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Die Erfindung betrifft ein Transportgerät zum Transport von Gütern, insbesondere Stückgut, mit mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Laufrollen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zur Ortung eines oder mehrerer solcher Transportgeräte.
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Systeme zur Ortung von beweglichen Objekten sind bekannt. Zu den bekannten Ortungssystemen gehört das satellitenbasierte Global Positioning System (GPS), das weltweit flächendeckend verfügbar ist. Des Weiteren können Positionsbestimmungen mittels GSM-Ortung durchgeführt werden, bei der es sich um die Ortung eines eingeschalteten, auf Basis von GSM (Global System für Mobile Communications) betriebenen Endgerätes (Mobiltelefon) durch ein Mobilfunknetz handelt.
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Im Bereich der Transportlogistik werden heute zur automatischen Identifizierung und Lokalisierung von Objekten vielfach RFID-Systeme verwendet. Ein RFID-System besteht aus einem Transponder, der sich an oder in einem zu erfassenden Objekt befindet und einen kennzeichnenden Code enthält, sowie einem Lesegerät zum Auslesen des Codes. RFID-Transponder lassen sich in winzigen Abmessungen realisieren. Der Aufbau eines RFID-Transponders umfasst im Wesentlichen eine Antenne, einen analogen Schaltkreis zum Empfangen und Senden, sowie einen Schaltkreis (Mikrochip) und einen permanenten Speicher. Für die Kommunikation mit dem RFID-Transponder erzeugt das Lesegerät ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, dem der Transponder ausgesetzt wird. Die von ihm über seine Antenne aufgenommene Hochfrequenzenergie wandelt der Transponder in Strom um, mit dem sein Mikrochip versorgt wird. Bei aktiven RFID-Transpondern kann die Stromversorgung auch durch eine eingebaute Batterie erfolgen. Der so aktivierte Mikrochip des RFID-Transponders decodiert die vom Lesegerät gesendeten Befehle. Seine Antwort codiert und moduliert der RFID-Transponder in das eingestrahlte elektromagnetische Feld durch Schwächung des vom Lesegerät ausgesendeten Feldes. Damit überträgt der RFID-Transponder seinen eigenen Code, weitere Daten des gekennzeichneten Objektes oder andere vom Lesegerät abgefragte Informationen. Der RFID-Transponder erzeugt also selbst kein elektromagnetisches Feld, sondern beeinflusst das elektromagnetische Sendefeld des Lesegerätes.
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Zur Positionsbestimmung von Transportfahrzeugen wurden RFID-Systeme entwickelt, bei denen die jeweilige Position mit Hilfe von in geringem Abstand zueinander im Boden angeordneten RFID-Transpondern aufgrund von deren bekannter Position über den gelesenen Code und über Interpolation bestimmt wird. Solche RFID-Systeme sind jedoch davon abhängig, dass ausschließlich zuvor bestimmte Routen befahren werden. Sobald das Fahrzeug die vorgegebene Route verlässt, ist das System unwirksam.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Transportgerät der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das sich komfortabel und zuverlässig in einem großen geografischen Gebiet, vorzugsweise landesweit oder sogar weltweit, orten lässt.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Transportgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Transportgerät weist mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Laufrollen auf. Mindestens eine der Laufrollen ist mit einer elektronischen Ortungsvorrichtung versehen, die ein GPS-Modul und/oder Mobilfunkmodul zum Senden von eine Ortung ermöglichenden Signalen, einen nach dem Dynamoprinzip funktionierenden Generator sowie einen Energiespeicher aufweist. Der Generator und der Energiespeicher sind durch eine Ladeeinheit miteinander gekoppelt. Der Generator ist dabei in der Laufrolle integriert, während das GPS-Modul und/oder das Mobilfunkmodul in der Laufrolle und/oder an einer Halterung, in welcher die Laufrolle drehbar gelagert ist, integriert ist bzw. sind.
