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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kontaktloses Stromversorgungseinrichtung,
bei dem eine primärseitige
Induktionsleitung mit hochfrequentem Strom elektrische Energie kontaktlos
zu einer sekundärseitigen
Last zuführt,
sowie auf eine Abzweigdose oder Verteilerbox, die dabei verwendet wird.
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STAND DER
TECHNIK
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Die
US-A 5619078 beschreibt eine primärseitige Induktionsleitung
für ein
induktives Energietransportssystem. Die Transporteinheiten werden über eine
induktive Ankopplung versorgt. Es ist keine Vorkehrung getroffen,
um die Energie abzuschalten, wenn eine Wartung der Transporteinheiten
notwendig wird.
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Zu
derartigen kontaktlosen Energieversorgungssystemen zählen auch
solche, die die Energie zu einer Vielzahl von Arbeitsgebieten von
einer primärseitigen
Induktionsleitung zuführen,
die einen hochfrequenten Strom liefert. In den Arbeitsgebieten wird
beispielsweise ein beweglicher Transportwagen mit elektrischer Energie
von einer primärseitigen
Induktionsleitung berührungslos über eine
Aufnahmespule versorgt.
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In
dem System zur Zufuhr elektrischer Energie zu einer Vielzahl von
Arbeitsgebieten ist es bisweilen notwendig, dass zu Zeiten von Wartungsarbeiten
in den Arbeitsgebieten die Energiezufuhr zu jedem Arbeitsgebiet
unterbrochen wird. In derartigen Fällen werden Maßnahmen
ergriffen, indem eine Schalteinheit in die primärseitige Induktionsleitung, die
den hochfrequenten Strom liefert, für jedes Arbeitsgebiet eingefügt wird,
und eine in das Arbeitsgebiet hineinführende primärseitige Induktionsleitung mit
Hilfe der Schalteinheit überbrückt wird,
wenn die Energieversorgung in dem Arbeitsgebiet unterbrochen wird.
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Die
Schalteinheit umfasst eine Bypassschaltung, um die primärseitige
Induktionsleitung innerhalb des Arbeitsgebietes zu umgehen, und
einen Schalter, der zwischen der Bypassschaltung oder der Induktionsleitung
innerhalb des Arbeitsgebietes schaltet, nachdem die Bypassschaltung
und die primärseitige
Induktionsleitung innerhalb des Arbeitsgebietes gleichzeitig angeschlossen
sind, wodurch die elektrische Versorgung der anderen Arbeitsgebiete nicht
abgeschaltet ist.
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In
der Schalteinheit ist es jedoch, damit die anderen Arbeitsgebiete
nicht ohne Energieversorgung bleiben, für den Schalter notwendig, dass
mechanischer Kontakt und eine Kontaktdauer sichergestellt sind,
um eine gleichzeitige Verbindung zwischen der Bypassschaltung und
der primärseitigen Induktionsleitung
innerhalb des Arbeitsgebietes zu gewährleisten, und zu diesem Zweck
ist es notwendig, spezielle, höchstzuverlässige Schalter
zu verwenden. Falls weiterhin eine Energieversorgungsvorrichtung
für jedes
der Arbeitsgebiete vorgehalten wird, kann man auch ohne Schaltungseinheiten
auskommen, aber die Kosten werden sehr hoch.
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Wenn
weiterhin eine Hebevorrichtung wie z.B. ein Kran mit Energie von
der hochfrequenten primärseitigen
Induktionsleitung versorgt wird, ist es notwendig, dass die primärseitige
Leitung vertikal bewegbar in Übereinstimmung
mit der Hebe- und Senkbewegung der Hebevorrichtung ist. Dazu ist
es der Induktionsleitung möglich,
durchzuhängen,
um vertikal mit der Hebevorrichtung beweglich zu sein.
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Wenn
jedoch der Kran oder die Hebevorrichtung mit Energie von der primärseitigen
Induktionsleitung versorgt wird, kann leicht ein Kabelbruch der
Induktionsleitung eintreten, da die Leitung die Hebe- und Senkbewegungen
wiederholt. Demzufolge ist zur Vermeidung eines Bruchs in allen
Energieversorgungsleitungen aufgrund eines solchen Kabelbruchs eine
häufige
Wartung notwendig.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung ein berührungsloses Energieversorgungssystem
zu schaffen, dass obengenannte Probleme vermeidet und bei dem eine
teilweise Abschaltung von Energie zu den Einzelgebieten ohne ein
mechanisches Schalten der Energieversorgungsleitungen möglich ist.
