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Die Erfindung betrifft eine Sackkarre mit einem Elektroantrieb zum Antreiben von wenigstens zwei koaxial angeordneten Antriebsrädern der Sackkarre und mit einem Bedienteil zum Steuern des Elektroantriebs. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Steuern einer Sackkarre.
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Sackkarren sind verbreitet zweirädrig ausgeführte Karren zur Beförderung von Lasten. Die Radnabe ist bei Sackkarren in der Regel zugleich der mechanische Hebeldrehpunkt.
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Neben dem Transport von Säcken können, je nach Ausführung der Sackkarre, Gegenstände verschiedenster Art wie Pakete oder Getränkekisten bewegt werden. Dem vorgesehenen Verwendungszweck entsprechend, unterscheiden sich die Sackkarren in Länge und Form des Auflagemittels. Das Auflagemittel kann klappbar oder auch höhenverstellbar sein. Moderne Sackkarren sind vollgummi- oder luftbereift. Zum Transport schwerer Gegenstände über Treppen sind Sackkarren mit Sternrädern verfügbar, bei denen drei oder fünf Räder mit ihren Drehachsen um eine Achse rotatorisch angeordnet sind.
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Sackkarren bieten eine besonders wendige und flexible Transportmöglichkeit für Transportgüter. Hierbei sind sie Systemen mit mehreren hintereinander angeordneten Achsen, wie sie beispielsweise in der
DE 20 2007 015 278 U1 beschrieben sind, überlegen.
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Insbesondere zum Transport über Treppen sind Sackkarren mit Elektroantrieb verfügbar. Ein derartiger Antrieb ist beispielsweise aus der
DE 297 08 841 U1 bekannt. Bei den verfügbaren Sackkarren mit Elektroantrieb besteht jedoch ein Problem in einem unkontrollierten Verkippen der Sackkarre um den Hebeldrehpunkt und daraus resultierenden Schwierigkeiten in der Kontrolle des Transportgutes oder einer Kollision der Sackkarre mit dem Bediener. Ferner ist das Halten der Sackkarre in einer gewünschten Schwenklage anstrengend für den Bediener, insbesondere wenn sehr schwere Transportgüter mit der Sackkarre transportiert werden. Ferner blockiert sich der Bediener beim engen Rangieren häufig selber den Transportweg, bzw. kann nicht weit genug beim Wenden zurücksetzen, so dass er in engen Passagen nicht wenden kann. Da er die Sackkarre mit Kraft in Balance halten muss, ist sein Standort jedoch nicht frei wählbar. Daraus ergeben sich Nachteile in der Flexibilität einer konventionellen elektrisch angetriebenen Sackkarre.
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Aus der
US 5,701,965 ist ein elektrisch angetriebenes Einpersonen-Transportmittel mit nur zwei auf derselben Achse liegenden Rädern, zwischen denen die beförderte Person steht und das sich durch eine elektronische Antriebsregelung selbst in Balance hält, bekannt. Die Person befindet sich dabei zum Steuern auf dem Transportmittel. Ein autonomes Verfahren zum Transport von Lasten auf engem Raum ist nicht vorgesehen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sackkarre mit Elektroantrieb zu schaffen, die besonders leicht zu handhaben ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Sackkarre und ein Verfahren zum Steuern einer Sackkarre mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Sackkarre weist also einen Elektroantrieb zum Antreiben von wenigstens zwei koaxial angeordneten Rädern der Sackkarre, ein Bedienteil, eine Steuerung zum Steuern des Elektroantriebs und einen Neigungssensor zum Bestimmen einer Neigungslage der Sackkarre auf, wobei die Steuerung so eingerichtet ist, dass sie die Sackkarre über den Elektroantrieb in einer gewünschten Neigungslage, halten kann.
