DE68917157T2 - Einrichtung zur übertragung von energie. - Google Patents

Einrichtung zur übertragung von energie.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Übertragen elektrischer Energie zwischen einem Arbeitsfahrzeug und einer Lastransferstation und insbesondere auf eine Leistungstransfer- oder -Übertragungsanordnung mit einem Kontaktteil, der bezüglich des Arbeitsfahrzeugs bewegbar ist und mit einer Aufnahme in Eingriff bringbar ist, die an der Lasttransferstation angebracht ist und darauf ansprechend, daß sich das Arbeitsfahrzeug in einer vorgewählten Position bezüglich der Lasttransferstation befindet.
  • Ausgangspunkt
  • Arbeitsfahrzeuge wie zum Beispiel Gabelstapler bzw. Hebefahrzeuge, automatisch geführte Fahrzeuge, mobile Transporter und ähnliche werden oft zum Übertragen einer Last wie zum Beispiel einer Palette, einem Werkstück, einer Wanne und ähnlichem zwischen Lasttransferstationen, wie zum Beispiel Speicher oder Lagerbereichen, Bearbeitungszellen, Förderbändern oder Fördervorrichtungen und Fertigungsstraßen. Diese Lasttransferstationen besitzen oft angetriebene Vorrichtungen, wie zum Beispiel motorangetriebene Fördervorrichtungen oder Förderbänder, Bohrer, Rollen oder Walzen, Zerkleinerer oder Schleifer usw., die eine Quelle elektrischer Energie benötigen. Somit ist die Anlage fest in einer geeigneten Art und Weise verkabelt oder verdrahtet, um elektrischen Strom von der Hauptleitung oder dem Netz zu den elektrischen Antriebsmotoren zu übertragen. Diese permanente Verdrahtung ist befriedigend bei Anwendungen, wo die durchgeführte Arbeit konstant bleibt über eine relativ lange Zeitperiode hinweg. In Anwendungen, wo die Lasttransferstationen jedoch häufig bewegt werden infolge von Veränderungen in Lager, Bearbeitungs- und Zusammenbauanforderungen ist die feste Verdrahtung ein Problem. Oft ist die Fähigkeit, die Verdrahtung zu bewegen, extrem schwierig infolge des Aufbaus der Anlage und sehr aufwendig hinsichtlich von Zeit und Geld.
  • Bei Anwendungen, wo es zahlreiche Lasttransferstationen gibt, sind die Kosten und der Aufwand, der mit dem Vorsehen elektrischer Verdrahtung für jede Station assoziiert ist, wesentlich. Als Ergebnis dieser übermäßigen Kosten wird die Anzahl der Lasttransferstationen gegenüber ihrem Optimalwert reduziert. Infolgedessen ist die Wirtschaftlichkeit oder Effizienz des Betriebs geringer als die erreichbare, was ultimativ die Produktkosten oder den Service für den Kunden erhöht.
  • Jede der Lasttransferstationen benötigt zusätzlich neben der Notwendigkeit elektrischer Energie zum Antreiben der Motoren Kommunikationssensoren zum Zwecke des An- und Ausschaltens der Motoren, wenn eine Last fertig ist, von dem Arbeitsfahrzeug übertragen zu werden. Es sei betont, daß jede Lasttransferstation Kommunikationssensoren benötigt. Infolgedessen werden die Kosten und die Komplexizität jeder Lasttransferstationen erhöht.
  • Es ist bekannt, ein Lasttransferstationsförderband durch ein am Fahrzeug angebrachtes mechanisches Antriebssystem der Reibungs- oder Kupplungsbauart anzutreiben. Ein solches System ist in dem europäischen Patent Nr. 0100867 von Max Braendli et al., veröffentlicht am 22. Februar 1984, gezeigt. Dieses Patent zeigt ein automatisch geführtes Fahrzeug mit einer Rollen- oder Walzenebene oder -deck und ein Förder- oder Förderbandgestell mit einer Rollendeck. Eine Kupplungshälfte an dem Fahrzeug ist mit einer Kupplungshälfte an dem Förderer in einer ausgerichteten Position der Kupplungshälfte zusammenbringbar.
  • Die Kupplungshälfte an dem Fahrzeug ist mit einem Antriebsmotor für das Rollendeck verbunden und überträgt angetriebene Drehbewegung von dem Förderantriebsmotor durch die Kupplungshälfte zu der Kupplungshälfte an dem Fördergestell oder -stand. Die Fördergestellkupplungshälfte ist antriebsmäßig mit den Fördergestellrollen verbunden und dreht die Rollen ansprechend auf eine Drehung davon. Ein mechanisches Antriebssystem wie dieses ist nicht befriedigend, da die Größe der übertragenen Leistung und Geschwindigkeit des Betriebs auf die Funktionscharakteristika des Fahrzeugförderantriebsmotors beschränkt ist. Somit ist die maximale Größe des Fördergestells oder Standes in seiner Lastkapazität der Förderlänge und ähnlichem beschränkt. Infolgedessen ist die Anzahl der Anwendungen auf nur ein Paar beschränkt.
  • Zusätzlich zu der Größenbeschränkung des an dem Gestell oder Stand angebrachten Förderers müssen die zwei Kupplungshälften genau bezüglich zueinander ausgerichtet sein, um ein erfolgreiches Zusammenpassen und eine erfolgreiche Leistungsübertragung zu erlauben. Somit muß die Oberfläche, auf der das Fahrzeug arbeitet, von der höchsten Qualität sein, um die Genauigkeit im Abstand von der Oberfläche zu jeder der Kupplungshälften beizubehalten. Bei Anwendungen, wo eine große Anzahl von Fördergestellen verwendet werden, sind die Kosten für das Vorsehen solcher engen Toleranzen extrem hoch. Die Dynamiken des Fahrzeugs verstärken weiterhin die Ausrichtungsprobleme. Da die auf dem Fahrzeug getragene Last in ihrer Größe variiert, variiert auch der Höhenabstand zwischen der Oberfläche und der Kupplung. Dies sind Grundfaktoren wie zum Beispiel die Fahrzeugrahmenauslenkung, das Zusammendrücken der Reifen und das Sacken der Federung.
  • In dem Fall, daß das automatisch geführte Fahrzeug an einer schrägen oder abgewinkelten Position bezüglich des Förderers anlegt bzw. andockt, ist die Fähigkeit des erfolgreichen Erreichens der Kupplung unwahrscheinlich. Dies hat eine unerwünschte Nicht-Arbeitszeitspanne und Verzögerungen zur Folge, bis das Problem korrigiert ist, wie zum Beispiel durch manuelles Eingreifen durch einen Fahrzeugsystembediener.
  • Bei automatisch geführten Fahrzeugen, bei denen ein niechanischer Leistungstransfer, wie zum Beispiel in der Max Braendli et al., Veröffentlichung gezeigt, vorgesehen ist, ist eine extreme Genauigkeit des Andockens oder Anlegens notwendig. Um diese Genauigkeit zu erreichen, ist ein hochentwickeltes Fahrzeugssteuersystem notwendig. Solch ein System verwendet teure und aufwendige Sensoren zum Identifizieren, wann das Fahrzeug in einer Position zum Andocken oder Anlegen ist. Solche Systeme sind oft nicht genau genug, um das Fahrzeug bezüglich des Fördergestells oder Standes genau anzuordnen. Somit tritt eine vorzeitige Abnutzung der Kupplung für den mechanischen Antrieb auf oder es kommt kein Zusammenpassen zustande.
  • Mechanische Antriebe, wie die die in der Max Braendli et Mal-Veröffentlichung gezeigt sind, übertragen keine elektrische Energie für den Antrieb von Sekundärfunktionen an der Lasttransferstation. Daher ist eine Steuerung des Förderers, der übertragenen Last, der Stoppschranken oder Gatter an der Lasttransferstation und ähnlichem, nicht verfügbar. Infolgedessen ist die Steuerfähigkeit und Flexibilität des Betriebs der Lasttransferstation beschränkt und es ist nur ein mechanischer Förderantrieb vorgesehen.
  • US-A-3 322 913 zeigt auch einen Leistungskopplungsmechanismus zum Koppeln von Leistung zu einem bewegbaren Objekt oder Gegenstand, das zeitweilig stationiert und nominell an einer Stellung benachbart dazu positioniert ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu überwinden.