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Das erfindungsgemäße Transportgerät, das insbesondere als Rollbehälter, Handkarren oder Transportwagen für Stückgut ausgeführt sein kann, weist somit eine versteckte bzw. unauffällige, hinsichtlich der Stromversorgung autark funktionierende Vorrichtung zum Senden von Signalen auf, die eine zuverlässige und komfortable Ortung des Transportgerätes in einem großen geografischen Gebiet flächendeckend ermöglicht. Durch die versteckte Anordnung des Generators, des Energiespeichers, der Ladeeinheit, des Mobilfunk- bzw. GPS-Moduls in der Laufrolle bzw. an einer Halterung, in welcher die Laufrolle drehbar gelagert ist, lässt sich ein größtmöglicher Schutz dieser Komponenten vor Vandalismus erzielen.
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Der Energiespeicher ist dabei zweckmäßigerweise aus einer wiederaufladbaren Batterie (Akkumulator) und/oder einem Doppelschichtkondensatorgebildet.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Generator mit einem Spannungsbegrenzer versehen ist. Durch den Spannungsbegrenzer wird ein Überladen des Energiespeichers verhindert. Der Spannungsbegrenzer ist vorzugsweise der dem Energiespeicher zugeordneten Ladeeinheit vorgeschaltet oder in der Ladeeinheit integriert.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung, in welcher die den Generator enthaltende Laufrolle drehbar gelagert ist, einen mit der Achse der Laufrolle verbundenen Schenkel umfasst, der in seiner der Laufrolle abgewandten Seite eine Einwölbung aufweist, in welcher das GPS-Modul und/oder das Mobilfunkmodul, der Energiespeicher und/oder die Ladeeinheit geschützt angeordnet sind. Die Halterung kann dabei typischerweise aus Stahlblech gefertigt und gabelförmig ausgebildet sein. Die in der Einwölbung angeordneten Komponenten, nämlich das GPS-Modul, das Mobilfunkmodul, der Energiespeicher und/oder die Ladeeinheit sind somit für den Normalfall ausreichend vor aufprallenden bzw. kollidierenden Gegenständen geschützt. Die Einwölbung bewirkt zudem eine Versteifung der Halterung.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung, in welcher die den Generator enthaltende Laufrolle drehbar gelagert ist, einen mit der Achse der Laufrolle verbundenen Schenkel umfasst, an dessen der Laufrolle zugewandten Innenseite das GPS-Modul und/oder das Mobilfunkmodul, der Energiespeicher und/oder die Ladeeinheit geschützt angeordnet sind. Mit dieser Variante wird ein besonders wirksamer Schutz der elektronischen Komponenten der Ortungsvorrichtung vor Vandalismus sowie vor im Fahrweg des Transportgerätes befindlichen kollidierenden Objekten erzielt. Die Halterung kann dabei wiederum gabelförmig ausgebildet und aus Stahlblech gefertigt sein.
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Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Transportgerätes sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Transportgerät in Form eines Rollbehälters in perspektivischer Darstellung;
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2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Laufrolle, beispielsweise für ein Transportgerät der 1, in perspektivischer Darstellung;
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3 die Laufrolle der 2, in perspektivischer Querschnittdarstellung;
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4 ein Stator eines in der Laufrolle der 2 integrierten Nabendynamos, in Seitenansicht;
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5 der Stator der 4, in Draufsicht;
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6 ein dem Stator zugeordneter mehrteiliger Dauermagnet in einer Hülse aus Nichteisen-Material;
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7 der mehrteilige Dauermagnet mit der Hülse der 6, in perspektivischer Darstellung;
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8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Laufrolle für ein Transportgerät gemäß 1, in perspektivischer Darstellung;
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9 die Laufrolle der 8, in perspektivischer Querschnittdarstellung;
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10 eine Prinzipdarstellung eines Systems zur Ortung erfindungsgemäßer Transportgeräte; und
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11 eine Prinzipdarstellung eines weiteren Systems zur Ortung erfindungsgemäßer Transportgeräte.
