TRANSPORTANLAGE

Transportanlage

Die Erfindung betrifft eine Transportanlage mit wenigstens einer Schiene und mit wenigstens einem Transportwagen, der über wenigstens eine Laufkatze auf der Schiene verfahrbar ist.

Transportsysteme, insbesondere Ein-Schienen-Transportsysteme für Personen oder Waren, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt .

Unter diesen Ausführungsformen gibt es Anlagen, bei welchen Transportwagen hängend entlang der Schiene verfahrbar sind (AT 410 108 B, EP 1 299 276 A, DE 42 01 468 A) . Es sind auch Anlagen bekannt, bei denen Transportwagen auf der Schiene fahren, wie beispielsweise Magnetschwebebahnen. Weitere Anwendungsgebiete von EinSchienen-Transportanlagen finden sich in Vergnügungsparks und als Material-Transportanlagen in Fabriken.

Trotz vieler günstiger Eigenschaften haben sich Ein-Schienen- Transportanlagen gegenüber herkömmlichen Bahnanlagen kaum durchsetzen können. Ein Grund hiefür ist, dass bisher wenige einfache und zuverlässige Lösungen für die Verwirklichung einer Verzweigung (Weiche) der Schienen vorgeschlagen worden sind.

Die AT 410 108 B enthält einen ersten Vorschlag einer Verzweigung bei Verwendung von rohrförmigen Trägerschienen, die keinerlei mechanische Teile enthält. Die vorgeschlagene Verzweigung kann bevorzugt für Hängebahnen eingesetzt werden. Sie hat allerdings den Nachteil, dass vor und nach der Verzweigung völlig freitragende Schienenstrecken notwendig sind, damit die Laufkatze verschwenkt werden kann. Dies schränkt die erreichbare Höchstgeschwindigkeit für das Überfahren von Verzweigungen stark ein, und zwar auch für die geraden Zweige von Verzweigungen. Darüber hinaus erschwert diese Einschränkung das Herstellen der Trägerkonstruktion und vergrößert den Platzbedarf für das System.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Transportanlage der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, bei der Verzweigungen (Gabelungen, Weichen) ohne bewegliche Teile ausgeführt sind und die Nachteile der bekannten Anlagen vermieden sind.

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

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Transportanlage sind _

auf, vorzugsweise zylinderförmigen (insbesondere im Querschnitt im Wesentlichen kreisrunden) , als gerade oder gekrümmte ^' Stäbe oder Rohre ausgeführten Trägerschienen, die am Boden oder an einem Trägergerüst befestigt sein können, vorzugsweise mit einem Fahrantrieb ausgerüstete, Transportwagen über Laufkatzen verfahrbar.

Zusätzlich zur Trägerschiene ist eine Führungseinrichtung, beispielsweise bestehend aus mindestens einer aus Rohren oder Stäben ausgeführten Führungsschiene, vorgesehen, welche die Laufkatze und den darauf befindlichen Wagen hält, um ein Abkippen desselben zu verhindern.

Bei der erfindungsgemäßen Transportanlage sind Verzweigungen dadurch gebildet, dass sich die Schiene im Bereich der Verzweigung oder Gabelung in zwei Schienenäste teilt, wobei im Bereich der Verzweigung die, vorzugsweise kreisrunde, Querschnittsform beider im Bereich der Verzweigung auseinander laufenden Schienenäste erhalten bleibt oder in einer möglichen Ausführungsform nur durch (kleine) Nuten leicht eingeschränkt wird. Die Nuten können im Verzweigungsbereich in Richtung der Längserstreckung der beiden Schienenäste in der Regel an der Oberseite der Schienenäste vorgesehen sein und sich im Zwickel der Verzweigung treffen. Die Nuten erleichtern es, das im verschwenkten Zustand der Laufkatze jeweils obere Rad über die Verzweigung zu führen und bilden zwischen sich eine sich verjüngende Rippe, deren Seitenflächen Teile der Außenkontur der von der Verzweigung wegführenden Schienenäste sind. Mit der erfindungsgemäßen Ausführung der Verzweigung können symmetrische Verzweigungen und asymmetrische Verzweigungen, dh rechte und linke Weichen, gebildet werden.