  • Die Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Leistungstransferanordnung vorgesehen zum Leiten oder Übertragen elektrischer Energie von einer elektrischen Energiequelle und zwischen einem automatisch geführten Fahrzeug mit einem Rahmen und einer Längsfahrzeugachse und einer Lasttransferstation mit einem elektrisch angetriebenen Motor. Eine Kontaktieranordnung besitzt einen Kontaktkopfteil, der mit der Quelle elektrischer Energie verbunden ist und bewegbar mit dem Rahmen verbunden ist. Der Kontaktkopfteil ist zwischen einer ersten Position eng benachbart zu dem Rahmen und einer zweiten Position nach außen bezüglich des Rahmens und beabstandet von der ersten Position bewegbar. Eine Vorrichtung ist vorgesehen zur Aufnahme des Kontaktkopfteils und zum Leiten elektrischer Energie von dem Kontaktkopfteil zu dem elektrischen Motor. Ein Sensor fühlt die Position des Fahrzeugs bezüglich der Lasttransferstation ab und liefert ein Positionssteuersignal darauf ansprechend, daß sich das automatisch geführte Fahrzeug benachbart zu der Lasttransferstation befindet. Eine Steuervorrichtung ist vorgesehen zum Empfangen des Positionssteuersignals und zum Liefern eines Betätigersteuersignals ansprechend auf den Empfang des Positionssteuersignals. Ein Betätiger empfängt das Betätigersteuersignal und bewegt den Kontakt kopfteil von der ersten Position in Richtung zu der zweiten Position und in Eingriff mit der Aufnahmevorrichtung.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Leistungstransfer- oder Übertragungsanordnung vorgesehen zum Leiten elektrischer Energie von einem Arbeitsfahrzeug mit einem Rahmen, mit einer Längsfahrzeugachse und einer Quelle elektrischer Energie zu einer Lasttransferstation mit einem elektrisch angetriebenen Motor. Eine Kontaktieranordnung besitzt einen Kontaktkopfteil, der mit der Quelle elektrischer Energie verbunden ist und bewegbar mit dem Rahmen verbunden ist. Der Kontaktkopfteil ist zwischen einer ersten Position eng benachbart zum Rahmen und einer zweiten Position beabstandet nach außen bezüglich des Rahmens und beabstandet von der ersten Position bewegbar. Die Kontakieranordnung besitzt ein Führungsgehäuse, ein Führungsglied, das mit dem Kontaktkopfteil verbunden ist und gleitbar mit dem Führungsgehäuse verbunden ist, und bezüglich zu dem Führungsgehäuse zwischen einer ausgefahrenen Position und einer zurückgezogenen Position bewegbar ist. Vorspannmittel drängen das Führungsglied in Richtung der ausgefahrenen Position und ermöglichen eine Bewegung des Führungsgliedes in Richtung der zurückgezogenen Position ansprechend auf die externe Kraft, die an den Kontaktkopfteil angelegt wird. Eine Aufnahmevorrichtung an der Lasttransferstation ist vorgesehen zur Aufnahme des Kontaktkopfteils und zum Leiten elektrischer Energie von dem Kontaktkopfteil zu dem elektrischen Motor. Ein Betätiger, der mit Führungsgehäuse verbunden ist, empfängt ein Betätigersteuersignal und bewegt den Kontaktkopfteil von der ersten Position zu der zweiten Position und in Eingriff mit der Aufnahmevorrichtung.
  • Eine Leistungstransferanordnung sieht den Transfer elektrischer Energie von einem Arbeitsfahrzeug zu einer Lasttransferstation vor. Somit sind die Beschränkungen der Lasttransferstationsgröße und Kapazität überwunden. Da elektrische Energie und nicht mechanische Drehleistung übertragen wird, können andere Vorrichtungen, wie zum Beispiel Maschinenwerkzeuge, Fertigungsstraßenwerkzeuge und ähnliche durch das Fahrzeug angetrieben werden.
  • Die Leistungstransferanordnung verwendet Sensoren, um das Andocken des Fahrzeugs zu steuern, aber infolge des Aufbaus des Kontaktkopfteils und der Aufnahmevorrichtung ist die Notwendigkeit des genauen Positionierens im wesentlichen gegenüber typischen mechanischen Antriebssystemen vereinfacht. Zusätzlich reduziert die Beweglichkeit des Kontaktkopfteils von der ersten Position zu der zweiten Position nach dem Andocken die Möglichkeit einer Beschädigung des Kontaktkopfteils und assozierter Elemente, da sich zu allen anderen Zeiten der Kontaktkopfteil in der ersten Position benachbart zu dem Fahrzeugrahmen befindet.
  • Da der Kontaktkopfteil ansprechend auf eine externe Kraft, die darauf angelegt wird, bewegbar ist, ist ein Bereich eines Andockfehlers berücksichtigt. Somit kann der Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Lasttransferstation abweichen innerhalb von Toleranzen von der Nominalposition, ohne die Fähigkeit zu beeinflussen, daß der Kontaktkopfteil erfolgreich mit der Aufnahmevorrichtung in Eingriff kommt.
  • Der Vorsprung eines Führungsgliedes über den Kontaktkopfteil hinaus sieht eine Schlüssel- oder Keilfunktion mit der verjüngten Bohrung einer Ausnahmevorrichtung vor und verhindert, daß der Kontaktkopfteil einen unbeabsichtigten elektrischen Kontakt mit einer anderen Oberfläche herstellt.
  • Die Fähigkeit des Kontaktkopfteils, sich zu schwenken, löst das Problem des Fahrzeugandockens mit einem leichten Winkel oder schräg bezüglich zu der Lasttransferstation ohne die Fähigkeit des Zusammenpassens zum elektrischen Energietransfer zu beeinflussen.
  • Kurze Figurenbeschreibung
  • In der Zeichnung zeigt:
  • Fig. 1 eine schematische Draufsicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die ein automatisch geführtes Fahrzeug zeigt, das benachbart zu einer Lasttransferstation angedockt ist, wobei der Kontaktkopfteil einer Leistungstransferanordnung mit gestrichelten Linien gezeigt ist und mit Aufnahmemitteln in Eingriff steht;
  • Fig. 2 eine schematische Ansicht von hinten entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
  • Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht, der Leistungstransferanordnung gemäß Fig. 1;
  • Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;
  • Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 3; und
  • Fig. 6 eine schematische Schemadarstellung des Fahrzeugsteuersystems.
  • Die beste Art die Erfindung auszuführen
  • Bezüglich der Zeichnung und insbesondere der Fig. 1 und 2 ist ein Arbeitsfahrzeug 10 der Bauart, die verwendet wird, um Lasten und ähnliches zwischen unterschiedlichen Lasttransferstationen 12 zu übertragen, vorgesehen. Das bestimmte, gezeigte Arbeitsfahrzeug 10 ist ein automatisch geführtes Trägerfahrzeug, jedoch können andere Materialhandhabungsfahrzeuge, die bei Herstellungs-, Lagerungs- und Lagerhausanwendungen verwendet werden, in Betracht gezogen, die innerhalb des Bereichs dieser Erfindung fallen. Das automatisch geführte Fahrzeug (AGV = automatic guided vehicle) das hier gezeigt ist, ist fahrerlos und in der Lage von einem Ort zu einem anderen zu fahren, ohne einen Eingriff durch einen Menschen. Es ist freirangierend und in der Lage zwischen Orten zu navigieren, ohne die Notwendig für Drähte, reflektierendes Band oder Markierungen auf dem Boden. Das AGV verwendet einen Laserscanner 14, der an dem Fahrzeug angebracht ist und eine Vielzahl von beabstandeten strichcodierten Zielen (nicht gezeigt), die innerhalb der Anlage für Navigationszwecke angebracht sind. Der Laserscanner liest den Ort der Ziele und eine Navigationssteuerung 16 (Fig. 6) an dem Fahrzeug 10 berechnet unter Verwendung einer Triangulationstechnik den Ort des Fahrzeugs und führt das Fahrzeug entlang eines vorprogrammierten Pfades, der im Speicher gespeichert ist. Das Fahrzeug besitzt auch die Fähigkeit zu Gissen bzw. die der Blindberechnung zum Beispiel sich entlang eines vorprogrammierten Pfades, der in dem Speicher der Fahrzeugsteuerung gespeichert ist, zu fahren, ohne Hilfe externer Informationen. Um das Gissen bzw. die Blindberechnung zu erreichen, wird die Fahrzeugbewegung kontinuierlich überwacht durch an Bord befindliche Sensoren (nicht gezeigt) wie zum Beispiel Drehungs-Positions- und Lenkwinkelauflöser (alle nicht gezeigt), die mit mindestens einem der Fahrzeugräder 18 assoziiert sind. Diese Information wird an die Steuerung 16 geliefert und die Steuerung steuert basierend auf dieser Rückkopplung den Betrieb des Fahrzeugs 12. In dem Fall, daß die Ziele blockiert werden, ermöglicht es somit die Fähigkeit des Gissens oder der Blindberechnung, daß sich das Fahrzeug weiter bewegt, wenn der Laser/die Ziele blockiert sind, und zwar für eine vorbestimmte Distanz der Fahrzeugbewegung.
  • Das Fahrzeug 10 besitzt einen Rahmen 20 und eine Längsfahrzeugachse 22, die sich im wesentlichen parallel zu und zwischen ersten und zweiten Rahmenseiten 24, 26 erstreckt. Der Scanner ist an einem oberen Endteil des Rahmens 20 angebracht und die Räder 18 sind drehbar mit dem Rahmen 20 in einer herkömmlichen Art und Weise verbunden. Eine Quelle elektrischer Energie 28, wie zum Beispiel eine Speicherbatterie, und ähnliches ist an dem Rahmen 20 getragen, und zwar an einer Stellung unterhalb einer Lasttragvorrichtung 30, die an dem Rahmen 20 angebracht ist und zwischen den ersten und zweiten Seiten 24, 26. Die Quelle elektrischer Energie kann auch andere Vorrichtungen umfassen, die elektrische Energie in der Form von Signalen erzeugen, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Die Lasttragvorrichtung 30, die hier gezeigt ist, ist eine angetriebene Rollen- oder Walzenebene bzw. ein Deck 31 einer herkömmlichen Bauart mit einem Fahrzeugförderantriebsmotor (nicht gezeigt). Andere Typen von Lasttragvorrichtungen wie zum Beispiel nicht angetriebene Rollen, Förderbänder, Tische, Hubmasten, Seitenbeladungsgabeln und ähnliche, werden als Äquivalente angesehen und liegen innerhalb des Bereichs der Erfindung.
