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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung und ein Verfahren zum Betreiben.
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Es ist bekannt, bei Regallagern ein Objekt in verschieden hohe Regalböden einzulagern beziehungsweise aus diesen herauszuholen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lagervorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Lagervorrichtung weiterzubilden, wobei die Betriebssicherheit erhöht werden soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Vorrichtung nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren zum Betreiben nach den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale bei der Vorrichtung sind, dass sie zur berührungslosen Energieübertragung vorgesehen ist,
wobei Primärleiterabschnitte innerhalb eines Raumbereichs angeordnet sind,
wobei aus mindestens einem der Primärleiterabschnitte zumindest ein Verbraucher mittels einer an ihm angeordneten Sekundärwicklung induktiv versorgbar ist,
wobei in die Primärleiterabschnitte jeweils ein Wechselstrom eingeprägt ist,
wobei die Wechselströme der jeweiligen Primärleiterabschnitte zueinander phasenverschoben sind,
wobei die größte Ausdehnung, insbesondere Länge, des Raumbereichs kleiner ist als die Wellenlänge, insbesondere kleiner als die Hälfte oder kleiner als ein Vierteil der Wellenlänge, einer in der Umgebung der Vorrichtung, insbesondere in Luft, sich ausbreitenden, elektromagnetischen Welle, deren Frequenz der Frequenz des Wechselstroms gleicht.
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Von Vorteil ist dabei, dass die elektromagnetische Abstrahlung im Fernfeld verringert ist mittels destruktiver Interferenz der von den einzelnen Primärleiterabschnitten abgestrahlten elektromagnetischen Wellen. Wegen des stromquellenartigen Verhaltens der Primärleiterabschnitte, insbesondere also dem eingeprägten Strom, welcher im Wesentlichen als Stromquelle einen Strom zur Verfügung stellt, fließt dauerhaft Strom in den Primärleiterabschnitten. Dies führt zu einer jeweiligen Abstrahlung elektromagnetischer Wellen. Im Fernfeld überlagern sich diese. Die Idee der Erfindung besteht nun darin, die in einem engen Raumbereich angeordneten Primärleiterabschnitte phasenverschoben zu versorgen und somit im Fernfeld die Strahlungsintensität zu verringern.
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Unter Primärleiterabschnitte sind im Wesentlichen diejenigen Abschnitte des Primärleiters zu verstehen, welche die Möglichkeit zur induktiven Ankoppelung der Sekundärwicklung des Verbrauchers, der beispielswiese von einem bewegbaren Objekt, wie Fahrzeug umfasst ist, bieten. Hierzu ist der Primärleiter beispielsweise als langgestrecktes Kabel angeordnet, entlang dessen das Objekt bewegbar ist und die Sekundärwicklung induktiv ankoppelbar. Die Leitung zur Stromzuführung zum Primärleiterabschnitt und die Leitung zur Stromabführung vom Primärleiterabschnitt sind beispielsweise sehr eng parallel oder miteinander verdrillt in der Anlage verlegbar. Somit wird von diesen beiden Leitungen im Wesentlichen keine elektromagnetische Strahlung gesendet.
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Der zur Abstrahlung wirksame Bereich, also der Primärleiterabschnitt ist vorzugsweise kleiner als eine Wellenlänge oder kleiner als die Hälfte oder kleiner als ein Viertel der Wellenlänge. Die genannten Leitrungen dürfen auch länger sein, wenn sie in obengenannter Weise eng parallel oder verdrillt verlegt sind.
