinkels I exakt auf den durch die torusförmige Ausführung der Schiene 1 definierten, gekrümmten Laufbahnen zu führen.

Die Rollen 4 können damit nicht nur für das Verdrehen der Laufkatze 2 in die gewünschte Drehlage, z.B. der Sollposition H der Rolle 4 (Fig. 4c), schräg gestellt werden, sondern auch bei Kurvenfahrten, um beispielsweise Reibungsverluste klein zu halten. Dies ist insbesondere bei einer Ausführungsform einer Laufkatze 2 von Vorteil, bei der hintereinander zwei Gruppen von je drei Rollen 4 vorgesehen sind.

Die Steuerelektronik kann so ausgestaltet sein, dass sie die Anstellwinkel I der Rollen 4 so einstellt, dass gleichzeitig sowohl gewünschte Drehbewegungen der Laufkatze 2 ausgeführt werden, als auch eine Anpassung der Stellung der Rollen 4 an Kurven der Schiene 1 stattfindet.

Die Fig. 11 zeigt die Spurstellung der Rollen 4 auf einer (kreisförmig) gekrümmten Schiene 1 entsprechend dem zuvor beschriebenen Regelverhalten.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verzweigung 8 einer Schiene 1, bei der beide Schienenäste 6 und 7 gekrümmt sind. In dem in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Nuten 9 und 10 anders als in Fig. 3 nicht im wesentlichen V-förmig, sondern im wesentlichen U-förmig, so dass mehr Raum für den Durchtritt von Rollen 4 der Laufkatze 2 gebildet ist. Es ist ersichtlich, dass auch hier an der Ober- und an der Unterseite der Verzweigung 8 sich verjüngende Rippen 11 vorliegen, deren Flächen 12 und 13 Teile der Außenflächen der Schienenäste 6 und 7 bilden.

Auch bei der Ausführungsform einer Verzweigung 8 gemäß Fig. 7 und 8 ist der Verlauf der Nuten 9 und 10, ganz gleich, ob es sich um V-förmige Nuten (wie in Fig. 3) oder U-förmige Nuten (wie in Fig. 7 und 8) handelt, so gewählt, dass sie jeweils parallel zu den Achsen der Schienenäste 6 und 7 verlaufen. Wogegen bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eine gerade Nut 10, die der Achse 15 des Schienenastes 6 entsprechend verläuft, und eine gekrümmte Nut 9 vorgesehen ist, die der Achse 16 des abzweigenden, gekrümmten Schienenastes 7 folgt, sind bei dem in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechend den zwei gekrümmten Schienenästen 6 und 7 beide Nuten 9 und 10 an der Ober- und an der Unterseite der Verzweigung 8 gekrümmt.

Fig. 8 zeigt die Stellung der Laufkatze 2 mit ihren Rollen 4, wenn der in Fig. 8 nach links abzweigende Schienenast 7 befahren werden soll. Es ist ersichtlich, dass die mittlere Rolle 4, an der vom anderen Schienenast 6 (der nicht befahren werden soll) abgekehrten Seite 18 des Schienenastes 7 anliegt und an dieser durchgehenden Fläche 18 geführt wird derart, dass die beiden anderen im Bereich der Ränder 5 des Schlitzes 3 in der Laufkatze 2 vorgesehenen Rollen 4 zunächst auf den Flächen 13 der sich verjüngenden Rippen 11 abrollen und schließlich auf den nach links abzweigenden Schienenast 7 gelangen.

Nachdem eine Verzweigung 8 überfahren worden ist, kann die Laufkatze 2 wieder in die Stellung nach Fig. 4a oder 4b zurückgedreht werden.

Fig. 5 zeigt beispielhaft eine praktische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportanlage mit einem Transportwagen 23 auf einer Schiene 1 und der drehbar gelagerten Laufkatze 2. Die Laufkatze 2 besitzt in dieser Ausführungsform drei Rollen 4, von denen zwei, beispielsweise durch den Antrieb 55 (Fig. 9), angetrieben sind. Vor und hinter den Rollen 4 sind in der Laufkatze 2 jeweils drei weitere, frei laufende und federnd aufgehängte Hilfsrollen 30 gelagert. Diese Hilfsrollen 30 erlauben trotz der Nuten 9 oder 10 ein ruhiges Überfahren von Verzweigungen 8. Des weiteren sind die Hilfsrollen 30 für das Stabilisieren des Transportwagens 23 in Fahrtrichtung vorteilhaft. Die Laufkatze 2 befindet sich in Fig. 5 in der Stellung gemäß Fig. 4b.

