DE102011008034A1

DE102011008034A1 - Elektrisch angetriebener Wagen zum Bewegen von Lasten

Info

Publication number: DE102011008034A1
Application number: DE102011008034A
Authority: DE
Inventors: Robert J. Mich. Scheuerman; William O. Mich. Merkle; Stephen C. Mich. Girard
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2031-01-06
Also published as: US8167061B2; US20110168464A1; DE102011008034B4; CN102120469B; CN102120469A

Abstract

Ein Wagen zum Bewegen von Lasten umfasst einen Rahmen, der auf Rollen gelagert ist, eine elektrische Leistungsquelle, die auf dem Rahmen gelagert ist, ein Antriebssystem, das einen Antriebsmotor, der mit der Leistungsquelle verbunden ist, zum Antreiben einer Rolle umfasst, die an dem Rahmen befestigt ist und den Boden kontaktiert, und einen Controller, um eine Drehrichtung der Antriebsrolle in Ansprechen auf gewählte Zustände einer Eingabe an den Controller einzustellen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Transportieren schwerer Lasten auf einem Stockwerk einer Fabrik oder Montageanlage. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Wagen, der von einem Fahrzeugbediener gesteuert und von fahrzeugeigener elektrischer Energie angetrieben wird.
Verschiedene Techniken, die zum Transportieren von Material und Komponenten zwischen Arbeitsstationen auf einem Stockwerk einer Fabrik verwendet werden, umfassen Förderer, wie etwa herkömmliche Gurtförderer oder Förderbänder, Gabelstapler und bemannte Hebegeräte. Wenn die transportierte Last jedoch schwer ist, etwa im Bereich von etwa 2000 Pfund, begrenzen häufig Ergonomierichtlinien die Fähigkeit zur Verwendung herkömmlicher Medien, um diese Funktion ohne Überschreitung der Richtlinien auszuführen.
Eine bevorzugte Technik würde ein Fahrzeug bereitstellen, das mit elektrischer Leistung arbeitet und von einem Fahrzeugbediener geführt wird, um relativ schwere Lasten auf einem beliebigen nicht definierten Pfad zu transportieren. Das Fahrzeug oder der Wagen würde kein giftiges Abgas erzeugen. Die fahrzeugeigene Leistungsquelle, elektrische Speicherbatterien, wäre an geeigneten Orten in der Fabrik oder Montageanlage leicht und schnell wiederaufladbar.
Ein Wagen für diesen Zweck würde vorzugsweise mit minimalen Kosten hergestellt und könnte seine eigene Leistungsversorgung, einen Fahrantrieb und einen Controller zur Wahl der Fahrrichtung und Geschwindigkeit mit sich führen. Der Wagen würde manuell auf Lenkrollen gelenkt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Wagen zum Bewegen von Lasten umfasst einen Rahmen, der auf Rollen gelagert ist, eine elektrische Leistungsquelle, die auf dem Rahmen gelagert ist, ein Antriebssystem, das einen Antriebsmotor umfasst, der mit der Leistungsquelle verbunden ist, um eine Laufrolle anzutreiben, die an dem Rahmen befestigt ist und den Boden kontaktiert, und einen Controller zum Einstellen einer Drehrichtung der Antriebsrolle in Ansprechen auf gewählte Zustande einer Eingabe an den Controller.
Das Fahrzeug und seine Betriebssysteme werden mit niedrigen Kosten und ohne einen hohen Grad an technischer Komplexität oder Geschicklichkeit auf dem Rahmen des Wagens oder dem Fahrwerk des Fahrzeugs schnell montiert und leicht installiert.
Der Lastwagen stellt ein hohes Maß an Kapazität und Flexibilität bereit, das dasjenige alternativer Transporttechniken übersteigt, und erfüllt oder übertrifft Sicherheitsvorgaben für eine Leistungsunterstützungseinrichtung bei wesentlich geringeren Kosten als anderweitig kommerziell verfügbar.
