DE102009004734A1

DE102009004734A1 - Fahrzeug mit einer Servicevorrichtung und Servicevorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102009004734A1
Application number: DE102009004734A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr. Werther; Henry Dr. Bensler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2010-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Servicevorrichtung, die eine fahrzeugfest angeordnete Vorrichtung zur Halterung und Führung wenigstens einer Aufnahme oder eines Werkzeuges für eine Last aufweist. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Servicevorrichtung so zu gestalten, dass diese mehrere komforterhöhende Funktionen ausführen kann. Dazu ist die Vorrichtung ein Manipulator (3, 12, 19, 25), der mit der Aufnahme oder dem Werkzeug (5, 13, 22, 26) programmgesteuerte Bewegungsabläufe ausführt, oder, der mit der Aufnahme oder dem Werkzeug (5, 13, 22, 26) von Hand geführte Bewegungsabläufe ausführt und dabei kraftunterstützt ist und beim Tragen von Lasten die Schwerkraft kompensiert. Dieser Manipulator (3, 12) ist im Fahrgastraum angeordnet und im Nichtgebrauchszustand in einer Aufnahme (7, 14) im Fahrzeugaufbau bzw. einem mit diesem verbundenen Fahrzeugausstattungsteil positioniert oder (22, 26) im Lade- oder Kofferraum des Fahrzeugs untergebracht und wird direkt (3, 12) oder (19, 25) über eine Führungsschiene (17) in eine Gebrauchsposition verbracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Servicevorrichtung, die der Entlastung des Fahrzeugnutzers, insbesondere bei der Reinigung, beim Be- und Entladen von Stückgut und bei dessen Sicherung, aber auch beim Öffnen und Schließen der Heckklappe des Fahrzeugs sowie bei Handreichungen während der Fahrt, dient. Die Erfindung betrifft ebenso eine Servicevorrichtung für ein Fahrzeug.
In der DE 100 27 373 A1 ist ein Warenaufbewahrungsbehältnis für ein Kraftfahrzeug beschrieben, in dem auf sehr engem Raum verschiedene Reisebedarfsprodukte, auch Lebensmittel, einfach zugänglich untergebracht werden können. Dieses Behältnis umfasst wenigstens eine Aufbewahrungseinheit, die innerhalb des Behältnisses durch eine Positioniervorrichtung mit einem Antriebsmechanismus verschieblich ist. Dabei kann das Warenaufbewahrungsbehältnis in einem Gehäuse untergebracht sein, das mindestens eine Ausgabeöffnung für die Aufbewahrungseinheit umfasst, die dieser vermittels einer Bereitstelleinrichtung, die vorzugsweise mit wenigstens einem Greifmechanismus versehen und programmgesteuert ist, zugeführt wird. Das Warenaufbewahrungsbehältnis ist in die Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs integriert oder zwischen Fahrgast- und Kofferraum verschiebbar angeordnet. Das System erhöht den Komfort in einem Kraftfahrzeug.
Aus der DE 10 2006 016 496 A1 ist eine mobile Hebe- und Verladevorrichtung für einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug bekannt, die eine lösbar montierbare Tragschiene mit Halteeinrichtungen für diese, eine an oder in der Tragschiene laufende Laufkatze, ein Hubmittel und ein Antriebsmittel für letzteres umfasst. Die Vorrichtung dient der Verladung von Lasten, insbesondere der Verladung eines Rollstuhls.
Aufwendiger sind im Kraftfahrzeug fest verbaute Hebe- und Verladevorrichtungen, wie der als „Robot 2001” bekannte Rollstuhllifter. Dieser ist im Kofferraum des jeweiligen Kraftfahrzeugs angeordnet. Zur Verladung eines Rollstuhls werden nach dem Öffnen des Kofferraumes eine Greifeinrichtung ausgefahren, der Rollstuhl gegriffen, die Greifeinrichtung mit dem Rollstuhl wieder eingefahren und der Kofferraumdeckel geschlossen.
