集电系统、起重机设备和使集电滑架向接触轨进给的方法与流程

本发明涉及一种集电系统，一种起重机设备，以及一种用于使集电滑架(触轮)向接触轨(导电轨)进给的方法。

背景技术：

由wo2010/054852a2已知一种用于运输工具的、尤其用于容器堆垛起重机的集电系统。已知的集电系统固定在起重机的支柱上并且能够沿着其上布置有至少一个接触轨的轨道行驶。该集电系统的集电滑架能够通过集电器与接触轨建立电接触，其中，该集电滑架为此通过能够在水平方向上行驶的伸缩臂行驶到达该轨道的引入装置。该集电滑架在竖直方向上可自由移动地支承在伸缩臂的导向装置上。由此，集电器的集电触头能够借助于该引入装置在竖直方向上被引到接触轨上，以与接触轨建立电接触。

该集电滑架的可自由移动的支承具有以下缺点：为了将集电器和集电触头引到接触轨上必须设置昂贵的、需要大量空间的引入装置。

这例如示例性地参考图1中以示意性俯视图示出的、已知的容器转运站101描述。这种容器转运站101主要被用于在码头中将容器从船舶转运到载重货车上。在此，容器以大量长形的容器堆102的方式堆垛。在容器堆102之间存在用于载重货车的行驶通道103，所述载重货车通过未示出的容器堆垛起重机加载或卸载。在此，容器堆垛起重机沿着容器堆102在行驶方向f上行驶并且横向于行驶方向达到多个容器堆102。在此，容器堆垛起重机也能够从容器堆102的区段104向容器堆106的另一区段105行驶。

为了对容器堆垛起重机供以电能，存在沿着区段104或105在行驶方向f上延伸的轨道107、108，在所述轨道上布置有接触轨109、110，所述接触轨能够与容器堆垛起重机的集电器连接，这例如在wo2010/054852a2中描述。如果容器堆垛起重机要从区段104转移到区段105，则其集电器离开接触轨109并通过燃料供能或电池供能的驱动马达向区段105行驶。在区段105上，集电器然后通过引入装置被穿进接触轨110中，容器堆垛起重机从该接触轨被供以电能。

轨道108的在图1中通过圆圈标示的进入区111在图2中以侧面的俯视图示出。轨道108具有例如由wo2010/054852a2已知的、用于容器堆垛起重机的集电滑架的引入装置112。首先，集电滑架被水平地引到止动板113并撞到该止动板上。随后，容器堆垛起重机在行驶方向f上向接触轨110行驶，其中，可竖直地自由移动地支承的集电滑架借助于第一滚轮组件通过斜向上延伸的引入轨114引到相对于接触轨110正确的高度上。随后，第二滚轮组件穿入到轨道108的承载轨115中，然后集电器通过集电器引入装置116与接触轨110接触，从而容器堆垛起重机又被供以电能。

如可从图2中识别到的，进入区111需要相对大的空间。因此，接触轨110离轨道108的在图2中左边的开端大约3.50米远处才开始。因为在轨道108的两端都需要引入装置116进而需要相对长的进入区，由此丧失大量用于容器的堆垛空间。为了使容器升起和运动必须从接触轨中对容器堆垛起重机供以电能。虽然进入区通常能够造得较短，但是由此降低了集电器相对于进入区中的接触轨的定位准确性，这会频繁地导致集电器和接触轨的昂贵并耗时的损坏。

另一缺点是，容器堆垛起重机在驶入轨道108期间必须慢得多地行驶，以便能够使集电滑架通过引入装置112或116进入到承载轨115中。

因为进入区111远伸入到设置用于载重货车的行驶区域中，必须特别针对与载重货车的碰撞使进入区111得到保障。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是，克服以上提到的缺点并且提供一种集电系统和起重机设备，所述集电系统和起重机设备使得能够简单、少磨损但迅速并准确地定位和建立集电系统的集电器和接触轨之间的电连接并且需要少的空间。