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Zur
Lösung
der Aufgabe sieht die Erfindung ein berührungsloses Energieversorgungssystem
zur Zufuhr von elektrischer Energie von einer primärseitigen
Induktionsleitung, die hochfrequenten Strom einer sekundärseitigen
Last kontaktlos zuführt,
wobei die primärseitige
Induktionsleitung eine erste Induktionsleitung, die mit einer Energieversorgungseinheit verbunden
ist, zumindest eine zweite Induktionsleitung, sowie einen Magnetkörper zur induktiven
Verbindung der ersten Induktionsleitung und der zweiten Induktionsleitung
aufweist, vor, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das berührungslose
Energieversorgungssystem eine Zusatzleitung, die auf den Magnetkörper gewickelt
ist, eine Schaltvorrichtung zur Kurzschlussschaltung der Zusatzleitung,
eine Startschaltung, die zusammen mit der Schaltvorrichtung parallel
zur Zusatzleitung verbunden ist zum Anstieg eines Laststroms durch
die zweite Induktionsleitung mit vorgegebener Zeitkonstante, wenn
die Schaltvorrichtung ausgeschaltet wird, so dass die mit der Schaltvorrichtung
verbundene Leitung nicht kurzgeschlossen ist, wodurch die Sättigung
des magnetischen Körpers
verhindert wird, und eine zweite Schaltvorrichtung zum Kurzschließen der
zweiten Induktionsleitung aufweist.
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Entsprechend
dieser Anordnung kann der Kurzschluss, der von der Schaltvorrichtung
ausgelöst wird,
die elektrische Versorgung zur zweiten Induktionsleitung auf der
Primärseite
unterbrechen, wodurch eine sichere Wartung der Last möglich ist,
die elektrisch berührungslos
von der zweiten Induktionsleitung auf der Primärseite gespeist wird. Da weiterhin
die Amperewindungszahl der hinzugefügten Leitung mit der Amperewindungszahl
der ersten Induktionsleitung übereinstimmt,
kann eine Erhöhung
der Windungszahl der zugefügten
Leitung den Strom durch die Schaltvorrichtung verringern, wodurch
ein weniger kostspieliger Schalter Verwendung finden kann. Da weiterhin
die Startschaltung parallel zur hinzugefügten Leitung liegt und Strom
nur zugeführt wird,
um durch die zugeführte
Leitung mit einer Zeitkonstante zu fließen, die nach dem Abschalten
der Schaltvorrichtung gesetzt ist, wird der Unterschied zwischen
dem großen
Stromdurchfluss durch die zweite Induktionsleitung auf der Sekundärseite absorbiert,
um die magnetische Kraft, die auf den Magnetkörper wirkt, zu minimieren,
wodurch der magnetische Körper
am Sättigungszustand
gehindert wird. Demzufolge kann der magnetische Körper danach
in seinem ungesättigten
Zustand verwendet werden.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Um
eine Verzweigungsbox zu schaffen, die in der Lage ist, die Anzahl
der Wartungen in dem berührungslosen
Energieversorgungssystem zu verringern, beschreibt die Erfindung
eine Abzweigungsbox, in der eine primärseitige Induktionsleitung,
die einen hochfrequenten Strom liefert, eine erste Induktionsleitung
umfasst, die mit einer Energieversorgung verbunden ist, sowie mindestens
eine zweite Induktionsleitung, um die Last elektrisch sekundärseitig
berührungslos
zu versorgen, wobei die Abzweigungsbox verwendet wird, wenn die
zweite Induktionsleitung von der ersten Induktionsleitung abzweigt,
und die Abzweigungsbox, wobei die Abzweigungsbox ein Paar erster
Anschlüsse,
mit denen die erste Induktionsleitung verbunden ist, ein Paar zweiter
Anschlüsse,
mit denen die zweite Induktionsleitung verbunden ist, einen Magnetkörper, eine
erste Leitung, die um den Magnetkörper gewickelt ist und mit
den beiden Enden der ersten Anschlüsse verbunden ist, eine zweite
Leitung, die um den Magnetkörper
gewickelt ist und mit den beiden Enden der zweiten Anschlüsse verbunden
ist, eine Zusatzleitung, die um den Magnetkörper gewickelt ist, und eine
erste Schaltvorrichtung zum Kurzschließen der Zusatzleitung, eine Startvorrichtung,
die mit der ersten Schaltvorrichtung verbunden ist und parallel
geschaltet ist zur Zusatzleitung, und den Laststrom durch die zweite
Induktionsleitung mit vorgegebener Zeitkonstante ansteigen lässt, wenn
die erste Schaltvorrichtung zur Verhinderung einer Kurzschlussschaltung
abgeschaltet ist, wodurch eine Sättigung
des Magnetkörpers
verhindert wird, und eine zweite Schaltvorrichtung zum Kurzschließen der
zweiten Induktionsleitung umfasst.