Die Verbindung des Transportwagens 23 mit der Laufkatze 2 wird durch zwei Aufhängungen 22 bewirkt, die in gekrümmten Schlitzen 24 in der Laufkatze 2 geführt werden. So ist durch den Antrieb 40 (Fig. 4a - c) oder durch Schrägstellen der Rollen 4 (Fig. 9) ein aktives Verdrehen der Laufkatze 2 gegenüber dem Transportwagen 23 und um die Achse der Schiene 1 möglich.

Fig. 6 zeigt nochmals, teilweise schematisch und beispielhaft eine praktische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportanlage mit einem Transportwagen 23, der für den Transport von Personen bestimmt ist.

Die Schienen 1 der Transportanlage können bevorzugt auf Stützen 21 oder auf Seilen 24 hängend montiert sein.

Die erfindungsgemäße Transportanlage besitzt in den in den Zeichnungen gezeigten und anhand dieser beschriebenen Ausführungsbeispiele Schienen 1, in denen Verzweigungen 8 vorgesehen sein können, wobei von den Verzweigungen 8 zwei Schienenäste 6 und 7 wegführen. Die Schiene 1 teilt sich also in zwei Schienenäste 6 und 7. Die Transportwagen 23 sind an den Schiene 1 bzw. den Schienenästen 6, 7 über Laufkatzen 2 mit wenigstens drei in den Laufkatzen 2 drehbar gelagerten Rollen 4 aufgehängt. Die Transportwagen 23 können beispielsweise durch Antreiben wenigstens einer der Rollen 4 entlang der Schiene 1 bzw. den Schienenästen 6 oder 7 bewegt werden.

Eine Verzweigung 8, in deren Bereich sich die Schiene 1 in zwei Schienenäste 6 und 7 teilt, weist an ihrer Oberseite und an ihrer Unterseite je zwei, beispielsweise im wesentlichen V- oder U-förmige, Nuten 9, 10, die symmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet sein können (z.B. oben und unten verschieden tief), auf, so dass die an den Transportwagen 23 vorgesehene, wenigstens eine Laufkatze 2 je nach ihrer Drehstellung auf den einen oder den anderen Schienenast 6 oder 7 fährt. Hiezu ist die (wenigstens eine) Laufkatze 2 mit dem Transportwagen 23 so verbunden, dass sie während der Fahrt um die Achse der Schiene 1 verdreht werden kann.

Die Laufkatze 2 umschließt wie beschrieben die Schiene 1 über die in ihr gelagerten Rollen 4 so weit, dass eine sichere Aufhängung der Transportwagen 23 auf der Schiene 1 gewährleistet ist. Der Schlitz 3 in der Laufkatze 2 ermöglicht einerseits das Überfahren von Verzweigungen 8 und anderseits das Vorbeibewegen an Aufhängungen 21 oder 25 der Schiene 1 oder an Hilfsschienen zur Stromzuführung.

Die erfindungsgemäße Transportanlage ist besonders für den vollautomatisierten Betrieb mit weit verzweigten, komplexen Schienennetzen geeignet. Ausführungen der Transportanlage können hiefür mit allen erforderlichen Komponenten, wie Positionssensorik, Telemetrie sowie Computeranlagen, für die vollautomatische Überwachung und Steuerung (auch des Verdrehens der Laufkatze) ausgerüstet werden. Die Transportwagen können mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet werden, wobei die Versorgung des Antriebes mit Strom durch Batterien, Akkumulatoren oder durch zusätzliche Stromschienen möglich ist. Wenn die erfindungsgemäße Transportanlage zwei parallel verlaufende Schienen 1 aufweist, können diese auch für die Versorgung des Antriebes der Transportwagen mit elektrischer Energie herangezogen werden.

Von besonderer Bedeutung und besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Transportanlage ist es, dass die Verzweigungen 8 ohne bewegliche Teile ausgebildet sind, so dass, anders als bei Weichen mit beweglichen Teilen, keine Wartungsarbeiten und Störungen durch Verschmutzung oder Umwelteinflüsse (z.B. Regen, Schnee, Eis) zu befürchten sind.