Im Rahmen der Erfindung verwendete Transportwagen besitzen in einem Ausführungsbeispiel wenigstens eine Laufkatze, welche die Schiene nur teilweise umgreift und an dieser, beispielsweise über wenigstens zwei Rollen, geführt ist. Dabei sind diese Rollen vorzugsweise in einem Winkelabstand zwischen 90 ^° und 120° voneinander angeordnet. In praktischen Ausführungsformen werden vorzugsweise je zwei Rollen hintereinander angeordnet, um eine gute Laufeigenschaft der Laufkatze zu erreichen.

Weiters ist bei der erfindungsgemäßen Transportanlage in einem Ausführungsbeispiel ein Teil der Laufkatze, der im Folgenden Antriebseinheit genannt wird, gegenüber dem Transportwagen um eine Achse verdrehbar, die mit der Achse der Schiene zusammenfällt. Dies erlaubt es im normalen Fahrbetrieb die Antriebseinheit beispiels- weise nach oben weisend auszurichten, oder so zu verdrehen, dass entweder die linke oder rechte Rolle bei der Überfahrt über eine Verzweigung an der Oberseite der Verzweigung beziehungsweise durch die vorgesehene Nut fährt. Durch das Verdrehen der Antriebseinheit 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 dem die nach unten verschwenkte Rolle geführt wird. Sind keine Nuten vorhanden, so wird die Antriebseinheit soweit verschwenkt, dass die Laufrolle bei der Überfahrt über den abgehenden Schienenast nicht in unzulässiger Art und Weise nach oben gehoben wird. Das obere Rad der Antriebseinheit kann hierbei bis in die vertikale Position oder sogar noch darüber hinaus verschwenkt werden. Ist nun die Summe aus dem halben Winkelbereich, den die Antriebseinheit einnimmt, und dem Schwenkwinkel von der neutralen Lage in jene Lage, die für die Überfahrt einer Weiche benötigt wird, kleiner als 180°, so steht Raum für die Anbringung von Abstützungen des Trägerrohres auch im Bereich der Verzweigung zur Verfügung. So ist mit der Erfindung eine Transportanlage geschaffen, bei der durch Verdrehen der Antriebseinheit bestimmt werden kann, auf welchem von einer Verzweigung ausgehenden Schienenast der Transportwagen fährt, wenn er über eine Verzweigung fährt, ohne dass im Bereich der Verzweigung selbst auch nur ein beweglicher Teil vor- gesehen ist. Es genügt die Antriebseinheit so zu verdrehen, dass sie sich und damit der Transportwagen auf den jeweils ausgewählten Schienenast der Schienenverzweigung bewegt. Weiters kann die Trägerschiene an jedem Punkt nach unten abgestützt werden, die Konstruktion ist daher ausschließlich durch die statischen Gegebenheiten bestimmt.

Das Verdrehen der Antriebseinheit kann beispielsweise durch einen motorischen Antrieb in der Laufkatze erfolgen oder durch Auslenken (Schrägstellen) der Laufrollen erreicht werden. Es können auch beide Verfahren kombiniert eingesetzt werden. Die Erfindung ist insbesondere für Ein-Schienen-Transport- anlagen geeignet, bei der die Transportwagen auf, dh oberhalb, der Schiene fahren. Die Antriebseinheit 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 mög- lieh, die Antriebseinheit an der Schiene durch Magnetkräfte zu führen .

Da das runde Trägerrohr (Schiene) keine Stabilisierung der Lage des Transportwagens zulässt, ist bei dieser Ausführungsform mit (kreis) runden Schienenquerschnitten erfindungsgemäß eine Führungs- einrichtung vorgesehen, die den Transportwagen stets (in vertikaler Lage) oberhalb der Schiene hält. Diese Führungseinrichtung ist an mindestens- einer Seite des Transportwagens vorgesehen. Die Lagestabilisierung kann vorzugsweise ebenfalls durch Laufrollen, aber auch durch Magnetkräfte erreicht werden. Bei Verwendung von Laufrollen, bevorzugt aus elastischem Material, ist es möglich, ein Paar von Rollen zu verwenden, deren Abstand quer zur Achsrichtung der Führungsschiene verändert werden kann. So können die beiden Laufrollen die Schiene durch Verringern ihres Abstands fest umschließen und die Lage des Transportwagens vollständig fixieren. Im Bereich von Ver- zweigungen kann es notwendig sein, die Führungsschiene auf beiden Seiten der Schiene bzw. Schienenäste anzubringen oder die Seite, an der sie angebracht ist, zu wechseln.