该任务通过具有如下所述特征的集电系统以及具有如下所述特征的设备、尤其起重机设备解决。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于能够沿着接触轨组件行驶的运输工具的集电系统，该集电系统具有至少一个集电滑架和布置在该集电滑架上的集电触头，所述集电触头能够与所述接触轨组件的接触轨连接，并且该集电系统具有用于使所述集电滑架在竖直进给方向上运动的竖直进给单元，其特征在于，所述集电滑架能够借助于具有弹性的和/或柔性的带的带驱动机构在竖直进给方向上运动。

在该集电系统的有利实施方案中，所述带驱动机构可以具有两个布置在竖直进给单元的在所述竖直进给方向上相对置的端部上的导辊(惰轮)，所述带绕所述导辊旋转；其中，所述集电滑架可固定在所述带的牵引段上。

优选地，所述带可以构造为齿带或v带。此外，可以设置张紧装置以调节所述带的预紧。

在有利的改进构造中，为了将所述运输工具的馈电线引向所述集电滑架和/或引向所述竖直进给单元，可以在所述竖直进给单元上设置有能量链，该能量链的一端固定在集电滑架或用于该集电滑架的安装板上并且该能量链的另一端固定在所述竖直进给单元的框架件上。由此，降低了馈电线的损坏危险。

此外，在一有利的实施方案，可以有利地设置一提升马达以驱动所述带，该提升马达能够提供将集电滑架保持在所希望的竖直位置上的保持力。

优选地，所述提升马达可以设置有位置传感器以确定所述集电滑架在竖直进给方向上的位置。

在一优选实施方案中，所述带可以为有端部的(非连续的)带，其端部借助于夹紧装置保持在一起；所述夹紧装置有利地能够使所述带的端部这样夹在一起，使得在超过规定的力时带的至少一个端部从所述夹紧装置中松脱出来。由此，能够避免在干扰情况下集电系统或起重机设备的破坏和损害，所述干扰情况超过运输工具与接触轨组件的正常运行横向偏移。由此，带的端部能够松脱并且带由此从竖直进给单元脱开。由此，通过夹紧装置固定在带上的集电滑架能够有利地从竖直进给单元分开，从而尤其能够避免敏感的集电触头和接触轨组件的损坏。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于能够沿着接触轨组件行驶的运输工具的集电系统，该集电系统具有至少一个集电滑架和布置在该集电滑架上的集电触头，所述集电触头能够与所述接触轨组件的接触轨连接，并且该集电系统具有带有至少一个能够在水平进给方向上运动的进给元件的、用于使所述集电滑架在所述水平进给方向上运动的水平进给单元，其特征在于，进给元件能够通过具有弹性的和/或柔性的带的带驱动机构在水平进给方向上运动。

在该集电系统的有利改进构型中，所述进给元件可以在水平进给方向上可运动地支承在推出器中，该推出器在水平进给方向上可运动地支承在安装框架中。所述进给元件能够完全缩进到所述推出器中。此外，在所述安装框架上可以有利地布置有推出马达以使所述推出器在水平进给方向上运动。在操作上有利的构型中，所述推出马达的驱动小齿轮可以与固定在所述推出器上的、在所述水平进给方向上延伸的齿条啮合，由此提供可靠的驱动。有利地，所述推出马达可以设置有位置传感器以确定所述集电滑架在水平进给方向上的位置。

在一优选构型中，所述带驱动机构可以具有两个布置在所述推出器的在所述水平进给方向上相对置的端部上的导辊，所述带绕所述导辊旋转；其中，所述旋转的带的固定段固定在所述安装框架上并且牵引段固定在所述进给元件上。

在另一有利的改进构型中，为了将所述运输工具的馈电线引向所述集电滑架，在所述水平进给单元上设置有能量链，该能量链的一端固定在所述安装框架上并且该能量链的另一端固定在所述进给元件上。由此降低了馈电线的损坏危险。