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Somit findet die Abstrahlung aus den jeweiligen Primärleiterabschnitten im Wesentlichen nur im Raumbereich statt und verschwindet dann im Fernfeld, da die phasenverschobenen Wellen derartig phasenverschiebbar sind, dass destruktive Interferenz auftritt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht die Phasenverschiebung zwischen den Wechselströmen zweier Primärleiterabschnitte dem ganzzahligen Vielfachen von 360°/n, wobei n der Anzahl der Primärleiterabschnitte, in welche die phasenverschobenen Wechselströme eingeprägt sind, ist. Von Vorteil ist dabei, dass im Idealfall im Fernfeld die Abstrahlung sogar vollständig verschwindet.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Primärleiterabschnitte aus einem Wechselrichter mit mehreren Halbbrücken versorgt, wobei alle Halbbrücken aus einer unipolaren Spannungsquelle versorgt sind und jeweils eine Reihenschaltung von zumindest zwei Halbleiterschaltern aufweisen, deren Verbindungsknoten mit dem jeweiligen Primärleiterabschnitt elektrisch verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wechselströme in einfacher weise erzeugbar sind. Hierzu ist insbesondere ein pulsweitenmodulierter Betrieb der Halbleiterschalter einfach ausführbar und somit ein zeitlich sinusförmiger Potentialverlauf am Verbindungsknoten herstellbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet ein netzgespeister Gleichrichter ausgangsseitig die unipolare Spannungsquelle, wobei an der Spannungsquelle eine Kapazität, insbesondere Glättungskondensator, angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Gleichspannung in einfacher Weise erzeugbar ist, insbesondere als Zwischenkreisspannung.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Frequenz zwischen 10 und 500 kHz. Von Vorteil ist dabei, dass eine große Wellenlänge wählbar ist, so dass auch bei großen Anlagen mit einer Ausdehnung von beispielsweise 1000 Meter im Fernfeld die Abstrahlung verhindert ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung als Lagervorrichtung ausgeführt, insbesondere Paternoster-Lagersystem oder Regallager, zur Lagerung von Objekten,
wobei jedes Objekt auf einer Transportplatte positioniert ist und während des Lagers mit Energie versorgbar ist, insbesondere aus einem Mittel zur Energieversorgung,
wobei jede Transportplatte in der Lagervorrichtung bewegbar angeordnet ist, insbesondere von einem elektrischen Antrieb bewegbar. Von Vorteil ist dabei, dass jedes Objekt auf der Transportplatte einlagerbar ist und diese dann in der Lagervorrichtung bewegbar ist und einlagerbar ist. Somit muss das Objekt, insbesondere Fahrzeug, nicht selbst verfahren und es sind hohe Anzahlen von Objekten in kleinem Raumbereich ermöglicht.
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Unter Transportplatte wird dabei ein Mittel zur Aufnahme des Objektes verstanden, so dass also die Transportplatte nicht unbedingt als Platte sondern gegebenenfalls auch als zusammengeschweißtes Gestänge oder als andere Komponente ausführbar ist.
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Wichtiger weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass dem Objekt Energie zuführbar ist während des Einlagerns. Somit ist nicht nur das Einlagern, insbesondere Parken, sondern auch das Zuführen von Energie mit der Lagervorrichtung ermöglicht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Objekt einen Energiespeicher, insbesondere wobei das Objekt ein Fahrzeug ist, insbesondere wobei das Fahrzeug selbsttätig einparkbar ist auf der Transportplatte. Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug selbsttätig auf die Transportplatte einfahrbar ist und somit keine Zuführmittel notwendig sind. Außerdem ist das Fahrzeug mit Energie aufladbar, insbesondere mit kontaktbehaftet oder induktiv zugeführter elektrischer Energie. Außerdem ist das Fahrzeug mit einer Einparkhilfe ausführbar, die das Fahrzeug hin leitet auf die für die Energieübertragung optimale Position.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Transportplatte eine Mulde zur Positionierung der Räder des Fahrzeugs auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein zumindest teilweise selbsttätiges, einfaches und schnelles Positionieren des Fahrzeuges ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist von einem auf der Transportplatte angeordneten Versorgungsmodul, insbesondere Einspeisevorrichtung, Energie leitungsgebunden, insbesondere mittels einer elektrischen Steckverbindung, übertragbar, insbesondere wobei mittels des Versorgungsmoduls der Energiestrom zum Objekt steuerbar ist, insbesondere wobei das Versorgungsmodul einen MF/NF-Wandler, also Mittelfrequenz/Niederfrequenz-Wandler aufweist, insbesondere wobei die Mittelfrequenz zwischen 10 und 500 kHz beträgt und die Niederfrequenz weniger als 100 Hz beträgt. Von Vorteil ist dabei, dass das Versorgungsmodul einfach aufbaubar ist und somit die Energiezufuhr ans Objekt steuerbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zum Datenaustausch zwischen Objekt und einem Rechner der Lagervorrichtung vorgesehen, insbesondere wobei die Daten als höher frequent aufmodulierte Stromanteile dem Primärstrom und/oder dem Strom in der Sekundärwicklung überlagert werden. Vorteiligerweise ist also ein finanzielles Abrechnen der Energiemenge an den Besitzer des Objekts ausführbar. Durch die Aufmodulation sind sogar zusätzliche Leitungen entbehrlich und der Aufwand an Hardware äußerst gering haltbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Versorgungsmodul aus einer auf der Transportplatte angeordneten Sekundärwicklung versorgbar, welche induktiv an einen Primärleiter ankoppelbar ist, welcher an der Lagervorrichtung fest, also stationär, angeordnet ist,