Der Lastwagen ist eine relativ kostengünstige Einrichtung, die Bediener in der Produktion und Personal zur Handhabung von Material bei der Beförderung von Lasten von etwa einer Tonne innerhalb einer Produktionsanlage unterstützt.
Der Umfang der Anwendbarkeit der bevorzugten Ausführungsform wird sich aus der folgenden genauen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ergeben. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur zur Veranschaulichung dargestellt sind. Verschiedene Änderungen und Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen und Beispielen werden sich dem Fachmann offenbaren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Wagens, der auf Rollen gelagert ist, und eines Systems zum Antreiben des Wagens;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die das Antriebssystem zeigt, das an dem Rahmen von 1 installiert ist; und
3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Steuerkasten zum Steuern eines Vorwärts- und Rückwärtsantriebs in Ansprechen auf den aktuellen Zustand von Schalteinrichtungen, wie etwa Druckknöpfen, zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug nun auf die Zeichnungen ist in 1 ein Wagen 10 dargestellt, der einen rechtwinklig geschweißten Rahmen 12 umfasst, der vorzugsweise aus gewalzten oder extrudierten Elementen gebildet ist, wobei jedes Element einen geschlossenen Querschnitt in der Gestalt eines rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Rohrs aufweist. Der Rahmen 12 ist auf einem ersten Satz von Laufrollen 14, 15 gelagert, wobei jede Rolle an eine Stütze 16 bzw. 17 geschraubt ist, die an einer Ecke des Rahmens 12 angeordnet ist und mit der Unterseite des Rahmens 12 verschweißt ist. Ein zweiter Satz von Rollen, die auf ähnliche Weise am Rahmen 12 montiert sind, aber am entgegengesetzten Ende des Rahmens 12 angeordnet sind, sind Lenkrollen, um ein Lenken des Fahrzeugs zu erleichtern. Ein Griff 19, der an dem Ende des Rahmens befestigt ist, an dem die Lenkrollen angeordnet sind, wird verwendet, um eine seitliche Lenkkraft manuell auf den Wagen aufzubringen.
Eine einzige Antriebsrolle 20 in Traktionskontakt mit dem Boden ist mit einer zentralen Langsachse des Rahmens 12 in gleichem Abstand zwischen den Rollen 14, 15 ausgerichtet. Die Antriebsrolle 20 ist auf einer Antriebswelle 22 gelagert, deren Achse quer gerichtet ist und in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene angeordnet ist. Bei einer Anwendung des Wagens 10 weist die Rolle 20 einen Außendurchmesser von etwa 20,3 Zentimetern (8 Zoll) auf und der Durchmesser der Antriebswelle 22 beträgt 1,58 Zentimeter (5/8 Zoll).
1 und 2 zeigen, dass die Antriebsrolle 20 und ihr Antriebssystem 24 an die Unterseite des Rahmens 12 montiert sind. Eine Platte 26 ist auf Bolzen 28 gelagert, die am Rahmen 12 befestigt sind. Die Länge eines rechteckigen Stahlrohrs 30, das auf der Platte 26 gelagert ist und die untere Fläche des Rahmens 12 kontaktiert, legt die vertikale Anordnung der Platte 26 fest. Ein Rollengehäuse 32, das durch ein Stück eines rechteckigen Stahlrohrs gebildet ist, welches an der Unterseite der Platte 26 angeordnet ist, ist mit der Platte 26 verschraubt. Ein Kupplungsgehäuse 34, das durch ein Stück eines rechteckigen Stahlrohrs gebildet ist, das einer Querseite des Rollengehäuses 32 angeordnet ist, ist mit dem Rollengehäuse 32 verschraubt.
Das Antriebssystem umfasst eine Kupplungseinheit 36, die im Kupplungsgehäuse 34 angeordnet ist; einen Wagenantriebsmotor 38; eine Getriebeeinheit 40 zum Übertragen von Rotationsleistung vom Motor an die Kupplungseinheit; ein Anflanschlager 42, das mit der Außenwand des Rollengehäuses 32 verschraubt ist; ein Anflanschlager 44, das mit den Innenwänden des Kupplungsgehäuses 34 und dem Rollengehäuse 32 verschraubt ist; und Rollenbuchsenabstandshalter 46, 47 aus Bronze, welche die Antriebswelle 22 zwischen den Lager 42, 44 umschließen. Die Antriebswelle 22 ist an der Antriebsrolle 20 befestigt, welche sich durch die untere Wand des Rollengehäuses 32 nach unten hindurch erstreckt.