Durch Vergrößern des Abstands kann die Verbindung gelockert werden, um sie freizugeben, als auch ein Einlaufbereich hergestellt werden, um eine Führungsschiene zwischen die Rollen einzuführen und die Führung anschließend durch Verringern des Abstands der Rollen zu fixieren. Die Abstandsveränderung kann beispielsweise durch Verdrehen einer Gabel erreicht werden, an der die Führungsrollen angebracht sind. Die Führungsschiene gewährleistet einerseits, dass der Transportwagen oberhalb der Trägerschiene gehalten wird. Sie gewährleistet weiters eine seitliche Führung, die insbesondere bei Ausführungsformen der Erfindung ohne Nuten in der Trägerschiene hilfreich ist, den Transportwagen seitlich zu stabilisieren. Und sie erlaubt darüber hinaus, dass der Wagen in Kurven in einer gezielten Schräglage geführt wird, um Fliehkräfte auszugleichen. Dadurch sind höhere Fahrgeschwindigkeiten bzw. ein höherer Fahrkomfort für die Insassen möglich.

Der Antrieb des Transportwagens kann alternativ zum Rollen- antrieb an der Trägerschiene auch durch einen Antrieb an der Führungsschiene ausgeführt werden. Insbesondere ist auch die Anwendung von Linearmotoren als Antriebssysteme sowohl an der Träger- als auch an der Führungsschiene möglich.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Aus- _

führungsbeispiele an Hand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 in Draufsicht eine unsymmetrische Verzweigung, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie AA in Fig. 1, Fig. 3 eine symmetri- sehe Verzweigung, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie BB in Fig. 3, Fig. 5 eine asymmetrische Verzweigung in einer Ausführungsform ohne Nuten, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie CC in Fig. 5, Fig. 7 eine symmetrische Verzweigung in einer Ausführungsform ohne Nuten in den Schienen bzw. Schienenästen, Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie DD in Fig. 7, Fig. 9 eine verschwenkbare Abtriebseinheit, Fig. 10 die Antriebseinheit aus Fig. 9 im verschwenkten Zustand, Fig. 11 eine verschwenkte Antriebseinheit bei einer Ausführungsform mit Schienen bzw. Schienenästen ohne Nuten, Fig. 12 eine verschwenkte Antriebseinheit für eine Ausführungsform mit Schienen bzw. Schie- nenästen ohne Nuten, Fig. 13 einen Transportwagen, Fig. 14 einen Transportwagen beim Überfahren einer unsymmetrischen Verzweigung, Fig. 15 einen Transportwagen beim Überfahren einer Verzweigung, Fig. 16 einen Transportwagen beim Überfahren einer Verzweigung, Fig. 17 Führungselemente bei geöffneter Klammer, Fig. 18 Führungselemente bei geschlossener Klammer und Fig. 19 drei Transportwagen im Bereich einer asymmetrischen Verzweigung.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verzweigung ("Weiche"), ausgeführt als unsymmetrische Weiche bzw. Fig. 3 eine symmetrische Weiche mit Nuten 3. Die Trägerschiene 1 verzweigt sich in einen geraden und einen gebogenen Schienenast 2. An Hand der Schnittbilder (Fig. 2 und 4) ist zu erkennen, dass Nuten 3 nur an der Oberseite der Schienen 1 bzw. Schienenäste 2 angebracht sind. Zwischen den Nuten 3 bildet sich eine zum Zwickel zwischen den Schienenästen 2 hin verjüngende Rippe 4 aus, die, soweit möglich, die kreisrunde Außenkontur der Schienen 1 als Lauffläche weiterführt.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen erfindungsgemäße Verzweigungen ("Weichen"), ausgeführt als unsymmetrische Weiche (Fig. 5) bzw. symmetrische Weiche (Fig. 7) ohne Nuten in Schienen 1 und Schienenästen 2. In Fig. 9 ist gezeigt, dass eine verschwenkte Antriebseinheit 6, Teil der in Fig. 2 nicht gezeigten Laufkatze, mit mindestens zwei Rollen 5 die Laufkatze und einen darauf montierten Transportwagen an der Oberseite der Trägerschiene 1 entlangführt. Die Rollen 5 der Antriebseinheit 6 weisen einen Winkel von etwa 120' zueinander auf. Durch diesen Winkel wird die mögliche Traktion der Rollen 5 auf der Trägerschiene 1 vergrößert. Die gesamte Antriebseinheit 6 überdeckt einen Winkelbereich δ, der hier etwas unter 180° gewählt wurde. Im Bereich von Verzweigungen (Fig. 7) wird die Antriebseinheit 6 um den Schwenkwinkel σ um die Achse der Trägerschiene 1 geschwenkt (Fig. 10) . Der Schwenkwinkel σ wird so gewählt, dass die obere Rolle 5 beim Überfahren der Weiche durch die zugehörige Nut 3 hindurchbewegt wird. Solange δ/2 + σ < 180° ist, kann die Trägerschiene 1 in jeder Lage und Position der Antriebseinheit 6, dh auch im Bereich von Weichen, von unten unterstützt werden. Die gezeichnete Lage der Antriebseinheit 6 bewirkt eine Überfahrt über den geraden Ast der Weiche. Die Antriebseinheit 6 wird üblicherweise mit je zwei hintereinander liegenden Rollen 6 ausgerüstet sein.

