AT523666A1 - Palettensammler - Google Patents

Abstract

Selbstfahrender Palettensammler besteht aus einem Fahrgestell und aus Aufnahmemitteln für die Paletten (10), wobei das Fahrgestell zwei Vorderräder (4) und mindestens ein Hinterrad (6) sowie eine Steuereinheit (8), eine Stromquelle und Elektromotoren (5) aufweist. Um einfach in Aufbau und Bedienung und für den mechanisierten und/oder autonomen Betrieb geeignet zu sein, hat das Fahrgestell mindestens einen Längsträger (1), an dem höhenverstellbare Stelzen (7, 7') für die Räder (4,6) angebracht sind, und beiderseits mindestens zwei um eine horizontale Achse (21) schwenkbare Greifarme (14) mit einwärts abstehenden Nasen (15), deren obere Fläche (22) horizontal und deren untere Fläche (23) schräg auswärts verläuft, welche Nasen (15) die Paletten (10) in einer ersten Stellung unterfassen und in einer zweiten Stellung freigeben.

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstfahrenden Palettensammler, bestehend aus einem Fahrgestell und Aufnahmemitteln für die Paletten, wobei das Fahrgestell zwei Vorderräder und mindestens ein Hinterrad sowie eine Steuereinheit, eine Stromquelle und Elektromotoren aufweist, und wobei die Aufnahmemittel die Paletten in einer ersten Stellung unterfassen und in einer zweiten Stellung freigeben.

Leere Paletten bleiben meist am Boden liegen. Da sie zurückzustellen sind, müssen sie aufgesammelt, gestapelt und verladen werden. Leere Europa Paletten haben genormte Maße, sind aus Holz und wiegen je nach Holzfeuchte zwischen 20 und 30kg. Sie händisch aufzuheben ist anstrengend und zeitaufwändig. Eine helfende Vorrichtung tut not.

Eine solche ist zum Beispiel aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 20 2013 001 934 U1 bekannt. Bei diesem ist in einem Fahrgestell ein Rahmen vertikal verschiebbar geführt, in dessen Längsträgern einschwenkbare Greifer zum Unterfassen der Palette gelagert sind. Das Heben des Rahmens und das Einschwenken der Greifer erfolgt unabhängig voneinander händisch jeweils über ein Hebelwerk. Diese Vorrichtung ist umständlich in der Handhabung und für den mechanisierten oder gar autonomen Betrieb ungeeignet.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Palettensammler zu schaffen, der einfach in Aufbau und Bedienung und für den mechanisierten und/oder autonomen Betrieb geeignet ist. Erfindungsgemäß wird das mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs erreicht.

Mittels der höhenverstellbaren Stelzen für alle Räder, ist die Höhe und damit auch die Bodenfreiheit des gesamten Fahrgestells variabel. Dadurch erübrigen sich eigene Hebemittel zum Anheben der Paletten. Die Nasen greifen mit ihrer horizontalen oberen Fläche an der Unterseite der jeweiligen Palette ein. Wird die unterste bereits aufgenommene Palette durch absenken des Fahrgestells auf die nächste aufzunehmende Palette aufgesetzt, werden die Greifarme dank der schräg auswärts verlaufenden unteren Flächen nach außen bewegt und deren

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Nasen greifen in der Folge unter die aufzunehmende Palette. Nebstbei ist das hebbare Fahrgestell nützlich, wenn es für andere Aufgaben eingesetzt werden soll.

Das Fahrgestell hat vorzugsweise zwei angetriebene Vorderräder und hinten ein mittiges Hinterrad oder zwei in der Spur der Vorderräder rollende Hinterräder. Im letzteren Fall wird Geländegängigkeit dadurch erreicht, dass das Fahrgestell nur einen mittigen Längsträger mit einem ersten Querträger für die Vorderräder am vorderen Ende und einen zweiten Querträger für die Hinterräder am hinteren Ende hat, welcher bezüglich der Längsachse des Fahrzeuges schwenkbar ist.

