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WO2024141168A1 - Transportsystem umfassend ein schienenpaar und ein schienenfahrzeug - Google Patents

Transportsystem umfassend ein schienenpaar und ein schienenfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2024141168A1
WO2024141168A1 PCT/EP2023/025478 EP2023025478W WO2024141168A1 WO 2024141168 A1 WO2024141168 A1 WO 2024141168A1 EP 2023025478 W EP2023025478 W EP 2023025478W WO 2024141168 A1 WO2024141168 A1 WO 2024141168A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
electrically conductive
transport system
ferrite core
chassis
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/025478
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ren Weihua
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN202211697584.3A external-priority patent/CN118255109A/zh
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2024141168A1 publication Critical patent/WO2024141168A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/53—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using DC motors
    • B60L9/08—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using DC motors fed from AC supply lines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type

Definitions

  • the invention relates to a transport system which comprises a pair of rails with two parallel rails, a primary conductor through which a primary current flows, and a rail vehicle.
  • a device for contactless energy transmission is known from DE 100 53 373 B4.
  • the device comprises a feed that feeds a medium-frequency alternating current into an elongated primary conductor.
  • Mobile consumers can be moved along the primary conductor and each have a coil that is inductively coupled to the primary conductor. This inductive coupling allows energy to be transferred from the primary conductor to the consumer.
  • a system for contactless energy transmission is known from DE 102004 055 154 B4.
  • the system comprises a power source that is connected to an elongated primary conductor.
  • a mobile consumer that can be moved along the primary conductor has a transmitter head.
  • the transmitter head has a winding that is inductively coupled to the primary conductor. This inductive coupling allows energy to be transmitted from the primary conductor to the consumer's transmitter head.
  • a vehicle that includes a battery is known from CN 207 916 545 U.
  • the battery can be charged via a charging interface.
  • An induction charging device for a vehicle charging system is known from DE 102019216 971 A1.
  • the induction charging device has a cooling device.
  • a system for contactless energy transfer is also known from the manual "Contactless energy transfer MOVITRANS - protective measures and planning information for systems", SEW-Eurodrive GmbH & Co KG, edition 08/2022, doc. no. 27789918/EN.
  • Transport systems are known from use which comprise a pair of rails with two parallel rails, a primary conductor through which a primary current flows, and a rail vehicle.
  • the invention is based on the object of developing a transport system of the type mentioned at the beginning.
  • a transport system comprises a pair of rails with two parallel rails, a primary conductor through which a primary current flows, and a rail vehicle.
  • the rail vehicle has a chassis, several wheels which are rotatably mounted relative to the chassis, an electric motor for driving the wheels, and a receiving unit for contactless reception of energy from the primary conductor.
  • the chassis has an electrically conductive housing, the wheels are electrically conductive, and the rails are electrically conductive. There is an electrically conductive connection between the housing of the chassis and the wheels, and an electrically conductive connection between the wheels and the rails.
  • the rail vehicle has a cooling device for cooling the ferrite core.
  • the magnetic permeability of the ferrite core decreases as the temperature increases.
  • the cooling device prevents the ferrite core from heating up too much in an environment with a relatively high temperature, for example in an oven.
  • the cooling device has a liquid tank from which a cooling liquid can be brought to the ferrite core.
  • the cooling liquid is sprayed onto the ferrite core at defined intervals, for example when the rail vehicle is in an environment with a relatively high temperature.
  • the ferrite core is thereby cooled.
  • the cooling liquid then drips onto the floor and then evaporates or vaporizes.
  • the liquid tank is filled with cooling liquid again.
  • the cooling device has a liquid circuit through which the cooling liquid can be brought from the liquid tank to the ferrite core and back to the liquid tank.
  • the cooling liquid is thereby A pump pumps the coolant along the surface of the ferrite core. This cools the ferrite core. No coolant is lost, so refilling the coolant is not necessary.
  • the Peltier element has a positive electrode and a negative electrode. There is an electrically conductive connection between one of the electrodes and the ferrite core, and there is an electrically conductive connection between said electrode and the housing of the chassis.
  • the ferrite core is thus grounded via said electrode of the Peltier element and therefore does not require separate grounding.
  • the electric motor has an electrically conductive housing. There is an electrically conductive connection between the housing of the chassis and the housing of the electric motor. The housing of the electric motor is thus also grounded via the housing of the chassis, and there is protection for a person when touching the housing of the electric motor.
  • the rail vehicle has a rectifier for converting an alternating current supplied by the receiving unit into a direct current
  • the rectifier has an electrically conductive housing.