优选地，所述带可以构造为齿带或v带。可以有利地使用橡胶材料或橡胶的织物带或编织带作为材料。此外，可以有利地为一个或两个带分别设置用于调节每个带的预紧的张紧装置。

该集电系统可以有利地由以上说明的具有通过水平进给单元来水平进给的集电系统和具有通过竖直进给单元来竖直进给的集电系统的组合构成。在这种组合中，所述竖直进给单元布置在所述进给元件的前端上。此外，竖直进给单元的能量链的所述另一端部可以有利地固定在所述进给元件的前端上，而不是固定在所述竖直进给单元的框架件上。

根据本发明，开头提到的设备、尤其是起重机设备其特征在于，所述集电系统如上所说明的那样构成。

根据本发明的用于尤其是根据本发明的集电系统的布置在能够行驶的运输工具、尤其是起重机上的设置有集电触头的集电滑架向接触轨组件、尤其是在根据本发明的设备中的接触轨组件的接触轨进给的方法，其特征在于，所述集电滑架借助于定位单元既在水平进给方向上也在竖直进给方向上向所述接触轨进给。

优选地，在根据本发明的方法中，所述集电滑架可以同时在两个空间方向上——尤其在水平进给方向上和竖直进给方向上——运动。在此，有利地，可以在所述集电触头就要进入到所述接触轨中之前，所述集电滑架在水平进给方向上的进给结束之后仅还在竖直进给方向上进给。所述集电滑架也可以首先在水平进给方向上然后在竖直进给方向上进给。

为了能够使集电滑架尽可能轻柔地和无磨损地运动，所述集电滑架可以在水平进给方向上和/或在竖直进给方向上首先缓慢地然后迅速地进给，并且在进给运动结束之前减速。此外，为了使集电触头与接触轨目标准确地接触，所述集电滑架在水平进给方向上和/或在竖直进给方向上的位置通过用于所述集电滑架的水平进给的推出马达上的位置传感器或通过用于所述集电滑架(10)的竖直进给的提升马达上的位置传感器确定。

附图说明

本发明的其他细节和优点参考附图由优选实施例的以下描述得知。附图中：

图1示出已知的容器转运站的俯视图；

图2示出图1中的已知的容器转运站的进入区的侧视图；

图3示出根据本发明的起重机设备的进入区；

图4示出起重机设备的起重机底座的一部分的端侧俯视图，该起重机设备具有布置在其上的根据本发明的集电系统；

图5示出图4中的集电系统的在已伸出的位置中的三维视图；

图6示出图4中的集电系统的在已伸出的位置中的侧视图；

图7示出图6中的集电系统的在已缩进的位置中的侧视图；

图8示出图5中的集电系统的在已伸出的位置中的俯视图；

图9示出在已完全缩进的位置中的、图5中的集电系统的水平进给单元的俯视图；

图10示出在已部分伸出的位置中的、图9中的进给单元的俯视图；

图11示出在已完全伸出的位置中的、图9中的进给单元的俯视图；

图12示出图10中的进给单元的沿着线a-a的剖面图；

图13示出图5中的集电系统的竖直进给单元的、在图5中左下方的侧视图；

图14示出图13中的进给单元的沿着线b-b的剖面图。

具体实施方式

图4示出根据本发明的起重机设备的构造为仅绘制地勾画的起重机2的运输工具的可移动的起重机底座1，该起重机底座能够通过仅绘制地勾画的橡胶轮胎3在图1中示出的已知的容器转运站101中行驶。

为了转运容器，起重机2从在图3中示出的、根据本发明的接触轨组件4中被供以电能。接触轨组件4构造为已知的接触导电系统。与已知的轨道108的进入区111不同，接触轨组件4的进入区5不具有带止动板113的进入漏斗区112和导入轨114。此外，仅设置接触轨7的进入辅助装置6以及承载轨8。在进入辅助装置6的区域中可设置未示出的止动板。

与已知的、图2中的轨道108不同，接触轨组件4的图3中的左端部和进入辅助装置6之间的间距在这里仅为1米，而不是与已知的设计方案中一样为3米。根据本发明的起重机设备的进入区5比已知的起重机设备的进入区明显更短。