Auch in der DE 20 2007 010 020 U1 ist eine fahrzeugfeste Hubvorrichtung zum Heben und Verladen einer Last an einem Kraftfahrzeug beschrieben, insbesondere auch zum Heben von Rollstühlen, auch mit einer Person. Die Hubvorrichtung ist im Laderaum des Kraftfahrzeugs angeordnet und weist eine Plattform zur Aufnahme und Entfernen der Last, Lenkelemente zwischen der Plattform und dem Kraftfahrzeug und ein Betätigungselement an wenigstens einer Parallelogrammführung auf. Die Lenkelemente bestehen aus einer ersten und einer zweiten Parallelogrammführung, durch die die Plattform nach Öffnen der Heckklappe des Kraftfahrzeugs durch die Öffnung und auf das jeweilige Erdreich verbracht wird. Nach dem Ent- oder Beladen der Plattform wird diese wieder in den Laderaum eingezogen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Servicevorrichtung in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart zu gestalten, dass diese mehrere komforterhöhende Funktionen ausführen kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeug mit einer Servicevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Ebenso wird die Aufgabe durch eine Servicevorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung besteht in einer Servicevorrichtung, die eine fahrzeugfeste Vorrichtung zur Halterung und Führung wenigstens einer Aufnahme oder wenigstens eines Werkzeuges für eine Last oder wenigstens eines Werkzeuges für eine andere Serviceleistung aufweist, wobei die Vorrichtung ein Manipulator ist, der programmgesteuerte Bewegungsabläufe ausführt, oder, der an der Aufnahme oder dem Werkzeug von Hand geführte Bewegungsabläufe kraftunterstützt ausführt und beim Tragen von Lasten die Schwerkraft kompensiert. Der Manipulator ist im Fahrgastraum angeordnet und im Nichtgebrauchszustand in einem Fahrzeugausstattungsteil positioniert, so dass die optische Anmutung nicht gestört ist. Alternativ ist der Manipulator im Lade- oder Kofferraum des Fahrzeugs untergebracht. Je nach Fahrzeuggröße und Einsatzraum ist dieser direkt oder über eine Führungsschiene oder ein Führungsschienensystem in eine Gebrauchsposition verbringbar.
Die Serviceeinrichtung ist als Fahrzeugausstattungsteil multifunktional einsetzbar und erhöht den Komfort im Fahrzeug. Auch während der Fahrt können bestimmte komforterhöhende Funktionen ausgeführt werden, insbesondere Darreichungs- und Abfallbeseitigungsfunktionen. Je nach gewählter oder vorbestimmter Funktion, insbesondere Be- und Entladen, automatisches Öffnen und Schließen der Heckklappe bzw. kraftunterstützendes Öffnen und Schließen derselben, Saugen und Reinigen des Fahrgastraumes oder Serviceleistungen während der Fahrt, wird der Manipulator mit einem entsprechenden Werkzeug oder einer entsprechenden Aufnahme versehen. Wird der Manipulator im Fahrgastraum eingesetzt, bieten sich das Fahrzeugdach, eine der B- oder C-Säulen, die Mittelkonsole und mit Einschränkungen auch das Armaturenbrett zur Anordnung der Manipulatorbasis und Unterbringung des Manipulators in der Nichtgebrauchsposition an. Die Verbringung des Manipulators mit der Aufnahme oder mit dem Werkzeug in seine Gebrauchsposition erfolgt durch eine bloße Bewegung der Manipulatorglieder oder durch eine Bewegung der Manipulatorbasis auf einer Führungsschiene und zusätzliche Bewegung der Manipulatorglieder. Durch eine Anordnung im Fahrzeugdach kann der Wirkungs- und damit Servicebereich des Manipulators bei einer vorbestimmten Reichweite desselben optimiert werden, insbesondere dann, wenn die Manipulatorbasis in Dachmitte angeordnet und/oder an ein Schienensystem angeschlossen ist. Dabei kann der Manipulator in der Nichtgebrauchsstellung in den Dachhimmel sein, wobei die Aufnahme für den Manipulator auch bis in die B-Säule hinein erstreckt sein kann.
Zum Reichen von Reisebedarfsartikeln, Lebens- und Genussmitteln sowie von Getränken während der Fahrt aus einer entsprechenden Vorratseinrichtung, aber auch zum Be- und Entladen des Fahrzeugs und zum Öffnen und/oder Schließen einer vorhandenen Heckklappe ist der Manipulator vorteilhaft mit einem Greifwerkzeug versehen und zum Saugen im Fahrgastraum mit einer Saugeinrichtung mit einem Saugwerkzeug und einem Schmutzauffangbehälter. Letzterer ist vorteilhaft über eine Schlauchleitung mit dem Saugwerkzeug verbunden und lösbar in die Fahrzeugausstattung integriert.