  • the housing of the rectifier is thus also grounded via the housing of the chassis, and there is protection for a person when touching the housing of the rectifier.
  • the rail vehicle has a control unit for controlling the electric motor, and the control unit has an electrically conductive housing.
  • the control unit has an electrically conductive connection between the housing of the chassis and the housing of the control unit.
  • the housing of the control unit is thus also grounded via the housing of the chassis, and there is protection for a person when touching the housing of the control unit.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a transport system.
  • the transport system is used to transport objects in a technical system.
  • the technical system is an industrial application, for example a production plant for the manufacture of gears and transmissions.
  • the technical system includes a hardening furnace for hardening the gears.
  • the temperature in the hardening furnace is relatively high.
  • the hardening furnace therefore represents an environment with a relatively high temperature.
  • the rail vehicle 8 stands with the wheels 9 on the rails 4 or moves along the rails 4 in the longitudinal direction X.
  • the rail vehicle 8 is thus located above the rails 4 in the vertical direction Z.
  • the wheels 9 have direct contact with the rails 4.
  • the primary current flowing in the primary conductor 3 generates a magnetic field.
  • the magnetic field penetrates the receiving unit 13 and induces a secondary current in the secondary coil. Energy is thus transferred from the primary conductor 3 to the receiving unit 13 by means of the magnetic field, i.e. without contact.
  • the secondary current in the secondary coil is an alternating current and has the same fundamental frequency as the primary current in the primary conductor 3.
  • the rail vehicle 8 has an electric motor 6 for driving the wheels 9.
  • the electric motor 6 is operated with the energy that is received by the receiving unit 13 and supplied to the rectifier 10.
  • the electric motor 6 is designed as a three-phase asynchronous motor. Other designs of the electric motor 6 are also conceivable, for example as a direct current motor or as a synchronous motor.
  • the rail vehicle 8 has a control unit 7 for controlling the electric motor 6.
  • the control unit 7 is electrically connected to the rectifier 10.
  • the control unit 7 includes, among other things, an inverter which converts the direct current supplied by the rectifier 10 into a three-phase alternating current.
  • the control unit 7 is electrically connected to the electric motor 6 and feeds the alternating current into the electric motor 6.
  • the wheels 9 of the rail vehicle 8 are designed to be electrically conductive.
  • the wheels 9 are made of steel.
  • the rails 4 are also designed to be electrically conductive and are made of steel, for example. This means that there is an electrically conductive connection between the wheels 9 and the rails 4. The wheels 9 of the rail vehicle 8 are thus grounded via the rails 4.
  • the chassis 12 of the rail vehicle 8 has an electrically conductive housing, which is made of aluminum, for example. There is an electrically conductive connection between the housing of the chassis 12 and the wheels 9. The housing of the chassis 12 is thus grounded via the wheels 9 and the rails 4.
  • the receiving unit 13 of the rail vehicle 8 has an electrically conductive housing, which is made of aluminum, for example.
  • a grounding strap 11 is connected to the housing of the receiving unit 13 and to the housing of the chassis 12. This creates an electrically conductive connection between the housing of the receiving unit 13 and the housing of the chassis 12. The housing of the receiving unit 13 is thus grounded via the housing of the chassis 12, the wheels 9 and the rails 4.
  • the rectifier 10 of the rail vehicle 8 has an electrically conductive housing, which is made of aluminum, for example.
  • a grounding strip 11 is connected to the housing of the rectifier 10 and to the housing of the chassis 12. This creates an electrically conductive connection between the housing of the rectifier 10 and the housing of the chassis 12. The housing of the rectifier 10 is thus grounded via the housing of the chassis 12, the wheels 9 and the rails 4.
  • the electric motor 6 of the rail vehicle 8 has an electrically conductive housing, which is made of aluminum, for example.
  • a grounding strip 11 is connected to the housing of the electric motor 6 and to the housing of the chassis 12. This creates an electrically conductive connection between the housing of the electric motor 6 and the housing of the chassis 12. The housing of the electric motor 6 is thus grounded via the housing of the chassis 12, the wheels 9 and the rails 4.
  • a grounding strip 11 (not shown here) is connected to the ferrite core (not shown here) of the receiving unit 13 and to the housing of the chassis 12. This creates an electrically conductive connection between the ferrite core of the receiving unit 13 and the housing of the chassis 12. The ferrite core of the receiving unit 13 is thus grounded via the housing of the chassis 12, the wheels 9 and the rails 4.
  • the rail vehicle 8 has a cooling device for cooling the ferrite core.
  • the cooling device has a Peltier element (not shown here).