insbesondere wobei der Sekundärwicklung eine Kapazität derart parallel oder in Reihe zugeschaltet ist, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der in Frequenz des in den Primärleiter eingeprägten Stromes entspricht, insbesondere wobei die Frequenz im Bereich zwischen 10 und 500 kHz liegt. Von Vorteil ist dabei, dass verschleißfrei Energie übertragbar ist, wobei ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Primärleiter derart angeordnet, dass die induktive Kopplung in einem begrenzten Bewegungsbereich oder an einer gewissen Position der Transportplatte ausgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass nur in diesem Bereich oder an dieser Position Energie übertragen wird. Somit ist die Brandgefahr reduziert, Brand besser detektierbar, da besser lokalisiert, die Sicherheit erhöht und Primärleiterstrecken einsparbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Objekt eine Sekundärwicklung auf, die an einen auf der Transportplatte und/oder an der Lagervorrichtung angeordneten Primärleiter, insbesondere Primärwicklung, induktiv ankoppelbar ist,
insbesondere wobei der Sekundärwicklung eine mit dem Objekt verbundene Kapazität derart parallel oder in Reihe zugeschaltet ist, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der in Frequenz des in den Primärleiter eingeprägten Stromes entspricht, insbesondere wobei die Frequenz im Bereich zwischen 10 und 500 kHz liegt. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad bei berührungsloser Energieübertragung erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen der am Objekt angeordneten Sekundärwicklung und der an der Lagervorrichtung angeordneten Primärwicklung die Transportplatte angeordnet,
wobei die Transportplatte einen ausgenommenen Bereich oder einen Bereich aus nicht-magnetischem Material aufweist,
wobei der Bereich derart angeordnet ist, dass zumindest die kürzesten Verbindungslinien zwischen Sekundärwicklung und Primärwicklung durch den Bereich führen,
insbesondere dass zumindest alle kürzesten Verbindungslinien zwischen Sekundärwicklung und Primärwicklung durch den Bereich führen. Von Vorteil ist dabei, dass das Hauptfeld des Magnetfeldes des Primärleiters möglichst ungestört den Bereich durchdringt und somit eine möglichst starke induktive Kopplung trotz großer Beabstandung erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Transportplatte aus Stahl gefertigt oder weist zumindest Stahl auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfacher kostengünstiger und tragfähiger Werkstoff verwendbar ist, der sogar ferromagnetisch sein darf. Somit sind nach außen sogar Schutzwirkungen erzielbar, da austretende Fernfelder abschwächbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Transportplatte ein Steckverbinderteil angeordnet, welches mit einem entsprechenden Gegensteckverbinderteil in Verbindung bringbar ist, insbesondere in einer horizontalen Endposition der Transportplatte oder beim Anfahren einer horizontalen Endposition der Transportplatte. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfaches Steuern der Energieübertragung ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Transportplatte mit der an ihr angeordneten Sekundärwicklung entlang einer langgestreckt in der Lagervorrichtung verlegten Primärleiterschleife bewegbar. Von Vorteil ist dabei, dass eine ständige ununterbrochene Energieversorgung gewährleistbar ist.
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Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer Lagervorrichtung sind, dass das Objekt mit Energie versorgt wird, nachdem die Transportplatte ihre Zielposition erreicht hat.
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Von Vorteil ist dabei, dass ein Aufladen beim Parken des Objektes ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden Daten vom Objekt an einen mit der Lagervorrichtung verbundenen Rechner übermittelt, an den auch die erfasste, ans Objekt übertragene Energiemenge übermittelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Rechnungserstellung und/oder Abbuchung des entsprechend der Energiemenge zugeordneten Betrages für den Besitzer des Objektes ermöglicht ist. Denn zu den übertragbaren Daten zahlen auch Identifikationsdaten des Objektes, welche zu einer Kontonummer des Besitzers zuordenbar sind, wobei eine entsprechende Zuordnungstabelle in einem mittels Internet verbundenen Rechners hinterlegbar ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. 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.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In der 1 ist ein Fahrzeug 1 gezeigt, welches auf einer Transportplatte 2 eingeparkt angeordnet ist.
