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Die Erfindung betrifft ein Fördermittel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Das Gebiet der Intralogistik betrifft die Waren- und Materialflüsse innerhalb von Unternehmen. In der Produktion müssen Komponenten und Zwischenprodukte den Fertigungsschritten zugeführt und danach zur Weiterverarbeitung oder Verpackung abgeholt werden. Im Versand sind Lagerwaren für die Versendung zu kommissionieren. Hierfür werden bei größeren Transportmengen und -wegen sogenannte Routenzüge, Trailerzüge oder Logistikzüge eingesetzt, die aus einem Zugfahrzeug und im Allgemeinen drei bis fünf Routenzugelementen oder Routenzuganhängern bestehen. Der Fahrer fährt mit seinem Zug die verschiedenen Stationen im Lager, in der Produktion, im Warenausgang etc. an, hält dort und ent- bzw. belädt die einzelnen Anhänger je nach Auftrag.
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Um größere Warenmengen schneller und einfacher be- und entladen zu können, sind Routenzuganhänger bekannt, die mit z. B. Paletten oder Gitterboxen beladene Logistikelemente wie z. B. Rollwagen oder Rollgestelle als Ganzes aufnehmen und transportieren können. Hierzu wird z. B. der Routenzuganhänger abgesenkt, der Rollwagen auf eine Aufnahme des Routenzuganhängers aufgeschoben und dann der Routenzuganhänger wieder angehoben, damit die Rollen des Rollwagens während der Fahrt mit den Routenzug geschont werden und dessen Fahreigenschaften nicht beeinflussen. Derartige Routenzuganhänger weisen häufig ein C-förmiges, senkrecht zur Fahrtrichtung offenes Gestell auf, in welches das Logistikelement seitlich eingeschoben werden kann. Diese Routenzuganhänger weisen üblicherweise jeweils zwei Räder an der vorderen und an der hinteren Kante des C-Gestells auf, vgl. z. B.
DE 10 2008 060 962 A1 . Auch sind Routenzuganhänger bekannt, die ein E-förmiges Gestell mit einer Gabel in der Mitte aufweisen, welche das aufzunehmende Logistikelement von unten anhebt und gleichzeitig das einzige Räderpaar des Routenzuganhängers aufweist. Derartige Routenzuganhänger sowie korrespondierende Logistikelemente sind z. B. von den Firmen Still, Linde, Jungheinrich, Jung Hebetechnik und LR Intralogistik bekannt.
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Zur Realisierung dieser Hebefunktion ist es bekannt, dass das Zugfahrzeug elektrische Energie oder einen hydraulischen oder pneumatischen Druck zur Verfügung stellt, die bzw. der über Leitungen bzw. Schläuche zu den einzelnen Anhängern geleitet wird. An den Anhängern wird dann der hydraulische oder pneumatische Druck für das Anheben des aufzunehmenden Logistikelements genutzt oder dieser Druck wird mittels elektrisch betriebener Pumpen vor Ort erzeugt. Die elektrische Energie kann aber auch für elektrische Antriebe verwendet werden, die das Anheben durchführen.
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Um die Schlauchführung zwischen den einzelnen Routenzuganhängern bzw. dem Zugfahrzeug zu vermeiden, weist der Anhänger für einen Trailerzug der
EP 2 311 673 B1 eine Pumpe auf, die über ein Getriebe an wenigstens eines der am Boden abrollenden Räder gekoppelt ist, so dass die Pumpe während der Fahrt einen hydraulischen Druck erzeugt, der gespeichert wird und für ein zukünftiges Anheben des Trailerzuganhängers zur Verfügung steht. Auf diese Weise kann diese Funktion für jeden Trailerzuganhänger autark genutzt werden, so dass keinerlei störenden Leitungen und Schläuche zwischen den einzelnen Anhängern bzw. dem Zugfahrzeug benötigt werden.
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Nachteilig ist bei allen zuvor beschriebenen Routenzuganhängern, dass für die Umsetzung einer hydraulisch betriebenen Hebefunktion Speicher, Pumpen und Leitungen für die Hydraulikflüssigkeit wenigstens an dem Routenzuganhänger vorgesehen werden müssen. Diese neigen dazu, schmierig zu werden, Schmutz und Staub an diesen schmierigen Stellen anhaften zu lassen und Hydraulikflüssigkeit auf den Untergrund abzugeben. Dies führt nicht nur zu Verunreinigungen auf den Strecken des Routenzuges, sondern auch zu Sicherheitsgefährdungen für Personen, die auf die mit Hydraulikflüssigkeit verunreinigten Stellen treten und dort ausrutschen können.