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Das in 1 dargestellte Transportgerät 100 weist ein Fahrgestell 1 und einen Aufbau 2 auf. Das Fahrgestell 1 weist einen Boden 3 und vier Laufrollen 4, 5, 6, 7 auf. Von den Laufrollen sind zwei Laufrollen 4, 5 als Lenkrollen ausgeführt. An dem Fahrgestell 1 ist an der Seite der Lenkrollen 4, 5 eine hochschwenkbare Deichsel 8 angeordnet, während an der anderen Seite des Fahrgestells 1, also an der Seite der Bockrollen 6, 7 eine Kupplungsvorrichtung befestigt ist, an der die Deichsel eines entsprechenden anderen Transportgerätes angekuppelt werden kann, um mehrere Transportgeräte (Rollbehälter) zu einem Zug zusammenzustellen.
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Der Aufbau des Transportgerätes 100 besteht aus zwei Stirnwänden 10, 11, die starr mittels Winkelbeschlägen 12, 13 am Boden 3 des Fahrgestells 1 gehalten sind. Die Stirnwände 10, 11 sind durch Streben 16, 17 ausgefüllt, so dass Stückgut gehalten wird.
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An der lenkrollenseitigen Stirnwand 10 ist ein hochklappbarer, bügelförmiger Zuggriff 18 angelenkt, mit dem eine Bedienperson das verfahrbare Transportgerät 100 manövrieren kann. Der Zuggriff 18 ist mit einem Bremsgriff 19 versehen, der über Seilzüge mit Bremsen an den Rollen 4, 5 und/oder 6, 7 gekuppelt ist.
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Die Seiten des mobilen Transportgerätes 100 zwischen den Stirnwänden 10, 11 sind durch halb hohe Seitenwände 20 verschlossen. In der Zeichnung ist aus Gründen einer vereinfachten Darstellung nur eine Seitenwand 20 zwischen den Stirnwänden 10, 11 eingesetzt. Die Seitenwand 20 ist lösbar auf dem Boden 3 des Fahrgestells 1 und an den Holmen der Stirnwände 10, 11 befestigt.
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Mindestens eine der Laufrollen 4, 5, 6, 7 ist mit einer elektronischen Ortungsvorrichtung versehen, die eine Ortung ermöglichende Signale aussendet.
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Die Ortungsvorrichtung umfasst einen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Bewegungsenergie und einen Energiespeicher, wobei der Generator und der Energiespeicher durch eine Ladeeinheit miteinander gekoppelt sind.
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Die Ortungsvorrichtung ist in dem Laufrad 4, 5, 6 oder 7 und/oder in einer Halterung 4.1, 5.1, 6.1 oder 7.1, in welcher das Laufrad 4, 5, 6 oder 7 drehbar gelagert ist, integriert.
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Der Generator funktioniert vorzugsweise nach dem Dynamoprinzip; d. h. er wandelt Bewegungsenergie aus Drehbewegungen des zugeordneten Laufrades in elektrische Energie um. Dem Generator (Dynamogenerator) ist eine Ladeelektronikschaltung nachgeschaltet, über die die erzeugte elektrische Energie einem Speicher zugeführt wird. Zum Schutz der Ladeelektronikschaltung ist der Generator mit einem Spannungsbegrenzer versehen. Der Energiespeicher ist aus einer wiederaufladbaren Batterie und/oder einem Doppelschichtkondensator gebildet.
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Die Ortungsvorrichtung weist ein GPS-Modul und/oder ein Mobilfunkmodul auf.
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Das Mobilfunkmodul (GSM-Modul) verbessert – im Vergleich zu einem GPS-Modul – die Möglichkeit der Ortung des erfindungsgemäßen Transportgerätes 100, wenn dieses in einem Gebäude abgestellt wird.
