DE10060582A1 - Förderanlage zum Transport von Gegenständen sowie Sensoreinrichtung zur Verwendung in einer solchen Förderanlage - Google Patents

Abstract

Eine Förderanlage zum Transport von Gegenständen umfaßt mindestens ein sich beim Transport der Gegenstände bewegendes Teil (3), z. B. eine Rolle, eine Welle oder einen Schlitten. Eine Funksensoreinrichtung (7) erfaßt einen physikalischen Parameter in ihrer Umgebung, beispielsweise die Anwesenheit eines Gegenstands. Die von dem Sensor der Funksensoreinrichtung (7) erzeugten Signale werden von einer Schaltungsanordnung in elektrische Signale umgesetzt und über einen Sender einer zentralen Empfangsstation zur Weiterverarbeitung zugeleitet. Zur Unterstützung der Stromquelle für den Sensor und die Schaltungsanordnung dient eine Induktionsspule (10). Mindestens ein Permanentmagnet (4, 5) ist an dem sich bewegenden Teil (3) der Förderanlage in der Nähe der Induktionsspule (10) befestigt. Auf diese Weise wird beim Betrieb der Förderanlage durch Bewegen des bewegbaren Teils (3) in der Induktionsspule (10) eine Spannung erzeugt, die zur Stromversorgung der Funksensoreinrichtung (7) gleichgerichtet und in einem Akkumulator gespeichert werden kann. Die Funksensoreinrichtung (7) kann auf diese Weise ohne jeden Verkabelungsaufwand an praktisch jeder beliebigen Stelle innerhalb der Förderanlage montiert und bei Bedarf umgesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderanlage zum Transport von Gegenständen, insbesondere bei der Herstellung von Fahrzeugen, mit

• a) einem Rahmen;
• b) mindestens einem sich beim Transport der Gegenstände gegenüber dem Rahmen bewegenden Teil;
• c) mindestens einer Sensoreinrichtung, die ihrerseits aufweist:
  • a) einen Sensor, der einen in seiner Umgebung vorliegenden physikalischen Parameter erfaßt;
  • b) eine Schaltungsanordnung, welche die vom Sensor gelieferten Signale in verarbeitbare elektrische Signale umsetzt;
  • c) eine Stromquelle zur Versorgung des Sensors und/oder der Schaltungsanordnung mit elektrischer Energie;

sowie
eine Sensoreinrichtung zur Verwendung in einer solchen Förderanlage.

In Förderanlagen der eingangs genannten Art müssen häufig verschiedene physikalische Parameter erfaßt werden, nach denen die Förderanlage gesteuert wird. Als solcher physikalischer Parameter kommt insbesondere die Anwesenheit eines geförderten Gegenstands an einer bestimmten Stelle in Betracht. So müssen beispielsweise Hubstationen in Funktion gesetzt werden, wenn der Gegenstand eine bestimmte Position erreicht hat; Weichen müssen gestellt werden oder sonstige Vorgänge sind einzuleiten. Zu diesem Zweck werden als "Initiatoren" bezeichnete Sensoreinrichtungen eingesetzt, welche Sensoren enthalten, die auf den frag­ lichen überwachten physikalischen Parameter ansprechen und bestimmte Funktionen der Steuerung auslösen. Bekannte derartige Sensoreinrichtungen erhalten die zu ihrem Betrieb erforderliche elektrische Energie über Versorgungskabel zugeleitet; auch die von ihnen erzeugten Signale werden über elektrische Leitungen zu einem Zentralrechner abge­ führt, der die Gesamtanlage nach diesen Signalen steuert. Da bei großen Förderanlagen der hier interessierenden Art häufig an sehr weiten Wegstrecken hunderte derartige Sensoreinrichtungen installiert sind, ergibt sich ein außerordentlich großer Verkabelungsaufwand. Die bekannten Förderanlagen sind außerdem sehr unflexibel, da die Sensoreinrichtungen nicht ohne weiteres umgesetzt bzw. nicht ohne weiteres neue Sensoreinrichtungen an neuen Stellen innerhalb der Förderanlage angebracht werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Förderanla­ ge der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß Sensoreinrichtungen an beliebigen Stellen ohne Verkabe­ lungsaufwand angebracht, ggf. versetzt oder ausgetauscht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) die Sensoreinrichtung als Funksensoreinrichtung ausgestaltet ist und hierzu eine Sendeeinrichtung für die von der Schaltungsanordnung erzeugten Signale und ggfs. eine Empfangseinrichtung aufweist;
• b) zur Stützung der Stromquelle der Sensoreinrichtung eine Induktionsspule dient, die in unmittelbarer Nähe von mindestens einem an dem mindestens einen sich bewegenden Teil angebrachten Permanentmagneten angeordnet ist.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine völlig oder jedenfalls nahezu völlig autarke Sensoreinrichtung ge­ schaffen: Dadurch, daß die von ihr erzeugten oder empfan­ genen Signale nicht mehr über elektrische Leitungen sondern per Funk an die Zentraleinheit abgegeben bzw. von dieser empfangen werden, entfällt insoweit eine Verkabelung.