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Entsprechend
dieser Anordnung ermöglicht es
der Magnetkörper,
dass die primärseitige
zweite Induktionsleitung abgezweigt von der ersten primärseitigen
Induktionsleitung eingerichtet wird, so dass selbst dann, wenn eine
Hebevorrichtung wie ein Kran elektrisch durch die primärseitige
zweite Induktionsleitung versorgt wird, die primärseitige erste Induktionsleitung
fixiert werden kann, indem die primärseitige zweite Induktionsleitung
in einem Abschnitt, der das Anheben und Absenken nachvollzieht,
verwendet wird. Demzufolge besteht kein Risiko, das im Gegensatz
zu früher
die primärseitige
Induktionsleitung durch die Hebe- und Senkbewegung bricht, und es wird
möglich,
die Anzahl der Wartungen, um einen Energieausfall im gesamten System
durch einen Kabelbruch zu verhindern, zu verringern. Da weiterhin die
Startschaltung parallel zur hinzugefügten Leitung liegt und der
Strom zugeführt
wird, um durch die hinzugefügte
Leitung nur mit der Zeitkonstante, die sich nach dem Abschalten
der Schaltvorrichtung ergibt, zu fließen, ist der Unterschied zwischen
dem hohen Stromfluss durch die primärseitige Induktionsleitung und
der Laststromdurchfluss durch die sekundärseitige zweite Induktionsleitung
zur Minimierung der Magnetkraft auf den Magnetkörper absorbiert, wodurch der
Magnetkörper
nicht magnetisch gesättigt
wird. Demzufolge kann anschließend
der Magnetkörper
im ungesättigten
Zustand verwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
das Schaltdiagramm eines berührungslosen
Energieversorgungssystems gemäß eiern
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist das Schaltdiagramm einer Abzweigungsbox
in dem berührungslosen
Energieversorgungssystem;
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3 ist das Schaltdiagramm eines berührungslosen
Energieversorgungssystems gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
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4 ist
ein Sachaltdiagramm eines berührungslosen
Energieversorgungssystems gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 eine Hochfrequenzenergieversorgung,
die auf einer Energieversorgungsplattform P angeordnet ist und dazu
dient, eine erste Induktionsleitung 2 auf der Primärseite mit
Hochfrequenzstrom zu versorgen. Die primärseitige erste Induktionsleitung
ist entlang mehrerer N Roboterbereichen (Beispiel eines Arbeitsbereiches) 3 verlegt.
Abzweigungsboxen 4 sind vorgesehen, eine für jeden
Roboterbereich 3. Jede Abzweigungsbox 4 ermöglicht es
einer sekundären
Induktionsleitung 5 auf der Primärseite zur Zuführung von
Elektrizität
zum Roboterbereich 3, von der primärseitigen ersten Induktionsleitung 2 abzuzweigen.
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In 1 bezeichnet
Bezugszeichen 6 einen Bewegungswagen (Beispiel einer Last),
der von der primärseitigen
ersten Induktionsleitung 2 oder der primärseitigen
zweiten Induktionsleitung 5 berührungslos über eine Aufnahmespule 7 mit
Energie versorgt wird. Bezugszeichen 9 bezeichnet eine
Abschaltwahlschaltung (weiter hinten detailliert beschrieben), die
auf einer Energieversorgungsplattform P zur Auswahl der elektrischen
Zufuhr zu jedem Roboterbereich angeordnet ist, um die Versorgung mit
elektrischer Energie zu unterbrechen. Die primärseitige erste Induktionsleitung 2 ist
entlang des schleifenförmigen
Weges 10a des Bewegungswagens 6 verlegt, während die
primärseitigen
zweiten Induktionsleitungen 5 jeweils entlang des linearen Weges 10b des
Bewegungswagens 6 in jedem Roboterbereich verlegt sind.