Die Kupplungseinheit 36 öffnet und schließt abwechselnd eine Antriebsverbindung zwischen der Antriebsrolle 20 und der Getriebeeinheit 40 in Ansprechen auf die Anwesenheit und das Fehlen eines elektrischen Stroms, der an ein Solenoid der Kupplungseinheit geliefert wird. Der Wagen 10 trägt fahrzeugeigene elektrische Speicherbatterien 52, die den elektrischen Strom an die Kupplungseinheit 36 liefern.
Ein Controller oder Steuerkasten 50 zum Steuern des Betriebs des Motors 38 und der Kupplungseinheit 36 ist auf dem Rahmen 12 gelagert. Batterien 52, die verbunden sind, um einen Ausgang mit 24 Volt zu erzeugen, sind mit dem Steuerkasten 50 verbunden. Ein auf einer Leitung 54 (in 3 gezeigt) vom Steuerkasten 50 weggeführter elektrischer Strom wird an die Kupplungseinheit 36 und den Wagenmotor 38 geliefert.
3 veranschaulicht den Steuerkasten und Verbindungen damit in größerem Detail. Die Steuerschaltung im Inneren des Steuerkastens 50 wird von außerhalb des Kastens durch zwei Druckknöpfe 56, 58 für Vorwärtsfahren und zwei Druckknöpfe 60, 62 für Rückwärtsfahren manuell gesteuert. Wenn beide Druckknöpfe 56, 58 für Vorwärtsfahren gedrückt sind, öffnen zwei Schalter in der Steuerschaltung eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen der Batterien 52 und einem Motorcontroller, was den Motor 38 dazu veranlasst, die Antriebsrolle 20 in die Vorwärtsrichtung zu drehen, wodurch ein Vorwärtsantrieb des Wagens erzeugt wird. Wenn einer der Druckknöpfe 56, 58 für Vorwärtsfahren aus seinem gedrückten Zustand losgelassen wird, wird Leistung an die Antriebsrolle 20 unterbrochen, wodurch der Wagen 10 gestoppt wird.
Wenn beide Druckknöpfe 60, 62 für Rückwärtsfahren gedrückt sind, schließen zwei Schalter in der Steuerschaltung eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen der Batterien 52 und dem Motorcontroller, was den Motor 38 dazu veranlasst, die Antriebsrolle 20 in eine Rückwärtsfahrrichtung zu drehen, wodurch ein Rückwärtsantrieb des Wagens erzeugt wird. Wenn einer der Druckknöpfe 60, 62 für Rückwärtsfahren aus seinem gedrückten Zustand losgelassen wird, wird Leistung an die Antriebsrolle 20 unterbrochen, wodurch der Wagen 10 gestoppt wird.
Die Notwendigkeit, dass zwei Druckknöpfe gleichzeitig gedrückt werden müssen, um den Wagen in eine Richtung anzutreiben, ist eine Sicherheitsvorkehrung, die eine Verletzung von Personal und eine Beschädigung von Eigentum aufgrund der Verwendung des Wagens vermeiden soll.
Ein Steckdosen-Batterieladegerät (nicht gezeigt) wird verwendet, um die Batterien 52 aus einer Leistungsquelle wiederaufzuladen, die vorzugsweise mit einem öffentlichen Versorgungsnetz verbunden ist.
Im Betrieb wählt ein Bediener, der nahe bei dem Wagen 10 steht, einen Vorwärts- oder einen Rückwärtsantrieb durch Drücken der geeigneten Druckknöpfe. Das Antriebssystem 24 reagiert auf die Eingabe des Bedieners, indem es Leistung an die Antriebsrolle 20 in die gewählte Richtung überträgt. Ein Bediener, der den Wagen auf seinem Weg an einen gewünschten Ort begleitet, lenkt den Wagen, indem er eine relativ geringe Größe einer seitlich gerichteten manuellen Lenkkraft auf den Griff 19 aufbringt.
Obwohl einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Umsetzen der durch die folgenden Ansprüche definierten Erfindung in die Praxis erkennen.