Die Fig. 4 zeigt das Verschwenken der Antriebseinheit 6 bei Verzweigungen ohne Nuten 3 in den Schienen 1 und Schienenästen 2. Im allgemeinen wird hier der Schwenkwinkel σ größer gewählt als bei Vorhandensein von Nuten 3. In Fig. 11 wurde der Schwenkwinkel σ so groß gewählt, dass die Rolle 5 vollständig aus dem Bereich des rechten, abgehenden Schienenastes 2 herausgeschwenkt wurde. Der Transportwagen kann daher die Weiche zur Gänze auf der zylinderförmigen Oberfläche, dh ohne irgendeine Unebenheit, passieren. In diesem Fall wird die Lage (Seitenstabilität) des Transportwagens mit Hilfe einer Führungseinrichtung (Führungsschiene) gewährleistet werden, um das Abrutschen des Transportwagens von der Schiene 1 zu verhindern.

In Fig. 12 wurde die Antriebseinheit 6 etwas weniger weit verschwenkt. Es werden zylinderförmige elastische Rollen 5 verwendet, die sich dem Querschnitt der Schiene 1 und der Schienenäste 2 auf Grund ihrer Elastizität anpassen. Bei der Überfahrt über den rechten, abgehenden Schienenast 2 wird dieser die Rolle 5, speziell an der rechten Seite, etwas stärker quetschen und dadurch eine leichte Unebenheit spürbar werden. Auch in diesem Fall ist die Erhöhung der Seitenstabilität des Transportwagens durch die Führungsschiene vorteilhaft. Durch geeignete Wahl des Verschwenkwin- kels, der Elastizität der Rollen 5 und der Größe der Nuten 3 kann das Verhalten beim Überfahren über die Verzweigungen optimiert werden.

Die Fig. 13 zeigt den Transportwagen 8 auf der Laufkatze 7 sowie die Trag- und Führungselemente. Laufkatze 7 und Antriebseinheit 6 sind relativ zueinander drehbar miteinander verbunden, wobei die Drehachse im Idealfall die Achse der Schiene 1 (Trägerrohr) ist. Es können ein oder zwei Antriebseinheiten 6 vorgesehen werden. Bei zwei Antriebseinheiten 6 werden diese als Drehgestelle gelagert, um die Führung durch Kurven der Schiene 1 zu gewährleisten (nicht gezeichnet) . Im Bild wird der Wagen ausschließlich von der rechten Führungsschiene 9 und über zwei als verschiebbare Klammern wirkende Führungsrollen 10 gehalten.

In Fig. 14 ist das Überfahren einer unsymmetrischen Weiche mit Schiene 1 und Schienenast 2 dargestellt. Die Antriebseinheit 6 ist nach links verdreht, sodass der Transportwagen 8 entlang des geraden Astes der Weiche fährt. Er wird bei der gezeichneten Situation von der rechten und der linken Führungsschiene 9 gehalten.

Die Fig. 15 und 16 zeigen weitere Situationen der Überfahrt über eine Weiche. Fig. 15 die Überfahrt über eine symmetrische Weiche und Fig. 16 die Überfahrt über den gebogenen Schienenast 2 einer unsymmetrischen Weiche. Die Fig. 17 zeigt die hier als Rollen ausgebildeten Führungselemente 10. Das Öffnen der Klammer (Fig. 17) bewirkt einen Einlauf, der Toleranzen in der Position der Führungsschiene 9 zulässt. Durch Schließen der Klammer (Fig. 18) werden die Rollen 10 an die Führungsschiene 9 gepresst und die Lage des Transportwagens 8 fixiert. Das Öffnen und Schließen der Klammer kann beispielsweise durch Rotation der Rollenaufhängung oder translatorische Bewegung der Rollen erreicht werden.