Das erfindungsgemäße Prinzip einer Transportanlage kann auch für Stromabnehmer verwendet werden. Die Schiene ist in diesem Fall stromführend und die Laufkatze 2 ist der Stromabnehmer, der mit dem Transportwagen 23 verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Transportanlage werden bevorzugt Rollen 4 aus Kunststoff mit gekrümmten Laufflächen verwendet, wobei sich die Auflagefläche der Rollen 4 über einen bestimmten radialen Bereich von Schienen 1 erstrecken kann. Nachstehend werden beispielhaft solche Rollen 4 an Hand der Fig. 12 bis 16 beschrieben.

Rollen 4 aus Kunststoff (z.B. ein Poly-Amid oder ein Polyurethan-Elastomer) sind aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften, wie geräuscharmer Lauf, hohe Belastbarkeit, kostengünstige Herstellung, vorteilhaft.

Fig. 12 zeigt eine Rolle 4'mit einer konkaven, kreisbogenförmig gekrümmten Lauffläche 60. Die Rolle 4 besteht aus einem aus elastischem Kunststoff gefertigten Laufring 61, der in Fig. 12 bis 16 kreuzschraffiert gekennzeichnet ist, und einem mit einer zentrischen Achsbohrung 63 versehenen Laufkörper 62, der aus Kunststoff oder Metall gefertigt werden kann. Laufkörper 62 und Laufring 61 sind miteinander kraftschlüssig verbunden, wie dies beispielsweise durch Aufspritzen des Laufringes 61 auf den Laufkörper 62 erreicht werden kann. Die Rolle 4 bewegt sich auf einer Schiene 1 mit kreisförmigem Querschnitt, so dass die Rolle 4 mit der Schiene 1 über eine kreisbogenförmig gekrümmte Lauffläche 60 in Berührung steht. Größe und Form der Kontaktfläche zwischen Lauffläche 60 und Schiene 1 hängen von der Elastizität sowie der Druckbelastung des Laufringes 61 im Kontaktbereich ab.

Besitzt eine Rolle 4 eine gekrümmte Lauffläche 60, wie es beispielsweise bei Schienen 1 mit kreisförmiger Querschnittsform der Fall ist, so ergibt sich der Effekt, dass Kontaktpunkte mit unterschiedlichen radialen Abständen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten und damit unterschiedliche Fahrwege aufweisen. Dies kann, insbesondere bei elastischen Laufringen 61, zu Reibungsverlusten, die bei ungünstigen Verhältnissen zur Erhitzung der Rollen 4, zu reduzierter Haftung und gegebenenfalls sogar zur Beschädigung der Rolle 4 führen.

Die Höhe der Reibungsverluste hängt von den geometrischen Verhältnissen (Krümmung des Schienenquerschnitts, Durchmesser der Rolle), sowie von den Belastungsverhältnissen und der Elastizität des Materials der Rolle 4 an der Lauffläche 60 ab. Generell wird ein höherer Anpreßdruck, wie er insbesondere bei angetriebenen bzw. gebremsten Rollen 4 zur Übertragung der Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte benötigt wird, zu einer Vergrößerung der Kontaktfläche und damit zu größeren Reibungsverlusten aufgrund unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeiten führen. Rollen 4 herkömmlicher Bauart können daher für bestimmte Einsatzfälle nur bedingt geeignet sein.

Die im Rahmen der Erfindung bevorzugt verwendbaren Rollen 4 mit gekrümmten Laufflächen 60 sind derart ausgestaltet, dass einerseits Reibungsverluste minimiert werden, anderseits die Haftung zur Übertragung von Kräften (z.B. Antriebs- oder Bremskräfte) vergrößert wird.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer Rolle 4. Hiebei ist die Lauffläche 60 des Laufringes 61 in Abschnitte 65 und 66 unterteilt, wobei die Abschnitte 65 an den beiden Außenbereichen und der Abschnitt 66 im Mittenbereich der Lauffläche 60 angeordnet ist. Die äußeren Abschnitte 65 sind durch Vertiefungen 68 (Ringnuten) vom mittleren Abschnitt 66 getrennt. Die Abschnitte 65 weisen aufgrund des größeren Durchmessers der Lauffläche 60 im Außenbereich eine höhere radiale Umfangsgeschwindigkeit auf als der Abschnitt 66. Wenn die Rolle 4 an der Schiene 1 abrollt, kommt es daher zu einer elastischen Verformung im Bereich der Lauffläche 60 des Laufringes 61. Zur Aufnahme dieser Verformung ist der mittlere Abschnitt 66 aus entlang des Umfangs angeordneten, quer zur Laufrichtung stehenden Lamellen 67 gebildet.