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Die
Abzweigungsbox 4, wie in 2 dargestellt,
weist einen ringförmigen
Magnetkörper 12 aus Ferrit
mit einem Lochabschnitt der Form einer Durchbohrung oder einer teilweise
geöffneten
Durchbohrung, ein Paar Eingangsanschlüsse 13, an die die erste
primärseitige
Induktionsleitung 2 angeschlossen ist, eine erste Leitung 14,
die sich durch den Lochabschnitt 11 des Magnetkörpers 12 erstreckt und
an beide Enden der Anschlüsse 13 angeschlossen
ist, ein Paar Ausgangsanschlüsse 15.
an die die primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 zur Energieversorgung des Roboterbereiches 3 angeschlossen ist,
eine zweite Leitung 16, die sich durch den Lochabschnitt 11 des
Magnetkörpers 12 erstreckt
und mit beiden Enden der Ausgangsanschlüsse 15 verbundne ist,
eine hinzugefügte
Leitung 17, die sich durch den Lochabschnitt 11 des
Magnetkörpers 12 erstreckt,
eine Gleichrichterschaltung 18, die mit der hinzugefügten Leitung 17 verbunden
ist, den 1a-Kontakt (Ein Beispiel für die zweite Schalteinrichtung) 19 eines
elektromagnetischen Schalters zum Kurzschließen der Ausgangsenden der Gleichrichterschaltung 18,
eine Softstartschaltung 22, die mit den Ausgangsenden der
Gleichrichterschaltung 18 parallel zu dem 1a-Kontakt 19 verbundne
ist und aus einem Widerstand 20 und einem Kondensator 21 besteht
und dessen Zeitkonstante 0,1 bis 0,5 sec beträgt, einen 2a-Kontakt (ein Beispiel
der zweiten Schaltvorrichtung) 23 einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung
zum Kurzschließen
der primärseitigenzweiten
Induktionsleitung 5 (die zweite Leitung 16), einen
Abstimmkondensator 24 zwischen einem Ende des 2a-Kontaktes 23 und
einem Ausgangsanschluss 15, ein Paar Steueranschlüsse 26,
an die eine Steuerleitung 25, die mit der Abschaltwahleinrichtungsschaltung 9 in
der Energieversorgungsplattform P verbunden ist, angeschlossen ist,
eine Erregerspule 27 einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung,
und eine dritte Leitung 28, die mit der Erregerspule 27 der
elektromagnetischen Schaltvorrichtung und dem Steueranschluss 26 verbunden
ist, auf.
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Zusätzlich wird
die Kapazität
C des Abstimmkondensators 24 so eingestellt, dass sie bei
der Frequenz f der primärseitigen
ersten Induktionsleitung 2 gemäß Induktivität L der
primärseitigen
zweiten Induktionsleitung 5 in Resonanz ist.
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Der
Betrieb der oben beschriebenen Ausführungsform wird im folgenden
dargestellt, wobei ein erster Roboterbereich 3 als Beispiel
dient.
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(Während des Betriebs des ersten
Roboterbereichs 3)
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Wenn
der Betrieb unter Verwendung eines Roboters durchgeführt wird,
wird kein Erregungssignal zur Erregung der Erregungsspule 27 des
elektromagnetisches Schalters von der Abschaltwahlschaltung p in
der Energieversorgungsplattform P an die Abzweigungsbox 4 in
dem ersten Roboterbereich 3 ausgegeben. Somit, da die Erregerspule 27 des
elektromagnetischen Schalters nicht erregt ist, sind die a-Kontakte 19 und 23 des
elektromagnetischen Schalters ausgeschaltet.
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In
diesem Zustand, wenn der hochfrequente Strom der primärseitigen
ersten Induktionsleitung 2 (der ersten Leitung 14)
zugeführt
wird, ist die primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 (die zweite Leitung 16) über den
Magnetkörper 12 durch
den Magnetfluss, der von der primärseitigen ersten Induktionsleitung 2 (der
ersten Leitung 14) erzeugt wird, versorgt, da die a-Kontakte 19 und 23 des
elektromagnetischen Schalters ausgeschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt
ist der Kondensator 21 der Startschaltung 22 auf
der dritten zugefügten
Leitung 17 geladen.
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In
diesem Zustand wird der Wagen 6 von der primärseitigen
zweiten Induktionsleitung 5 über die Aufnahmespule 7 versorgt,
so dass der Wagen 6 sich bewegt und der Betrieb durch den
Roboter ausgeführt
wird.
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(zum Zeitpunkt der Wartung
des ersten Roboterbereichs 3)
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Wenn
in dem ersten Roboterbereich 3 eine Wartung durchgeführt wird,
wird ein Erregersignal zur Erregung der Erregerspule des elektromagnetischen Schalters
von der Abschaltwahlschaltung 9 in der Energieversorgungsplattform
zur Abzweigungsbox 4 in dem ersten Roboterbereich 3 abgegeben..