In weiterer Ausbildung wird die Höhenverstellbarkeit des Fahrgestells dadurch erreicht, dass die Räder in Gabeln gelagert sind, welche nach oben in eine Führungssäule übergehen, die mit fahrgestellfesten Führungen zusammen die höhenverstellbaren Stelzen bilden. So kann das Fahrgestell so hoch angehoben werden, dass darunter Raum für eine Anzahl von Paletten gebildet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind am hinteren Querträger die Stelzen für die hinteren Räder um ungefähr vertikale Achsen schwenkbar und die Lenkung erfolgt durch Ansteuern von Nabenmotoren in den Vorderrädern. Die Steuereinheit liefert die Daten zum Ansteuern der Nabenmotoren und der höhenverstellbaren Stelzen.

Zur Befestigung der Aufnahmemittel am Fahrgestell dienen zwei am mittigen Längsträger zwischen den Querträger befestigte Querbalken, an deren äußeren Enden die Greifarme an horizontalen Achsen schwenkbar abwärts hängen.

Für die Aufbringung einer auf die Greifarme zur Längsmitte gerichteten Kraft gibt es verschiedene Möglichkeiten: Sie kann von Federn aufgebracht werden, vorzugsweise von Zugfedern oder einer den gegenüberliegenden Greifarmen verbindenden Zugfeder; sie kann von einzelnen Aktuatoren aufgebracht werden; oder von der Schwerkraft, wenn der Schwerpunkt der Greifarme außerhalb deren Schwenkachsen liegt.

Jeder Greifarm hat zumindest eine der genannten Nasen, vorzugsweise aber mehrere in einem Abstand, welcher der Höhe einer Palette entspricht.

Ein so besonders einfach aufgebauter Palettensammler ist dank der © mitgeführten Stromquelle und der Steuereinheit einfach zu bedienen und für % den mechanisierten, fahrerlosen oder autonomen Betrieb bestens geeignet. de

Beim Aufnehmen einer Palette genügt zur Bedienung die Einwirkung auf eine Größe, nämlich die Höhe beziehungsweise Bodenfreiheit des Fahrgestells. Vorher aber muss der Palettensammler genau über die aufzusammelnde Palette fahren. Dafür ist an mehrere Stufen der Mechanisierung gedacht, wobei das ganze Fahrzeug fahrerlos ist.

In der einfachsten Form geht eine Bedienperson neben dem Palettensammler her und hält einen Handapparat, der über ein Kabel mit dem Palettensammler verbunden ist. In der nächsten Stufe der Mechanisierung ist die Verbindung drahtlos, über Funk, wobei die Bedienperson ortsfest bleiben kann. Sie braucht dann aber Hilfe bei der Positionierung des Palettensammlers um diesen genau über der jeweils aufzunehmenden Palette zu positionieren. Zur Verbindung mit der Bedienperson oder mit einem Netzwerk hat das Steuergerät eine Schnittstelle für zumindest eine Antenne.

In Weiterbildung der Erfindung wird ein höherer Grad der Automatisierung dadurch erreicht, dass an der am (vorderen) ersten Querbalken sitzenden Steuereinheit Signalaufnahmegeräte angebracht sind. Diese können ein Abstands- oder Beschleunigungssensor und/oder ein Bildaufnahmegerät sein. Über diese Sensorik wird die Positionierung des Gerätes über der Palette erreicht.

Weiters kann das Bildaufnahmegerät über ein entsprechendes Bilderkennungsprogramm die Identifikation einer Palette und die seitliche Ausrichtung des Palettensammlers durchführen. Das Bildaufnahmegerät und das Bilderkennungsprogramm erschließen einen weiteren Grad der Automatisierung, wenn im Steuergerät ein geeignetes Programm implementiert ist.