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In den 2 bis 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer Laufrolle 7 für ein erfindungsgemäßes Transportgerät 100 näher dargestellt. Die Laufrolle 7 ist als sogenannte Bockrolle ausgeführt. Sie weist eine gabelförmige, aus Stahlblech geformte Halterung 7.1 auf, in welcher die Laufrolle, genauer gesagt ein Rad, vorzugsweise ein gummibereiftes Rad 7.2 drehbar gelagert ist. Der die Schenkel 7.12, 7.13 der Halterung einstückig verbindende Steg 7.14 enthält Durchgangslöcher 7.15 zur Aufnahme von Schrauben, die mit dem Boden 3 bzw. Fahrgestell 1 des Transportgerätes 100 verbunden sind bzw. werden.
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Die Schenkel 7.12, 7.13 der Halterung 7.1 weisen miteinander fluchtende Bohrungen bzw. Durchbrüche auf, in die ein als Radachse dienender Schraubbolzen 21 eingesteckt ist.
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Der Schraubbolzen 21 ist dabei durch eine Achslagerhülse 22 hindurch gesteckt, deren Länge dem Abstand der Schenkel der gabelförmigen Halterung 7.1 entspricht. Auf der Achslagerhülse 22 ist die Nabe 7.21 des Rades 7.2 drehbar gelagert. Hierzu sind auf der Achslagerhülse 22 vorzugsweise zwei Wälzlager 23, 24 voneinander axial beabstandet angeordnet. Die Radnabe 7.21 enthält einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum 7.22, in dem ein Generator (Dynamo) 25 angeordnet ist.
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Der Generator 25 weist eine die Achslagerhülse 22 umgebende Generatorwicklung und einen die Generatorwicklung umgebenden Klauenpol-Stator 25.1 auf. Der Klauenpol-Stator 25.1 ist zweiteilig ausgebildet. Die Generatorwicklung und der Klauenpol-Stator sind in einem elektrisch isolierenden Material 25.2 eingegossen, das form- und/oder stoffschlüssig mit der Achslagerhülse 22 verbunden ist.
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Die außen liegenden Polflächen 25.3 des Klauenpol-Stators 25.1 sind in Umfangsrichtung alternierend versetzt zueinander angeordnet (siehe 4 und 5).
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In der Nabe 7.21 ist ferner eine den Klauenpol-Stator 25.1 berührungslos umschließende Hülse 25.4 aus Nichteisen-Material vorgesehen, die innenseitig einen mehrteiligen Permanentmagnet 25.5 enthält, der eine Vielzahl von Magnetpolen definiert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Permanentmagnet 25.5 vierteilig ausgebildet und definiert entsprechend der Anzahl der Polflächen des Klauenpol-Stators 28 Magnetpole, wobei die vier Magnetsegmente 25.51, 25.52, 25.53, 25.54 durch axial verlaufende Spalte 25.6 voneinander getrennt sind. Das jeweilige Magnetsegment 25.51, 25.52, 25.53, 25.54 erstreckt sich über nahezu 90° des Innenumfangs der Hülse 25.4 (vgl. 6 und 7). Die Hülse 25.4 besteht beispielsweise aus NE-Metall.
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Die Hülse 25.4 ist axial durch einen umlaufenden Absatz 7.23 des zylindrischen Nabenhohlraumes 7.22 und einen umlaufenden Kragen 7.24 einer kreisringförmigen Verschlussscheibe 7.25 festgelegt. Die Verschlussscheibe 7.25 kann mit der Radnabe 7.21 beispielweise durch eine Schrumpfpassung oder eine Gewindeverbindung verbunden sein. In der kreisringförmigen Verschlussscheibe 7.25 ist ferner eines (23) der beiden Wälzlager gehalten.
