DE102007004200A1

DE102007004200A1 - Flurförderzeug mit berührungsloser Energieübertragung zur Lasthebeeinrichtung

Info

Publication number: DE102007004200A1
Application number: DE102007004200A
Authority: DE
Inventors: Thomas Köbeler; Christian Banse; Stefan Dr. Wenzel
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2007-01-27
Filing date: 2007-01-27
Publication date: 2008-07-31
Also published as: FR2911862B1; FR2911862A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einem Hubgerüst (1), das einen Standmast und mindestens einen dazu vertikal beweglichen Fahrmast aufweist, sowie eine an dem Fahrmast auf- und abbewegbare Lasthebeeinrichtung (2) und mindestens einen Verbraucher (3) elektrischer Energie, der an der Lasthebeeinrichtung (2) oder an dem Fahrmast angeordnet ist. Um eine verbesserte Energieversorgung des an der Lasthebeeinrichtung (2) oder dem ausfahrbaren Fahrmast befestigten Verbrauchers (3) zu erzielen, ist der mindestens eine Verbraucher (3) elektrischer Energie an eine an der Lasthebeeinrichtung (2) oder dem Fahrmast angeordnete, elektrische Energie erzeugende Empfangseinrichtung (4 bzw. 8 bzw. 13 bzw. 14) eines von einem Bordnetz gespeisten, berührungslosen Energieübertragungssystems (7, 5 bzw. 9, 8 bzw. 12, 13 bzw. 16, 14) angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einem Hubgerüst, das einen Standmast und mindestens einen dazu vertikal beweglichen Fahrmast aufweist sowie eine an dem Fahrmast auf- und abbewegbare Lasthebeeinrichtung und mindestens einen Verbraucher elektrischer Energie, der an der Lasthebeeinrichtung oder an dem Fahrmast angeordnet ist.
An gattungsgemäßen Flurförderzeugen werden elektrische Komponenten, die an der Lasthebeeinrichtung (z. B. Gabelträger) oder an einem ausfahrbaren Fahrmast befestigt sind, durch elektrische Kabel mit Energie versorgt. Dies gilt sowohl für Komponenten mit einem relativ hohen Leistungsbedarf, beispielsweise elektrische Antriebe, als auch für Komponenten mit einem Leistungsbedarf im niedrigen Bereich, beispielsweise Sensoren und Bilderfassungssysteme.
Die zur Versorgung der Verbraucher elektrischer Energie vorgesehenen elektrischen Kabel sind in der Regel auf einer Kabeltrommel aufgewickelt, die sich seitlich am Hubgerüst befindet. Bei diesem relativ kostenaufwändigen System ist das Sichtfeld im Hubgerüstbereich durch die dort angeordnete Kabeltrommel eingeschränkt. Darüber hinaus kann die Kabeltrommel leicht beschädigt werden. Eine als Alternative zur Energieversorgung mit Kabeltrommel denkbare Energieversorgung durch elektrische Leitungen, die entlang des Hubgerüstes oder im Inneren des Hubgerüstes verlegt sind, kommt aufgrund beengter Platzverhältnisse in der Regel nicht in Betracht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Flurförderzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte Energieversorgung des an der Lasthebeeinrichtung oder dem ausfahrbaren Fahrmast befestigten Verbrauchers aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der mindestens eine Verbraucher elektrischer Energie an eine an der Lasthebeeinrichtung oder dem Fahrmast angeordnete, elektrische Energie erzeugende Empfangseinrichtung eines von einem Bordnetz gespeisten, berührungslosen Energieübertragungssystems angeschlossen ist.
Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, Energie aus dem elektrischen Bordnetz berührungslos zu dem an den beweglichen Elementen des Hubgerüstes befindlichen Verbraucher elektrischer Energie zu übertragen. Deshalb kann auf den Einsatz einer am Hubgerüst verlegten elektrischen Leitung bzw. auf den Einsatz einer im Bereich des Hubgerüstes angeordneten Kabeltrommel verzichtet werden. Das im erfindungsgemäßen Flurförderzeug verwendete Energieübertragungssystem ist daher weniger aufwändig und zudem im Prinzip verschleissfrei.