  • Die Lasttransferstation 12, die hier gezeigt ist, ist eine angetriebene Rollenfördervorrichtung 32, die in der Lage ist, eine Last 34 zu übertragen. Jedoch werden andere Typen von Lasttransferstationen 12, wie zum Beispiel nicht-angetriebene Rollenfördervorrichtungen, Band- und Kettenfördervorrichtungen und ähnliche als Äquivalente angesehen und liegen innerhalb des Bereichs der Erfindung. Es sei bemerkt, daß die unterschiedlichen Lasttransferstationen verwendet werden, um eine Last an ein Maschinenwerkzeug, einen Lagerbereich und einen Zusammenbaubereich zu liefern. Die Lasttransferstation 12 besitzt einen Rahmen 36, mit dem eine Vielzahl von Rollen 38 an ihren Endteilen 40 drehbar verbunden ist. Die Rollen 38 sind parallel zueinander angeordnet und sind in der Lage, die Last 34 sequentiell entlang der Rollen 38 zu bewegen. Der Stationsrahmen 36 besitzt erste und zweite beabstandete im wesentlichen parallele Führungsschienen 42, 44, die sich über einer oberen planaren Oberfläche 46 erstrecken, die definiert wird durch Tangentialpositionen an den Rollen 38 und die die Last 34 an den Rollen 38 halten und die Last 34 während der Bewegung über die planare Oberfläche 46, die durch die Rollen 38 definiert wird, führen.
  • Die Lasttransferstation 12 besitzt einen elektrischen Motor 48 zum Drehen der Rollen 38 und zum Antreiben der Last 38 dort entlang. Der elektrische Motor bzw. der Elektromotor 48 ist an dem Stationsrahmen 36 angebracht und antriebsmäßig mit den Rollen 38 an einem Endteil 40 davon verbunden durch eine Ketten- und Zahnradanordnung 50 eines herkömmlichen Aufbaus. Die angetriebene Rollenebene 31 des Fahrzeugs ist in einer ähnlichen Weise zu der angetriebenen Rollenfördervorrichtung 32 der Lasttransferstation 12 aufgebaut und wird daher nicht im größeren Deteil beschrieben. Es sei bemerkt, daß andere Elektromotoren an der Station 12 vorgesehen sein können, zum Antrieb von Vorrichtungen, wie zum Beispiel Herstellungswerkzeugen, Stoppschranken und ähnlichem. Es können auch andere Vorrichtungen, wie zum Beispiel elektrisch angetriebene Sensoren und Steuersysteme an der Lasttransferstation vorgesehen sein.
  • Gemäß den Fig. 1, 2, 3 und 6 ist eine Leistungstransferanordnung 52 vorgesehen zum Leiten elekrischer Energie von der Quelle elektrischer Energie 28 an dem Fahrzeug 10 zu dem Elektromotor 48, der mit der Lasttransferstation 12 assoziiert ist. Die Leistungstransferanordnung 52 umfaßt eine Kontaktieranordnung 54 mit einem Kontaktkopfteil 56. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der Kontaktkopfteil 56 mit der Quelle elektrischer Energie 28 und einem Erdpotential 58 verbunden durch Leiter 60 bzw. 62. Es sei bemerkt, daß zusätzliche Leiter vorgesehen sein können, ohne von der Erfindung abzuweichen.
  • Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Kontaktieranordnung 54 mit dem Fahrzeugrahmen 20 verbunden und der Kontaktkopfteil 56 ist bezüglich des Fahrzeugsrahmens 20 zwischen einer ersten Position eng benachbart zu dem Fahrzeugrahmen 20 und einer zweiten Position nach außen bezüglich des Fahrzeugrahmens 20 beabstandet von der ersten Position bewegbar. Der Kontaktkopfteil 56 ist mit einer durchgezogenen Linie in der ersten Position und mit einer gestrichelten Linie in der zweiten Position gezeigt. In der ersten Position befindet sich der Kontaktkkopfteil 56 vorzugsweise zwischen den ersten und zweiten Rahmenseiten 24, 26, so daß ein Kontakt mit externen Gegenständen während der Fahrzeugbewegung vermieden wird und die Beschädigung der Kontaktieranordnung 54 verhindert wird.
  • Mittel 64 sind vorgesehen zur Aufnahme des Kontaktkopfteils 56 und zum Leiten elektrischer Energie von dem Kontaktkopfteil 56 zu dem Elektromotor 48 und dem Steuersystem (nicht gezeigt), das mit der Lasttransferstation 12 assoziiert ist. Es sei wiederholt, daß der Elektromotor 48 verwendet werden kann, um irgendeine oder eine Kombination der Vorrichtungen oder Sensoren und ähnliches, wie oben beschrieben, anzutreiben bzw. mit Leistung zu versorgen, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen. Die Aufnahmemittel 64 sind an dem Stationsrahmen 36 angebracht, und zwar an einer vorgewählten Höhenstellung von der Fahrzeugtragoberfläche 66, so daß der Kontaktkopfteil 56 und die Aufnahmemittel 64 zum Eingriff miteinander ausgerichtet werden können. Eine Achse 68 der Kontaktieranordnung 54, entlang welcher sich der Kontaktkopfteil 56 bewegt, erstreckt sich in einer Querrichtung bezüglich zu der Längsfahrzeugachse 22 und ist vorzugsweise senkrecht zu der ersten Rahmenseite 24. Die vorgewählte senkrechte Distanz von der Achse 68 zu der unterliegenden Oberfläche 66 ist in der Größe gleich zu der vorgewählten senkrechten Distanz von den Aufnahmemitteln 64 zu der Oberfläche 66. Wenn das Fahrzeug 10 daher an einer vorgewählten Stellung benachbart zu der Last angedockt ist, ist der Kontaktkopfteil 56 mit den Aufnahmemitteln 64 zum Eingriff durch den Kontaktkopfteil 56 auf eine Bewegung des Kontaktkopfteils 56 von seiner ersten Position zu seiner zweiten Position hin ausgerichtet.
  • Mittel 70 sind vorgesehen zum Abfühlen der Position des automatisch geführten Fahrzeugs 10 bezüglich zu der Lasttransferstation 12 und zum Liefern eines Positionssteuersignals darauf ansprechend, daß sich das automatisch geführte Fahrzeug 10 an der oben genannten vorgewählten Stellung benachbart zu der Lasttransferstation 12 befindet. Die Abfühlmittel 70 umfassen vorzugsweise erste und zweite Sensoren 72, 74, die an dem Fahrzeugrahmen 20 an vorgewählten Stellungen an dem Rahmen 20 angebracht sind, die nachfolgend beschrieben werden. Die ersten und zweiten Sensoren 72, 74 sind jeweils in der Lage, eine elektromagnetische Strahlung zu liefern und eine Reflexion der elektromagnetischen Strahlung zu empfangen. Die Mittel 70 umfassen auch erste und zweite reflektierende Glieder 76, 78, die an vorgewählten beabstandeten Stellen an der Lasttransferstation 12 und insbesondere an dem Rahmen 36 angebracht sind. Die ersten und zweiten Sensoren 76, 78 sind so gezeigt, daß sie an der ersten Führungsschiene 42 angebracht sind; jedoch wären auch andere Stellungen an dem Rahmen 36 geeignete Substitute. Die ersten und zweiten reflektierenden Glieder 76, 78 sind ausgerichtet, um elektromagnetische Strahlung zu den ersten und zweiten Sensoren 72 bzw. 74 zu reflektieren, und zwar darauf ansprechend, daß sich das Fahrzeug 10 an der vorbestimmten angedockten Stellung bezüglich zu der oben genannten Lasttransferstation 12 befindet. Die ersten und zweiten Sensoren 72, 74 sind wie jeweils an dem Fahrzeugrahmen 20 angebracht, und zwar in einer Stellung in der Nähe der ersten Seite 24 des Rahmens und an einer senkrechten oder normalen Höhendistanz von der Oberfläche 66 gleich der Größe der senkrechten oder normalen Höhendistanz von der Oberfläche 66 zu jedem der reflektierenden Glieder 76, 78. Die ersten und zweiten Sensoren 72, 74 sind vorzugsweise positioniert zum Liefern elektromagnetischer Strahlung mit einem vorgewählten eingeschlossenen Winkel "A" bezüglich zueinander und in einer Richtung quer zu der Fahrzeuglängsachse 22.