Über eine entsprechende Software kann auch ein vollautonomer Betrieb realisiert werden. Dabei bewegt sich der der Palettensammler selbständig in einem definierten Areal und sammelt mithilfe der Sensorik die Paletten. Ist die maximale Anzahl an Paletten, welche der Palettensammler aufnehmen kann erreicht, so fährt dieser selbständig zur Sammelstelle um die Paletten ebendort abzulegen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen einer Ausführungsform beschrieben und erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1: Eine axonometrische Ansicht in einer ersten Stellung, von vorne, 0 Fig. 2: wie Fig. 1 mit ausgefahrenen Stelzen, von hinten, Fig. 3: eine Ansicht von hinten,

Fig. 5: dasselbe Detail einer zweiten Stellung, Fig. 6: wie Fig. 1,2 in einer dritten Stellung, Fig. 7: wie Fig. 1,2, voll beladen.

In Fig. 1 ist ein mittiger Längsträger mit 1, ein vorderer Querträger mit 2 und ein hinterer Querträger mit 3 bezeichnet. Alle drei sind geschlossene Hohlprofile, die nicht dargestellte elektrische Leiter und Batteriezellen (nicht dargestellt) enthalten können. An den äußeren Enden der Querträger 2 und 3 sind Stelzen 7,7‘ befestigt, welche über ein Einschubprofil 32 (Fig. 4) fixiert sind. An jeder vorderen Stelze 7 ist, in einer Gabel 9, ein Rad 4 mit jeweils einem Nabenmotor 5 geführt. Diesem wird der elektrische Strom über die Gabel 9 zugeführt. Die hinteren Räder 6 (es könnte auch nur ein mittiges Rad sein) sind nicht angetrieben. Ihre Gabeln 11 sind um die Längsachse 27 der Stelze 7‘’schwenkbar, die Radachsen 20 sind in Fahrtrichtung hinter den Achsen 27, was als Nachlauf bezeichnet wird, sodass sich die Hinterräder 6 bei Änderung der Fahrtrichtung einstellen können.

An der Kreuzung zwischen Längsträger 1 und vorderem Querträger 2 ist eine Steuereinheit 8 angebracht, in einem Gehäuse, an dessen Stirnseite Signal-

aufnahmegeräte befestigt sind. Dies können Abstands- und/oder Beschleunigungssensoren sein. Im Allgemeinen werden jedoch Bilderfassungsgeräte verwendet, wie zum Beispiel ein Bilderfassungsgerät 18 welches die zum Fahren notwendigen Signale zur Verfügung stellt, sowie ein Bilderfassungsgerät 17 mit welchem die Positionierung über der Palette erfolgt.

Am Längsträger 1 sind mechanische 16 und elektrische Schnittstellen 19 für die Befestigung und elektrische Kontaktierung von Arbeitsgeräten vorgesehen. An den Schnittstellen 16 sind Querbalken 12, 13 angebracht, an denen die Aufnahmemittel für die Paletten 10 angebracht sind.

Diese werden nun anhand der Fig. 2 beschrieben. Die Länge der Querbalken 12, 13 sind durch die Breite der aufzusammelnden Paletten definiert. An ihren beiden Enden sind Greifarme 14 in Drehachsen 21 aufgehängt. Unter der Drehachse 21 sind einander gegenüber liegende Greifarme 14 von einem Federzug 24 verbunden, der auf die Greifarme 14 eine einwärts gerichtete Kraft ausübt. Diese Kraft bewirkt, dass die Nasen 15 der Greifarme die Paletten untergreifen. Die Kraft kann auch auf andere Weise erzeugt werden, etwa durch einzelne Federn oder durch Aktuatoren; oder durch einen außerhalb der Drehachsen 21 liegenden Schwerpunkt der Greifarme 14.