  • the Peltier element has a cold side and a hot side. If a direct voltage is applied to the Peltier element, the temperature on the hot side increases and the temperature on the cold side decreases.
  • the Peltier element transports heat from the cold side to the hot side.
  • the Peltier element is arranged on the ferrite core in such a way that the cold side faces the ferrite core and the hot side faces away from the ferrite core. The Peltier element thus transports heat away from the ferrite core and thereby cools the ferrite core.
  • the receiving unit 13 has a thermal insulation medium (not shown here).
  • the thermal insulation medium is designed, for example, as a ceramic layer or as an insulating film.
  • the Peltier element is arranged on a first side of the ferrite core and the thermal insulation medium is arranged on a second side of the ferrite core, which is opposite the first side.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Transportsystem, umfassend ein Schienenpaar mit zwei parallel verlaufenden Schienen (4), einen von einem Primärstrom durchflossenen Primärleiter (3) und ein Schienenfahrzeug (8), wobei das Schienenfahrzeug (8) ein Chassis (12), mehrere Räder (9), welche relativ zu dem Chassis (12) drehbar gelagert sind, einen Elektromotor (6) zum Antrieb der Räder (9) und eine Empfangseinheit (13) zur kontaktlosen Aufnahme von Energie von dem Primärleiter (3) aufweist, und wobei das Chassis (12) ein elektrisch leitfähiges Gehäuse aufweist, die Räder (9) elektrisch leitfähig sind, die Schienen (4) elektrisch leitfähig sind, und eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis (12) und den Rädern (9) sowie eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Rädern (9) und den Schienen (4) besteht.

Description

TRANSPORTSYSTEM UMFASSEND EIN SCHIENENPAAR UND EIN SCHIENENFAHRZEUG
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Transportsystem, welches ein Schienenpaar mit zwei parallel verlaufenden Schienen, einen von einem Primärstrom durchflossenen Primärleiter und ein Schienenfahrzeug umfasst.
Aus der DE 100 53 373 B4 ist eine Vorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Einspeisung, die einen mittelfrequenten Wechselstrom in einen langgestreckten Primärleiter einspeist. Mobile Verbraucher sind entlang dem Primärleiter bewegbar und weisen jeweils eine Spule auf, die mit dem Primärleiter induktiv gekoppelt ist. Durch diese induktive Kopplung ist Energie von dem Primärleiter zu dem Verbraucher übertragbar.
Aus der DE 102004 055 154 B4 ist ein System zur berührungslosen Energieübertragung bekannt. Das System umfasst eine Stromquelle, die mit einem langgestreckten Primärleiter verbunden ist. Ein mobiler Verbraucher, der entlang dem Primärleiter bewegbar ist, weist einen Übertragerkopf auf. Der Übertragerkopf weist eine Wicklung auf, die mit dem Primärleiter induktiv gekoppelt ist. Durch diese induktive Kopplung ist Energie von dem Primärleiter zu dem Übertragerkopf des Verbrauchers übertragbar.
Aus der CN 104 104 139 A ist ein System zur berührungslosen Energieübertragung zum Laden einer Batterie einer Lokomotive bekannt.
Aus der CN 207 916 545 U ist ein Fahrzeug bekannt, welches eine Batterie umfasst. Über eine Ladeschnittstelle ist ein Laden der Batterie möglich.
Aus der US 2021/0020348 A1 ist ein System zur berührungslosen Energieübertragung bekannt, welches zum Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen geeignet ist.
Aus der DE 102019216 971 A1 ist eine Induktionsladevorrichtung für ein Fahrzeugladesystem bekannt. Dabei weist die Induktionsladevorrichtung eine Kühlvorrichtung auf. Aus dem Handbuch "Kontaktlose Energieübertragung MOVITRANS - Schutzmaßnahmen und Planungshinweise für Anlagen", SEW-Eurodrive GmbH & Co KG, Ausgabe 08/2022, Dok.-Nr. 27789918/DE, ist ebenfalls ein System zur berührungslosen Energieübertragung bekannt.
Durch Benutzung sind Transportsysteme bekannt, welche ein Schienenpaar mit zwei parallel verlaufenden Schienen, einen von einem Primärstrom durchflossenen Primärleiter und ein Schienenfahrzeug umfassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Transportsystem der eingangs genannten Art weiterzubilden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Transportsystem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes Transportsystem umfasst ein Schienenpaar mit zwei parallel verlaufenden Schienen, einen von einem Primärstrom durchflossenen Primärleiter und ein Schienenfahrzeug. Das Schienenfahrzeug weist ein Chassis, mehrere Räder, welche relativ zu dem Chassis drehbar gelagert sind, einen Elektromotor zum Antrieb der Räder und eine Empfangseinheit zur kontaktlosen Aufnahme von Energie von dem Primärleiter auf. Das Chassis weist ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf, die Räder sind elektrisch leitfähig, und die Schienen sind elektrisch leitfähig. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis und den Rädern sowie eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Rädern und den Schienen.