  • Der Winkel "A" liegt in einer Ebene 8', die definiert wird durch die Höhe der Sensoren 72, 74 und der reflektierenden Glieder 76, 78 an der vorgewählten Stellung des Fahrzeugs 10. Die Winkelmäßigkeit der Sensoren 72, 74 und der Abstand der reflektierenden Glieder 76, 78 stellt die Stellung fest, an der das Fahrzeug 10 angedockt ist zum erfolgreichen Eingriff zwischen dem Kontaktkopfteil 56 und den Aufnahmemitteln 64. Der erste Sensor 72 dient auch zum Identifizieren, ob eine Last 34 auf der angetriebenen Rollenfördervorrichtung 32 vorhanden ist, wenn die Last 34 verhindert, daß elektromagnetische Strahlung, die durch den ersten Sensor 72 geliefert wird, durch das erste reflektierende Glied 76 zurück zu dem ersten Sensor 72 reflektiert wird, während der zweite Sensor 74 mit dem zweiten reflektierenden Glied ausgerichtet ist und reflektierte elektromagnetische Strahlung empfängt. Somit ist die Ausrichtung einer zweiten Sensors 74 und eines zweiten reflektierenden Gliedes 78 ausreichend, um das Fahrzeug 10 für Ausrichungszwecke ordnunsgesmäß anzuordnen. Es sei bemerkt, daß eine gewisse Abweichung von der nominal ausgerichteten Fahrzeugposition erlaubt ist, ohne den Eingriff für Leistungstransferzwecke zu beeinflussen. Die ersten und zweiten Sensoren 72, 74 liefern je ein Positionssteuersignal ansprechend auf den Empfang einer Reflexion ihrer jeweilig gelieferten elektromagnetischen Strahlung. Das gelieferte Steuersignal ist vorzugsweise eine Veränderung des Zustandes des Sensors, wie zum Beispiel von + zu - oder umgekehrt.
  • Gemäß Fig. 3 besitzen die Aufnahmemittel 64 einen Tragteil 80', der aus einem elektrisch nicht-leitendem Material aufgebaut ist. Der Tragteil 80' ist an einem Stationsrahmen 36 in einer geeigneten Art und Weise, wie zum Beispiel durch Befestiger 81, befestigt. Erste und zweite beabstandete Aufnahmekissen oder -flächen 82, 84 sind mit dem Tragteil 80' in irgendeiner geeigneten Art und Weise verbunden. Es sei bemerkt, daß zusätzliche Aufnahmekissen oder -flächen vorgesehen sein können, ohne von der Erfindung abzuweichen. Erste und zweite Leiter 86, 88 sind mit den ersten und zweiten Aufnahmekissen oder -flächen 82, 84 und mit dem Elektromotor 48 verbunden und leiten elekrischen Strom von dem Kontaktkopfteil 56 zu dem elektrisch angetriebenen Motor 48 der Lasttransferstation.
  • Der Kontaktkopfteil 56 besitzt erste und zweite Kontaktspitzen 90, 92 und ein Träger- oder ein Balkenglied 94. Das Trägerglied besitzt erste und zweite beabstandete Endteile 96, 98 und einen Zwischenteil 100, der zwischen den ersten und zweiten Endteilen 96, 98 angeordnet ist. Die ersten und zweiten Kontakspitzen 90, 92 sind mit den ersten und zweiten Endteilen 96, 98 verbunden und durch die Leiter 60, 62 mit der Quelle 28 bzw. dem Erdpotential 58 verbunden. Jede der Kontaktspitzen 90, 92 besitzt einen elektrischen Isolator 102, der in einer Öffnung 104 in den ersten und zweiten Endteilen 96, 98 angeordnet ist und jede der Kontaktspitzen 90, 92, die in den Öffnungen angeordnet sind, gegenüber einem Kontakt mit dem Trägerglied 94 isolieren. Die Kontaktspitzen 90, 92 besitzen vorzugsweise sphärische Stirnflächen, um einen Kontakt sicherzustellen, wenn sie sich unter einem Winkel bezüglich zu den Aufnahmemitteln 64 befinden. Der Abstand der ersten und zweiten Kontaktspitzen 90, 92 und der ersten und zweiten Aufnahmekissen oder -flächen 82, 84 ist im wesentlichen gleich, so daß die erste Kontaktspitze 90 in Eingriff mit dem ersten Aufnahmekissen bzw. der ersten Aufnahmefläche 82 bewegbar ist und die zweite Kontaktspitze 92 in Eingriff mit dem zweiten Aufnahmekissen bzw. der zweiten Aufnahmefläche 84 bewegbar ist, und zwar beides ansprechend auf eine Bewegung des Kontaktkopfteils 56 in Richtung zu der zweiten Position hin. Daher ist die erste Aufnahmefläche 82 mit der elektrischen Quelle 28 verbindbar und die zweite Aufnahmefläche 84 ist mit dem Erdpotential 58 verbindbar, und zwar auf einen Eingriff zwischen den Aufnahmemitteln 64 und dem Kontaktkopfteil 56 hin. Der Elektromotor 48 wird dann durch die Quelle elektrischer Energie 28 des Fahrzeugs 10 angetrieben. Es sei bemerkt, daß man die Leistungstransferanordnung 52 verwenden könnte, um Leistung von einer Ladestation (nicht gezeigt) zu dem Fahrzeug 10 zum Laden der Batterie 28 verwenden könnte, ohne von der Erfindung abzuweichen.
  • Wie am besten in Fig. 6 zu sehen ist, sind Steuermittel 106 vorgesehen zum Empfang des Positionssteuersignals und zum Liefern eines Betätigersteuersignals ansprechend auf den Empfang des Positionssteuersignals. Das Liefern des Betätigersteuersignals erlaubt, wie gezeigt, daß elektrische Leistung zu den Betätigermitteln 108 geliefert wird. Das Positionssteuersignal benötigt, wie oben beschrieben, mindestens ein Signal von dem zweiten Sensor 74. Betätiger oder Betätigungsmittel 108 empfangen das Betätigersteuersignal und Bewegen den Kontaktkopfteil 56 von der ersten Position zu der zweiten Position und in Eingriff mit den Aufnahmemitteln 64. Die ersten und zweiten Sensoren 72, 74 sind jeweils in der Lage, ein Positionssteuersignal zu liefern, und zwar ansprechend auf den Empfang einer Reflexion der gelieferten oder abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung. Wenn die Steuermittel 106 Positionssteuersignale von beiden der ersten und zweiten Sensoren 72, 74 empfangen, verarbeiten sie diese Information und liefern darauf ansprechend ein Bremssteuersignal. Sollten die Steuermittel 106 ein Positionssteuersignal von dem zweiten Sensor 74 und nicht von dem ersten Sensor 72 empfangen, werden sowohl ein Brems- als auch ein Fahrzeugförderantriebssignal geliefert, und zwar ansprechend auf den Empfang von nur dem Positionssteuersignal des zweiten Sensors 74.
  • Gemäß Fig. 3 sind Betätigermittel 108 zum Bewegen des Kontaktkopfteils 56 von der ersten Poition in Richtung der zweiten Position und in Eingriff mit den Aufnahmemitteln 64 vorzugsweise ein elektrisch angetriebener Linearmotor 114 mit einem Gehäuse 110, einer Stange 112, die gleitbar in dem Gehäuse 110 angeordnet ist und einem Elektromotor 114, der betriebsmäßig mit der Stange 112 verbunden ist und in der Lage ist, die Stange 112 linear bezüglich zum Gehäuse 110 zu bewegen. Linearbetätiger sowie dieser sind in der Technik bekannt. Daher wird der Aufbau nicht in größerer Einzelheit beschrieben. Wie am besten in Fig. 6 zu sehen ist, ist der Elektromotor 114 mit den Steuermitteln 106 verbunden, und zwar durch den Leiter 116 und empfängt das Betätigersteuersignal durch den Leiter 116. Die Steuermittel 106 sind auch mit dem Erdpotential 58 verbunden.
  • Mittel 118 sind vorgesehen zum Empfangen des Bremssteuersignals, das durch die Steuermittel 106 geliefert wird und zum Stoppen der Bewegung des Fahrzeugs 10 ansprechend auf den Empfang des Bremssteuersignals. Die Stopp- oder Anhaltmittel 118 umfassen vorzugsweise erste und zweite federbetätigte, elektrisch gelöste Bremsen 120, 122 mit einem herkömmlichen Aufbau. Die ersten und zweiten Bremsen 120, 122 sind jeweils mit einem Rad 18 und einem jeweiligen ersten und zweiten Fahrzeugantriebsmotor 124, 126 verbunden, wie zum Beispiel durch Wellen 128. Das Bremssteuersignal ist vorzugsweise eine Veränderung des Zustandssignals, das von den Steuermitteln 106 an die Bremsen 120, 122 geliefert wird. Somit sind die Bremsen bei Abwesenheit eines positiven elektrischen (+)-Signals durch Federn angelegt. Die Bremssteuersignale werden an die ersten und zweiten Bremsen 120, 122 durch Leiter 130, 132 geliefert.
  • Wie die ersten und zweiten Bremsen 120, 122 sind die ersten und zweiten Fahrzeugantriebsmotoren 124, 126 mit den Steuermitteln 106 durch Leiter 134, 136 verbunden, die ein Motorsteuersignal von den Steuermitteln 106 zu den ersten und zweiten Fahrzeugantriebsmotoren 124, 126 liefern. Das Motorsteuersignal, das vorzugsweise eine Veränderung eines Zustandssignals ist, wird an die ersten und zweiten Antriebsmotoren geliefert und sperrt oder verhindert, daß die ersten und zweiten Fahrzeugantriebsmotoren die Räder 18 drehen, und zwar immer dann, wenn der zweite Sensor 74 eine Reflexion seiner gelieferten oder abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung empfängt und das Fahrzeug 10 ausgerichtet ist.