Die Fig. 19 zeigt schematisch die Fahrpositionen von drei Transportwagen 8 auf der Trägerschiene 1, die Fahrtrichtung ist in Richtung des Pfeils angenommen. Der in Fig. 19 linke Wagen 8 hat die Antriebseinheit 6 für die Überfahrt über die Weiche am geraden Schienenast 2 verschwenkt, und befindet sich bereits in jenem Bereich der Verzweigung, in dem Führungsschienen 9 auf beiden Seiten der Trägerschiene 1 angebracht sind. Er hält während der gesamten Überfahrt über die Weiche die obere Klammer 10 geschlossen und die untere geöffnet. Der in Fig. 19 mittlere Wagen 8 befindet sich gerade auf der Abzweigung des gebogenen, rechten Schienenastes 2. Er hat die Antriebseinheit 6 entsprechend verschwenkt und kurz vor der Weiche die untere Klammer geschlossen, danach die obere geöffnet. Der in Fig. 19 rechte Wagen 8 hat die Weiche bereits überfahren und die Antriebseinheit 6 in die Normallage zurückgeschwenkt.

Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:

Eine Transportanlage besitzt wenigstens eine, vorzugsweise am Boden oder auf einem freitragenden Gerüst aufgehängte Schiene 1, an der über wenigstens eine Laufkatze 7 Transportwagen 8 verfahrbar sind, sowie auf mindestens einer Seite eine Führungseinrichtung 9, 10, die die Lage und Position des Transportwagens 8 oberhalb der Schiene 1, 2 stabilisiert. In den Laufkatzen 7 der Transportwagen 8 ist eine Antriebseinheit 6 mit mehreren Laufrollen 5 vorgesehen, die um die Achse der Schiene 1 gegenüber der Laufkatze 7 verschwenkbar ist.

In der Schiene 1 sind Verzweigungen vorgesehen, in denen sich die Schiene 1 in zwei Schienenäste 2 gabelt. Im Bereich der Ver- zweigung können Nuten 3 an der oberen Fläche der Schienen 1 und Schienenäste 2 ausgebildet werden. Schwenkwinkel σ und Winkelabdeckung δ der Antriebseinheit 6 und Tiefe der Nuten 3, soferne vorhanden, sind gegenüber bisherigen Lösungen stark reduziert. Dadurch kann die Trägerschiene 1 auch an Verzweigungen nach unten abgestützt werden, und das Überfahren von Weichen wird erleichtert.

Das Verdrehen der Antriebseinheit 6 gegenüber der Laufkatze 7, die die Fahrtrichtung an der Weiche bestimmt, kann über einen größeren

Streckenbereich und damit bei höherer Fahrgeschwindigkeit erfolgen.

Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden:

Eine Transportanlage besitzt wenigstens eine, vorzugsweise am Boden oder auf einem freitragenden Gerüst aufgehängte Schiene 1, an der über wenigstens eine Laufkatze 7 Transportwagen 8 verfahrbar sind, sowie auf mindestens einer Seite eine Führungseinrichtung 9, 10, die die Lage und Position des Transportwagens 8 oberhalb der Schiene 1, 2 stabilisiert. In den Laufkatzen 7 der Transportwagen 8 ist eine Antriebseinheit 6 mit mehreren Laufrollen 5 vorgesehen, die um die Achse der Schiene 1 gegenüber der Laufkatze 7 verschwenkbar ist. In der Schiene 1 sind Verzweigungen vorgesehen, in denen sich die Schiene 1 in zwei Schienenäste 2 gabelt. Im Bereich der Verzweigung können Nuten 3 an der oberen Fläche der Schienen 1 und Schienenäste 2 ausgebildet werden. Schwenkwinkel σ und Winkelabdeckung δ der Antriebseinheit 6 und Tiefe der Nuten 3, soferne vorhan- den, sind gegenüber bisherigen Lösungen stark reduziert. Dadurch kann die Trägerschiene 1 auch an Verzweigungen nach unten abgestützt werden, und das Überfahren von Weichen wird erleichtert. Das Verdrehen der Antriebseinheit 6 gegenüber der Laufkatze 7, die die Fahrtrichtung an der Weiche bestimmt, kann über einen größeren Streckenbereich und damit bei höherer Fahrgeschwindigkeit erfolgen.