Claims

Wagen zum Bewegen von Lasten, umfassend: einen auf Rollen gelagerten Rahmen; eine auf dem Rahmen gelagerte elektrische Leistungsquelle; ein Antriebssystem, das einen Antriebsmotor umfasst, der mit der Leistungsquelle verbunden ist, um eine Rolle anzutreiben, die am Rahmen befestigt ist und den Boden kontaktiert; einen Controller zum Einstellen einer Drehrichtung der Antriebsrolle in Ansprechen auf gewählte Zustände einer Eingabe an den Controller.
Wagen nach Anspruch 1, wobei das Antriebssystem ferner umfasst: eine in einem Antriebspfad zwischen dem Motor und der Antriebsrolle angeordnete Kupplung, um eine Antriebsverbindung zwischen dem Antriebsmotor und der Antriebsrolle abwechselnd zu öffnen und zu schließen.
Wagen nach Anspruch 1, wobei das Antriebssystem ferner umfasst: eine Getriebeeinheit, die mit dem Antriebsmotor antreibend verbunden ist, um eine von dem Antriebsmotor erzeugte Drehleistung zu übertragen; eine in einem Antriebspfad zwischen der Getriebeeinheit und der Antriebsrolle angeordnete Kupplung, um eine Antriebsverbindung zwischen dem Getriebeantrieb und der Antriebsrolle abwechselnd zu öffnen und zu schließen.
Wagen nach Anspruch 1, wobei der Rahmen aus miteinander verbundenen Elementen gebildet ist, wobei jedes Element einen geschlossenen Querschnitt in der Form eines rechteckigen Rohrs aufweist.
Wagen nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Platte, die auf Bolzen gelagert ist, welche an dem Rahmen befestigt sind; ein Stück eines rechteckigen Rohrs, das auf der Platte gelagert ist und eine untere Fläche des Rahmens kontaktiert; ein Rollengehäuse, das aus einem Stück eines rechteckigen Rohrs gebildet ist, welches an der Unterseite der Platte angeordnet ist und mit der Platte verschraubt ist; und ein Kupplungsgehäuse, das aus einem Stück eines rechteckigen Rohrs gebildet ist, das an einer Querseite des Rollengehäuses angeordnet ist und mit dem Rollengehäuse verschraubt ist.
Wagen nach Anspruch 5, wobei das Antriebssystem ferner umfasst: eine im Kupplungsgehäuse angeordnete Kupplungseinheit; eine Getriebeeinheit, um Drehleistung vom Motor an die Kupplungseinheit zu übertragen; ein erstes Anflanschlager, das mit einer Wand des Rollengehäuses verschraubt ist; ein zweites Anflanschlager, das mit dem Kupplungsgehäuse und dem Rollengehäuse verschraubt ist; und eine Antriebswelle, die an der Antriebsrolle 20 befestigt ist und mit einem Ausgang der Kupplungseinheit antreibbar verbunden ist.
Wagen nach Anspruch 5, wobei sich die Antriebsrolle durch eine Unterwand des Rollengehäuses hindurch nach unten in Kontakt mit dem Boden erstreckt.
Wagen nach Anspruch 6, ferner Rollenbuchsenabstandshalter aus Bronze umfassend, welche die Antriebswelle zwischen den Anflanschlagern umschließen.
Wagen nach Anspruch 6, wobei: die Leistungsquelle mindestens eine elektrische Speicherbatterie umfasst, die auf dem Rahmen gelagert ist; und der Controller ferner einen Steuerkasten umfasst, der auf dem Rahmen gelagert ist und erste und zweite Schaltelemente, die aktiviert werden, um einen Vorwärtsantrieb des Wagens zu erzeugen, und dritte und vierte Schaltelemente umfasst, die aktiviert werden, um einen Rückwärtsantrieb des Wagens zu erzeugen.
Wagen nach Anspruch 6, wobei die elektrische Leistungsquelle eine wiederaufladbare elektrische Speicherbatterie ist, die auf dem Rahmen gelagert ist.