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Wie aus dem Stand der Technik bekannt, ist dabei ist die Transportplatte bewegbar angeordnet. Insbesondere ist die Transportplatte 2 vertikal entlang einer Vertikalachse 5 bewegbar, also in einem Lift, und in jeweiligen verschiedenen Höhen horizontal in jeweilige Regalböden 6 horizontal einfahrbar. Die Transportplatte 2 wird hierbei von einer Mitnahmevorrichtung aufgenommen und vertikal bewegt.
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Dabei sind in den Regalböden 6 Führungsschienen 7 vorgesehen, entlang derer die Transportplatte 2 bewegbar ist.
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Der Vertikalachse 5 ist ein Positionserfassungssystem zugeordnet, so dass die vertikale Höhe der Transportplatte 2 erfassbar und an einen Rechner übermittelbar ist.
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Vorzugsweise ist zumindest einer Horizontalbewegung ebenfalls ein Positionserfassungssystem zugeordnet, so dass auch die Horizontallage dem Rechner zuführbar ist.
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In einer ersten Ausführungsvariante sind an der Transportplatte elektrische Antriebe befestigt, welche die Horizontalbewegung bewirken. Alternativ oder zusätzlich ist an jedem Regalboden 6 ein elektrischer Antrieb angeordnet, mit dem die Horizontalbewegung bewirkbar ist.
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Die Antriebe weisen vorzugsweise ein von einem umrichtergespeisten Elektromotor angetriebenes Getriebe auf. Somit ist eine Drehzahl der Elektromotoren beziehungsweise die Linearposition vom Rechner vorgebbar und somit steuerbar.
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Auf jeder Transportplatte 2 ist ein Versorgungsmodul 3 angeordnet, das eine elektrische Energiequelle, insbesondere eine Stromquelle und/oder eine Spannungsquelle, aufweist. Mittels eines Kabels mit elektrischem Steckverbinderteil ist Energie übertragbar an das Fahrzeug 1. Somit ist der Energiespeicher des Fahrzeugs aufladbar während der Zeitdauer des Parkens auf der Transportplatte 2.
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Das Versorgungsmodul 3 selbst wird wiederum versorgt aus einem stationären Versorgungsnetz, wie beispielsweise ein einphasiges oder ein mehrphasiges Wechselstromnetz. Zur Versorgung des Versorgungsmoduls 3 ist an der Transportplatte 2 ein Steckverbinderteil 4 angeordnet, das in Eingriff bringbar ist mit einem entsprechenden Gegensteckverbinderteil 4, welches stationär angeordnet. Bei Anfahren einer horizontalen Position der Transportplatte, insbesondere bei Anfahren der Endposition der Transportplatte nach Herausfahren der Transportplatte aus der Mitnahmevorrichtung 8 dem horizontal verfahrbaren Lift, werden das Steckverbinderteil 4 und das entsprechende Gegensteckverbinderteil 4 in Kontakt gebracht. Dadurch wird also das Versorgungsmodul 3 versorgbar mit Energie und daraufhin auch das Fahrzeug 1 beladbar mit Energie.
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Der über das Steckverbinderteil 4 übertragene Wechselstrom wird in einem ersten Ausführungsbeispiel direkt vom Versorgungsmodul 3 an das Fahrzeug 1 übertragen. Somit ist mittels des Versorgungsmoduls 3 die Energieübertragung ans Fahrzeug 1 steuerbar und die Energiemenge bestimmbar, wodurch eine Bestimmung eines entsprechenden finanziellen Rechnungsbetrags ermöglicht ist und an ein Abrechnungssystem oder Buchungssystem übermittelbar ist. Darüber hinaus ist vom Versorgungsmodul 3 auch eine Überwachung ausführbar, insbesondere eine sicherheitsgerichtete. Beispielsweise ist eine Überwachung auf Überhitzung, Brand und/oder Feuer ermöglicht.