Daraufhin wird die Erregerspule 27 des elektromagnetischen Schalters
erregt und die a-Kontakte 19 und 23 der elektromagnetischen
Schaltvorrichtung sind eingeschaltet, wodurch die primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 (die zweite Leitung 16)
und die zugefügte
Leitung 17 kurzgeschlossen sind und die Stromversorgung
der primärseitigen
zweiten Induktionsleitung 5 abschalten.
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In
diesem Zustand kann, da der Wagen 6 nicht von der primärseitigen
zweiten Induktionsleitung 5 mit Strom versorgt wird, die
Wartung oder ähnliches
des ersten Roboterbereiches ungehindert durchgeführt werden.. Zu dieser Zeit
wird die elektrische Ladung im Kondensator 21 er tertiärseitigen Startschaltung 23 über den
Widerstand 20 verbraucht.
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Als
nächstes,
wenn die Wartung in dem ersten Roboterbereich durchgeführt ist,
wird das Erregungssignal abgeschaltet. Daraufhin sind die a-Kontakte 19 und 23 der
elektromagnetischen Schaltvorrichtung abgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt
fließt
ein erster Strom durch die Startschaltung 22 (in der tertiären Seite
des Magnetkörpers 12),
um den Kondensator 21 aufzuladen, und die Zeitkonstante
der Startschaltung 22 lässt
den Strom (den Strom in der zweiten Seite des Magnetkörpers 12)
schrittweise ansteigen mit dem Ergebnis, dass der Magnetkörper 12 mit ungesättigtem
Strom aktiviert wird. Demzufolge kann anschließend der Magnetkörper in
seinem ungesättigten
Zustand verwendet werden.
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Zusätzlich,
wenn die Startschaltung 22 fehlte, wäre der Stromwert der primärseitigen
ersten Induktionsleitung 2 zu groß für einen vollständigen Stromfluss
von dem Magnetkörper 12 in
die primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 (die zweite Leitung 16),
wenn die a-Kontakte 19 und 23 abgeschaltet sind,
mit dem Ergebnis, dass der Magnetkörper 12 gesättigt ist.
Wenn er einmal in den Sättigungszustand
gekommen ist, ist der Betrieb anschließend nur im Sättigungspunkt
möglich.
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Somit
kann der erste Roboterbereich 3 elektrisch isoliert werden,
ohne dass, wie bei konventionellen Sachaltern in der Schalteinheit,
die Energieversorgungsleitung mechanisch geschaltet wird, wodurch
die Anzahl der Wartungen, die für
eine konventionelle Schaltung notwendig ist, reduziert werden kann.
Weiterhin schaltet der 2a-Kontakt (die zweite Schaltvorrichtung) 23 des
elektromagnetischen Schalters direkt die elektrische Versorgung
der primärseitigen
zweiten Induktionsleitung 5 ab, was in einem zweifachen
Abschalten durch den 1a-Kontakt (die erste Schaltvorrichtung) 19 des
elektromagnetischen Schalters in der hinzugefügten Leitung 17 und durch
den 2a-Kontakt des elektromagnetischen Schalters mündet, wodurch
eine hohe Zuverlässigkeit
sichergestellt ist.
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Die
Abzweigungsbox 4 ermöglicht
es, dass die primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 als Abzweigung der primärseitigen
ersten Induktionsleitung 2 angeordnet ist, so dass selbst
wenn die Hebe- und Senkvorrichtung, zum Beispiel ein Kran, durch
die primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 mit Strom versorgt wird, kann
die primärseitige
erste Induktionsleitung 2 durch die Verwendung der primärseitigen
zweiten Induktionsleitung 5 in dem Abschnitt, der das Heben
und Senken wiederholt, fixiert werden. Deshalb besteht im Gegensatz
zu vorher kein Risiko für
einen Bruch der primärseitigen
Induktionsleitung durch das Heben und Senken und somit ist es möglich, die
Wartungsvorgänge,
die durch herkömmliche Schaltungen
erforderlich waren, zu reduzieren.