Die Energieübertragung von dem Primärleiter zu der Empfangseinheit ist kontaktlos und verschleißfrei. Das Schienenfahrzeug steht auf den Schienen oder bewegt sich entlang der Schienen, wobei die Räder unmittelbar Kontakt zu den Schienen haben. Durch die besagten elektrisch leitfähigen Verbindungen ist das Gehäuse des Chassis des Schienenfahrzeugs über die Räder und die Schienen geerdet. Somit ist sicher gestellt, dass an dem Gehäuse des Chassis keine gefährliche Spannung anliegt, falls intern ein Fehler, beispielsweise durch schadhafte Isolation, auftritt. Somit besteht für einen Menschen keine Gefahr eines elektrischen Schlags beim Berühren des Gehäuses des Chassis. Eine isolierende Beschichtung oder eine Lackierung des Gehäuses des Chassis ist daher verzichtbar, und somit ist ausgeschlossen, dass eine solche Beschichtung oder Lackierung bei hohen Temperaturen schmilzt oder beschädigt wird. Somit ist das Schienenfahrzeug in einer Umgebung mit verhältnismäßig hoher Temperatur, beispielsweise in einem Härteofen, einsetzbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schienen auf einem Boden verlegt, und das Transportsystem weist mindestens einen Erdungspunkt auf, an welchem eine der Schienen in dem Boden elektrisch geerdet ist. Der Erdungspunkt umfasst beispielsweise eine Erdungsschiene, die in den Boden eingelassen ist. Durch den Erdungspunkt ist ein Erdungswiderstand des Transportsystems verringert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Empfangseinheit eine Sekundärspule und einen Ferritkern auf. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis und dem Ferritkern. Der Ferritkern weist dabei eine relative hohe magnetische Permeabilität auf. Dadurch ist ein Wirkungsgrad bei der Energieübertragung von dem Primärleiter zu der Empfangseinheit erhöht. Der Ferritkern ist über das Gehäuse des Chassis ebenfalls geerdet, und es besteht ein Schutz für einen Menschen beim Berühren des Ferritkerns.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Schienenfahrzeug eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Ferritkerns auf. Die magnetische Permeabilität des Ferritkerns sinkt bei zunehmender Temperatur. Durch die Kühlvorrichtung ist eine zu starke Erwärmung des Ferritkerns in einer Umgebung mit verhältnismäßig hoher Temperatur, beispielsweise in einem Ofen, verhinderbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kühlvorrichtung einen Flüssigkeitstank auf, von welchen eine Kühlflüssigkeit zu dem Ferritkern bringbar ist. Die Kühlflüssigkeit wird dabei beispielsweise, wenn sich das Schienenfahrzeug in einer Umgebung mit verhältnismäßig hoher Temperatur befindet, in definierten Zeitabständen auf den Ferritkern gesprüht. Der Ferritkern wird dadurch gekühlt. Die Kühlflüssigkeit tropft danach auf den Boden und verdunstet oder verdampft anschließend. Wenn das Schienenfahrzeug die Umgebung mit verhältnismäßig hoher Temperatur verlässt, wird der Flüssigkeitstank wieder mit Kühlflüssigkeit befüllt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kühlvorrichtung einen Flüssigkeitskreislauf auf, durch welchen die Kühlflüssigkeit von dem Flüssigkeitstank zu dem Ferritkern und zurück zu dem Flüssigkeitstank bringbar ist. Die Kühlflüssigkeit wird dabei mittels einer Pumpe an einer Oberfläche des Ferritkerns entlang gepumpt. Der Ferritkern wird dadurch gekühlt. Es geht keine Kühlflüssigkeit verloren, ein Nachfüllen von Kühlflüssigkeit ist somit nicht erforderlich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kühlvorrichtung ein Peltierelement auf, welches eine kalte Seite und eine heiße Seite umfasst, und welches derart an dem Ferritkern angeordnet ist, dass die kalte Seite dem Ferritkern zugewandt ist, und die heiße Seite dem Ferritkern abgewandt ist. Das Peltierelement transportiert dabei Wärme von dem Ferritkern weg. Das Peltierelement bewirkt somit eine Kühlung des Ferritkerns.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Peltierelement an einer ersten Seite des Ferritkerns angeordnet, und an einer zweiten Seite des Ferritkerns, welche der ersten Seite gegenüber liegt, ist ein thermisches Isoliermedium angeordnet. Das thermische Isoliermedium ist beispielsweise als Keramikschicht oder als Isolierfolie ausgebildet und reduziert eine Erwärmung des Ferritkerns in einer Umgebung mit verhältnismäßig hoher Temperatur.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Peltierelement eine positive Elektrode und eine negative Elektrode auf. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einer der Elektroden und dem Ferritkern, und es besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der besagten Elektrode und dem Gehäuse des Chassis. Der Ferritkern ist somit über die besagte Elektrode das Peltierelements geerdet und benötigt daher keine separate Erdung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die kalte Seite des Peltierelements eine metallische Oberfläche auf, welche unmittelbar an dem Ferritkern anliegt. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der metallischen Oberfläche und dem Ferritkern, und es besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der metallischen Oberfläche und dem Gehäuse des Chassis. Der Ferritkern ist somit über die metallische Oberfläche das Peltierelements geerdet und benötigt daher keine separate Erdung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Peltierelement eine positive Elektrode und eine negative Elektrode auf. Dabei ist eine der Elektroden mit der metallischen Oberfläche elektrisch verbunden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Empfangseinheit ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis und dem Gehäuse der Empfangseinheit. Der Gehäuse der Empfangseinheit ist somit über das Gehäuse des Chassis ebenfalls geerdet, und es besteht ein Schutz für einen Menschen beim Berühren des Gehäuses der Empfangseinheit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Elektromotor ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis und dem Gehäuse des Elektromotors. Der Gehäuse des Elektromotors ist somit über das Gehäuse des Chassis ebenfalls geerdet, und es besteht ein Schutz für einen Menschen beim Berühren des Gehäuses des Elektromotors.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Schienenfahrzeug einen Gleichrichter zum Wandeln eines von der Empfangseinheit gelieferten Wechselstroms in einen Gleichstrom auf, und der Gleichrichter weist ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis und dem Gehäuse des Gleichrichters. Der Gehäuse des Gleichrichters ist somit über das Gehäuse des Chassis ebenfalls geerdet, und es besteht ein Schutz für einen Menschen beim Berühren des Gehäuses des Gleichrichters.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Schienenfahrzeug eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Elektromotors auf, und die Steuereinheit weist ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis und dem Gehäuse der Steuereinheit. Der Gehäuse der Steuereinheit ist somit über das Gehäuse des Chassis ebenfalls geerdet, und es besteht ein Schutz für einen Menschen beim Berühren des Gehäuses der Steuereinheit.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigt:
Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Transportsystems.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Transportsystems. Das Transportsystem dient zum Transportieren von Gegenständen in einer technischen Anlage. Bei der technischen Anlage handelt es sich um eine industrielle Anwendung, beispielsweise ein Produktionswerk zur Herstellung von Zahnrädern und Getrieben. Die technische Anlage umfasst einen Härteofen zum Härten der Zahnräder. In dem Härteofen herrscht eine verhältnismäßig hohe Temperatur. Der Härteofen stellt somit eine Umgebung mit verhältnismäßig hoher Temperatur dar.
Das Transportsystem umfasst ein Schienenpaar mit zwei parallel verlaufenden Schienen 4. Die Schienen 4 führen zu dem hier nicht dargestellten Härteofen. Die Schienen 4 verlaufen abschnittsweise geradlinig in eine Längsrichtung X. Die zwei Schienen 4 sind in einer Querrichtung Y zueinander versetzt auf einem Boden 5 verlegt. Die Querrichtung Y verläuft rechtwinklig zu der Längsrichtung X. Eine Vertikalrichtung Z verläuft rechtwinklig zu der Längsrichtung X und rechtwinklig zu der Querrichtung Y. Die Vertikalrichtung Z verläuft rechtwinklig zu dem Boden 5.
Das Transportsystem umfasst einen Primärleiter 3. Das Transportsystem umfasst ferner eine Energiequelle 1. Die Energiequelle 1 ist an den Primärleiter 3 elektrisch angeschlossen und speist einen mittelfrequenten Primärstrom mit einer Grundfrequenz von beispielweise 25 kHz oder 50 kHz in den Primärleiter 3 ein. Eine Stromstärke des besagten Primärstroms beträgt beispielweise 60 A oder 90 A. Der Primärleiter 3 wird somit von dem besagten Primärstrom durchflossen.