Sofern gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwischen die Empfangseinrichtung und den Verbraucher elektrischer Energie ein elektrischer Energiespeicher geschaltet ist, kann die Energieversorgung auch in Phasen sichergestellt werden, in denen die berührungslose Energieübertragung nicht möglich ist.
Darüber hinaus kann über einen längeren Zeitraum hinweg Energie kontinuierlich in den Energiespeicher eingespeist werden, so dass kurzzeitig dem Verbraucher auch größere Energiemengen zur Verfügung gestellt werden können. Es ist daher möglich, Verbraucher zu versorgen, die nur temporär Energie benötigen, dann jedoch in einer Menge, die durch die berührungslose Energieübertragung allein nicht zur Verfügung gestellt werden kann.
Zur berührungslosen Energieübertragung am erfindungsgemäßen Flurförderzeug können verschiedene Prinzipien zum Einsatz kommen.
So wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Empfangseinrichtung als Antenne eines RFID-Transponders ausgebildet ist. Die Antenne wirkt dabei mit einem elektromagnetischen Feld eines am Fahrzeug angebrachten, sogenannten RFID-Readers zusammen, der aus dem Bordnetz mit Strom versorgt wird. In der Antennenspule entsteht dann, wenn der RFID-Transponder in die Nähe des elektromagnetischen Feldes kommt, ein Induktionsstrom, der erfindungs gemäß zur Versorgung des Verbrauchers elektrischer Energie genutzt wird, wobei ggf. vorher eine Speicherung im elektrischen Energiespeicher erfolgt.
Gemäß einer anderen, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Empfangseinrichtung als Sekundärwicklung eines induktiven Energieübertragungssystems ausgebildet sein, dessen Primärwicklung sich über die Länge des Hubgerüstes erstreckt. Es wird also ein Energieübertragungssystem genutzt, das auf einem Induktionsprinzip beruht, wie es beispielsweise bei fahrerlosen Transportsystemen (fahrerlose Transportfahrzeuge mit Energieversorgung und Führung durch in der Fahrbahn verlegte Induktionsschleifen) eingesetzt wird.
Alternativ dazu kann in dem erfindungsgemäßen Flurförderzeug die Empfangseinrichtung als Sekundärwicklung eines induktiven Energieübertragungssystems ausgebildet sein, dessen Primärwicklung im bodennahen Bereich des Flurförderzeugs angeordnet ist. Auch hier wird das Induktionsprinzip genutzt, wobei die Energieübertragung nur im bodennahen Bereich erfolgt. Der Aufwand ist gegenüber einem System, bei dem sich die Primärwicklung über die längs des Hubgerüstes erstreckt, verringert.
Der Wirkbereich der Primärwicklung ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung zweckmäßigerweise ausgehend vom Boden kleiner als 500 mm.
Zur Energieeinspeisung in die Primärwicklung wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass das Flurförderzeug ein Gleichspannungsbordnetz aufweist, an das die Primärwicklung des induktiven Energieübertragungssystems über einen zur Erzeugung einer hochfrequenten Wechselspannung ausgebildeten Wechselrichter angeschlossen ist.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung als stromerzeugende Lichtempfangseinheit ausgebildet ist, die mit einer am Flurförderzeug im Bereich des Hubgerüstes angeordneten Lichtquelle in Wirkverbindung steht. Hierbei sendet die Lichtquelle einen Lichtstrahl oder einen Lichtkegel entlang des Mastprofils des Hubgerüstes zu der Lichtempfangseinheit, die das empfangene Licht in elektrischen Strom umwandelt und damit den Verbraucher versorgt.
Zu diesem Zweck kann die Empfangseinrichtung einen Photohalbleiter oder eine Solarzelleneinheit aufweisen.
Die von der Lichtempfangseinheit erzeugte elektrische Energie kann in dem Energiespeicher gepuffert zu werden, um zu gegebener Zeit dem Verbraucher elektrischer Energie zur Verfügung zu stehen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
1 ein Prinzipschema eines erfindungsgemäßen Flurförderzeugs,
2 ein Prinzipschema einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs,
3 ein Detail der Ausführungsvariante gemäß 2,
4 ein Prinzipschema einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs,
5a ein Detail der Ausführungsvariante gemäß 4,
5b das Detail gemäß 4 in einer anderen Betriebsstellung und
6 ein Prinzipschema einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs.