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Wenn
sofort eine Abzweigungsbox 4 installiert wird, kann der
Konstruktionsaufwand zur Erhöhung
der Anzahl an Robotern durchgeführt
werden, ohne dass der Konstruktionsaufwand für die Energieversorgungsleitung
(die primärseitige
erste Induktionsleitung 2) notwendig ist, somit kann zusätzliche Arbeit
schnell und effektiv durchgeführt
werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Anzahl der Roboter
sukzessive erhöht
wird, zum Beispiel in einem ersten Arbeitszeitraum, einem zweiten
Arbeitszeitraum usw.
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Die
Verwendung der Gleichrichterschaltung 18 zur Umwandlung
in Gleichstrom und zur Verbindung der Startschaltung 22 erlaubt
die Verwendung eines Gleichstromkondensators 21, somit
kann ein Kondensator, der kostengünstig und klein im Gegensatz
zu einem Wechselstromkondensator ist, verwendet werden.. Als Ergebnis
kann die Abzweigungsbox zu niedrigen Kosten produziert werden.. Da
weiterhin der AT (Amperewindungsdurchfluss) durch die hinzugefügte Leitung 17 mit
dem AT Durchfluss durch die erste Induktionsleitung 14 übereinstimmt,
ermöglicht
ein Erhöhen
der Windungen der auf den magnetischen Körper 12 gewickelten
hinzugefügten
Leitung 17, dass der Stromfluss durch die 1a Kontakte (der
Schaltvorrichtung) 19 des elektromagnetischen Schalters
reduziert werden kann, was weiterhin die Verwendung eines kostengünstigen elektromagnetischen
Schalters ermöglicht.
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Da
die primärseitige
erste Induktionsleitung 2 und die primärseitige zweite Induktionsleitung 5 elektrisch
isoliert sind, besteht keine Gefahr, dass eine abnorme der Hochfrequenzenergieversorgung 1,
die die primärseitige
erste Induktionsleitung mit Elektrizität versorgt, zugeführt wird,
selbst wenn ein Unfall in der primärseitigen zweiten Induktionsleitung 5 eintritt,
wodurch somit die Hochfrequenzenergieversorgungsvorrichtung 1 vor
einem Ausfall geschützt
werden kann.
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Da
die Ausgangsenergie der primärseitigen zweiten
Induktionsleitung 5 durch den Querschnitt und die physikalischen
Eigenschaften des Magnetkörpers 12,
der die primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 versorgt, und von der Anzahl
der Wicklungen der auf den Magnetkörper 12 gewickelten
zweiten primärseitigen
Induktionsleitung 5 (zweite Leitung 16) bestimmt
wird, kann die Energie, die dem Robotergebiet 3, das heißt zu dem
elektrischen Versorgungsgebniet, zugeführt werden kann, begrenzt werden,
was bedeutet, dass sie als Schutzschaltung verwendet werden kann.
Zugleich, wenn die mit dem Magnetkörper 12 zusammenhängende Ausgangsenergie
ausreichend kleiner als die Energiekapazität der Hochfrequenzversorgungsleitung 1 gemacht wird,
kann eine elektrische Versorgung der primärseitigen ersten Induktionsleitung 2 durch
die Hochfrequenzenergieversorgung 1 stabil bewirkt werden selbst
dann, wenn ein Kabelbruch in der primärseitigen zweiten Induktionsleitung 5 auftritt,
da der Magnetkörper 12 gesättigt wird.
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Weitere Ausführungsformen
der Erfindung:
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Es
werden weitere Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.
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(Weitere Ausführungsform
1)
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Wie
in 3(a) dargestellt, ist in der Abzweigungsbox 4 der
1a-Kontakt 19 durch einen Widerstand 31 mit einem
hohen Widerstandswert ersetzt. Zusätzlich ist die Schaltung der
Erregerspule 27 weggelassen.
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Der
Betrieb dieser Anordnung wird jetzt beschrieben. Zusätzlich ist
der 2a-Kontakt 23 in der Aus-Stellung und die primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 (zweite Leitung 16)
wird von dem Magnetfluss, der durch die primärseitige erste Induktionsleitung 2 (erste
Leitung 14) erzeugt wird, versorgt. Zu diesem Zeitpunkt
ist der Kondensator 21 der Startschaltung 22 auf
der Tertiärseite
aufgeladen.
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In
diesem Zustand ist der Wagen 6 mit elektrischer Energie
von der primärseitigen
zweiten Induktionsleitung 5 versorgt und ein Roboterbetrieb wird
durchgeführt.