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Unter einer Neigungslage der Sackkarre ist eine Lage zu verstehen, die zum Beispiel als relative Lage des Neigungssensors zu einer Geraden durch die Auflagepunkte der Räder auf einem Untergrund, auf dem die Sackkarre steht sein, bezogen ist. Liegt der Schwerpunkt der Sackkarre mit einem darauf befindlichen Transportgut über der Geraden, befindet sich die Sackkarre in der Balance.
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Der Elektroantrieb kann dann durch kleine hin und her Fahrbewegungen die Sackkarre in der Balance halten. Dies wird durch den Neigungssensor ermöglicht, der die Neigungslage der Sackkarre erfasst und an die Steuerung meldet. Die Steuerung löst dann eine entsprechende ausgleichende Verfahrbewegung des Elektroantriebs aus, so dass sich die Sackkarre selbst in der gewünschten Neigungslage hält. Der Bediener muss die Sackkarre dadurch nicht mehr in der Balance halten, sondern kann sich auf das Verfahren der Sackkarre fokussieren. Dadurch wird das Handling der Sackkarre gegenüber einer konventionellen Sackkarre mit Elektroantrieb stark verbessert. Der Bediener wird auch gerade bei schweren zu transportierenden Transportgütern weniger stark physisch beansprucht. Ferner erhält der Bediener eine größere Flexibilität hinsichtlich seiner Position relativ zur Sackkarre, was ein Manövrieren in engen räumlichen Situationen verbessert.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Bedienteil so an der Sackkarre vorgesehen, dass es relativ zu einem Rahmen der Sackkarre verlagerbar ist. So kann das Bedienteil in der Art einer Deichsel ausgebildet sein. Das Bedienteil kann dadurch vom Benutzer im Stand bedient werden, während sich die Sackkarre bewegt, insbesondere dreht oder kippt. Dadurch wird die Bedienung erleichtert, da sich der Bediener nicht vollständig synchron mit der Sackkarre mitbewegen muss bzw. durch eigene Bewegung in die gewünschte Lage bringen muss. Ferner kann der Bediener eine relativ frei wählbare Position zur Sackkarre einnehmen, was das Rangieren in engen Räumen erleichtert.
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Das Bedienteil ist beispielsweise über ein Kabel mit der Sackkarre, d.h. einer Steuerung des Elektroantriebs verbunden. Das Kabel kann auch so vorgesehen sein, dass es sich automatisch einrollt, so dass nur die gerade benötigte Kabellänge ausgezogen wird. Dies erleichtert die Handhabung.
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Alternativ ist das Bedienteil über eine kabellose, insbesondere eine Funkverbindung, mit dem Elektroantrieb vernetzt. Dies ermöglicht eine weitere Flexibilisierung der Handhabung der Sackkarre, da der Bediener sich von einem Kabel ungebunden von der Sackkarre bei deren Bedienung entfernen kann. Mittels der Funkverbindung sind beispielsweise mehrere digital-proportionale Befehlskanäle realisiert. Dies ermöglicht eine proportionale Steuerung, wobei die Steuergröße der gesteuerten Sackkarre, etwa die Neigungsstellung, proportional zur Position des Steuerelements am Bedienteil sein kann. Ein Neigungssensor an der Sackkarre unterstützt dabei diese Neigungseinstellung.