  • Die Steuermittel 106 umfassen vorzugsweise einen Mikrocomputer, der in der Lage ist, den Betrieb des automatisch geführten Fahrzeugs 10 ansprechend auf die Rückkopplung einer Vielzahl von Abfühlvorrichtungen (alle nicht gezeigt) an dem Fahrzeug 10 und ansprechend auf vorprograminierte Instruktionen, die in dem Speicher angeordnet sind, zu steuern. Die Steuermittel 106 sind mit den ersten und zweiten Sensoren 72, 74 durch erste und zweite Leiter 138, 140 verbunden, die die Positionssteuersignale von jedem der Sensoren 72, 74 zu den Steuermitteln 106 liefern. Auch die Navigationssteuerung 16 und der Förderantriebsmotor 33 des Fahrzeugs sind mit den Steuermitteln durch Leiter 142 bzw. 144 verbunden, die Steuersignale dazwischen liefern. Die Steuermittel 106 steuern den Betrieb der Antriebsmotoren 124, 126 basierend auf Signalen von der Navigationssteuerung 16, den ersten und zweiten Sensoren 72, 74 und den zuvor genannten anderen Sensoren. Der Förderantriebsmotor 33 des Fahrzeugs spricht auf Signale an, die von den Steuermitteln 106 durch eine Leitung 144 geliefert werden, die den Fördermotor 33 zum Beispiel an- oder ausschalten, und zwar ansprechend darauf, daß die Steuermittel 106 ein Signal von dem zweiten Sensor 74 empfangen, was die Steuermittel 106 basierend auf vorprogrammierten Instruktionen davon in Kenntnis setzt, daß das Fahrzeug ordnungsgemäß an der Lasttransferstation 12 angedockt ist und bereit ist, eine Last 34 aufzunehmen oder abzugeben.
  • Die Kontaktieranordnung 54 umfaßt Bewegungsmittel 142, die eine Bewegung des Kontaktkopfteils 56 bezüglich zu den Betätigermitteln 108 erlauben, und zwar ansprechend auf eine externe Kraft mit einem vorgewählten Wert, die auf dem Kontaktkopfteil 56 angelegt wird. Der Kontaktkopfteil 56 ist vorzugsweise in Richtungen quer zu der Fahrzeugachse 22 und entlang der Achse 68 der Kontaktieranordnung 54 bewegbar, die vorzugsweise linear ist und im wesentlichen senkrecht zu der Achse 22 orientiert ist, und zwar ansprechend auf die externe Kraft mit dem vorgewählten Wert, die auf dem Kontaktkopf und entlang der Achse 68 angelegt ist. Die Kraft muß eine Größe besitzen, die ausreicht, den Kontaktkopfteil 56 in Eingriff mit den Aufnahmemitteln 64 zu halten, um ein Springen und unbeabsichtigte Bewegung bezüglich dazu zu vermeiden, so daß Bogenbildung und ähnliches während des Beladens und Entladens des Fahrzeugs 10 verhindert wird. Die Bewegungsmittel 142 berücksichtigen auch eine begrenzte Fehlergröße bei der Fahrzeugpositionierung, wie zum Beispiel dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Lasttransferstation 12 durch Erlauben einer vorgespannten Bewegung des Kontaktkopfteils 56 bezüglich zu der Lasttransferstation 12.
  • Die Kontaktieranordnung 54 und insbesondere die Bewegungsmittel 142 davon umfassen Mittel 144 zum Führen des Kontaktkopfteils 56 zur Bewegung entlang der linearen Achse 68 und quer zu der Längsfahrzeugachse 22 während der Bewegung des Kontaktkopfteils 56 zu den ersten und zweiten beabstandeten Positionen. Die Führungsmittel 144 umfassen ein Gehäuse 146 das mit den Betätigermitteln 108 verbunden ist und ein Führungsglied 148, das mit dem Kontaktkopfteil 56 verbunden ist. Das Gehäuse 146 ist gleitbar mit dem Fahrzeugrahmen 20 verbunden, und zwar durch eine Bügelanordnung 150 mit einem Körper 152 und einem Verbindungflansch 154. Der Körper 152 und der Verbindungsflansch 154 sind aneinander und an dem Fahrzeugrahmen 20 in einer geeigneten Art und Weise befestigt, zum Beispiel durch mit Gewinde versehene Befestiger 156. Der Körper 152 besitzt erste und zweite im wesentlichen axial parallele Öffnungen 158, 160, die dorthindurch angeordnet sind zur Aufnahme des Führungsgehäuses 146 und des Betätigergehäuses 110. Das Führungsgehäuse 146 besitzt eine zylindrische Form und besitzt eine Axialbohrung 162, die längs dorthindurch angeordnet ist. Die Bohrung 162 besitzt einen Stufenbohrungsteil mit einem ersten Endteil 166 davon, der als ein Anschlag 164 für das Führungsglied 148 dient. Alternativ könnte die Stoppoder Anschlagfunktion zwischen dem Führungsgehäuse 146 und dem Führungsglied 148 an dem zweiten Endteil 176 des Führungsgehäuses vorgesehen sein, ohne von der Erfindung abzuweichen. Das Führungsglied 148 ist gleitbar in der Bohrung 162 des Führungsgehäuses 146 angeordnet und teleskopartig entlang der Achse 68 der Bohrung 162 zwischen ausgefahrenen und rückgezogenen Positionen bezüglich zu dem Führungsgehäuse 146 bewegbar. Das Führungsglied 148 besitzt eine langgestreckte zylinderförmige Spule bzw. einen Anker mit ersten und zweiten beabstandeten Teilen 167, 169, die gleitbar in Eingriff mit der Bohrung 162 angeordnet sind. Erste und zweite Buchsen oder Hülsen 168, 170 sind in der ersten Öffnung 158 des Körpers 152 an gegenüberliegenden Enden des Körpers 152 angeordnet. Die mit Flanschen versehenen Buchsen oder Hülsen 168, 170 stehen in Eingriff mit dem Führungsgehäuse 146 und führen das Gehäuse 146 zur Linearbewegung entlang der Achse 68 ansprechend auf eine Linearbewegung der Betätiger oder Betätigungsstange 112.
  • Das Betätigergehäuse 110, das eine zylindrische Form besitzt, ist in der zweiten Öffnung 160 des Körpers 152 angeordnet und sicher darinnen gehalten, und zwar gegenüber axialer, radialer und Drehbewegung, und zwar in einer geeigneten Art und Weise zum Beispiel durch eine Einstellschraube 172. Das Betätigergehäuse 110' das Führungsgehäuse 146 und das Führungsglied 148 werden infolge der im wesentlichen parallelen Orientierung der Öffnungen 158, 162 und des Zusammenpassens mit assoziierten Bauteilen, wie zum Beispiel den Buchsen 168, 170 der Bohrung 162 und dem Führungsglied 148 im wesentlichen axial parallel zueinander gehalten. Wie am besten in den Fig. 4 und 5 zu sehen ist, ist die Stange 112 mit dem Führungsgehäuse 146 durch eine Flanschanordnung 174 verbunden. Die Flanschanordnung 174 ist durch Klemmen an dem Führungsgehäuse 146 befestigt, und zwar an einem zweiten Endteil 176 davon und schwenkbar zwischen den zweigeteilten Teilen 178 davon mit der Stange 112 verbunden, und zwar durch einen Stift 180. Der zweite Endteil 176 des Führungsgehäuses ist in einer Bohrung 182 in der Flanschanordnung 174 angeordnet. Die Flanschanordnung 174 ist an das Führungsgehäuse 146 geklemmt durch einen mit Gewinde versehenen Befestiger 184 und einen Spaltteil 186.
  • Die Bewegungsmittel 142 umfassen auch Vorspannmittel 188 zum Drängen des Führungsgliedes 148 in Richtung der ausgefahrenen Position, in der das Führungsglied in Eingriff steht mit dem Anschlag 164 und der zurückgezogenen Position, die axial beabstandet ist von dem Anschlag 164 ansprechend auf die externe Kraft, die auf den Kontaktkopfteil 156 angelegt wird. Die Vorspannmittel 188 umfassen eine Schraubenfeder 190, die in der Bohrung 162 an dem ersten Endteil 166 des Führungsgehäuses 146 und zwischen dem Führungsglied 148 und einer Endkappe 192 an dem ersten Endteil 169 des Führungsgehäuses 146 angeordnet ist. Die Feder 190 drückt gegen den ersten Endteil 167 des Führungsglieds 148 und drängt das Führungsglied 148 in Richtung der ausgefahrenen Position. Diese Feder hält die vorgenannte Kraft (Vorbelastung) des Kontaktkopfteils 56 gegen die Aufnahmemittel 64 während des Übertragens elektrischer Energie bei. Die hier gezeigte Endkappe 192 besitzt eine Bohrung 194, die dorthindurch angeordnet ist und lose gleitbar um das Betätigergehäuse 110 positioniert ist. Dies dient dazu, eine Drehung des Führungsgehäuses 146 in den Buchsen 168, 170 zu verhindern. Andere Techniken, um eine Drehung des Führungsgehäuses 146 zu verhindern, können verwendet werden, wie zum Beispiel Führungsstangen, Anti-Drehungslaschen und Anschläge. Es sei bemerkt, daß die Endkappe 192 integral mit dem Führungsgehäuse 146 ausgebildet sein kann, anstatt gewindemnäßig damit verbunden zu sein, und gegenüber einer Drehung durch eine Einstellschraube 172 gehalten zu werden.