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Der dargestellte Generator (Nabendynamo) 25 funktioniert in beiden Drehrichtungen. Die Masse ist dabei im Nabenhohlraum 7.22 auf die Achslagerhülse 22 gelegt, während der Plus-Pol über ein einpoliges Kabel 26 aus dem Nabenhohlraum 7.22 herausgeführt ist. Hierzu ist in der Achslagerhülse 22 eine axial verlaufende Nut 22.1 oder ein axial verlaufender Spalt zum Herausführen des Stromkabels 26 ausgebildet. Das Kabel 26 ist über einen robusten Mini-Stecker (nicht gezeigt) an der Elektronik eines Ladereglers (nicht gezeigt) angeschlossen. Der Laderegler ist zusammen mit einem als Energiespeicher dienenden Akkumulator (nicht gezeigt) in einem Gehäuse 27 untergebracht. Hauptaufgabe des Ladereglers ist es, ein Überladen des Akkumulators zu verhindern. Hierzu weist der Laderegler einen Spannungsbegrenzer bzw. eine entsprechende Leistungselektronik auf.
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Die Ausgangsspannung des Generators (Nabendynamos) 25 hängt von der Drehzahl des Rades 7.2 der Laufrolle 7 und der angeschlossenen Last ab. Der Laderegler sorgt dafür, dass der vom Generator 25 erzeugte überschüssige Strom kurzgeschlossen wird, so dass die Spannung innerhalb eines unkritischen Bereiches bleibt.
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Des Weiteren ist die in den 2 und 3 dargestellte Laufrolle (Bockrolle) 7 mit einem Mobilfunkmodul (GSM-Modul) und/oder GPS-Modul (nicht gezeigt) versehen. Das Mobilfunkmodul bzw. GPS-Modul wird durch den Akkumulator mit Strom versorgt und ist in einem von dem Laderegler und dem Akkumulator separaten Gehäuse 28 untergebracht. Wie in den 2 und 3 dargestellt, weisen die Gehäuse 27, 28 jeweils einen schalen- oder schachtelförmigen Gehäusekörper 27.1, 28.1 auf, der durch einen Gehäusedeckel 27.2 bzw. 28.2 flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Die Gehäuse 27, 28 sind in eine in dem Schenkel 7.13 der gabelförmigen Rollenhalterung 7.1 eingeformte Einwölbung 7.16 geschützt aufgenommen und dort durch geeignete Befestigungsmittel fixiert, beispielsweise angeklebt. Die Gehäuse 27, 28 weisen an die bogenförmige Kontur der Einwölbung 7.16 angepasste Rückwände auf. Das das Mobilfunkmodul enthaltende Gehäuse 28 ist dabei unmittelbar oberhalb des den Laderegler sowie den Akkumulator enthaltenden Gehäuses 27 angeordnet. Alternativ können die Gehäuse 27 und 28 auch zusammengefasst als einteiliges Gehäuse ausgebildet sein. Das am Generator 25 angeschlossene Stromkabel 26 verläuft an der Innenseite des Schenkels 7.13 durch eine Kabeldurchführung auf die Außenseite des Schenkels 7.13, wo es in das Gehäuse 27 des Ladereglers über eine flüssigkeitsdichte Gehäuseöffnung hinein geführt ist.
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Die in den 8 und 9 dargestellte Laufrolle 7 unterscheidet sich von dem in den 2 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich durch die Ausgestaltung der gabelförmigen Halterung 7.1' und die Anordnung sowie die Ausgestaltung der das Mobilfunkmodul und/oder GPS-Module bzw. den Laderegler und den Akkumulator enthaltenden Gehäuse 27', 28'.
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Die Gehäuse 27', 28' sind hier an der dem Rad 7.2 der Laufrolle zugewandten Innenseite der gabelförmigen Halterung 7.1' angeordnet. Der die Gehäuse 27', 28' tragende Schenkel 7.13 der Halterung 7.1' weist einen im Wesentlichen vertikal verlaufenden Abschnitt 7.131 auf, an den sich ein schräg nach innen abgewinkelter Abschnitt 7.132 anschließt, der schließlich einstückig in einen wiederum im Wesentlichen vertikal verlaufenden Abschnitt 7.133 übergeht. Letzterer (7.133) ist mit einem Durchbruch zur Befestigung des als Radachse dienenden Schraubbolzens 21 versehen. Die Abschnitte 7.131, 7.132, 7.133 sind jeweils im Wesentlichen eben ausgebildet, wobei die Gehäuse 27', 28' auf der Innenseite des oberen Schenkelabschnittes 7.131 befestigt und somit durch die Halterung 7.1' geschützt sind.