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Weiterbildend ist an dem Bedienteil für jedes der Räder ein separates Steuerelement, vorgesehen. Als Steuerelement kann ein Steuerhebel, ein Drehgriff, oder dergleichen dienen. Durch die individuelle Steuerung jedes einzelnen Rades kann die Sackkarre besonders fein und flexibel rangiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an dem Bedienteil ein Sicherheitsschalter vorgesehen, mittels dem bei Betätigung ein automatisches Verfahren die Sackkarre in einen Sicherheitszustand auslösbar ist. Der Sicherheitszustand schließt beispielsweise eine definierte Neigungslage, eine reduzierte definierte Fahrgeschwindigkeit, die Reduzierung der aktuellen Fahrgeschwindigkeit um einen bestimmten Betrag oder ein Stoppen der Fahrbewegung, elektronische oder optische Signale oder eine Kombination davon ein. Dadurch kann schnell reagiert werden, falls unvorhergesehene Situationen auftreten, z.B. das Transportgut verrutscht oder Hindernisse in den Transportweg gelangen. Die Sicherheit kann damit erhöht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist für jedes Rad ein separater Antriebsmotor vorgesehen. Dies ermöglicht den Verzicht auf ein Getriebe zum Antrieb der einzelnen Räder. Ferner kann hierdurch ein geräuscharmer Fahrbetrieb und eine hohe Fahrdynamik bei geringem Wartungsaufwand realisiert werden. Die Antriebsmotoren sind beispielsweise als Nabenmotoren in den Rädern vorgesehen, so dass sie platzsparend angeordnet werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Näherungssensor an der Sackkarre vorgesehen, mittels dem eine Annäherung an ein Hindernis detektierbar ist. Dadurch können Hindernisse erkannt werden. Ein Stoppen der Sackkarre kann dann mittels des Näherungssensors und der Steuerung des Elektroantriebs ausgeführt werden, ohne dass ein Eingreifen des Bedieners erforderlich ist. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn beim engen Rangieren, der Bediener Bereiche des Transportweges schlecht einsehen kann. Kollisionen und Schäden am Transportgut sowie an Gegenständen in der Umgebung des Transportweges können dadurch minimiert werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern einer Sackkarre weist zumindest folgende Verfahrensschritte auf:
- a) Abrufen einer in der Steuerung des Elektroantriebs gespeicherten Soll-Neigungslage oder eingeben einer gewünschten Soll-Neigungslage der Sackkarre mittels des Bedienteils,
- b) Erfassen der Neigungslage der Sackkarre mittels des Neigungssensors,
- c) Steuern des Elektroantriebs so, dass durch ein Verfahren der Sackkarre die Soll-Neigungslage erreicht wird.
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Der Bediener wird davon entlastet, die Sackkarre durch Körperkraft im Gleichgewicht zu halten, was eine große Belastung für den Bediener bei konventionellen Sackkarren darstellt. Dadurch kann der Bediener seine Konzentration und Kraft auf das genaue Verfahren der Sackkarre konzentrieren. Die Sackkarre kann dadurch auch genauer, auch in enge Raumsituationen, verfahren werden. Ferner ist es nicht mehr erforderlich, dass der Bediener sich gegen die Sackkarre zum Balancieren dieser oder Verfahren stemmen muss. Die Position des Bedieners relativ zur Sackkarre wird dadurch flexibilisiert, was das Verfahren in engen Räumen vereinfacht. Die Sackkarre kann dabei durch eine vom Bediener manuell eingestellte Geschwindigkeit verfahren werden oder es wird eine in der Steuerung gespeicherte Geschwindigkeit abgerufen.
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Weiterbildend ist das Verfahren so ausgestaltet, dass sich die Sackkarre nahe einer gewünschten Position selbst in Balance hält. Dabei führt die Sackkarre kleine hin und her Bewegungen um die Position aus, um die Sackkarre in der Balance zu halten. Der Schwerpunkt der Sackkarre wird dabei über der Gerade durch die beiden Berührpunkte der Räder mit dem Untergrund gehalten. Dadurch kann die Sackkarre mit dem Transportgut an einer gewählten Position geparkt werden. Dies ist vorteilhaft, wenn der Transportweg nicht frei ist oder aus anderen logistischen Gründen mit dem Weitertransport gewartet werden soll.