Fig. 16 zeigt einen Detailausschnitt der Rolle 4 von Fig. 14 und 15, wobei der Abrollvorgang bei einer Fahrt in Richtung des Pfeiles 70 gezeigt ist. Es wurde ein Anpreßdruck angenommen, der zu einer Kontaktfläche führt, die sich über drei Lamellen 67 erstreckt. Weiters wurde davon ausgegangen, dass die Relativgeschwindigkeit der Rolle 4 zur Schiene 1 durch die nicht profilierten Abschnitte 65 des Laufringes 61 bestimmt wird, die eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die des mittleren Abschnittes 66 haben. Die im Kontaktbereich liegenden Lamellen 67 biegen sich aufgrund der geringeren Umfangsgeschwindigkeit entgegen der Fahrtrichtung (Pfeil 70) nach hinten. Diese Verformung führt zu einer Erhöhung des Anpreßdrukkes an den Lamellen-Vorderkanten, wodurch die Haftung der Lamellen 67 an der Schiene 1, insbesondere wenn die Rolle 4 angetrieben ist, vergrößert wird. Aus Fig. 16 ist ersichtlich, dass die Profilgebung zu einer Verkleinerung der für die Verformung des Laufringes 61 im Oberflächenbereich erforderlichen Energie gegenüber einem nicht profilierten Laufring 61 führt. Dadurch können die Reibungsverluste deutlich reduziert, die Haftung der Rolle 4 an der Schiene 1 jedoch vergrößert werden.

Der Laufring 61 kann einstückig oder mehrteilig aus Kunststoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften (Härte, Haftreibung an der Schiene 1) sein. Beispielsweise können die äußeren Abschnitte 65 des Laufringes 61 aus härterem Kunststoff und der mittlere Abschnitt 66 aus weicherem Kunststoff bestehen.

Die Voraussetzung, dass nach einer Verzweigung 8 der linke oder rechte Schienenast 6 oder 7 sicher und kollisionsfrei befahren werden kann ist, dass die Laufkatze 2 mit Sicherheit und vollständig in die richtige Lage gedreht worden ist.

Für Transportanlagen, die ausschließlich für den Lastentransport bestimmt sind, sind ein elektronisches Lagekontrollsystem und elektronische Sicherheitseinrichtungen ausreichend. Für Transportanlagen, die dem Personentransport dienen, kann im Bereich von Verzweigungen eine Kontrolle und Sicherung der richtigen Drehlage vorgesehen sein.

Um sicherzustellen, dass nach dem Verdrehen der Laufkatze 2 vor einer Verzweigung 8 auch bei Ausfall der Steuerung oder der Stellantriebe die Sollposition der Laufkatze 2 erhalten bleibt, sind in einer Ausführungsform in die neutralen Zonen der Schiene 1 und der Schienenäste 6, 7 (das sind jene Bereiche, an denen die mittlere Rolle 4 abrollt, sobald die Laufkatze 2 in die Solllage (z.B. Fig. 4c und Fig. 8) gedreht worden ist) Nuten 102, 103 vorgesehen. Ein Rastmittel 100, das entweder als Gleitstück oder als Rolle ausgebildet sein kann und an der Laufkatze 2 angeordnet ist, greift je nach Drehlage der Laufkatze 2 in die eine oder die andere Nut 102, 103 ein.

Bei Eingriff des Rastmittels 100 in die Nut 102 oder 103 (je nach Drehstellung der Laufkatze 2) erfolgt eine Rückmeldung über ein dem Rastmittel 100 zugeodnetes Schaltelement 102 an die Steuerung, dass die Sollposition zum Befahren des linken Schienenastes 6 oder des rechten Schienenastes 7 erfolgreich eingenommen wurde und dass das Rastmittel 100 in der Nut 102 oder 103 eingreift und beispielsweise in dieser Lage verriegelt wurde. Ist dies gegeben, wird die Laufkatze 2 für das weitere Befahren der Verzweigung 8 freigegeben. Dadurch ist sichergestellt, dass nach diesem Vorgang keine Störung in der Lage ist, die Laufkatze 2 an einem gefahrlosen Befahren der Verzweigung 8 zu hindern.