这能够通过图4中在起重机底座1上和图5中以从图4中的右侧的三维视图示出的、根据本发明的集电系统9实现。集电系统9在起重机底座5的上部上布置在大约与接触轨7相同的高度上。为了与接触轨7连接，集电系统9具有带多个集电触头11的集电滑架10。集电滑架10借助于承载轮12和导向轮13在承载轨8中被导向。

为了能够使集电滑架9与接触轨6连接，起重机2的起重机底座1行驶到进入辅助装置6附近的接触轨组件4的进入区5中。为了避免在起重机2行驶期间与容器或其他部件碰撞，集电滑架10在此完全缩进到图4中示出的已缩进的位置中。然后，集电滑架10借助于定位单元既在水平进给方向h上横向于起重机底座1的行驶方向运动也在竖直方向v上朝向进入辅助装置6运动。由此，能够使集电滑架10同时在两个空间方向上运动，从而集电滑架10能够迅速并直接地朝接触轨7进给。当在集电触头11就要驶入到接触轨中、例如触线中之前，在水平的进给结束之后还仅进行竖直的进给。替代地，也可以首先进行纯水平的进给随后进行纯竖直的进给。

集电滑架10的在水平进给方向h上的进给通过图4至图12中示出的水平进给单元14进行。水平进给单元14具有安装框架15，该安装框架牢固地固定在起重机底座1上。

推出器16可在横向于起重机底座1的行驶方向f地延伸的水平进给方向h上运动地布置在安装框架15中。推出器16在此能够在图6中示出的已伸出的位置和图7中示出的已完全缩进的位置之间运动。构造为滑床17的第一进给元件相对于推出器16又可在水平进给方向h上运动地布置在推出器16中，其中，滑床17能够完全缩进到推出器16中。集电滑架10布置在滑床17的前端上，即，布置在图5中的左端和图4、6、7和9-12中的右端。

因为不仅推出器16而且滑床17都在水平进给方向h上可运动地布置，集电滑架10能够在图4、7和9中示出的已完全缩进的位置和在图5、6、8和12中示出的已完全伸出的位置之间移动。

推出器16和滑床17的移动如下面描述的那样实现。为了使推出器16移动，如图8中可特别良好地识别的，在安装框架15上装设有一构造为电动机的推出马达18。推出马达18通过驱动小齿轮19(图11)驱动一牢固地固定在推出器16上的齿条20，该齿条几乎在推出器16的整个长度上延伸。由此，推出器16能够在图9所示的位置和图12所示的位置之间移动。

为了能够使滑床17简单地缩进和伸出，而不必设置各自的电动机，在推出器16的前端和后端上布置有导辊12，所述导辊绕垂直于起重机底座1的行驶方向f且垂直于水平进给方向h延伸的轴线可转动。绕所述导辊12安装有由弹性的和/或柔性的材料制成的带22，并且该带如在图8中可识别到的那样由固定段22a固定在安装框架15上。滑床17借助于角度板23固定在带22的牵引段22b上。

如果现在如图9至11示出的那样推出器16通过推出马达18从图9中示出的位置沿水平进给方向h伸出，即，在图9中向右运动，则带22沿图10中示出的方向运动，即，以顺时针方向绕导辊21运动。因为滑床17与带22固定连接，带22携拉滑床17，从而使滑床17与推出器16一样沿水平进给方向h运动。由此，推出器16和滑床17能够规律地以简单的方式在图9所示的位置和图11所示的位置之间移动。

因为带22有利地由弹性材料制成，所以在一方面集电滑架10和另一方面安装框架15之间提供了在一定程度上弹性的且具有碰撞减振作用的连接。可以将带22例如构造为v带或构造为齿带，然后使导辊相应地适配于带的形状。

在一优选实施方案中，可以在集电滑架10进入到承载轨8中并且集电触头11和接触轨7之间电接触之后将推出马达18切换到空转运行中。由此，带22通过带22的预紧并且必要时通过推出马达18的转子的惯性被约束地绕导辊21旋转。优选地，这样调节带22的预紧，使得集电滑架10在正常运行中无外界干扰力地保持在其水平位置中。如果例如因为接触轨组件4不是精确地直线延伸而在起重机2行驶时存在水平方向上的外界干扰力，则这些改变通过带22的运动并由此根据空转的推出马达18在水平进给方向h上被补偿。