Das Transportsystem umfasst auch eine Kompensationseinheit 2. Die Kompensationseinheit 2 weist unter anderem einen Kondensator auf. Eine Kapazität des Kondensators ist auf eine Induktivität des Primärleiters 3 abgestimmt. Die Kompensationseinheit 2 kompensiert oder reduziert somit eine von der Energiequelle 1 zu liefernde Blindleistung beim Einspeisen des Primärstroms in den Primärleiter 3. Das Transportsystem umfasst ein Schienenfahrzeug 8. Das Schienenfahrzeug 8 weist ein Chassis 12 und mehrere Räder 9, welche relativ zu dem Chassis 12 drehbar gelagert sind, auf. Vorliegend weist das Schienenfahrzeug 8 vier Räder 9 auf, nämlich zwei Vorderräder und zwei Hinterräder. Die zwei Vorderräder sind in Querrichtung Y zueinander versetzt angeordnet. Die zwei Hinterräder sind ebenfalls in Querrichtung Y zueinander versetzt angeordnet. Die zwei Vorderräder sind in Längsrichtung X versetzt zu den Hinterrädern angeordnet.
Das Schienenfahrzeug 8 steht mit den Rädern 9 auf den Schienen 4 oder bewegt sich entlang der Schienen 4 in Längsrichtung X. Das Schienenfahrzeug 8 befindet sich somit in Vertikalrichtung Z oberhalb der Schienen 4. Die Räder 9 haben dabei unmittelbar Kontakt zu den Schienen 4.
Das Transportsystem weist einen Erdungspunkt 14 auf. Der Erdungspunkt 14 umfasst vorliegend eine Erdungsschiene, die in den Boden 5 eingelassen ist. Die besagte Erdungsschiene ist dabei elektrisch leitfähig mit den Schienen 4 verbunden. An dem Erdungspunkt 14 sind die Schienen 4 somit in dem Boden 5 elektrisch geerdet.
Das Schienenfahrzeug 8 weist eine Empfangseinheit 13 zur kontaktlosen Aufnahme von Energie von dem Primärleiter 3 auf. Die Empfangseinheit 13 weist eine Sekundärspule und einen Ferritkern auf. Die Empfangseinheit 13 ist in Vertikalrichtung Z unterhalb des Chassis 12 angeordnet. Der Primärleiter 3 ist zwischen den Schienen 4 und parallel zu den Schienen 4 in Längsrichtung X verlegt. Die Empfangseinheit 13 befindet sich in Vertikalrichtung Z oberhalb des Primärleiters 3 und ist mit dem Primärleiter 3 magnetisch gekoppelt.
Der in dem Primärleiter 3 fließende Primärstrom erzeugt ein Magnetfeld. Das Magnetfeld durchdringt die Empfangseinheit 13 und induziert in der Sekundärspule einen Sekundärstrom. Somit wird Energie mittels des Magnetfeldes, also kontaktlos, von dem Primärleiter 3 zu der Empfangseinheit 13 übertragen. Der Sekundärstrom in der Sekundärspule ist ein Wechselstrom und weist die gleiche Grundfrequenz auf wie der Primärstrom in dem Primärleiter 3.
Das Schienenfahrzeug 8 weist einen Gleichrichter 10 auf, welcher an die Empfangseinheit 13 elektrisch angeschlossen ist. Die Empfangseinheit 13 speist den Sekundärstrom in den Gleichrichter 10. Der Gleichrichter 10 wandelt den von der Empfangseinheit 13 gelieferten Sekundärstrom in einen Gleichstrom. Der Gleichrichter 10 liefert dabei eine Gleichspannung von beispielsweise 500 V. Das Schienenfahrzeug 8 weist einen hier nicht dargestellten elektrischen Energiespeicher auf. Der elektrische Energiespeicher ist beispielsweise als wiederaufladbare Batterie ausgebildet. Der Gleichrichter 10 ist an den elektrischen Energiespeicher elektrisch angeschlossen und speist den Gleichstrom in den elektrischen Energiespeicher ein.
Das Schienenfahrzeug 8 weist einen Elektromotor 6 zum Antrieb der Räder 9 auf. Der Elektromotor 6 wird dabei mit der Energie betrieben, welche von der Empfangseinheit 13 aufgenommen und zu dem Gleichrichter 10 geliefert wird. Der Elektromotor 6 ist vorliegend als dreiphasiger Asynchronmotor ausführt. Auch andere Ausführungen des Elektromotors 6 sind denkbar, beispielsweise als Gleichstrommotor oder als Synchronmotor.