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Werden pneumatische Hebeeinrichtungen verwendet, so sind üblicherweise Schläuche zwischen den Routenzuganhängern und dem Zugfahrzeug, welches den pneumatischen Druck aufbaut, erforderlich. Dies ist aufwendig und störend. Ferner verursachen die Erzeugung des pneumatischen Drucks am Zugfahrzeug oder am Routenzuganhänger sowie die Entladungen des pneumatischen Druckes beim Absenken des Routenzuganhängers Geräusche wie ein Zischen, welches von der Umgebung und insbesondere des Bedieners des Routenzuganhängers als unangenehm bis störend empfunden werden kann.
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Ferner können Hydraulik- und Pneumatikzylinder nur über den gesamten Hub gefahren werden, unabhängig davon, wie schwer die anzuhebende Last ist. Somit wird auch bei kleinen anzuhebenden Lasten die volle Energie der maximalen Hubkraft eingesetzt, welche häufig unnötig ist und damit verschwendet wird. Ferner sind diese Systeme durch ihre Auslegung auf die maximale Hubkraft für die meisten Lastfälle, die unterhalb der maximalen Last liegen, überdimensioniert, was zu höheren Kosten für größere und stärkere Komponenten führt.
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Bei elektrischen Hebeeinrichtungen wird üblicherweise die rotatorische Bewegung eines elektrischen Motors mittels eines Getriebes oder einer Spindel in eine translatorische Hubbewegung umgesetzt. Dies erfordert die Zuführung elektrischer Energie von i. Allg. dem Zugfahrzeug. Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2011 112 889 A1 ein Fördermittel, dessen Räder über einen Achskörper als Hebelarm mit einer Welle verbunden sind, die sich um eine Kippachse zwischen einer Drehposition mit eingefahrenen Rädern und einer Position mit ausgefahrenen Rädern drehen kann. Diese Drehbewegung wird entweder mechanisch durch einen Bediener oder elektrisch über einen Spindelantrieb erzeugt. Diese Drehbewegung wird durch Federelemente dahingehend unterstützt, dass etwa die Hälfte der Gewichtskraft des Fördermittels samt maximaler Beladung durch die Federelemente ausgeglichen wird und lediglich die restliche Kraft durch den Spindelantrieb aufgebracht werden muss.
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Für derartige Hebevorgänge mittels Routenzuganhänger kann eine große Kraft erforderlich sein, um den Routenzuganhänger selbst und seine Beladung anzuheben, welche üblicherweise bis zu einer Tonne Last ausmachen kann. Diese muss der Hebemechanismus leisten können. Gleichzeitig sollen die Absenkungs- und Anhebungsvorgänge schnell erfolgen, um die Be- und Entladevorgänge möglichst wenig aufzuhalten.
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Diese Anforderungen werden jedoch von den zuvor beschriebenen Hebemechanismen gar nicht bis unzureichend erfüllt. So arbeiten die hydraulischen und pneumatischen Hebemechanismen langsam und erfordern umso größere Speicher, Pumpen und Leitungen, desto größer das anzuhebende Gewicht und damit der aufzubauende Druck sind. Die Dauer des Hebevorgangs ist damit umso größer, je höher der zu erzeugende Hub ist, d. h. der Abstand zwischen dem Untergrund des Routenzuganhängers und den Rädern des anzuhebenden Rollwagens oder dergleichen. Auch übertragen die bekannten elektrischen Motoren ihre Kraft nur sehr langsam über das Getriebe bzw. die Spindel und auch die elektrischen Motoren und ihre Zuleitungen sind umso größer auszulegen, desto größer die zu erzeugende Kraft sein soll.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Routenzuganhänger der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, der ein Anheben und bzw. oder Absenken eines aufzunehmenden Logistikelements schneller, insbesondere über einen größeren Hub, ermöglicht als bekannte Routenzuganhänger.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Somit betrifft die Erfindung ein Fördermittel und insbesondere einen Routenzuganhänger, bei dem die Kraft zum Anheben des Fördermittels und seiner Beladung durch einen elektrischen Antrieb aufgebracht wird, der ein elektrischer Motor mit Gleitkeilgetriebe oder ein Torque-Motor ist.