替代地或附加地，也可以这样控制推出马达18，使得它将规定的保持力施加到带22上，从而仅在超过规定的力的情况下才能够使带22运动。

如果在进入辅助装置6的区域中使用图中未示出的、用于使集电滑架10在水平进给方向h上定位的止动板，则能够通过弹性的带22缓冲在接近止动板时出现的碰撞，由此能够减少所有涉及部件的磨损。

基于图13中示出的、沿着图10中的线a-a的水平进给单元14的剖切面，再次明示水平进给单元14的结构。可良好地识别到推出器16通过推出马达18、驱动小齿轮19和固定在推出器上的齿条20的驱动。推出器16在此具有两个相互平行地布置的双t形轨24，所述轨可运动地支承在可旋转地支承在安装框架15上的推出轮25中。可旋转地支承在滑床17上的滑轮26也接合到双t形轨24的另一侧中，从而滑床17可移动地支承在推出器16上。带22固定在滑床17的横截面为矩形的空心横梁上。

为了将借助于集电触头11在接触轨组件4获取的电能供应给起重机的负载，在滑床17的图8中的下端上固定有已知的、在水平方向上柔性的能量链27，该能量链在水平进给单元14的区域中获得电导入。能量链27如尤其图5至8中示出的那样从安装件15在推出器16和滑床17下方延伸到滑床17的前端。在本实施例中，能量链27分成两部分并在推出器16和滑床17下方延伸。在滑床17的后端设置有用于能量链27的从滑床17的前端来的部分27a的和用于能量链27的从安装件15来的部分27b的支架28。

因此，在wo2010/054852a2中示出的电缆拖索不是必需的，这是有利的，因为避免了在电缆拖索中存在的悬挂的电缆拉断的危险。

优选地，可以使水平进给单元14的推出马达18受控地运行，从而实现缓慢地启动，然后迅速地继续行进并在进给运动结束之前减速。由此，集电滑架10能够轻柔地驶达止动板。在另一有利实施方案中，推出马达18也可以设置有位置传感器，从而能够由马达运动确定集电滑架10相对于起重机底座1的准确位置。

与在wo2010/054852a2中示出的伸缩式进给装置不同，根据本发明的水平进给单元14由于弹性的和/或柔性的带22而具有更少的磨损和更迅速的进给，从而进入到新的接触轨组件4中的时间减少。此外，该水平进给单元14构造得更小，因为与伸缩式装置的情况下不同不必将多个矩形的型廓导引到彼此之中。

集电滑架10在竖直进给方向v中的进给通过图4至14中示出的竖直进给单元29进行。

竖直进给单元29牢固地固定在水平进给单元14的滑床17的前端、即在图4、6、7和9至12中位于右侧的端部上。构造为齿带轮30、31的导辊绕垂直于竖直进给方向v并垂直于水平进给方向h延伸的轴线可转动地支承在竖直进给单元29的在图13和14中的上端和下端上。在图13和14中的上部的齿带轮30通过角度传动装置32与构造为电动机的提升马达33连接。构造为齿带34的带绕齿带轮30、31旋转，该带在本实施例中为有端部的齿带，其端部借助于夹紧装置35保持在一起。齿带34的固定有集电滑架10的侧构成带驱动机构的牵引段。在夹紧装置35的在图14中的左外侧上安装有安装板36，集电滑架10固定在该安装板上。因此，齿带34进而集电滑架10能够在齿带轮30、31之间在竖直进给方向v上被马达驱动地行驶。取代借助于夹紧装置35保持在一起的、有端部的齿带34，也可以使用无端部地绕转的齿带。也可以使用其他合适的带驱动机构，例如带有相应地适配的带轮的v带驱动机构。