In den Figuren ist jeweils ein als Gegengewichts-Gabelstapler ausgebildetes Flurförderzeug dargestellt. An der Vorderseite des Gabelstaplers befindet sich ein Hubgerüst 1, an dem eine bevorzugt als Lastgabel ausgebildete Lasthebeeinrichtung 2 auf- und abbewegbar ist. Ferner kann der Hubgerüst 1 einen oder mehrere, aus einem Standmast ausfahrbare Fahrmasten aufweisen (nicht dargestellt). In diesem Fall ist die Lasthebeeinrichtung 2 in bekannter Weise an dem am weitesten ausfahrbaren Fahrmast vertikal höhenbeweglich gelagert.
An der Lasthebeeinrichtung 2 bzw. an einem ausfahrbaren Fahrmast des Hubgerüstes 1 ist mindestens ein Verbraucher 3 elektrischer Energie angeordnet. Dabei kann es sich um z. B. um einen Hubhöhensensor, eine Videokamera usw. handeln.
An der Lasthebeeinrichtung 2 ist ferner eine Empfangseinrichtung eines berührungslosen Energieerzeugungssystems befestigt, das von einem Bordnetz des Flurförderzeugs gespeist wird. Die Empfangseinrichtung erzeugt elektrische Energie, die zur Versorgung des Verbrauchers 3 (oder auch mehrerer Verbraucher 3) genutzt wird. In diesem Zusammenhang ist zweckmäßigerweise ein elektrischer Energiespeicher (in den Figuren nicht dargestellt) zwischen die Empfangseinrichtung und den Verbraucher 3 geschaltet, beispielsweise ein Akku.
Die Empfangseinrichtung ist bei der in 1 dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs als Antenne 4 eines RFID-Transponders 5 ausgebildet, in deren Spule ein Induktionsstrom entsteht, der durch ein elektrisches Feld 6 eines am Fahrzeug befestigten und vom Bordnetz gespeisten RFID-Readers 7 erzeugt wird.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs ist die Empfangseinrichtung als Sekundärwicklung 8 eines induktiven Energieübertragungssystems ausgebildet, dessen Primärwicklung 9 sich am Hubgerüst 1 entlang erstreckt. Hierbei ist die Primärwicklung 9 an einen vom Bordnetz gespeisten Wechselrichter 10 angeschlossen, der die Gleichspannung des Bordnetzes in eine ggf. hochfrequente Ein-Phasen-Wechselspannung umrichtet und der mittels der als lange Leiterschleife ausgebildeten Primärwicklung 9 ein magnetisches Feld erzeugt.
In der Sekundärwicklung 8 wird durch das magnetische Feld der Primärwicklung 9 eine Spannung induziert. Diese wird in einem Elektronikmodul 11 gleichgerichtet. Dabei kann auch eine Spannungsregelung erfolgen. Das Elektronikmodul 11 ist an den Verbraucher 3 ggf. unter Zwischenschaltung des bereits erwähnten Energiespeichers angeschlossen, so dass der Verbraucher 3 durch das berührungslose Energieübertragungssystem mit elektrischer Energie aus dem Bordnetz versorgt werden kann.
Die an der Lasthebeeinrichtung 2 befestigte Sekundärwicklung 8 kann, wie in 3 dargestellt, auf einem offenen, ferromagnetischen Kern platziert sein, der die Leiterschleife der Primärwicklung 9 umschließt.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs wird ebenfalls von dem bereits beschriebenen Induktionsprinzip Gebrauch gemacht. Hierbei ist jedoch die Primärwicklung nicht als sich über die Länge des Hubgerüstes 1 erstreckende Leiterschleife ausgebildet, sondern befindet sich lediglich im bodennahen Bereich des Flurförderzeugs (Befestigung am unteren Ende des Hubgerüstes 1 oder am Fahrzeugrahmen) und kann mit dem an das Bordnetz angeschlossenen Wechselrichter eine gemeinsame Baueinheit 12 bilden. Analog dazu kann auch die Sekundärwicklung mit dem angeschlossenen Elektronikmodul zu einer Baueinheit 13 zusammengefasst sein. Das berührungslose Energieübertragungssystem wird also von den Baueinheiten 12 und 13 gebildet.