  • Die Bewegungsmittel 142 umfassen auch einen Anschlag 196, der mit dem Führungsgehäuse 146 und dem Führungsglied 148 verbunden ist und mit dem anderen der beiden in Eingriff kommbar ist. Der Anschlag 196 ist vorzugsweise ein Stift 198, der angeordnet ist in einer radial hindurchgehenden Querbohrung 200, die sich in den Führungsgehäuse 146 an dem zweiten Endteil 176 davon befindet und in einem axial orientierten langgestreckten Schlitz 202, der radial durch den zweiten Endteil 169 des Führungsgliedes 148 angeordnet ist. Der Stift 198 verhindert durch seine Verbindung mit dem Führungsgehäuse 146 und seiner Anordnung in dem Schlitz 202 und dem Eingriff mit dem Führungsglied 148 und insbesondere den Seiten des langgestreckten Schlitzes 202 eine Drehung des Führungsglieds 148 relativ zu dem Führungsgehäuse 146. Infolgedessen wird der Kontaktkopfteil 56 gehalten, und zwar gegenüber einer Drehung um die Achse 68 und zum nachfolgenden Eingriff mit den Aufnahmemitteln 64. Der Schlitz 202 dient auch als ein axialer Anschlag für das Führungsglied 148 während der Bewegung des Führungsgliedes entlang der Achse 68 und erstellt die ausgefahrenen und/oder zurückgezogenen Positionen des Führungsglieds 148 in Situationen, wo der Anschlag 164 weggelassen wurde.
  • Der Kontaktkopfteil 56 umfaßt vorzugsweise ein Trägerglied 204, das die ersten und zweiten Endteile 96, 98 und den Zwischenteil 100 besitzt. Das Trägerglied 204 besitzt eine Öffnung 206, die in dem Zwischenteil 100 angeordnet ist und Öffnungen 104 in den ersten und zweiten Endteilen 96, 98. Die Öffnung 106 besitzt vorzugsweise einen konvexen Querschnitt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, um die Größe an Schwenkbewegung des Trägergliedes 204 zu erhöhen. Wie zuvor beschrieben, sind die Kontaktspitzen 90, 92 in den Öffnungen 104 angeordnet und mit den ersten und zweiten Endteilen 96 bzw. 98 verbunden.
  • Mittel 203 sind vorgesehen zum schwenkbaren Verbinden des Kontaktkopfteils 56 mit dem Führungsglied 148 und zum Halten des Kontaktkopfteils 56 an dem Führungsglied 148 und zum Halten des Kontaktkopfteils 56 zur Schwenkbewegung, um die Schwenkverbindungsmittel 203 ansprechend auf eine Schwenk oder Neigungskraft, die auf den Kontaktkopfteil 56 angelegt wird. Der zweite Endteil 169 des Führungsgliedes 184 ist schwenkbar mit dem Trägerglied 204 verbunden, und zwar über einen Schwenkstift 208, der eine Schwenkbewegung des Trägergliedes 204 um den Stift 208 ermöglicht. Somit ist ein vollständiger Kontakt zwischen den ersten und zweiten Kontaktspitzen 90, 92 und den ersten und zweiten Aufnahmekissen oder -flächen 82 bzw. 84 ermöglicht, und zwar ansprechend auf einen Krafteingriff damit. Eine Schwenkbewegung des Trägergliedes 204 tritt auf, wenn das Fahrzeug schräg, schief oder in einer anderen Weise nicht gerade zu der Lasttransferstation 12 orientiert ist und ein Krafteingriff zwischen dem Trägerglied 204 und den Aufnahmemitteln 64 hergestellt wird
  • Der zweite Endteil 169 des Führungsgliedes 148 besitzt einen verjüngten Teil 210, der den Kontaktkopfteil 56 bezüglich zu den Aufnahmemitteln 64 führt, und zwar direkt vor dem Kontakt zwischen den Aufnahmemitteln 64 und dem Kontaktkopfteil 56 und einen Eingriff des Kontaktkopfteils 56 mit anderen, unerwünschten und ungeeigneten Oberflächen verhindert. Der verjüngte Endteil 210 erstreckt sich über den Kontaktkopfteil 56 über eine Größe hinweg, die ausreicht, um einen Kontakt zwischen dem Kontaktkopfteil 56 und einer anderen Oberfläche zu verhindern, wenn der Kontaktkopfteil 56 über die maximal erlaubbare Größe um den Schwenkstift 208 geschwenkt ist. Der verjüngte Teil 210 ist in einer verjüngten Apertur oder Öffnung 212 anordnenbar, die vorzugsweise ein langgestreckter Schlitz ist, der in dem Tragteil 80 der Aufnahmemittel 64 angeordnet ist, wenn der Kontaktkopfteil 56 sich in der zweiten Position befindet. Die verjüngte Bohrung 212 dient zum Erlauben des Kontaktes des Kontaktkopfteils 56 mit den Aufnahmemitteln 64, wenn sie ordnungsgemäß ausgerichtet ist und führbar den Kontakt kopfteil 56 quer bezüglich zu der Achse 68 drängt, und zwar auf einen Eingriff zwischen der verjüngten Bohrung 212 und dem verjüngten Endteil 210 während der Bewegung des Kontaktkopfteils 56 in Richtung zur zweiten Position hin.
  • Mittel 214 sind vorgesehen zum Stoppen oder Anhalten der Bewegung der Betätigermittel 108 ansprechend darauf, daß sich das Führungsglied 148 in der zurückgezogenen Position befindet. Die zurückgezogene Position ist eine vorbestimmte Position, zwischen der die Feder 190 fest wird und der ausgefahrenen Position des Führungsgliedes 148. Faktoren, wie zum Beispiel die Größe des akzeptablen Fehlers im Fahrzeugabstand 10 von der Lasttransferstation 12 werden verwendet, um die Größe der Bewegung zwischen den ausgefahrenen und zurückgezogenen Positionen zu bestimmen. Die Stoppmitel 214 umfassen einen elektrischen Schalter 216, der mit dem Führungsgehäuse 146 verbunden ist und betätigbar ist darauf anspechend, daß das Führungsglied sich in der zurückgezogenen Position befindet. Der Schalter 216 verhindert, daß elektrische Energie zu dem Betätigermitteln 108 geliefert wird, und zwar darauf ansprechend, daß das Führungsglied 148 in der zurückgezogenen Position ist. Der gezeigte Schalter 216 ist schraubmäßig an der Endkappe 192 angebracht und besitzt einen Plunger oder Kolben 218, der mit dem Führungsglied 148 in Eingriff kommen kann. Der Plunger bewegt den Schalter 216 zwischen offenen und geschlossenen Positionen. Es sei bemerkt, daß andere Arten von Schaltern, wie zum Beispiel optische Schalter, Umgebungsschalter, Hall-Effekt-Schalter und ähnliche, als geeignete Substitute für den zuvor beschriebenen mechanischen Schalter 216 sein können, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
  • Ein Umgebungs-oder Nähesensor 220 irgendeiner geeigneten Bauart ist verbunden mit dem Flansch 154 benachbart zu dem Kontaktkopfteil 56 in der ersten Position des Kontaktkopfteils 56 und ist verbunden mit den Steuermitteln 106 und liefert ein Steuersignal in der ersten Position des Kontaktkopfteils 56. Das Steuersignal, das durch den Umgebungs- oder Nähesensor 220 geliefert wird, ist eine Veränderung eines Zustandssignals, basierend auf der Abwesenheit und der Anwesenheit des Kontaktkopfteils 56.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wenn sich das automatisch geführte Fahrzeug gemäß der Zeichnung an die Lasttransferstation 12 annähert, an dem das Fahrzeug andocken soll, wird das Fahrzeug 10 langsamer, und zwar basierend auf vorprogrammierte Instruktionen, die in den Steuermitteln 106 gespeichert sind. Wenn das Fahrzeug die ausgerichtete Position erreicht, d. h. eine Position, in der der Kontaktkopfteil 56 zum Eingriff mit den Aufnahmemitteln 64 auf eine Bewegung des Kontaktkopfes entlang der Achse 68 in Richtung der zweiten Position hin ausgerichtet ist, liefern die Abfühlmittel 70 das Steuersignal an die Steuermittel. Die Steuermittel 106 sprechen auf dieses empfangene Steuersignal an und liefern ein Signal, um Leistung an die Antriebsmotoren 124, 126 zu stoppen oder zu unterbrechen und die federangelegten Bremsen 120, 122 zu lösen, um die Drehung der Räder 18 zu stoppen. Das Fahrzeug 10 ist nun gestoppt und zum Leistungstransfer ausgerichtet.