Einander gegenüber hängende Greifarme 14 haben, an ihrem unteren Ende beginnend, einwärts gerichtete Nasen 15, und darüber Nasen 15°, 15“ etc. Der horizontale Abstand der Nasen ist etwas kleiner als die Höhe der Paletten 10. Die Nasen haben eine horizontale obere Fläche 22 für die Auflage der Paletten und eine schräg einwärts ansteigende untere Fläche 23, die beim Absenken ein Ausweichen der Greifarme 14 nach außen verursachen. Ein Federzug (hier eine eingehüllte Zugfeder) oder ein Aktuator 24 zwischen jeweils gegenüber liegenden Greifarmen 14 greift unterhalb der Drehachsen 21 der Greifarme 14 an und zieht diese aufeinander zu. So ist sichergestellt, dass die oberen Flächen 22 der Nasen 15 die Paletten untergreifen.

In Fig. 3 ist der schwenkbare Hinterteil des Fahrgestells erkennbar, bestehend aus dem hinteren Querträger 3 mit den daran angebrachten Stelzen 7° welche die Gabeln 11 und Rädern 6 führen. Dieser Hinterteil ist bezüglich des übrigen Fahrgestells um die Längsachse 28 schwenkbar. Damit ist auch ohne Federung des Fahrgestells der Bodenkontakt aller vier Räder sichergestellt.

Fig. 4 zeigt eine Stelze 7 der vorderen Räder 4, bei angehobenem Fahrgestell. Das Gehäuse 29 der Stelze 7 ist mit dem Querträgereinschub 32 fest verschweißt und enthält die Führungen 31 für die höhenverstellbare Säule 30. Als Hubwerk dient hier beispielsweise eine nur angedeutetes elektrisches Hubwerk 26.

Derartige Hubwerke sind handelsübliche Komponenten. Es könnten aber auch andere Hubwerke oder Antriebe eingesetzt werden. Die Säule 30 ist fest mit der Gabel 9 verbunden und in den Führungen 31 verdrehest geführt. Fig. 5 zeigt dieselbe Stelze 7 bei abgesenktem Fahrgestell.

Im Folgenden wird die Arbeitsweise des Palettensammlers beschrieben. Dabei wird von der Stellung der Fig. 2 ausgegangen. Die aufzusammelnde Palette 10 liegt mit ihren Querstollen am Boden auf. Der Palettensammler fährt mit angehobenem Fahrgestell über die Palette 10. Wenn die Position über der Palette erreicht ist (dazu dienen die Signalaufnahmegeräte 17,18), erteilt das Steuergerät 8 den Nabenmotoren den Befehl anzuhalten und den Antriebseinheiten 26 der Stelzen 7,7‘ den Befehl zum Absenken des Fahrgestells.

So wird die Stellung der Fig. 1 erreicht. Während des Absenkens gleiten die Schrägflächen 23 an der Palette 10 entlang, wodurch die Greifarme 14 etwas nach außen geschwenkt werden. Nach Erreichen der tiefsten Stellung werden die Greifarme 14 durch die Feder oder einen Aktuator 24 nach innen gezogen.

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Wird das Fahrgestell jetzt angehoben, so greifen die horizontalen Flächen 22 der Nasen 15 unter die Palette und heben sie auf.

In Fig. 6 wird eine weitere Palette aufgenommen. Der Palettensammler mit der eben aufgenommenen ersten Palette 10 fährt über die nächste aufzunehmende Palette 25 und senkt sein Fahrgestell ab, wie in Fig. 6 zu sehen. Dabei wird die Palette 10 auf die am Boden liegende Palette 25 aufgesetzt. Bei weiterem Absenken werden die Greifarme nach außen gedrückt und die nächst höheren Nasen 15‘ greifen unter die Palette 10. Die untersten Nasen 15 greifen jetzt unter die neu aufgenommene Palette 25.