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Zweckmäßiger Weise ist das Verfahren so ausgestaltet, dass eine Fahrgeschwindigkeit der Sackkarre beim Unterschreiten eines Mindestabstandes, beispielsweise von 100 cm, zu einem durch den Näherungssensor detektierten Hindernis reduziert wird. Der Bediener erhält durch die reduzierte Geschwindigkeit mehr Zeit, um das Hindernis zu umsteuern. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision kann dadurch reduziert werden. Ferner wird die Sackkarre damit einfacher bedienbar und der Stress bei der Handhabung der Sackkarre für den Bediener gesenkt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnungen weiter erläutert.
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Es zeigt schematisch:
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1: eine Sackkarre gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung;
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2: die Sackkarre gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht; und
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3: ein Funktionsdiagramm einer Sackkarre gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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1 zeigt eine Sackkarre 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung. Die Sackkarre 1 weist einen Rahmen 3 auf, der bei diesem Ausführungsbeispiel teilweise aus Aluminiumprofilelementen gebildet ist. An dem Rahmen 3 ist ein bei diesem Ausführungsbeispiel ein schaufelartig ausgebildetes Auflagemittel 5 zum Aufnehmen von Transportgütern angeordnet. Das Auflagemittel 5 ist bei diesem Ausführungsbeispiel höhenverstellbar am Rahmen 3 angeordnet. Am Rahmen 3 sind ferner Antriebsräder 7a, 7b zum Verfahren der Sackkarre vorgesehen. Die Antriebsräder 7a, 7b sind koaxial zueinander angeordnet. Ein Elektroantrieb 9 ist zum Antreiben der Antriebsräder 7a, 7b vorgesehen. Der Elektroantrieb 9 weist bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Elektromotoren 11a, 11b auf, die jeweils eines der Antriebsräder 7a, 7b antreiben, wodurch ein Getriebedifferential entfallen kann. Der Elektroantrieb 9 weist ferner eine Steuerung 13 auf, die die Elektromotoren 11a, 11b ansteuert. Die Steuerung 13 erhält Bedienereingaben von einem Bediener durch ein Bedienteil 15, das bei diesem Ausführungsbeispiel abnehmbar am Rahmen 3 angeordnet ist.
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2 zeigt die Sackkarre 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht. Das rechte Rad 7b ist dem Betrachter zugewandt, das linke Rad 7a liegt in der Bildebene dahinter und ist daher in dieser Ansicht nicht sichtbar. Die Räder 7a, 7b stehen auf einem Untergrund 17. Eine Gerade 19 verläuft durch die Berührstellen der Räder 7a, 7b mit dem Untergrund 17 und ist in dieser Ansicht als Punkt markiert, da sie in die Bildebene hinein verläuft. Eine Neigungslage 21 gegenüber dem Untergrund 17 der Sackkarre 1 ist als Bogen dargestellt. Sie entspricht somit dem Neigungswinkel der Sackkarre 1 gegenüber dem Untergrund 17.
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3 zeigt ein Funktionsdiagramm der Sackkarre 1 gemäß einem zweiten Ausführungs-beispiel. Das Funktionsdiagramm zeigt insbesondere, wie einzelne Komponenten der Sackkarre 1 zusammenwirken können.
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Das Bedienteil 15 sendet Informationen an die Steuerung 13. Gleichzeitig empfängt die Steuerung 13 ein Signal von einem Fernsteuerungsschlüssel 23, der einen Übergang von einem Stand-by-Betrieb in einen Fahrbetriebsmodus freigibt.
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Die Steuerung 13 führt eine Startsequenz aus, in welcher die Steuerung 13 prüft, ob sie blockiert ist, ob ein Neigungssensor 25 auf Nullgrad kalibriert ist, ob die Spannung einer Batterie 27 ausreichend ist und ob ein Zusatzmodul über einen Modulschalter 29 installiert wurde.
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Nach der Startsequenz und wenn alle Abfragen positiv sind, ist die Sackkarre 1 bereit, von der Schnittstelle des Bedienteils 15 angesteuert zu werden.