Der Manipulator, einschließlich des jeweiligen Werkzeuges, wird über ein Steuergerät gesteuert, in dem grundlegende Bewegungsabläufe für die jeweils durchzuführenden Funktionen programmiert sind, wobei der Programmierung ein Modell der räumlichen Gegebenheiten des Fahrgast- und/oder Laderaumes und auch des Kofferraumes zu Grunde liegt. Zur Durchführung zusätzlicher Bewegungen auf der Basis des jeweiligen programmgesteuerten Bewegungsablaufs sind am Manipulator und/oder am jeweiligen Werkzeug Sensoren und Kameras vorgesehen, die die unmittelbare Umgebung, insbesondere Hindernisse für Bewegungen, erkennen und diese dem Steuergerät signalisieren. Auf diese Weise geht auch die Sitzbelegung in die Steuerung ein. Alternativ dazu kann der Manipulator aber derart ausgelegt sein, dass dieser durch den Fahrzeugnutzer ferngesteuert (remote) bedienbar ist oder auch selbstständig (autonom) Servicearbeiten durchführen kann.
Bei einem handgeführten Manipulator kann insbesondere zwischen dem Werkzeug zur Aufnahme, Halterung und Abgabe von Lasten und dem Manipulatorarm ein Kraftmomentensensor zur Schwerkraftkompensation angeordnet sein, so dass die Serviceeinrichtung erleichtert bewegbar ist.
Die Auslegung der jeweiligen Serviceeinrichtung bzw. des jeweiligen Manipulators ist von einer vorbestimmten Belastung und von seinem Anordnungsbereich im Fahrzeug abhängig, wobei eine im Lade- oder Kofferraum angeordnete Serviceeinrichtung vorrangig dem Be- und Entladen des Fahrzeugs dient und robuster ausgelegt ist und demzufolge auch eine höhere Masse hat. Dabei wird stets das Verhältnis zur Fahrzeugmasse betrachtet werden, denn mit zunehmender Masse steigt der Verbrauch des Fahrzeugs, aber auch der Verbrauch an elektrischer Energie zum Bewegen des Manipulators, was sich ebenfalls auf den Verbrauch auswirkt. Herkömmliche Industrieroboterarme haben eine hohe Steifigkeit und Wiederholgenauigkeit, wobei das Verhältnis von Nutzlast zu Eigengewicht 1:10 beträgt. Bei Leichtbau-Manipulatoren ist dieses Verhältnis erheblich günstiger und kann 1:1 betragen. Auf dem Markt befindliche Leichtbau-Manipulatoren zeichnen sich auch durch einen hohen Integrationsgrad aus. Steuer- und Leistungselektronik sowie benötigte interne Sensoren sind im Manipulatorarm vorhanden, so dass die externe Steuerelektronik weniger aufwendig ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch:
1: einen PKW mit einer am Fahrzeugdach angeordneten Servicevorrichtung,
2: einen PKW mit einer am Grund einer B-Säule angeordneten Servicevorrichtung,
3: einen Kleintransporter mit einer an einer Führungsschiene angeordneten Servicevorrichtung,
4: diesen mit geöffneter Heckklappe und
5: einen Blick in dessen Laderaum mit angeordneter Servicevorrichtung.
Der in 1 dargestellte PKW weist eine etwa in der Mitte des Fahrzeugdaches 1 befestigte und in einer Gebrauchsposition befindliche Servicevorrichtung 2 auf, die aus einem programmgesteuerten Manipulator 3 mit mehreren Manipulatorgliedern, einer Manipulatorbasis 4 und einem Greifwerkzeug 5 sowie einer nicht dargestellten Steuereinrichtung für diesen gebildet ist. Die Manipulatorbasis 4 ist dabei ortsfest im Bereich zwischen den B-Säulen 6 des PKW angeordnet. Im Nichtgebrauchszustand ist die Servicevorrichtung in einer Aufnahme 7 in der Dachverkleidung untergebracht, die (7) bis in eine der beiden B-Säulen 6 hineinreicht.