Fig. 7 zeigt einen voll beladenen Palettensammler. Er kann über eine Rampe auf die Ladepritsche eines Lastkraftwagens fahren und die Paletten durch Absenken des Fahrgestells absetzen. Bei weiterem Absenken kommen die Nasen 15, 15“ etc. der Reihe nach frei und die Greifarme werden nach außen gezogen und fixiert. Jetzt kann der entladene Palettensammler leer abfahren.

Die erfindungsgemäßen Merkmale schaffen somit eine einfache Bauweise und Steuerung von nur drei Größen (Fahrgeschwindigkeit und Richtung sowie Bodenfreiheit) durch die Steuereinheit. Diese erhält als Eingangsdaten Signale von der Bildererfassung oder von einem alternativen Abstandssensor, kann Funksignale empfangen und enthält eine Reihe von Programmen. So ausgestattet, kann der erfindungsgemäße Palettensammler voll autonom agieren, das heißt Paletten suchen, sie von der richtigen Seite ansteuern, das Fahrzeug genau über der Palette positionieren und durch absenken Paletten aufnehmen und anschließend die Suche nach Paletten fortsetzen.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Selbstfahrender Palettensammler, bestehend aus einem Fahrgestell und Aufnahmemitteln für die Paletten, wobei das Fahrgestell zwei Vorderräder und mindestens ein Hinterrad sowie eine Steuereinheit, eine Stromquelle und Elektromotoren aufweist, und wobei die Aufnahmemittel die Paletten in einer ersten Stellung unterfassen und in einer zweiten Stellung freigeben, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgestell mindestens einen Längsträger (1) hat, an dem höhenverstellbare Stelzen (7,7‘) für die Räder (4,6) angebracht sind, und die Aufnahmemittel beiderseits mindestens zwei um eine horizontale Achse (21) schwenkbare Greifarme (14) mit einwärts abstehenden Nasen (15, 15‘ etc.) sind, deren obere Fläche (22) horizontal und deren untere Fläche (23) schräg verläuft.

2. Palettensammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgestell nur einen mittigen Längsträger (1) mit einem ersten Querträger (2) am vorderen Ende und einem zweiten Querträger (3) am hinteren Ende hat, welcher um eine Längsachse (28) schwenkbar ist.

3. Palettensammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (4,6) in Gabeln (9,11) gelagert sind, welche nach oben in eine Säule (30) übergehen, die mit fahrgestellfesten Führungen (29,31) zusammen die höhenverstellbaren Stelzen (7,7‘) bilden.

4.Palettensammler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am hinteren Querträger (3) die Stelzen (7‘) Gabeln (11) aufweisen welche um die Längsachse (27) der Stelzen (7°) schwenkbar sind und die Lenkung durch Ansteuern von Nabenmotoren (5) in den Vorderrädern (4) erfolgt.

5, Palettensammler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am mittigen Längsträger (1) zwischen den Querträgern (2,3) mindestens zwei Querbalken (12,13) befestigt sind, an deren äußeren Enden die Greifarme (14) an horizontalen Achsen (21) schwenkbar aufgehängt sind.

6. Palettensammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

Greifarme (14) mehrere Nasen (15,15‘,15“ etc.) im Abstand der Höhe einer n Palette (10) haben und auf sie eine zur Längsmitte gerichtete Kraftquelle (24) wirkt.

8. Palettensammler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftquelle auf die Greifarme (14) elektrisch wirkende Aktuatoren sind.

9. Palettensammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am (vorderen) ersten Querträger (2) die Steuereinheit (8) und Signalaufnahmegeräte (17,18) angebracht sind, die der Steuereinheit (8) Eingangssignale zur Verfügung stellen, und wobei die Steuereinheit (8) Steuersignale für die Nabenmotoren (5) und für die Hebevorrichtungen (26) der Stelzen (7,7‘) generiert.

10. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) über Schnittstellen für die Kommunikation mit externen Netzwerken (nicht dargestellt) verfügt.

11. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug über einen Akkumulator (nicht dargestellt) verfügt.