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Gleitkeilgetriebe werden auch als Spannungswellengetriebe bzw. Wellgetriebe oder nach einem bekannten Hersteller als Harmonic-Drive-Getriebe bezeichnet. Ein Gleitkeilgetriebe ist ein Getriebe mit einem elastischen Übertragungselement, das sich durch hohe Übersetzung und Steifigkeit auszeichnet. Ein Gleitkeilgetriebe weist eine elliptische Scheibe auf, auf der eine verformbare zylindrische Stahlbüchse mit Außenverzahnung sitzt, die in eine Innenverzahnung eines starren zylindrischen Außenrings eingreift, wobei die Außenverzahnung der Stahlbüchse weniger Zähne als die Innenverzahnung des Außenrings hat. Die angetriebene elliptische Scheibe verformt die dünnwandige Stahlbüchse über den Außenring. Dadurch greift die Außenverzahnung der Stahlbüchse im Bereich der großen Ellipsenachse in die Innenverzahnung des Außenrings. Hält man den Außenring fest, bleibt bei einer Umdrehung der Antriebsscheibe die Stahlbüchse (der Abtrieb) entsprechend der geringeren Zahl der Zähne gegenüber dem Außenring zurück, so dass sich eine Relativbewegung mit sehr großer Übersetzung ergibt. Mit einem Servo-Motor kombiniert kann eine Übertragung der Rotation des Läufers des Servo-Motors auf eine anzutreibende Welle mit sehr großer Übersetzung bei kompakter Bauweise erfolgen. Ferner ist diese Art von Getriebe wartungsfrei, spielfrei und sehr steif.
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Unter einem Torque-Motor wird ein hochpoliger, elektrischer Direktantrieb aus der Gruppe der Langsamläufer verstanden. Dieser weist ein sehr hohes Drehmoment bei relativ kleinen Drehzahlen auf. Torque-Motoren werden koaxial zur anzutreibenden Welle angeordnet, wodurch auf Getriebe verzichtet werden kann. Dies macht sie kompakt, geräusch- und wartungsarm. Ferner weisen sie kaum Verschleiß auf. Dabei ist ein Torque-Motor aus einem inneren Hohlbauteil und einem dieses umgebenden Ring aufgebaut, so dass das Hohlbauteil direkt auf eine Welle aufgesetzt werden kann. Hierdurch kann eine direkte Momentüberragung durch die Relativbewegung zwischen innerem Hohlbauteil und äußerem Ring auf die Welle, falls der äußere Ring feststehend ist, bzw. auf den äußeren Ring, falls das innere Hohlbauteil mit der Welle feststehend ist, erfolgen. Im ersten Fall spricht man von einem Außenläufer mit innenliegendem Stator und äußerem Rotor oder auch Läufer, im zweiten Fall von einem Innenläufer mit außenliegendem Stator und innerem Rotor oder auch Läufer. Dabei stellt der Außenläufer ein größeres Moment zur Verfügung als der Innenläufer.
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Erfindungsgemäß können beide Arten von Antrieben verwendet werden, um ein Anheben und bzw. oder Absenken eines aufzunehmenden Logistikelements schneller und bzw. oder über einen größeren Hub als bekannte Routenzuganhänger zu ermöglichen. Denn beide Antriebe zeichnen sich durch eine hohe Übersetzung des Antriebsmoments des Elektromotors bzw. durch die direkte Ausübung eines hohen Moments aus. Hierdurch können diese Antriebe den Routenzuganhänger samt Last nicht nur überhaupt sondern auch sehr schnell anheben bzw. auch absenken, falls dies nicht alleinig durch die Gewichtskraft erfolgt. Gleichzeitig kann auf diese Weise auch ein hoher Hub in kurzer Zeit erzeugt werden, so dass eine ausreichende Bodenfreiheit des Fördermittels erreicht wird, um auch Rampen und Schrägen überwinden zu können, ohne aufzusetzen. Auf einen derartigen Hub wird bei bekannten System teilweise verzichtet, um die Dauer des Anhebens bzw. Absenkens nicht noch weiter zu vergrößern, wodurch diese System nicht rampentauglich sind.
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Derartige Fördermittel sind bislang nicht bekannt. So werden derzeit lediglich Fördermittel wie Routenzuganhänger eingesetzt, die das Anheben mit hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Mittel durchführen. Dies führt bei Fördermittel, die für eine maximale Beladung von ca. 500 kg ausgelegt sind, zu einer Dauer von ca. 10 Sekunden für einen Hub von 50 mm, welcher noch nicht einmal ausreicht, um damit Rampen und Schrägen zu befahren. Dahingegen kann durch ein erfindungsgemäßes Fördermittel ein Hub von 100 mm, welcher das Fördermittel rampenfähig macht, in ca. 3 Sekunden durchgeführt werden. Diese Schnelligkeit bei gleichzeitig rampenfähiger Bodenfreiheit lässt sich derzeit nur durch den erfindungsgemäßen Einsatz von einem Servo-Motor mit Gleitkeilgetriebe oder einem Torque-Motor erreichen.