  • Wie oben beschrieben, liefern die ersten und zweiten Sensoren 72, 74 jeweils ein Steuersignal, wenn eine Reflexion der abgestrahlten elekromagnetischen Strahlung empfangen wird. Eine Ausrichtung ist auch erreicht, wenn nur ein Sensor reflektierte elektromagnetische Strahlung empfängt. Die Abwesenheit oder das Nicht-Vorhandensein empfangener reflektierter elektromagnetischer Strahlung durch den ersten Sensor 72 und das Vorhandensein empfangener elektromagnetischer Strahlung durch den zweiten Sensor 74 zeigt an, daß eine Last 34 an der Lasttransferstation 12 vorhanden ist und bereit ist, auf das Fahrzeug 10 geladen zu werden. Somit zeigt ein Signal, das nur von dem zweiten Sensor 74 durch die Steuermittel 106 empfangen wird, an, daß sich eine Last auf der Lasttransferstation 12 befindet. Die Steuermittel 106 vergleichen diese Information mit den vorprogrammierten Instruktionen im Speicher und, wenn dies richtig ist, sind sie fertig, um eine Leistungstransferverbindung herzustellen und die Last 34 aufzunehmen.
  • Bei einer Beendigung der Ausrichtung betätigen die Steuermittel 106 die Betätigermittel 108, die den Kontaktkopfteil 56 von der ersten Position zwischen den Fahrzeugseiten 24, 26 in Richtung einer zweiten Position außerhalb der Fahrzeugseiten 24, 26 und den Kontakt mit den Aufnahmemitteln 64 bewegen. Sollte das Fahrzeug 10 schräg oder in anderer Weise nicht gerade bezüglich zur Lasttransferstation 12 sein, ermöglichen die Schwenkverbindungsmittel 203 eine Schwenkbewegung des Kontaktkopfteils 56 relativ zu den Aufnahmemitteln ansprechend auf einen Kontakt damit und einen vollständigen Eingriff zwischen den ersten und zweiten Kontaktspitzen und den ersten bzw. zweiten Aufnahmekissen- oder -flächen.
  • Wenn die Betätigermittel 108 den Kontaktkopfteil 56 in Eingriff mit den Aufnahmemitteln 64 bewegen, begrenzen die Vorspannmittel 188 die Eingriffkraft zwischen dem Kontaktkopfteil 56 und den Aufnahmemitteln 64 auf eine vorgewählte maximale Größe, so daß eine übermäßige Belastung verhindert wird, während eine geeignete Kontaktbelastung beibehalten wird. Die Vorspannmittel 188 erlauben auch, eine Bewegung des Führungsgehäuses 146 relativ zu dem Führungsglied 148, so daß Toleranzen, die mit dem Abstand zwischen dem Fahrzeug 10 und der Lasttransferstation 12 assoziiert sind, während der Bewegung in Richtung der zweiten Position berücksichtigt werden können.
  • Wenn die Betätigermittel 108 ausgefahren sind, werden die Stoppmittel 214 betätigt, was ein weiteres Ausfahren der Betätigermittel 108 und eine Bewegung der Kontaktieranordnung 54 in Richtung der zweiten Position beendet. Der Schalter 216 signalisiert, wenn er durch den Kontakt zwischen dem Plunger 218 und dem Führungsglied 148 betätigt wird, den Steuermitteln 106 ein weiteres Ausfahren der Betätigermittel 108 zu beenden.
  • Sollte eine ungenaue Ausrichtung auftreten, verhindert der verjüngte Endteil 210 des Führungsgliedes 148 einen Eingriff des Kontaktkopfteils 56 mit einer anderen, nicht geeigneten Oberfläche, da der verjüngte Endteil die ungeeignete Oberfläche zuerst kontaktiert und eine weitere Bewegung des Kontaktkopfteiis 56 verhindert. Somit kann der Kontaktkopfteil 56 nur mit den Abnahmemitteln 64 in Eingriff kommen und nur wenn er zum Eingriff ordnungsgemäß ausgerichtet ist.
  • Elektrische Energie kann nun von der Quelle elektrischer Energie 28 zu der lasttragenden Station 12 und zu dem Elektromotor 48 der Lasttransferstation 12 geliefert werden. Somit ist die Notwendigkeit für eine permanente feste Verdrahtung oder Verkabelung der Lasttransferstation 12 eliminiert und die Umstellungsflexibilität der Lasttransferstation 12 wird erhöht. Es können auch elektrische Steuersignale in derselben Art und Weise zwischen dem Fahrzeug 10 und der Lasttransferstation 12 von anderen Quellen elektrischer Energie, wie zum Beispiel Steuermitteln 106, geliefert werden, ohne von der Erfindung abzuweichen.
  • Die Last 34 wird dann von der Lasttransferstation 12 auf das Fahrzeug 10 übertragen, und zwar durch die angetriebene Rollenfördervorrichtung 32, die durch den Motor 48 angetrieben wird. Sobald sich die Last auf dem Fahrzeug 10 befindet, wird die Leistungstransferanordnung 52 durch die Steuermittel 106 betätigt, um sich von der zweiten Position in Richtung zu der ersten Position und in die Fahrzeugseiten 24, 26 zurückzuziehen. Wenn sich der Kontaktkopfteil 56 in der ersten Position befindet, wird dies den Steuermitteln 106 durch den Umgebungs- oder Nähesensor 220 signalisiert, was zur Folge hat, daß die Bremsen 120, 122 gelöst werden und eine Leistung an die Antriebsmotoren 126, 126 geliefert wird. Das Fahrzeug 10 ist dann bereit, die Last 34 zu einer anderen Lasttransferstation (nicht gezeigt) für Abladezwecke zu transportieren.
  • Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einer Studie der Zeichnung, der Offenbarung und der folgenden Ansprüche.

Claims (22)

1. Leistungstransfer- oder Übertragungsanordnung (52) zum Leiten elektrischer Energie von einer elektrischen Energiequelle (28) zwischen einer ersten Vorrichtung (10) mit einem Rahmen (20) und einer zweiten Vorrichtung (12), wobei die Anordnung folgendes aufweist:
eine Kontaktieranordnung (54) mit einem Kontaktkopfteil (56), der bewegbar mit dem Rahmen (20) verbunden ist; und
Mittel (64) zum Empfangen oder Aufnehmen des Kontaktkopfteils (56) und zum Leiten elektrischer Energie von der Quelle (28) und zwischen der ersten Vorrichtung (10) und der zweiten Vorrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichung (10) ein Arbeitsfahrzeug mit einer Fahrzeuglängsachse (22) ist und daß die zweite Vorrichtung (12) eine Lasttransferstation ist;
daß der bewegbar verbundene Kontaktkopfteil (56) zwischen einer ersten Position eng benachbart zum Rahmen (20) und einer zweiten Position nach außen bezüglich des Rahmens (20) und von der ersten Position beabstandet bewegbar ist;
daß Mittel (70) vorgesehen sind zum Abfühlen der Position des Fahrzeugs (10) bezüglich zur Lasttransferstation (12) und zum Liefern eines Positionssteuersignals ansprechend darauf, daß das Fahrzeug (10) an einer vorbestimmten Stelle benachbart zur Lasttransferstation (12) angeordnet ist;
daß Steuermittel (106) vorgesehen sind zum Empfang des Positionssteuersignals und zum Liefern eines Betätigersteuersignals ansprechend auf den Empfang des Positionssteuersignals; und
daß Betätigungsmittel (108) vorgesehen sind zum Bewegen des Kontaktkopfteils (56) von der ersten Position in Richtung der zweiten Position und in Eingriff mit den Empfangsmitteln (64) ansprechend auf den Empfang des Betätigungssteuersignals.
2. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 1, wobei die Steuermittel (106) ein Fahrzeugbremssteuersignal liefern, und zwar ansprechend auf den Empfang des Positionssteuersignals und Mittel (118) aufweisen zum Empfang des Bremssteuerssignals und zum Stoppen der Bewegung des Fahrzeugs (10) ansprechend auf den Empfang des Bremssteuersignals.
3. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 1, wobei die Abfühlmittel (70) folgendes aufweisen:
erste und zweite Sensoren (72, 74), die an dem Fahrzeugrahmen (20) angebracht sind, und zwar an vorgewählten beabstandeten Stellen am Fahrzeugrahmen (20), wobei die ersten und zweiten Sensoren (72, 74) jeweils in der Lage sind, elektromagnetische Strahlung zu liefern und eine Reflexion der elektromagnetischen Strahlung zu empfangen; und
erste und zweite reflektierende Glieder (76, 78), die an vorgewählten beabstandten Stellen an der Lasttransferstation (12) angebracht sind, wobei die ersten und zweiten reflektierenden Glieder (76, 78) ausgerichtet sind, um elektromagnetische Strahlung zu den ersten bzw. zweiten Sensoren (72, 74) zu reflektieren, und zwar ansprechend darauf, daß sich das Fahrzeug (10) an einer vorbestimmten Stelle bezüglich zur Lasttransferstation (12) befindet.
4. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Sensoren (72, 74) mit einem vorgewählten eingeschlossenen Winkel bezüglich zueinander positioniert sind und elektromagnetische Strahlung mit dem vorgewählten eingeschlossenen Winkel in Richtungen quer zur Fahrzeuglängsachse (22) liefern.
5. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Sensoren (72, 74) jeweils in der Lage sind, ein Positionssteuersignal zu liefern, und zwar ansprechend auf den Empfang einer Reflexion ihrer gelieferten elektromagnetischen Strahlung, wobei die Steuermittel (106) in der Lage sind, die Positionssteuersignale zu empfangen und ein Bremssteuersignal und ein Fahrzeugförderantriebssignal zu liefern, und zwar ansprechend auf den Empfang eines Positionssteuersignals von dem zweiten Sensor (74) und in Abwesenheit des Empfangs eines Positionssteuersignals von dem ersten Sensor (72).
6. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 1, wobei der Kontaktkopfteil (56) quer zur Längsachse (22) des Fahrzeugs (10) bewegbar ist, wobei der Kontaktkopfteil (56) zum Ineingriffkommen mit den Aufnahmemitteln (64) ausgerichtet ist, und zwar an der vorbestimmten benachbarten Stellung des Fahrzeugs (10) bezüglich zur Lasttransferstation (12).
7. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 1, wobei die Kontaktanordnung (54) Bewegungsmittel (142) aufweist, um die Bewegung des Kontaktkopfteils (56) bezüglich zu den Betätigungsmitteln (108) zu erlauben, und zwar ansprechend auf eine externe Kraft mit einem vorgewählten Wert, die an den Kontaktkopfteil (56) angelegt wird.
8. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 7, wobei die Kontaktanordnung (54) eine lineare Achse (68) besitzt, die in einer Richtung quer zur Fahrzeuglängsachse (68) positioniert ist, wobei der Kontaktkopfteil (56) entlang der linearen Achse (22) bewegbar ist, und zwar ansprechend auf die externe Kraft, die auf den Kontaktkopfteil (56) angelegt wird.
9. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 7, wobei die Kontaktanordnung (54) ein Führungsgehäuse (146) aufweist, das mit den Betätigungsmitteln (108) verbunden ist und ansprechend auf die Bewegung der Betätigungsmittel (108) bewegbar ist, wobei die Bewegungsmittel folgendes aufweisen:
ein Führungsglied (148), das mit dem Kontaktkopfteil (56) verbunden ist gleitbar mit dem Führungsgehäuse (146) verbunden ist und bezüglich zum Führungsgehäuse (146) bewegbar ist zwischen einer ausgefahrenen Position und einer zurückgezogenen Position; und Vorspannmittel (188) zum Drängen des Führungsgliedes in Richtung der ausgefahrenen Position und Erlauben der Bewegung des Führungsgliedes (148) in Richtung der zurückgezogenen Position ansprechend auf die externe Kraft, die auf dem Kontaktkopfteil (56) angelegt wird.
10. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 9, wobei die Bewegungsmittel (142) einen Anschlag (196) aufweisen, der mit einem der folgenden verbunden ist, nämlich dem Führungsgehäuse (146) oder dem Führungsglied (148) und in Eingrif kommbar ist mit dem anderen, nämlich dem Führungsgehäuse (146) oder dem Führungsglied (148), wobei der Anschlag (196) eine Drehung des Führungsglieds (148) bezüglich zum Führungsgehäuse (146) verhindert.
11. Leistungstransferanorndung (52) nach Anspruch 10, wobei der Anschlag (196) folgendes aufweist.
einen Stift (198), der mit dem Führungsgehäuse (146) verbunden ist; und
einen langsgestreckten Schlitz (202), der radial durch und axial entlang des Führungsglieds (148) angeordnet ist, wobei der Stift (198) in dem Schlitz (202) angeordnet ist, und zwar in Eingriff kommbar mit dem Führungsglied (148) im Schlitz (202) und zum Halten des Führungsgliedes (148) gegen eine Drehung bezüglich des Führungsgehäuses (146).
12. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 9, wobei die Anordnung ein Erdpotential (58) aufweist, wobei das Führungsglied (148) ein zweites Endteil (169) besitzt und wobei der Kontaktkopfteil (56) folgendes aufweist:
ein Balken oder Tragglied (204) mit ersten und zweiten beabstandeten Endteilen (96, 98) und einem Zwischenteil (100), das zwischen den ersten und zweiten Endteilen (96, 98) des Traggliedes angeordnet ist, wobei das Tragglied (204) schwenkbar mit dem zweiten Endteil (169) des Führungsgliedes verbunden ist, und zwar an dem Zwischenteil (100); und erste und zweite Kontaktspitzen (90, 92), die mit dem ersten bzw. zweiten Endteil (96, 98) des Traggliedes verbunden sind und mit der Quelle elektrischer Energie (28) bzw. dem Erdpotential (58) verbunden sind.
13. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 1, wobei die Kontaktanordnung (54) Mittel (144) aufweist zum Führen des Kontaktkopfteils (56) entlang einer linearen Achse (68) quer zur Fahrzeuglängsaches (22) während der Bewegung des Kontaktkopfteils (56) zwischen den ersten und zweiten Positionen.
14. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 13, wobei die Führungsmittel (144) ein Führungsglied (148) aufweisen mit einem verjüngten Endteil (210), wobei der Kontaktkopfteil (56) mit dem Führungsglied (148) verbunden ist, und zwar an einer vorgewählten axialen Stelle entlang des Führungsgliedes (148) beabstandet von dem verjüngten Endteil (210).
15. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 14, wobei die Aufnahme- oder Empfangsmittel (64) einen Tragteil (80) und eine verjüngte Apertur (212) aufweisen, die in dem Tragteil (80) angeordnet sind, wobei die verjüngte Apertur (212) in der Lage ist, das verjüngte Endteil (210) des Führungsgliedes (148) aufzunehmen.
16. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspuch 13, wobei die Kontaktanordnung (54) Mittel (203) aufweist zum schwenkbaren Verbinden des Kontaktkopfteils (56) mit den Führungsmitteln (144) und zum Erlauben einer Schwenkbewegung des Kontaktkopfteils (56) bezüglich zu den Führungsmitteln (144) ansprechend auf den Eingriff des Kontaktkopfteils (56) mit den Aufnahmemitteln (64).
17. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 16, wobei der Kontaktkopfteil (56) erste und zweite Kontaktspitzen (90, 92) aufweist, und wobei die Aufnahmemittel (64) erste und zweite beabstandete Aufnahmekissen oder -flächen (82, 84) aufweisen, wobei die ersten und zweiten Kontaktspitzen (90, 92) mit den ersten und zweiten Aufnahme- oder Empfangsflächen (82, 84) in Eingriff kommen in der zweiten Position des Kontaktkopfteils (56), wobei der Kontaktkopfteil (56) schwenkbar bewegbar ist zum Halten der ersten und zweiten Kontaktspitzen (92, 94) im Eingriff mit den ersten bzw. zweiten Empfangsflächen (82, 84).
18. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 17, wobei die Empfangsflächen (82, 84) mit einem elektrisch angetriebenen Motor (48) verbunden sind, der mit der Lasttransferstation (12) assoziiert ist und elektrische Energie von dem Kontaktkopfteil (56) zu dem elektrisch angetriebenen Motor (48) leitet.
19. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 9, wobei die Anordnung Mittel (214) aufweist, zum Stoppen der Bewegung der Betätigungsmittel (108), und zwar ansprechend darauf, daß das Führungsglied (148) sich in seiner zurückgezogenen Position befindet.
20. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 19, wobei die Betätigungsmittel (108) einen Betätigungsmotor (114) besitzen, der mit der Quelle elektrischer Energie (28) verbunden ist, wobei die Stoppmittel (214) einen Schalter (216) aufweisen, der mit dem Führungsgehäuse (146) verbunden ist und betätigbar ist ansprechend darauf, daß sich das Führungsglied (148) in der zurückgezogenen Position befindet, wobei der Schalter (216) verhindert, daß elektrische Energie zu dem Betätigungsmotor (114) geliefert wird, und zwar ansprechend darauf, daß sich das Führungsglied (148) in der zurückgezogenen Position befindet.
21. Leistungstransferanordung (52) nach Anspruch 1, wobei die Quelle elektrischer Energie (28) an dem Fahrzeug (10) angebracht ist und mit dem Kontaktkopfteil (56) verbunden ist, wobei die Lasttransferstation (12) einen elektrischen Motor (48) besitzt, der daran angebracht ist und mit den Empfangs- oder Aufnahmemitteln (64) verbunden ist, wobei die Kontaktanordnung (54) elektrische Energie von der Quelle elektrischer Energie (28) zu dem elektrischen Motor (48) leitet, und zwar ansprechend darauf, daß der Kontaktkopfteil (56) in Eingriff steht mit den Aufnahme- oder Empfangsmitteln (64).
22. Leistungstransferanordnung (52) nach Anspruch 16, wobei die Anordnung Mittel (203) aufweist zum schwenkbaren Verbinden des Kontaktkopfteils (56) mit dem Führungsglied (148) und zum Halten des Kontaktkopfteils (56) zur Schwenkbewegung, um die Schwenkverbindungsmittel (203), und zwar ansprechend auf eine Neigungs- oder Schwenkkraft, die auf den Kontaktkopfteil (56) angelegt wird.
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