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Der andere Schenkel 7.12 der in den 8 und 9 gezeigten Halterung 7.1' weist entsprechend der Halterung 7.1 gemäß den 2 und 3 eine Einwölbung 7.16 auf.
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In 10 ist ein System zur Ortung eines oder mehrerer mobiler Transportgeräte 100 gemäß 1 dargestellt.
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In dem Laufrad 4, 5, 6 oder 7 und/oder der gabelförmigen Halterung des Laufrades 4, 5, 6 oder 7 befindet sich ein Funksender (GSM-Modul und/oder GPS-Modul). Der Sender enthält einen Identifizierungscode. Die vom Sender abgestrahlten Signale enthalten einen Code, welcher der Identifizierung des Sendesignals und damit des Transportgerätes 100 dient.
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Die in vorgegebenen Zeitabständen gesendeten Signale werden von Funkzellenempfangsantennen 29 eines Mobilfunknetzbetreibers empfangen und einer Verarbeitungsstation 30 zugeführt, die Bestandteil eines vorhandenen Netzes ist. Aus der Verarbeitungsstation 30 können dann Informationen selektiert werden, die dem Funkzellenwechsel der Bewegung des Transportgerätes 100, d. h. bei dessen Ortswechsel entsprechen. Aus der Erfassung dieser Funkzellenwechsel kann der Bewegungsverlauf ermittelt werden und eine Positionsüberwachung (Ortung) erfolgen. Hierzu steht die Verarbeitungsstation 30 über eine Datenleitung mit einem Zentralrechner 31 des Ortungssystems in Verbindung. Der Zentralrechner 31 weist eine Schnittstelle auf, um Daten von einem Empfänger 32 für satellitenbasierte Ortungseinrichtungen aufzunehmen. Eine Zugriffschnittstelle 33 des Zentralrechners 31 gestattet die Abfrage von Transport- und/oder Positionsüberwachungsdaten durch einen Berechtigten, der den Identifizierungscode kennt.
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In 11 ist dargestellt, wie ein weiteres System zur Ortung eines oder mehrerer Transportgeräte 100 gemäß 1 arbeitet. Das System beinhaltet ein GPS-Modul und/oder ein Mobilfunkmodul. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Modul in der Radscheibe und/oder der gabelförmigen Halterung 4.1, 5.1, 6.1, 7.1 des Laufrades 4, 5, 6 oder 7 eingebaut bzw. daran angebaut.
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Das Ortungssystem weist eine Elektronik bzw. einen Mikroprozessor zur Signalverarbeitung auf. Die Elektronik bzw. der Mikroprozessor ist in der Lage, GPS-Signale zu verarbeiten und eine Positionsbestimmung herbeizuführen. Hierzu sind in 11 GPS-Satelliten 34, 35, 36 angedeutet.
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Das Ortungssystem weist ferner eine Sendeeinrichtung bzw. eine Antenne auf, mittels der Positionsdaten an eine Einrichtung zur Erfassung und Auswertung der Positionsdaten gesendet werden. Zu diesem Zweck wird eine Mobilfunktechnologie genutzt. Mit 37 ist in 11 eine GSM-Sende- und Empfangsstation bezeichnet.
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Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei abweichender Gestaltung von der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So kann das Transportgerät auch als Handkarren oder als einachsige Sackkarre ausgeführt sein. Ferner kann die aus dem Generator 25 (Nabendynamo), dem Laderegler, dem Energiespeicher (Akkumulator) und dem GPS- oder GMS-Modul gebildete Ortungsvorrichtung auch in einer Lenkrolle 4 oder 5 integriert sein. Insbesondere kann die Ortungsvorrichtung sowohl ein GMS-Modul (Mobilfunkmodul) als auch ein GPS-Modul umfassen.