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Wenn
eine Wartung in dem ersten Roboterbereich 3 durchgeführt wird,
wird ein Erregersignal von der Abschaltauswahlschaltung 9 in
der Energieversorgungsbasis P der Abzweigungsbox 4 des
ersten Roboterbereichs 3 zugeführt, um die Erregerspule 27 des
elektromagnetischen Schalters zu erregen. Daraufhin wird die Erregerspule 27 der
elektromagnetischen Schaltvorrichtung erregt, so dass der 2a-Kontakt 23 der
elektromagnetischen Schaltvorrichtung eingeschaltet wird, so dass
die primärseitige zweite
Induktionsleitung 5 (die zweite Leitung 16) kurzgeschlossen
ist. In diesem Zustand ist, da der Wagen 6 nicht über die
primärseitige
zweite Induktionsleitung 5 versorgt wird, die Wartung oder ähnliches
für den
Wagen 6 ungehindert möglich.
Zu diesem Zeitpunkt wird die elektrische Ladung, die in dem Kondensator 21 der
Startschaltung 22 auf der tertiären Seite gespeichert ist, über die
Widerstände 20 und 31 abgebaut.
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Wenn
die Wartung in dem ersten Roboterbereich 3 beendet ist,
wird das Erregersignal abgeschaltet. Daraufhin ist der 2a-Kontakt 23 des
elektromagnetischen Schalters abgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt
fließt
ein erster Strom durch die Startschaltung 22 (auf der tertiären Seite),
um den Kondensator 21 aufzuladen, wobei der Strom (der
Strom in der Sekundärseite
des magnetischen Körpers 12)
schrittweise gemäß der Zeitkonstante
der Startschaltung 22 ansteigt, so dass der Magnetkörper 12 mit
ungesättigtem
Strom aktiviert wird. Demzufolge kann der Magnetkörper 12 in
seinem ungesättigten
Zustand betrieben werden.
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Somit
kann in einer weiteren Ausführungsform 1 ebenfalls
der roboterbereich 3 elektrisch abgeschaltet werden, ohne
die Energieversorgungsleitung mechanisch geschaltet wird wie in
der Beschaltung konventioneller Schalter, so dass die Anzahl an Wartungsvorgängen reduziert
werden kann im Vergleich zu denen, die bei herkömmlichen Schaltungen benötigt werden.
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(Weitere Ausführungsform
2)
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Wie
in 3(b) dargestellt, sind in der Abzweigungsbox 4 die
Gleichrichterschaltung 18, der 1a-Kontakt 19 und
die Startschaltung 22 durch eine erste Serienschaltung,
die aus einem a-Kontakt 32 und
einem Widerstand 33 besteht, einer zweiten Serienschaltung,
die aus einem a-Kontakt 34 und
einem Widerstand 35, und einer dritten Serienschaltung,
die aus einem a-Kontakt 36 und
einem Widerstand 37 besteht, ersetzt, wobei diese Schaltungen
parallel zur hinzugefügten
Leitung 17 geschaltet sind. Zusätzlich sind die Erregerspulen 27 und
die Schaltungen für
die Erregung der Spulen für
die a-Kontakte 32, 34 und 36 weggelassen.
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Während einer
Wartung des Roboterbereichs sind die a-Kontakte 32, 34 und 36 und
der 2a-Kontakt 23 alle
ein. Wenn die Wartung vervollständigt
ist und der Strom eingeschaltet wird, ist der 2a-Kontakt abgeschaltet
und die a-Kontakte 32, 34 und 36 werden
in Zeitabständen sukzessive
abgeschaltet. Wenn gemäß dieser
Anordnung die Stromzufuhr gestartet wird, fließt ein erster Strom durch die parallelgeschalteten
Widerstände 33, 35 und 37 auf der
tertiären
Seite, und die a-Kontakte 32, 34 und 34 werden
sukzessive in Zeitabständen
ausgeschaltet. Jedes Mal, wenn der a-Kontakt abgeschaltet wird, steigt
der Gesamtwiderstand auf der tertiären Seite, während der
Strom in der tertiären
Seite abnimmt, so dass der Strom (der Strom in der Sekundärseite des Magnetkörpers 12)
schrittweise ansteigt, mit dem Ergebnis, dass der Magnetkörper 12 mit
ungesättigtem Strom
aktiviert wird. Demzufolge kann anschließend der Magnetkörper 12 in
seinem ungesättigtem
Zustand verwendet werden.
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Somit
kann in einer zweiten Ausführungsform
2 auch der Roboterbereich elektrisch isoliert werden, ohne dass
die Stromversorgung wie der Schalter in einer konventionellen elektrischen
Schaltung mechanisch abgeschaltet zu werden braucht, so dass es
möglich
ist, die Anzahl der Wartungsdurchführungen, die im Falle einer
konventionellen Schalteinheit notwendig wären, zu verringern.