Es wird bei dieser Ausführungsvariante somit stets nur dann eine Spannung in der Sekundärwicklung der Baueinheit 13 induziert, wenn sich die Lasthebeeinrichtung 2 im bodennahen Bereich befindet, also im Wirkbereich der Primärwicklung, d. h. im Bereich des von der Baueinheit 12 erzeugten Magnetfeldes. Dabei handelt es bevorzugt um einen Wirkbereich, der vom Boden ausgehend kleiner als 500 mm ist.
Eine praktische Umsetzung dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs ist den 5a und 5b dargestellt. Dabei wird die an der Lasthebeeinrichtung 2 befestigte Sekundärwicklung der Baueinheit 13 in die am unteren Ende des Hubgerüstes 1 befestigte Primärwicklung der Baueinheit 12 hineingefahren und von dieser umschlossen.
Gegenüber der in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsvariante ist der Bauaufwand verringert, allerdings wird nur in bodennahen Betriebsstellungen der Lasthebeeinrichtung 2 elektrischer Strom generiert, so dass eine Energiespeichereinrichtung erforderlich ist.
In 6 ist eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs dargestellt, bei der die Empfangseinrichtung des berührungslosen Energieübertragungssystems als stromerzeugende Lichtempfangseinheit 14 ausgebildet ist, die mit einer Linsenoptik 15 ausgestattet sein kann und mit einer am Flurförderzeug im Bereich des Hubgerüstes 1 angeordneten Lichtquelle 16 in Wirkverbindung steht. Die Lichtquelle 16 erzeugt einen Lichtstrahl oder einen Lichtkegel 17 entlang des Mastprofils des Hubgerüstes 1. Das Licht wird mittels eines Photohalbleiters oder einer Solarzelleneinheit der Lichtempfangseinheit 14 in elektrischen Strom zur Versorgung des Verbrauchers 3 umgewandelt.

Claims

Flurförderzeug mit einem Hubgerüst, das einen Standmast und mindestens einen dazu vertikal beweglichen Fahrmast aufweist sowie eine an dem Fahrmast auf- und abbewegbare Lasthebeeinrichtung und mindestens einen Verbraucher elektrischer Energie, der an der Lasthebeeinrichtung oder an dem Fahrmast angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verbraucher (3) elektrischer Energie an eine an der Lasthebeeinrichtung (2) oder dem Fahrmast angeordnete, elektrische Energie erzeugende Empfangseinrichtung (4 bzw. 8 bzw. 13 bzw. 14) eines von einem Bordnetz gespeisten, berührungslosen Energieübertragungssystems (7, 5 bzw. 9, 8 bzw. 12, 13 bzw. 16, 14) angeschlossen ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Empfangseinrichtung (4 bzw. 8 bzw. 13 bzw. 14) und den Verbraucher (3) elektrischer Energie ein elektrischer Energiespeicher geschaltet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung als Antenne (5) eines RFID-Transponders (4) ausgebildet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung als Sekundärwicklung (8) eines induktiven Energieübertragungssystems ausgebildet ist, dessen Primärwicklung (9) sich über die Länge des Hubgerüstes (1) erstreckt.
Flurförderzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung als Sekundärwicklung eines induktiven Energieübertragungssystems (12, 13) ausgebildet ist, dessen Primärwicklung im bodennahen Bereich des Flurförderzeugs angeordnet ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkbereich der Primärwicklung ausgehend vom Boden kleiner als 500 mm ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug ein Gleichspannungsbordnetz aufweist, an das die Primärwicklung (9) des induktiven Energieübertragungssystems (9, 8 bzw. 12, 13) über einen zur Erzeugung einer hochfrequenten Wechselspannung ausgebildeten Wechselrichter (10) angeschlossen ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung als stromerzeugende Lichtempfangseinheit (14) ausgebildet ist, die mit einer am Flurförderzeug im Bereich des Hubgerüstes (1) angeordneten Lichtquelle (16) in Wirkverbindung steht.
Flurförderzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (14) einen Photohalbleiter oder eine Solarzelleneinheit aufweist.