Das Schienenfahrzeug 8 weist eine Steuereinheit 7 zur Ansteuerung des Elektromotors 6 auf. Die Steuereinheit 7 ist an den Gleichrichter 10 elektrisch angeschlossen. Die Steuereinheit 7 umfasst unter anderem einen Wechselrichter, welcher den von dem Gleichrichter 10 gelieferten Gleichstrom in einen dreiphasigen Drehstrom wandelt. Die Steuereinheit 7 ist an den Elektromotor 6 elektrisch angeschlossen und speist den Drehstrom in den Elektromotor 6.
Die Räder 9 des Schienenfahrzeugs 8 sind elektrisch leitfähig ausgebildet. Beispielsweise bestehen die Räder 9 aus Stahl. Die Schienen 4 sind ebenfalls elektrisch leitfähig ausgebildet, und bestehen beispielsweise aus Stahl. Somit besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Rädern 9 und den Schienen 4. Die Räder 9 des Schienenfahrzeugs 8 sind somit über die Schienen 4 geerdet.
Das Chassis 12 des Schienenfahrzeugs 8 weist ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium besteht. Dabei besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis 12 und den Rädern 9. Das Gehäuse des Chassis 12 ist somit über die Räder 9 und die Schienen 4 geerdet.
Die Empfangseinheit 13 des Schienenfahrzeugs 8 weist ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium besteht. Ein Erdungsband 11 ist mit dem Gehäuse der Empfangseinheit 13 und mit dem Gehäuse des Chassis 12 verbunden. Dadurch besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse der Empfangseinheit 13 und dem Gehäuse des Chassis 12. Das Gehäuse der Empfangseinheit 13 ist somit über das Gehäuse des Chassis 12, die Räder 9 und die Schienen 4 geerdet. Der Gleichrichter 10 des Schienenfahrzeugs 8 weist ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium besteht. Ein Erdungsband 11 ist mit dem Gehäuse des Gleichrichters 10 und mit dem Gehäuse des Chassis 12 verbunden. Dadurch besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Gleichrichters 10 und dem Gehäuse des Chassis 12. Das Gehäuse des Gleichrichters 10 ist somit über das Gehäuse des Chassis 12, die Räder 9 und die Schienen 4 geerdet.
Die Steuereinheit 7 des Schienenfahrzeugs 8 weist ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium besteht. Ein Erdungsband 11 ist mit dem Gehäuse der Steuereinheit 7 und mit dem Gehäuse des Chassis 12 verbunden. Dadurch besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse der Steuereinheit 7 und dem Gehäuse des Chassis 12. Das Gehäuse der Steuereinheit 7 ist somit über das Gehäuse des Chassis 12, die Räder 9 und die Schienen 4 geerdet.
Der Elektromotor 6 des Schienenfahrzeugs 8 weist ein elektrisch leitfähiges Gehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium besteht. Ein Erdungsband 11 ist mit dem Gehäuse des Elektromotors 6 und mit dem Gehäuse des Chassis 12 verbunden. Dadurch besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Elektromotors 6 und dem Gehäuse des Chassis 12. Das Gehäuse des Elektromotors 6 ist somit über das Gehäuse des Chassis 12, die Räder 9 und die Schienen 4 geerdet.
Ferner ist ein hier nicht dargestelltes Erdungsband 11 mit dem hier nicht dargestellten Ferritkern der Empfangseinheit 13 und mit dem Gehäuse des Chassis 12 verbunden. Dadurch besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Ferritkern der Empfangseinheit 13 und dem Gehäuse des Chassis 12. Der Ferritkern der Empfangseinheit 13 ist somit über das Gehäuse des Chassis 12, die Räder 9 und die Schienen 4 geerdet.
Das Schienenfahrzeug 8 weist eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Ferritkerns auf. Die Kühlvorrichtung weist ein hier nicht dargestelltes Peltierelement auf. Das Peltierelement umfasst eine kalte Seite und eine heiße Seite. Wenn eine Gleichspannung an dem Peltierelement anliegt, so erfolgt eine Temperaturerhöhung an der heißen Seite und eine Temperaturerniedrigung an der kalten Seite. Das Peltierelement transportiert dabei Wärme von der kalten Seite zu der heißen Seite. Das Peltierelement ist derart an dem Ferritkern angeordnet, dass die kalte Seite dem Ferritkern zugewandt ist, und dass die heiße Seite dem Ferritkern abgewandt ist. Somit transportiert das Peltierelement Wärme von dem Ferritkern weg und kühlt dadurch den Ferritkern. Die Empfangseinheit 13 weist ein hier nicht dargestelltes thermisches Isoliermedium auf. Das thermische Isoliermedium ist beispielsweise als Keramikschicht oder als Isolierfolie ausgebildet. Das Peltierelement ist dabei an einer ersten Seite des Ferritkerns angeordnet, und das thermisches Isoliermedium ist an einer zweiten Seite des Ferritkerns, welche der ersten Seite gegenüber liegt, angeordnet.