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Die oben genannten, für das Ausführungsbeispiel nach 1 beschriebene Steckverbindung ist auch durch eine Schleifleitung ersetzbar, so dass nicht nur in einer Position sondern auch schon in einem kontinuierlichen Teilbereich von Positionen eine kontaktbehaftete Energieübertragung ermöglicht ist.
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Wie in 2 gezeigt, sind die oben genannten, für das Ausführungsbeispiel nach 1 beschriebene Steckverbindung ersetzt durch eine induktive Energieübertragung, so dass somit kein Verschleiß bei der Energieübertragung vorliegt. Hierzu ist in der Anlage stationär eine Primärleiterschleife, also ein als Stromschleife verlegter Primärleiter, verlegt, die mit einem mittelfrequenten Wechselstrom, insbesondere mit einer Frequenz zwischen 10 und 500 kHz, beaufschlagt wird. An der Transportplatte 2 ist eine Sekundärwicklung 20 angeordnet, die induktiv stets dann ankoppelbar ist, wenn die Transportplatte 2 in dem horizontalen Positionsbereich des jeweiligen Regalbodens 6 sich befindet. Somit ist die Transportplatte 2 in verschiedenen Höhen mit dem Lift, also entlang der Vertikalachse, bewegbar und horizontal in den jeweiligen Regalboden einfahrbar.
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Der Sekundärwicklung ist eine Kapazität derart in Reihe oder parallel zugeschaltet, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Frequenz des in den Primärleiter 21 eingeprägten Wechselstroms entspricht. Somit ist auch bei schwacher induktiver Kopplung ein hoher Wirkungsgrad bei der Energieübertragung erreichbar.
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Aus der Sekundärwicklung beziehungsweise aus dem Schwingkreis wird dann das Versorgungsmodul 3 versorgt, welches in einer ersten Ausführungsvariante einen Strom-Spannungs-Wandler aufweist und somit das Fahrzeug 1 als Spannungsquelle versorgt. Auf diese Weise ist also eine bei Versorgungsnetzen übliche Wechselspannung mit einer Nieder-Frequenz, beispielsweise 50 Hertz oder 60 Hertz zur Verfügung stellbar. Das Versorgungsmodul 3 ist somit hierbei als AC/AC-Wandler ausgeführt und wandelt somit den mittelfrequenten Strom in eine niederfrequente Spannung um.
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In einer zweiten Variante wird vom Versorgungsmodul die der mittelfrequente Strom durchgeleitet an das Fahrzeug 1, so dass also dem Fahrzeug elektrische Energie mit der Frequenz zwischen 10 und 500 kHz bereit gestellt wird. Das Versorgungsmodul 3 ist aber in der Lage den Energiefluss zu steuern, insbesondere zu sperren oder frei zu geben.
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In einer dritten Variante wird vom Versorgungsmodul 3 aus dem von der Sekundärwicklung 20 stammenden Strom eine Gleichspannung zum Laden des Fahrzeugs 1 zur Verfügung gestellt.
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Wie in 3 gezeigt, weist in einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel das Fahrzeug 1 zur kontaktlosen, also induktiven Energieübertragung von der Transportplatte 2 zum Fahrzeug 1 eine Sekundärwicklung auf, die mit einer Wicklung 30, insbesondere die als Primärwicklung ausgeführt ist, induktiv koppelbar ist. Somit ist die vom stationären Teil der Anlage an die Transportplatte übertragene Energie induktiv an das Fahrzeug übertragbar, so dass also eine kontaktlose und somit verschleißfreie Übertragung von Energie ermöglicht. Ist.
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Dabei ist der von der Sekundärwicklung aufgenommene Wechselstrom direkt weiterleitbar an die Wicklung 30, da bei beiden induktiven Übertragungen, also bei der Energieübertragung an die Sekundärwicklung 20 und bei der Energieübertragung von der Wicklung 30 an die Sekundärwicklung des Fahrzeugs 1 dieselbe Frequenz einsetzbar ist. Somit ist eine Umwandlung der Frequenz unnötig und Verluste vermeidbar.
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Die Wicklung 30 ist als Flachwicklung ausführbar und in einer Kunststoffmatte vergossen vorsehbar. Alternativ ist sie in den Transportplatte 2 eingelegt und vergossen. In beiden Fällen ist sie derart stabil angeordnet, dass sie vom Fahrzeug überfahrbar ist.