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Diese Antriebe bieten ferner den Vorteil, dass lediglich platzsparende elektrische Versorgungsleitungen zwischen den Routenzuganhängern bzw. dem Zugfahrzeug vorhanden sein müssen, welche deutlich kleiner und weniger störend sind als unter Druck stehende Hydraulik- und Pneumatikleitungen, welche ferner an ihren Verbindungstellen zu Druckverlusten mit Austritt von Hydraulikflüssigkeit bzw. Luft führen können. Dies kann Verschmutzungen bzw. Geräusche verursachen, die beide störend bis gefährlich sein können.
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Vorteilhaft ist weiterhin, dass mittels dieser elektrischen Antriebe auch nur eine Höhenveränderung des Fördermittels um einen vorgegebenen Bereich erfolgen kann, d. h. eine Höhenveränderung nicht nur um den gesamten Hub erfolgen muss.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Fördermittel ferner eine Welle auf, welche an dem Rahmen drehbar gelagert und durch den Antrieb drehbar ist, wobei die Welle und das Rad über einen Achskörper, vorzugsweise starr, miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann eine Übertragung des Moments des Antriebs auf die Welle über den Achskörper als Hebelarm in eine im Wesentlichen translatorische Klappbewegung des Rades erfolgen, welches hierdurch in den Rahmen ein- bzw. aus diesem ausgefahren werden kann. Mit anderen Worten erfolgt so eine Verschwenkung des Rades um die Drehachse der Welle, welche daher auch als Kippachse bezeichnet werden kann. Hierbei kann die Ausübung dieser Bewegung auf das Rad über den Achskörper und weitere mechanische Elemente erfolgen. Vorzugsweise ist der Achskörper jedoch mit einem Ende starr mit der Welle verbunden und das Rad an dem anderen Ende des Achskörpers vorgesehen, so dass eine direkte Hebelwirkung von der Welle über den Achskörper auf das Rad ausgeübt werden kann, welche die Umsetzung dieser Bewegung mit einfachen Mitteln gestattet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Welle in Fahrtrichtung des Fördermittels vor oder hinter dem Rad, vorzugsweise vor dem Rad, angeordnet. Hierdurch wird gewährleistet, dass durch eine Drehung der Welle um ihre Kippachse ein Verschwenken des Rades zu einer Veränderung des Höhenunterschiedes, d. h. des Hubes, des Rahmens gegenüber dem Rad und damit dem Untergrund, auf den das Rad abrollen kann, führt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Fördermittel einen Energiespeicher für elektrische Energie auf, welcher elektrisch leitfähig mit dem Antrieb verbunden ist, wobei der Energiespeicher vorzugsweise ferner mit einem Generator, welcher eingerichtet ist, bei Rotation des Rades elektrische Energie erzeugen zu können, und welcher vorzugsweise um die Rollachse des Rades mitdrehend angeordnet ist, elektrisch leitfähig verbunden ist.
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Der elektrische Energiespeicher wie z. B. ein Akkumulator (Batterie) ermöglicht eine autarke Versorgung des Fördermittels mit elektrischer Energie, welche zur Bewirkung des Anhebens und ggfs. des Absenkens verwendet werden kann, so dass auf elektrische Leitungen zwischen den Fördermitteln bzw. zum Zugfahrzeug verzichtet werden kann.
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Um ein regelmäßiges Aufladen des elektrischen Energiespeichers zu vermeiden bzw. zu reduzieren, ist vorzugsweise auch ein Generator vorgesehen, der am Rahmen befestigt und z. B. mittels einer Kette oder eines Riemens mit dem Rad, seiner Welle oder einem anderen mit dem Rad mitdrehenden Bauteil verbunden sein kann. Vorzugsweise ist der Generator mit dem Rad bzw. einem mit diesem mitdrehenden Bauteil direkt verbunden, so dass eine Übertragung mittels Kette, Riemen oder dergleichen entfallen kann, was den Aufbau dieses System vereinfacht, den Wirkungsgrad der Energieerzeugung erhöht und auch Einwirkungen auf diese Elemente der Bewegungsübertragung ausschließt bzw. verringert. Da die elektrische Energie durch den Generator während des Fahrt des Fördermittels erzeugt wird, diese jedoch für die Hub- bzw. Absenkbewegung im Stillstand benötigt wird, kann diese durch den elektrischen Energiespeicher zwischengespeichert und im Stillstand des Fördermittels verfügbar gemacht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Mehrzahl von Antrieben vorgesehen, die vorzugsweise nebeneinander auf der Welle angeordnet sind. Diese Antriebe können grundsätzlich beliebig am Rahmen angeordnet sein, solange sie die erforderliche Bewegung auf die Räder, vorzugsweise über die Welle, ausüben können. Vorzugsweise sind diese Antriebe parallel zueinander auf der Welle angeordnet, so dass sie alle auf diese gleiche Weise wirken. Dabei können sowohl Servo-Motoren mit Gleitkeilgetriebe oder Torque-Motoren alleinig mehrfach oder miteinander kombiniert eingesetzt werden.