Dies alleine würde jedoch noch nicht genügen, da die Sensoreinrichtung auf Jahre hinaus ohne Netzanschluß wartungsfrei arbeiten muß. Ein grundsätzlich denkbarer reiner Batteriebetrieb würde dies nicht leisten. Der zweite Schritt auf dem Weg zur erfindungsgemäßen Förder­ anlage liegt in der Erkenntnis, daß die Existenz eines sich bewegenden Teils, wie es in praktisch allen Förder­ anlagen in Form von Rollen, Wellen, Schlitten oder dgl. gegeben ist, zur Erzeugung der erforderlichen Energie für die Sensoreinrichtung ausgenutzt werden kann. Hierzu braucht bloß an dem sich bewegenden Teil ein Permanentmag­ net angebracht zu werden, der dann in der Induktionsspule der Sensoreinrichtung eine zur Speicherung geeignete Spannung erzeugt. Die einzige Einschränkung hinsichtlich des Anbringungsorts einer derartigen Sensoreinrichtung ist die, daß sich in nicht allzu weiter Entfernung von diesem Anbringungsort ein sich bewegendes Teil befindet. Dies ist jedoch in der Praxis ausnahmslos gegeben. Zur Installation der Sensoreinrichtung braucht also diese nur dort angebracht zu werden, wo der fragliche physikalische Parameter zu überwachen ist. Am nächstgelegenen sich bewegenden Teil der Förderanlage wird der Permanentmagnet befestigt und die Induktionsspule in der Nähe des Perma­ nentmagneten angeordnet. Die so installierte Sensorein­ richtung ist über Jahre hinaus wartungsfrei funktionsfähig.

In vielen Fällen wird das sich bewegende Teil ein sich drehendes Teil sein, da solche Teile in Förderanlagen besonders häufig anzutreffen sind.

Vorteilhafterweise ist das sich drehende Teil eine Rolle und der mindestens eine Permanentmagnet ist vorteilhafter­ weise in einer Seitenfläche der Rolle angeordnet. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für alle als Rollenförderer ausgestaltete Förderanlagen der eingangs genannten Art. Dabei können alle Rollen des Fördersystems mit entsprechenden Aufnahmeöffnungen versehen sein, in die bei Bedarf ein Permanentmagnet einsetzbar ist.

Alternativ kann das sich drehende Teil eine Welle sein, wobei auf der Welle zwei magnetisierte Halbschalen befes­ tigt sind. Bei dieser Ausführungsform wird nur die Existenz irgendeiner sich drehenden Welle vorausgesetzt, was selbstverständlich sowohl bei Rollenförderanlagen als auch bei vielen anderen Fördersystemen der Fall ist. Die Permanentmagnete werden in Form von Halbschalen um die Welle gelegt, was ohne Ausbau der Welle jederzeit nachträglich möglich ist.

Die erzeugte elektrische Energie kann dadurch erhöht werden, daß eine Mehrzahl von Permanentmageten in regel­ mäßigen Winkelabständen an dem sich drehenden Teil befes­ tigt ist, wobei die Polarität benachbarter Permanentmagneten abwechselt.