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Wie in 4 gezeigt, ist bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel in jedem Regalboden ein Primärleiterabschnitt als jeweilige Primärleiterwicklung 40 verlegt. Bei horizontalem Einfahren der Transportplatte 2 in den jeweiligen Regalboden 6 ist die im Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung direkt induktiv ankoppelbar an diese jeweilige Primärleiterwicklung, wenn die Transportplatte 2 die Zielposition erreicht hat, also beispielsweise einen horizontalen Anschlag. Die Ankoppelung wird insbesondere dadurch erreicht, dass in der Transportplatte 2 eine Ausnehmung oder einen nicht-magnetischen Einsatz, der beispielsweise aus Kunststoff ausführbar ist. Zwar ist zwischen der Sekundärwicklung am Fahrzeug 1 und der Primärleiterwicklung ein großer Abstand und somit eine schwache induktive Kopplung nur bereit stellbar. Jedoch ist mittels der resonanten Beschaltung der Sekundärwicklung des Fahrzeugs trotzdem ein hoher Wirkungsgrad erreichbar.
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Unter nicht-magnetischem Material wird dabei Material verstanden mit einer relativen Permeabilität μr von weniger als 5, insbesondere von weniger als 2. Hierzu zählen insbesondere auch diamagnetische oder paramagnetische Materialien.
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In 5 ist ein Ausschnitt aus 4 in Seitenansicht und Ansicht von unten näher dargestellt. Dabei ist im oberen Teil der 5 die am Fahrzeugboden angeordnete Sekundärwicklung 50 gezeigt. Außerdem ist im unteren Teil mit Ansicht von unten die Ausnehmung 51, die auch als nicht-ferromagnetisches Material ausführbar ist, in der Transportplatte 2 gezeigt. Dabei ist klar erkennbar, dass die Fläche der Ausnehmung 51 in dieser Ansicht, insbesondere also auch Projektionsrichtung, größer ist als die von der Sekundärwicklung beanspruchte Fläche in dieser Ansicht.
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Statt der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführung als Regallager mit fest angeordneten Regalböden, ist auch eine als Paternoster bezeichenbare Ausführung des Lagers ausführbar in einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, welches in 6 dargestellt ist. Dabei werden die Fahrzeuge zwar auch auf Transportplatten 2 geparkt. Diese sind jedoch an der Lagervorrichtung befestigt und entlang einer Linie bewegbar angeordnet, Dabei ist die Linie vorzugsweise als geschlossene Kurve ausgeführt. Somit sind einer Perlenkette entsprechend die Transportplatte 2 entlang der Kette, also Linie, angeordnet. Entlang der Linie ist wiederum der Primärleiter 61 verlegt, wobei zur Energieübertragung eine an der Transportplatte 2 angeordnete Sekundärwicklung 62 vorgesehen ist, die induktiv mit dem Primärleiter gekoppelt und mit der Transportplatte entlang dem Primärleiter 61 bewegbar ist. Auf diese Weise ist eine ständige Versorgung, also auch während der Bewegung der Transportplatte 2 entlang der Linie, ausführbar.
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In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird der Primärleiter nicht entlang der gesamten Linie sondern nur in Teilbereichen verlegt, so dass eine induktive Energieversorgung nur dort ausgeführt wird. Diese Teilbereiche entsprechen vorzugsweise denjenigen Positionen, in welchen die Transportplatte dauerhaft positioniert wird.
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In 7 ist hierzu ein Fahrzeug näher gezeigt, welches auf der zugehörigen Transportplatte eingeparkt ist und induktiv aus einer in der Transportplatte 2 angeordneten Primärwicklung versorgt ist, die wiederum über die Sekundärwicklung 62 versorgt ist. Dabei ist die Sekundärwicklung 62 an der Transportplatte 2 befestigt und induktiv angekoppelt an den Primärleiter 61.
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Alternativ ist statt der induktiven Energieübertragung auch eine kontaktbehaftete Energieübertragung ausführbar.
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In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hat die Transportplatte 2 der vorgenannten Ausführungsbeispiele an ihrer dem Fahrzeug zugewandten Seite eine Mulde, also Vertiefung, in welche die Vorderräder einparkbar sind und somit eine Positionierung des Fahrzeugs 1 verbessert ausführbar ist, Denn durch die Mulde rollt das Fahrzeug 1 sogar selbsttätig, insbesondere im ausgekuppelten Zustand des Motors des Fahrzeugs, an die vorgesehene Zielposition. Auf diese Weise ist eine einfache Positionierung ausführbar.