用于提升马达33的馈电线也与用于起重机2的馈电线一样在已知的、在竖直方向上柔性的能量链37中被引导，该能量链的一端固定在滑床17的前端或竖直进给单元29的框架件上，并且该能量链的另一端固定在集电滑架10或安装板36上。从起重机2向竖直进给单元29的导线输送通过水平的能量链27进行，其中，能量链27的在滑床17上延伸的部分27a的前端也能够固定在竖直进给单元29的框架件上，而非固定在滑床17上。

在一优选实施方案中，在集电滑架10进入到承载轨8中之后并且在集电触头11和接触轨7之间电接触之后，可以使提升马达33切换到空转运行中。由此，齿带34通过齿带34的预紧并且必要时通过角度传动装置32的惯性和提升马达33的转子的惯性被约束地绕齿带轮30、31旋转。优选地，齿带34的预紧例如通过夹紧装置33或有利地未示出的夹紧轮这样调节，使得集电滑架10在正常行驶情况下无外界干扰力地保持在其竖直位置中。如果在起重机2行驶时存在例如由于地面不平坦性进而集电系统9相对于接触轨组件4的高度改变而引起的竖直方向上的外界干扰力，则这些改变通过齿带34在竖直进给方向v上的运动来补偿并且集电器10不会将任何附加的力施加到接触轨组件4上。

替代地或附加地，提升马达33也可以这样控制，使得它将规定的保持力施加到齿带34上，从而仅在超过规定的力的情况下才能使齿带34运动。

通过弹性的齿带34安装集电滑架10的另一优点是，齿带34也能够在一定程度上缠绕和扭转，从而集电滑架10能够与起重机2的运动脱耦。例如，如果起重机2在其上行驶的地面相对于接触轨7具有微小的斜度或倾斜，则集电滑架10绕水平的垂直轴线的扭转能够通过齿带34补偿。起重机2和接触轨组件在水平进给方向h上的间距的一定程度的改变也可以通过沿相应的方向压或拉齿带34来补偿。同样地，接触轨组件4的在一定程度上的加工不准确性——例如如果接触轨不是精确地直线延伸或在其长度上具有小的高度波动——可被补偿。由此，由天气引起的变化，例如由于温度引起的材料膨胀，能够被补偿而不会对起重机的运行造成损害。

由于齿带34的弹性，基本上能够以对于集电系统9的正常运行足够的程度补偿在各种空间方向上的不同的运动。这样，能够补偿起重机2相对于接触轨组件的诸如此类的倾斜或侧倾。由此，集电滑架10的费事的主动后导向也不像完全自由的支承装置那么必需，该支承装置导致由偏转引起的较高磨损的危险以及集电滑架的更差的操作性和可控性。

有利地，齿带34端部的由夹紧装置35施加的夹紧这样设计，使得在超过规定的力时至少一个端部从夹紧装置中松脱出来。这是针对在超过正常运行时的偏差的干扰情况下集电系统9或起重机设备的破坏和损害的附加保障。如果例如起重机2由于操作错误而行驶得离接触轨组件4过远，则夹紧装置35提供一指定的断开部位，集电滑架10能够从该规定断开部位松开。由此避免了诸如接触轨7或承载轨8的弯曲之类的损害。

优选地，竖直进给单元29的提升马达33的运行可以被调节，从而实现缓慢地启动，然后迅速地继续行进并在进给运动结束之前减速。由此，集电滑架10能够轻柔地驶达进入辅助装置6然后被引入到承载轨8中。在另一有利实施方案中，提升马达33也可以设置有位置传感器，从而能够由马达运动确定集电滑架10竖直进给方向v上的准确位置。

在本发明的一个未示出的实施方案中，没有设置提升马达33，从而集电滑架10必须通过已知的引入装置被竖直地引入到接触轨组件4中。尽管如此，实现了对于根据本发明的竖直进给单元29所描述的在补偿集电滑架10的位置偏差方面的优点。

以上参考起重机设备描述了本发明，其中起重机2在不同的接触轨组件之间往返行驶并且在此必须反复地使其集电滑架10进入到接触轨7中。但是，本发明也能够在其他必须借助于集电滑架10进入到接触轨组件或触线组件中的可运动的用电设备中使用。