Das sich bewegende Teil kann auch ein sich linear bewe­ gendes Teil, insbesondere ein linear beweglicher Schlitten sein; derartige Schlitten sind in Förderanlagen ebenfalls häufig anzutreffen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, eine Sensoreinrichtung der eingangs genannten Art so fortzubil­ den, daß sie im wesentlichen autark, ohne Verkabelung an praktisch beliebigen Stellen einer Förderanlage installiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) die Sensoreinrichtung als Funksensoreinrichtung ausgestaltet ist und hierzu eine Sendeeinrichtung für die von der Schaltungsanordnung erzeugten Signale und ggfs. eine Empfangseinrichtung aufweist;
• b) zur Stützung der Stromquelle eine Induktionsspule und mindestens einen an dem sich bewegenden Teil anbring­ baren Permanentmagneten aufweist.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung sind in den Ansprüchen 6 bis 8 angegeben. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung und ihrer Ausgestaltungen stimmen sinngemäß mit den oben rrläuterten Vorteilen der erfindungsgemäßen Förderanlage überein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend 2 anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Rollenförderanlage mit einer elektrodynamisch gespeisten Funksen­ soreinrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht, ähnlich der Fig. 1, eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer einen linear beweglichen Schlitten aufweisenden Förderanlage mit einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Funksensor­ einrichtung.

In Fig. 1 ist ein Rahmenteil einer Rollenförderanlage wie sie z. B. zur Beförderung von Automobilkarosserien eingesetzt wird, mit dem Bezugszeichen 1 versehen. In dem Rahmenteil 1 ist eine Welle 2 drehbar gelagert, auf der wiederum eine Rolle 3 befestigt ist. Die Welle 2 kann angetrieben sein oder sich beim Transport der geför­ derten Gegenstände frei mitdrehen. Entscheidend ist, daß sich im Betrieb der Förderanlage die Welle 2 mit der Rolle 3 dreht. Senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 sind in regelmäßigen Abständen entsprechende Wellen 2 mit Rollen 3 zu denken, wobei die obere horizontale Tangentialebene an alle Rollen 3 eine Förderebene für die zu fördernden Gegenstände bildet.

In die in Fig. 1 rechte kreisförmige Seitenfläche der Rolle 3 sind in regelmäßigen Winkelabständen mehrere Permanentmagnete 4, 5 eingesetzt, wobei die Polarität benachbarter Permanentmagnete 4, 5 wechselt.

Eine an dem Rahmenteil 1 befestigte Montageklammer 6 trägt eine Funksensoreinrichtung 7, die ihrerseits einen nicht dargestellten Sensor enthält. Der Sensor überwacht eine physikalische Größe in seiner unmittelbaren Nähe, z. B. die Anwesenheit eines metallischen Gegenstands, dessen Geschwindigkeit oder Umweltparameter wie z. B. die Tempe­ ratur. In der Funksensoreinrichtung 7 werden die vom Sensor gemessenen Werte in elektrische Signale umgewandelt, auf einen Sender gegeben und über eine Antenne 8 abge­ strahlt. Diese Funksignale werden von einer nicht darge­ stellten zentralen Empfangseinheit aufgefangen und in geeigneter, hier nicht interessierender Weise verarbeitet und quittiert.

Die Funksensoreinrichtung 7 ist mit einem Ausleger 9 versehen, der im Bereich seines freien Endes eine Induk­ tionsspule 10 trägt. Die Induktionsspule 10 besitzt von der Welle 2 den selben Abstand wie die Permanentmagnete 4, 5; zwischen Induktionsspule 10 und den bei der Drehung der Rolle 3 an dieser vorbeilaufenden Permanentmagneten 4, 5 gibt es nur einen kleinen Spalt.