Bezugszeichenliste
1 Stromquelle
2 Kompensationseinheit
3 Primärleiter
4 Schiene
5 Boden
6 Elektromotor
7 Steuereinheit
8 Schienenfahrzeug
9 Rad
10 Gleichrichter
11 Erdungsband
12 Chassis
13 Empfangseinheit
14 Erdungspunkt
X Längsrichtung
Y Querrichtung
Z Vertikalrichtung

Claims

Patentansprüche:
1. Transportsystem, umfassend ein Schienenpaar mit zwei parallel verlaufenden Schienen (4), einen von einem Primärstrom durchflossenen Primärleiter (3) und ein Schienenfahrzeug (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (8) ein Chassis (12), mehrere Räder (9), welche relativ zu dem Chassis (12) drehbar gelagert sind, einen Elektromotor (6) zum Antrieb der Räder (9) und eine Empfangseinheit (13) zur kontaktlosen Aufnahme von Energie von dem Primärleiter (3) aufweist, und dass das Chassis (12) ein elektrisch leitfähiges Gehäuse aufweist, die Räder (9) elektrisch leitfähig sind, die Schienen (4) elektrisch leitfähig sind, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis (12) und den Rädern
(9) sowie eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Rädern (9) und den Schienen (4) besteht. 2. Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (4) auf einem Boden (5) verlegt sind, und dass das Transportsystem mindestens einen Erdungspunkt (14) aufweist, an welchem eine der Schienen (4) in dem Boden (5) elektrisch geerdet ist.
3. Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (13) eine Sekundärspule und einen Ferritkern aufweist, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis (12) und dem Ferritkern besteht.
4. Transportsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (8) eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Ferritkerns aufweist.
5. Transportsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung einen Flüssigkeitstank aufweist, von welchen eine Kühlflüssigkeit zu dem Ferritkern bringbar ist.
6. Transportsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung einen Flüssigkeitskreislauf aufweist, durch welchen die Kühlflüssigkeit von dem Flüssigkeitstank zu dem Ferritkern und zurück zu dem Flüssigkeitstank bringbar ist.
7. Transportsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung ein Peltierelement aufweist, welches eine kalte Seite und eine heiße Seite umfasst, und welches derart an dem Ferritkern angeordnet ist, dass die kalte Seite dem Ferritkern zugewandt ist, und die heiße Seite dem Ferritkern abgewandt ist.
8. Transportsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement an einer ersten Seite des Ferritkerns angeordnet ist, und dass an einer zweiten Seite des Ferritkerns, welche der ersten Seite gegenüber liegt, ein thermisches Isoliermedium angeordnet ist. 9. Transportsystem nach einem der Ansprüche, 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement eine positive Elektrode und eine negative Elektrode aufweist, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einer der Elektroden und dem Ferritkern besteht, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der besagten Elektrode und dem Gehäuse des Chassis (12) besteht.
10. Transportsystem nach einem der Ansprüche, 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die kalte Seite des Peltierelements eine metallische Oberfläche aufweist, welche unmittelbar an dem Ferritkern anliegt, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der metallischen Oberfläche und dem Ferritkern besteht, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der metallischen Oberfläche und dem Gehäuse des Chassis (12) besteht.
11. Transportsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement eine positive Elektrode und eine negative Elektrode aufweist, und dass eine der Elektroden mit der metallischen Oberfläche elektrisch verbunden ist.
12. Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (13) ein elektrisch leitfähiges Gehäuse aufweist, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis (12) und dem Gehäuse der Empfangseinheit (13) besteht.
13. Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) ein elektrisch leitfähiges Gehäuse aufweist, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis (12) und dem Gehäuse des Elektromotors (6) besteht.
14. Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (8) einen Gleichrichter (10) zum Wandeln eines von der
Empfangseinheit (13) gelieferten Wechselstroms in einen Gleichstrom aufweist, und dass der Gleichrichter (10) ein elektrisch leitfähiges Gehäuse aufweist, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis (12) und dem Gehäuse des Gleichrichters (10) besteht.
15. Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (8) eine Steuereinheit (7) zur Ansteuerung des Elektromotors (6) aufweist, und dass die Steuereinheit (7) ein elektrisch leitfähiges Gehäuse aufweist, und dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Gehäuse des Chassis (12) und dem Gehäuse der Steuereinheit (7) besteht.
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