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(Weitere Ausführungsform
3)
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Wie
in der 3(c) dargestellt, ist in der
Abzweigungsbox 4 der 2a-Kontakt eliminiert, und die Gleichrichterschaltung 17,
der 1a-Kontakt und die Startschaltung 22 sind durch eine
Parallelkombination einer ersten Serienschaltung, die aus einem a-Kontakt 41 und
einem Kondensator 42, einer zweiten Serienschaltung aus
einem a-Kontakt 43 und einem Kondensator 44, und
einer dritten Serienschaltung aus einem a-Kontakt 45 und
einem Kondensator 46 ersetzt, wobei eine Spule 47 in
Reihe mit dieser Parallelkombination geschaltet ist und die gesamte Schaltung
mit der zugefügten
Leitung 17 verbunden ist. Weiterhin sind die Gesamtkapazität der Kondensatoren 42, 44 und 46 und
die Induktivität
der Spule 47 so ausgewählt,
dass die Schaltung in Resonanz mit der Frequenz der primärseitigen
ersten Induktionsleitung 2 ist. Zusätzlich sind die Schaltungen
für die
Erregerspulen für
diese a-Kontakte 41, 43 und 45 weggelassen.
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Während der
Wartung des Roboterbereichs sind die a-Kontakte 41, 43 und 45 alle
aktiviert. Wenn die Wartung abgeschlossen ist und die elektrische Versorgung
gestartet ist, werden die a-Kontakte alle in Zeitabständen sukzessive
abgeschaltet.
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Gemäß dieser
Anordnung ist, da zuerst die parallel angeschlossenen Kondensatoren 42, 44 und 46 auf
der tertiären
Seite und die Spule 47 mit der Frequenz der primärseitigen
ersten Induktionsleitung 2 in Resonanz sind, die Impedanz
der hinzugefügten Leitung 17 „0" und der Kurzschlussstrom
fließt
durch die hinzugefügte
Leitung 17, so dass der Wagen 6 in dem Roboterbereich
nicht stromversorgt wird. Und jedes Mal wenn einer der a-Kontakte 41, 43 und 45, die
sukzessive in Zeitabständen
abgeschaltet werden, abgeschaltet wird, nimmt die Kapazität ab. Da die
hinzugefügte
Leitung 17 schrittweise außer Resonanz gerät, nimmt
die Impedanz zu, somit nimmt der tertiärseitige Strom ab, so dass
der Strom (der Strom in der Sekundärseite des magnetischen Körpers 12) schrittweise
ansteigt und der Magnetkörper 12 mit ungesättigtem
Strom aktiviert wird. Demzufolge kann der Magnetkörper anschließend im
ungesättigten
Zustand verwendet werden.
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Somit
kann in der weiteren Ausführungsform 3
auch der erste Roboterbereich 3 elektrisch isoliert werden,
ohne dass die Energieversorgungsleitung mechanisch geschaltet werden
muss wie in der Beschaltung durch eine konventionelle Schalteinheit,
so dass es möglich
ist, die Wartungshäufigkeit,
die bei einer konventionellen Beschaltung notwendig ist, zu reduzieren.
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(Weitere Ausführungsform
4)
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In
dem kontaktlosen Energieversorgungssystem in 1 ist die
zweite Induktionsleitung 5 auf der Primärseite in einen anderen Bereich
(Roboterbereich 3) getrennt von dem Gebiet, in dem die
erste Induktionsleitung 2 auf der Primärseite liegt, gelegt, wohingegen
in der weiteren Ausführungsform
4, wie in 4 dargestellt, die primärseitige
erste Induktionsleitung 2 und die primärseitige zweite Induktionsleitung 5,
die von 1 an der Abzweigungsbox 4 von der primärseitigen
ersten Induktionsleitung 2 abzweigt, kontinuierlich entlang
eines schleifenartigen Weges iQa für die Wagenspur gelegt, wodurch
eine Führungsleitung
für den
Wagen gebildet wird.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ermöglicht die
Abzweigungsbox 4 die Durchführung einer Wartung durch das
elektrische Abschalten von nur einem vorgegebenen Bereich der schleifenförmigen Bewegungsbahn
ba, die von der primärseitigen
zweiten Induktionsleitung mit Elektrizität versorgt wird, während die
anderen Abschnitte kontinuierlich mit Strom versorgt werden.