Im Betrieb der Gesamtanlage, von der die dargestellte Förderanlage mit der Funksensoreinrichtung 7 ein Teil ist, werden von der Funksensoreinrichtung 7 Betriebsparameter der Anlage erfaßt und über die Antenne 8 an die zentrale Empfangseinheit übermittelt, welche diese Signale zur Steuerung verwendet. Während des Betriebs der Anlage dreht sich die Welle 2, wenn nicht dauernd so doch immer wieder in bestimmten Abständen über bestimmte Zeiträume. Während dieser Zeiträume wird von den Permanentmagneten 4, 5, die sich mit der Rolle 3 mitbewegen, in der Induktionsspule 10 eine Spannung induziert. Diese wird in der Funksensor­ einrichtung 7 gleichgerichtet und zur Ladung eines Akku­ mulators verwendet, aus dem die elektrischen Komponenten der Funksensoreinrichtung 7 gespeist werden.

Die Funksensoreinrichtung 7 mit Antenne 8 und Induktions­ spule 10 kann an beliebigen Stellen des Fördersystems 1 eingesetzt werden, sofern sich nur in der Nähe eine mit Permanentmagneten 4, 5 ausstattbare Rolle 3 befindet. Eine Verkabelung der Funksensoreinrichtung 7 ist nicht erfor­ derlich, weder zur Stromversorgung noch zur Übermittlung von detektierten Signalen des eingebauten Sensors oder zum Empfang der von der zentralen Empfangseinheit ausge­ sandten Signale.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit demjenigen der Fig. 1 überein; entsprechen­ de Teile sind daher mit den selben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet.

Der einzige Unterschied des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 gegenüber Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht in der Art und Anbringung der magnetisierten Elemente, durch welche in der Induktionsspule 110 der Funksennsor­ einrichtung 107 eine zur Stromversorgung verwendbare Spannung induziert wird. Während beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 einzelne Permanentmagnete 4, 5 in der Seiten­ fläche der Rolle 3 integriert waren, sind beim Ausführungs­ beispiel der Fig. 2 zwei magnetisierte Halbschalen 104, 105 direkt auf die Welle 102 aufgesetzt. Die magnetisierten Halbschalen 104, 105 können auf der Welle 102 durch bloße Magnetkraft gehalten werden. Alternativ ist es auch möglich, die magnetisierten Halbschalen 104, 105 zusätzlich auf der Welle 102 zu fixieren, z. B. mit Hilfe von Klebstoff. Die magnetisierten Halbschalen 104, 105 sind in radialer Richtung vormagnetisiert, wobei erneut Bereiche mit unterschiedlicher Polarität einander abwechselnd benachbart sind.

Die Induktionsspule 110 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 besitzt eine Achse, die senkrecht zur Achse der Welle 102 verläuft, so daß die Stirnfläche der Induk­ tionsspule 110 in geringem Abstand den sich vorbeidrehenden magnetisierten Halbschalen 104, 105 gegenübersteht.

Im übrigen stimmen Bau- und Funktionsweise der Ausführungs­ form von Fig. 2 vollständig mit Bau- und Funktionsweise der Ausführungsform von Fig. 1 überein.

In Fig. 3 ist ein Schlitten, der Teil einer Förderanlage ist, schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 203 versehen. Er ist durch eine nicht dargestellte Antriebs­ einrichtung in der Richtung des Doppelpfeiles linear hin und her bewegbar. An einer Seitenfläche trägt der Schlitten 203 einen stabförmigen Magneten 205, der sich in Bewegungsrichtung des Schlittens 203 erstreckt. Er ist, wie in Fig. 3 angedeutet, in benachbarten Bereichen mit unterschiedlicher Polarität magnetisiert.

An einem stationären Rahmenteil 201 ist eine Funksensorein­ richtung 207 angebracht, die eine Ladeeinrichtung 257 für einen Akkumulator und eine Antenne 208 aufweist. Eine Induktionsspule 210, die elektrisch mit der Ladeeinrichtung 257 verbunden ist, umgibt den Mittelbereich eines U- förmigen Kerns 258. Die Stirnseiten der Schenkel des Kerns 258 sind dem Bewegungsweg des Magneten 205 benachbart angeordnet. Bei der Linearbewegung des Schlittens 203 wird so in der Induktionsspule 210 eine Spannung induziert, die von der Ladeeinrichtung 257 zur Aufladung des Akku­ mulators der Funksensoreinrichtung 207 verwendet wird.