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Wichtig ist bei der Erfindung, dass also innerhalb der Anlage mindestens zwei Primärleiterabschnitte angeordnet sind. Dabei werden die Primärleiterabschnitte synchron mit einem Wechselstrom beaufschlagt, wobei jedoch eine Phasenverschiebung vorgesehen ist.
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Insbesondere werden Primärleiterabschnitte phasenverschoben bestromt, die in einem räumlichen Bereich angeordnet sind, dessen Ausdehnung kleiner ist als eine Wellenlänge, insbesondere kleiner als eine halbe Wellenlänge, insbesondere kleiner als eine Viertel Wellenlänge.
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Somit ist die Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen zumindest im Fernfeld reduziert.
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Jeder Primärleiterabschnitt ist dabei wiederum als Stromschleife ausgeführt, die aus einem Wechselrichter versorgt ist, insbesondere mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz zwischen 10 und 500 kHz.
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Die Herstellung dieses Wechselstroms erfolgt vorzugsweise mittels gleichspannungsversorgten Halbbrücken, also einer Parallelschaltung von Halbbrücken, die aus einer unipolaren Spannungsquelle versorgt werden. Dabei ist jede Halbbrücke als Reihenschaltung von zwei Halbleiterschaltern ausgeführt, so dass jede Halbbrücke einen oberen und einen unteren Halbleiterschalter aufweist. Die Halbleiterschalter sind pulsweitenmoduliert betrieben und es lässt sich somit zu jedem Zeitabschnitt das gewünschte Potential am Verbindungsknoten in guter Näherung erzeugen. Die Ausgangsspannung, also die Differenz der Potentiale an den Verbindungsknoten zweier Halbbrücken, wird einem Vierpol zugeführt, der derartige Kapazitäten und Induktivitäten umfasst, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Frequenz des Ausgangsspannungsverlaufs gleicht, wodurch das spannungsquellenartige Verhalten in ein stromquellenartiges Verhalten umgewandelt wird. Der Ausgangsstrom des Vierpols speist eine erste Stromschleife und somit einen ersten Primärleiterabschnitt.
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In entsprechender Weise sind in einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aber auch n Halbbrücken aus der unipolaren Spannungsquelle versorgbar, wobei n eine ganz Zahl ist, die 2 ist oder größer. Das vorgenannte Ausführungsbeispiel ergibt sich im Fall n = 2. Bei einer Wahl von n = 3 oder größer sind entsprechend viele einphasige Ausgangsspannungen zur Verfügung stellbar, also ein mehrphasiges Spannungssystem. Für n = 3 ergibt sich ein Drehspannungssystem.
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Vorzugsweise sind die Spannungsverläufe im Wesentlichen sinusförmig gewählt und die Phasenverschiebung zwischen den einzelnen Ausgangsspannungen gleichmäßig, also 360°/n von einer ersten Ausgangsspannung zu einer zweiten.
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Da aus jeder Ausgangsspannung unter Zwischenschaltung des genannten Vierpols, also Gyrators, ein jeweiliger Primärleiterabschnitt versorgbar ist und da diese versorgten Primärleiterabschnitte innerhalb einer halben oder geviertelten Wellenlänge angeordnet sind, ist die Abstrahlung im Fernfeld verhindert oder zumindest verringert.
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Bei einer Frequenz von 100 kHz ist dabei ein Anordnen der Primärleiterabschnitte in einem Abstand von weniger als 1000 Meter vorteilig.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Transportplatte
- 3
- Versorgungsmodul
- 4
- Steckverbinderteil
- 5
- Vertikalachse
- 6
- Regalboden
- 7
- Führungsschienen
- 8
- Mitnahmevorrichtung des vertikalen Lifts
- 20
- Sekundärwicklung
- 21
- Primärleiter
- 30
- Wicklung, insbesondere als Primärwicklung
- 40
- Primärwicklung am Regalboden 6
- 50
- Sekundärwicklung am Fahrzeugboden des Fahrzeuges 1
- 51
- Ausnehmung oder nicht-ferromagnetisches Material in der Transportplatte 2
- 61
- Primärleiter
- 62
- Sekundärwicklung