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Am Bedienteil 15 sind bei diesem Ausführungsbeispiel für jedes Antriebsrad 7a, 7b ein kombinierter Vorwärts-/Rückwärtssteuerhebel 31a, 31b vorgesehen. Ferner ist ein Schwenklagesteuerhebel 33 vorgesehen, so dass die Sackkarre in einem nutzerdefinierten Schwenklagewinkel arretiert werden kann. Ferner ist ein Sicherheitsschalter 35 am Bedienteil 15 angeordnet. Zusätzlich sind zwei Schalter 37, 39 zum Betätigen von Zusatzmodulen vorgesehen, wenn der Modulschalter 29 aktiviert ist.
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Wenn die Schalter 31a, 31b betätigt sind, fährt die Sackkarre 1 vorwärts oder rückwärts. Wenn nur der Schalter 31a betätigt ist, sendet die Steuerung 13 Signale lediglich zu dem linken Elektromotor 11a und wenn lediglich der Schalter 31b betätigt ist, werden Signale lediglich zum Aktivieren des rechten Elektromotors 11b gesandt.
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Wenn die Schalter 31a, 31b in eine Vorwärtsstellung positioniert werden, wird die Sackkarre 1 vorwärts mit einer Geschwindigkeit, die durch den Druck auf die Schalter 31a, 31b definiert wird, bewegt. Ein Beschleunigungssensor 41 steuert dabei die maximale Geschwindigkeit auf einen gewünschten Wert.
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Während der Vorwärtsfahrt ist ein Näherungssensor 43 aktiv. Wenn Hindernisse in einem definierbaren Abstand, bei diesem Ausführungsbeispiel 100 cm, oder weniger auftreten, gibt der Näherungssensor 43 ein Signal an die Steuerung 13 die Fahrgeschwindigkeit auf einen festgelegten Wert zu reduzieren.
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Um die Sackkarre 1 zu beladen, wird die Sackkarre 1 mit dem Auflagemittel 5 unter das Transportgut verfahren. Am Bedienteil 15 wird dann der Sicherheitsschalter 35 betätigt, wodurch das Auflagemittel 5 angehoben wird und die Sackkarre 1 in einen hinteren Schwenkwinkel von 35° oder mehr geschwenkt wird. Wenn der gewünschte Schwenkwinkel erzielt ist, übernimmt der Neigungssensor 25 die Steuerung, so dass der geforderte Winkel konstant eingehalten wird, indem Signale an die Steuerung 13 gesendet werden und die Steuerung 13 dann Signale an die Elektromotoren 11a, 11b sendet, um die Position beizubehalten.
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Um die Sackkarre 1 zu entladen betätigt der Bediener die Steuerung 13, so dass der gewünschte Schwenkwinkel gehalten wird und verfährt die Sackkarre 1 in einer langsamen und kontrollierten Bewegung vorwärts. Wenn der Neigungssensor 25 einen Neigungswinkel von beispielsweise 0 Grad feststellt, wird es möglich, die Sackkarre 1 rückwärts zu verfahren und zu entladen, indem die Schalter 31a, 31b betätigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sackkarre
- 3
- Rahmen
- 5
- Auflagemittel
- 7a, 7b
- Antriebsräder
- 9
- Elektroantrieb
- 11a, 11b
- Elektromotoren
- 13
- Steuerung
- 15
- Bedienteil
- 17
- Untergrund
- 19
- Gerade
- 21
- Neigungslage
- 23
- Fernsteuerungsschlüssel
- 25
- Neigungssensor
- 27
- Batterie
- 29
- Modulschalter
- 31a, 31b
- Vorwärts-/Rückwärtssteuerhebel
- 33
- Schwenklagesteuerhebel
- 35
- Sicherheitsschalter
- 37, 39
- Schalter für Zusatzmodule
- 41
- Beschleunigungssensor
- 43
- Näherungssensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007015278 U1 [0004]
- DE 29708841 U1 [0005]
- US 5701965 [0006]