Der mehrgliedrige Manipulator 1 ist derart ausgelegt, dass das an dessen freiem Ende angeordnete Greifwerkzeug 5 nahezu jeden Punkt im vorderen und hinteren Sitzbereich des Fahrgastraumes erreicht und Serviceleistungen für die Fahrgäste, beispielsweise das Reichen eines Snacks aus einem Aufbewahrungsbehälter während der Fahrt, erbringen kann. Anstelle des gezeigten Greifwerkzeuges 5 kann auch ein Saug- oder ein anderes Reinigungswerkzeug angeordnet werden, so dass der Fahrgastraum gesaugt und beispielsweise die Fahrzeugscheiben gesäubert werden können, insbesondere während des Nichtbetriebes des Fahrzeugs.
2 zeigt eine weitere Anordnungsvariante der erfindungsgemäßen Servicevorrichtung 8 in einer Gebrauchsposition. Bei dieser Variante ist die Manipulatorbasis 9 im Verbindungsbereich zwischen einer der B-Säulen 10 des Fahrzeugs und dem Fahrzeugboden 11 festgelegt. Auch bei dieser Ausführung ist der Manipulator 12 derart ausgelegt, dass das an diesem angeordnete Greifwerkzeug 13, oder ein anstelle desselben angeordnetes Werkzeug, nahezu jeden Punkt im vorderen und hinteren Sitzbereich des Fahrgastraumes erreicht. Im Nichtgebrauchszustand ist die Servicevorrichtung 8 in einer Aufnahme 14 in der jeweiligen B-Säule 10 abgelegt.
In 3 ist ein Kleintransporter mit einer in dessen Laderaum angeordneten Servicevorrichtung 15 dargestellt. Die Manipulatorbasis 16 ist auf einer Führungsschiene 17 verschiebbar gehaltert und durch eine in der Seitenwandung des Kleintransporters angeordnete Stützschiene 18 zusätzlich verankert (nicht weiter dargestellt). Der Manipulator 19 der Servicevorrichtung 15 ist dabei so ausgelegt, dass dieser nahezu sämtliche Punkte im Laderaum hinter den Vordersitzen (20, 5), aber auch vor deren Sitzlehnen (21) erreicht. Durch Verfahren der Serviceeinrichtung in den heckklappenseitigen Laderaumbereich erreicht die Serviceeinrichtung 15 mit ihrem Greifwerkzeug 22 auch den laderaumseitigen Bereich hinter dem Fahrzeug und kann bei geöffneter Heckklappe 23, wie 4 zeigt, agieren und Lasten aufnehmen oder absetzen. Die Servicevorrichtung ist für größere Lasten vorgesehen, die beispielsweise durch Paketdienste transportiert werden. Es ist zu erkennen, dass mit der Serviceeinrichtung 15 aber auch die Heckklappe 23 betätigbar ist.
5 zeigt den geöffneten Laderaum des Kleintransporters. Die in diesem angeordnete und vorstehend beschriebene Servicevorrichtung 24 weist einen Manipulator 25 mit einer in diesem integrierten flexiblen Schlauchleitung (nicht dargestellt) und ein kombiniertes Greif- und Sauwerkzeug 26 auf, mit dem Lasten bewegt werden können, aber mit dem das Fahrzeug auch gesaugt werden kann. Ein Saugsystem mit einem austauschbaren Schmutzauffangbehälter befindet sich, in der Fig. nicht erkennbar, vor dem linken hinteren Radhaus 27. Das kombinierte Werkzeug 26 kann gegen ein reines Greif- oder Saugwerkzeug ausgetauscht werden.