Nach Verlassen der Verzweigung 8 wird durch das Auslaufen der Nuten 102, 103 an ihren Nutenden 104 das Rastmittel 100 entriegelt und die Laufkatze 2 kann wieder verdreht werden, so dass über die Steuerung ein Zurückdrehen der Laufkatze 2 in ihre Normaldrehlage (Fig.4a) eingeleitet werden kann.

Erfolgt die Rückmeldung über den Eingriff des Rastmittels 100 nicht an einer entsprechenden Stelle der Schiene 1 vor einer Verzweigung 8, wird eine Notbremsung eingeleitet, welche die Laufkatze 2 mit der Kabine 23 noch vor dem Erreichen der Verzweigung 8 und der möglichen Kollision anhält. Daher ergibt sich, dass die Nuten 102, 103 eine Länge haben sollten, die der Länge der Verzweigung 8 selbst vermehrt um den 2-fachen Bremsweg bei maximaler Geschwindigkeit, maximaler Beladung und minimaler Haftreibung der Rollen 4 (bei nassem Gleiskörper) entspricht.

Die Prüfung der richtigen Drehlage der Laufkatze 2 relativ zur Schiene 1 insbesondere vor dem Befahren einer Verzweigung 8 kann auch berührungslos erfolgen. Bei dieser Ausführungsform sind an der Schiene 1 Leitlinien, beispielsweise in Form optisch, kapazitativ oder magnetisch erfassbarer Streifen, vorgesehen und in der Laufkatze 2 ist ein den Streifen erfassender Sensor angeordnet, der bei in die gewünschte Drehlage verdrehter Laufkatze 2 ein entsprechendes Signal an die Steuerung abgibt.

Zusammenfassend kann ein Beispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:

Eine Transportanlage besitzt wenigstens eine, vorzugsweise auf Stützen oder auf Seilen hängend aufgehängte, Schiene 1, an der über wenigstens eine Laufkatze 2 Transportwagen 23 verfahrbar sind. In den Laufkatzen 2 der Transportwagen 23 sind mehrere Rollen 4 vorgesehen und die Laufkatze 2 ist um die Achse der Schiene 1 gegenüber dem Transportwagen 23 aktiv verdrehbar.

In der Schiene 1 sind Verzweigungen 8 vorgesehen, in denen sich die Schiene 1 in zwei Schienenäste 6 und 7 teilt. Im Bereich der Verzweigung 8 liegt eine Verschneidung der Außenflächen der Schienenäste 6 und 7 vor, so dass im Bereich der Verzweigung 8 an der Oberseite und an der Unterseite wegen der Verschneidung je zwei Nuten 9, 10, die sich im Bereich des Zwickels 14 zwischen den Schienenästen 6, 7 treffen, vorgesehen sind. Zwischen den Nuten 9, 10 liegt an der Oberseite und an der Unterseite je eine sich verjüngende Rippe 11 vor, deren Flächen 12, 13 Teile der Mantelflächen der Schienenäste 6, 7 im Bereich der Verzweigung 8 sind.

Durch aktives Verdrehen der Laufkatze 2 gegenüber dem Transportwagen 23 kann bestimmt werden, auf welchen der beiden Schienenäste 6 und 7 sich der von der Schiene 1 her auf die Verzweigung 8 fahrende Transportwagen 23 bewegt.

In den Laufkatzen 2 können Rollen 4 mit einem aus elastischem Kunststoff hergestellten Laufring 61 mit einer gekrümmten, der Schiene 1 im Querschnitt angepaßten, Lauffläche 60 verwendet werden. Der Laufring 61 ist in radiale Abschnitte 65, 66 geteilt, wobei der mittlere Abschnitt 66 lamellenförmig profiliert ist. Dadurch können Reibungsverluste, die aufgrund unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeiten im Kontaktbereich der Lauffläche 60 auftreten, reduziert und die Haftung der Rolle 4 auf der Schiene 1 vergrößert werden.