Claims (12)

1. Förderanlage zum Transport von Gegenständen, insbe­ sondere bei der Herstellung von Fahrzeugen, mit

• a) einem Rahmen;
• b) mindestens einem sich beim Transport der Gegenstände gegenüber der Rahmen bewegenden Teil;
• c) mindestens einer Sensoreinrichtung, die ihrerseits aufweist:
  • a) einen Sensor, der einen in seiner Umgebung vorliegenden physikalischen Parameter erfaßt;
  • b) eine Schaltungsanordnung, welche die vom Sensor gelieferten Signale in verarbeitbare elektrische Signale umsetzt;
  • c) eine Stromquelle zur Versorgung des Sensors und/oder der Schaltungsanordnung mit elektrischer Energie,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Sensoreinrichtung (7; 107; 207) als Funksensorein­ richtung ausgestaltet ist und hierzu eine Sendeeinrich­ tung für die von der Schaltungsanordnung erzeugten Signale und ggfs. eine Empfangseinrichtung aufweist;
• b) zur Stützung der Stromquelle der Sensoreinrichtung (7; 107; 207) eine Induktionsspule (10; 110; 210) dient, die in unmittelbarer Nähe von mindestens einem an dem mindestens einen sich bewegenden Teil (3; 103; 203) angebrachten Permanentmagneten (4, 5; 104, 105; 205) angeordnet ist.

2. Förderanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil (3; 103) ein sich drehendes Teil ist.

3. Förderanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich drehende Teil (3) eine Rolle ist und der mindestens eine Permanentmagnet (4, 5) in einer Seiten­ fläche der Rolle (3) angeordnet ist.

4. Förderanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich drehende Teil (102) eine Welle ist und daß auf der Welle (102) zwei magnetisierte Halbschalen (104, 105) befestigt sind.

5. Förderanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Permanent­ magneten (4, 5; 104, 105) in regelmäßigen Winkelabständen an dem sich drehenden Teil (3; 103) befestigt ist, wobei die Polarität benachbarter Permanentmagneten (4, 5; 104, 105) abwechselt.

6. Förderanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil (203) ein sich linear bewegendes Teil ist.

7. Förderanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Teil (203) ein linear beweglicher Schlitten ist.

8. Sensoreinrichtung zur Verwendung in einer Förderanlage zum Transport von Gegenständen, die mindestens ein sich bewegendes Teil aufweist, mit

• a) einem Sensor, der einen in seiner Umgebung vorliegenden physikalischen Parameter erfaßt;
• b) einer Schaltungsanordnung, welche die vom Sensor gelieferten Signale in verarbeitbare elektrische Signale umsetzt;
• c) einer Stromquelle zur Versorgung des Sensors und/oder der Schaltungsanordnung mit elektrischer Energie,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) sie als Funksensoreinrichtung ausgestaltet ist und hierzu eine Sendeeinrichtung für die von der Schal­ tungsanordnung erzeugten Signale und ggfs. eine Empfangseinrichtung aufweist;
• b) zur Stützung der Stromquelle eine Induktionsspule (10; 110; 210) und mindestens einen an dem sich bewegenden Teil (3; 103; 203) anbringbaren Permanentmagneten (4, 5; 104, 105; 205) aufweist.

9. Sensoreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der mindestens eine Permanentmagnet (4, 5) als an der Seitenfläche einer Rolle (3) der Förderanlage befestigbarer Magnet ausgebildet ist.

10. Sensoreinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei an einer Welle (103) der Förderanlage anbringbare magnetisierte Halbschalen (104, 105) aufweist.

11. Sensoreinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die magnetisierten Halbschalen (104, 105) jeweils eine Mehrzahl von benachbarten, gegensinnig in radialer Richtung gepolten magnetischen Bereichen aufweist.

12. Sensoreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß sie einen stabförmigen Magneten (205) mit einer Mehrzahl von benachbarten, gegensinnig gepolten magnetischen Bereichen aufweist.