1: Fahrzeugdach
2: Servicevorrichtung
3: Manipulator
4: Manipulatorbasis
5: Greifwerkzeug
6: B-Säule
7: Aufnahme
8: Servicevorrichtung
9: Manipulatorbasis
10: B-Säule
11: Fahrzeugboden
12: Manipulator
13: Greifwerkzeug
14: Aufnahme
15: Servicevorrichtung
16: Manipulatorbasis
17: Führungsschiene
18: Stützschiene
19: Manipulator
20: Vordersitz
21: Sitzlehne
22: Greifwerkzeug
23: Heckklappe
24: Servicevorrichtung
25: Manipulator
26: Greif- und Saugwerkzeug
27: Radhaus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10027373 A1 [0002]
- DE 102006016496 A1 [0003]
- DE 202007010020 U1 [0005]

Claims

Fahrzeug mit einer Servicevorrichtung, mit einer fahrzeugfest angeordneten Vorrichtung zur Halterung und Führung wenigstens einer Aufnahme oder eines Werkzeuges für eine Last, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Manipulator (3, 12, 19, 25) ist, der mit der Aufnahme oder dem Werkzeug (5, 13, 22, 26) programmgesteuerte Bewegungsabläufe ausführt, oder, der mit der Aufnahme oder dem Werkzeug (5, 13, 22, 26) von Hand geführte Bewegungsabläufe ausführt und dabei kraftunterstützt ist und beim Tragen von Lasten die Schwerkraft kompensiert, dass der Manipulator (3, 12) im Fahrgastraum angeordnet und im Nichtgebrauchszustand in einer Aufnahme (7, 14) im Fahrzeugaufbau bzw. einem mit diesem verbundenen Fahrzeugausstattungsteil positioniert ist, oder, dass der Manipulator (22, 26) im Lade- oder Kofferraum des Fahrzeugs untergebracht ist, und dass der Manipulator (3, 12) direkt oder (19, 25) über eine Führungsschiene (17) in eine Gebrauchsposition verbringbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulatorbasis (9) an der Verbindungsstelle einer B-Säule (6, 10) oder C-Säule mit dem Fahrzeugboden (11) oder in der Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulatorbasis im Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulatorbasis (4) im Fahrzeugdach angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Manipulator (3, 12, 19, 25) verschiedenartige Werkzeuge (5, 13, 22, 26) anordbar und einander austauschbar sind.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere der im Lade- oder Kofferraum angeordnete Manipulator (19, 25), mit einem Greifwerkzeug (22, 26) zum Be- und Entladen des Fahrzeugs und zum Öffnen und/oder Schließen der Heckklappe (23) versehen ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere der im Fahrgastraum angeordneter Manipulator (3, 12), mit einem Greifwerkzeug (5, 13) zum Reichen von Lebens- und Genussmitteln sowie von Getränken versehen ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (25) mit einer Saugeinrichtung mit einem Schmutzauffangbehälter kombiniert und zur Reinigung des Fahrgastraumes mit einem Saugwerkzeug (26) versehen ist.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese auf der Grundlage der programmgesteuerten grundlegenden Bewegungsabläufe, denen ein Modell des Fahrgast- und/oder des Lade- bzw. Kofferraumes zu Grunde liegt, zusätzliche Bewegungen ausführen kann, die auf der Basis von am Manipulator (2, 12, 19, 25) und/oder am jeweiligen Werkzeug (5, 13, 22, 26) angeordneten Sensoren und Kameras, die die unmittelbare Umgebung erkennen, über ein Steuergerät veranlasst werden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Werkzeug (5, 13, 22, 26) zur Aufnahme, Halterung und Abgabe von Lasten und dem Manipulator (2, 12, 19, 25) ein Kraftmomentensensor zur Schwerkraftkompensation angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Start derselben und zur Moduswahl des Manipulators (2, 12, 19, 25) am Armaturenbrett ein Betätigungselement angeordnet ist, beispielsweise ein in Wirkverbindung mit einem vorhandenen Navigationsgerät stehendes Betätigungselement.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (2, 12, 19, 25) an das Bordnetz oder eine Zusatzbatterie angeschlossen ist.
Servicevorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer fahrzeugfest anordbaren Vorrichtung zur Halterung und Führung wenigstens einer Aufnahme oder eines Werkzeuges für eine Last, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Manipulator (3, 12, 19, 25) ist, der mit der Aufnahme oder dem Werkzeug (5, 13, 22, 26) programmgesteuerte Bewegungsabläufe ausführt, oder, der mit der Aufnahme oder dem Werkzeug (5, 13, 22, 26) von Hand geführte Bewegungsabläufe ausführt und dabei kraftunterstützt ist und beim Tragen von Lasten die Schwerkraft kompensiert, dass der Manipulator (3, 12) im Fahrgastraum anordbar und im Nichtgebrauchszustand in einer Aufnahme (7, 14) im Fahrzeugaufbau bzw. einem mit diesem verbundenen Fahrzeugausstattungsteil positionierbar ist, oder, dass der Manipulator (22, 26) im Lade- oder Kofferraum des Fahrzeugs unterbringbar ist, und dass der Manipulator (3, 12) direkt oder (19, 25) über eine Führungsschiene (17) in eine Gebrauchsposition verbringbar ist.
Servicevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Servicevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12 weitergebildet ist.