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Vorteilhaft ist in jedem Fall, dass bei Ausfall eines Antriebs wenigstens ein zweiter Antrieb zur Verfügung steht, um die Funktionen des Anhebens bzw. Absenkens zumindest mit verringerter Kraft in ggfs. geringerer Geschwindigkeit aber mit gleichem Hub durchführen zu können. Auf diese Weise kann ein Notbetrieb bereitgestellt werden, so dass eine aktuelle Tour des Fördermittels in dieser Form beendet werden kann, bevor das Fördermittel ausgetauscht und zur Reparatur gebracht werden muss.
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Vorteilhaft ist auch, dass bei mehreren Antrieben diese je nach Belastung bzw. Anwendungsfall alle oder nur teilweise betrieben werden können. Falls nämlich nur eine geringe Last beim Anheben oder Absenken zu überwinden ist, so kann auf zumindest einen Antrieb verzichtet werden, um Energie zu sparen und dessen Verschleiß zu reduzieren. Bei voller bzw. hoher Belastung könnten alle Antriebe genutzt werden. Eine Unterscheidung zwischen diesen Belastungsfällen kann über eine Steuerungseinheit erfolgen, welche die Antriebe ansteuern kann und vorzugsweise auch den Generator und den Energiespeicher überwacht, falls vorhanden. Diese kann mit einem z. B. Drucksensor oder Kraftsensor verbunden sein, welcher so am Rahmen vorgesehen ist, dass er das Gewicht der Belastung des Fördermittels erfassen kann. Vorzugsweise sind mehrere Drucks- bzw. Kraftensoren am Rahmen vorgesehen, welche z. B. als Dehnungsmessstreifen ausgeführt sein können. Durch Auswertung dieser Sensoren kann die Steuerungseinheit das Gewicht der Last ermitteln, das Eigengewicht des Fördermittels berücksichtigen und in Abhängigkeit dieses Ergebnisses die einzelnen Antriebe aktivieren oder nicht bzw. unterschiedlich stark antreiben. Auch können die Antriebe für unterschiedliche Antriebsmomente ausgelegt sein, so dass z. B. ein Hauptantrieb so ausgelegt ist, dass die am häufigsten auftretenden Belastungen durch ihn alleine bewältigt werden können, und mittels eines schwächeren Zusatzantriebs oder mehrerer schwächerer Zusatzantriebe die Hub- und Senkbewegungen der Spitzenbelastungen unterstützt werden können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Fördermittel ein Federelement auf, welches mit dem Rahmen verbunden ist und eine Federkraft auf die Welle ausüben kann. Hierdurch kann eine Rotation der Welle zur Ausübung einer Höhenverstellung des Rades durch eine mechanische Kraft unterstützt werden, so dass der elektrische Antrieb lediglich das restliche Moment ausüben muss und daher schwächer und auch kleiner und kostengünstiger ausgelegt werden kann. Auch kann der Verbrauch der elektrischen Energie reduziert werden, was im Falle einer autarken Energieversorgung des Fördermittels auch zu kleineren und günstigeren Ausführungen des Generators und des Energiespeichers führt. Das Federelement kann auf die Welle über einen Hebelarm wie einen Ausleger wirken und dann als z. B. Schraubenfeder ausgestaltet sein. Die Verwendung von Spiralfedern, die um die Welle angeordnet sind, ist auch möglich. Ebenso können verschiedene Arten von Federn kombiniert eingesetzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung entspricht die Federkraft des Federelements ungefähr der Hälfte der Gewichtskraft des maximal beladenen Fördermittels. Hierdurch kann eine gleichmäßige Unterstützung des elektrischen Antriebs über den gesamten möglichen Belastungsbereich erreicht werden, wodurch die meisten Belastungsfälle erfasst werden, falls der Belastungsbereich des Fördermittels bei seinem Einsatz auch voll ausgeschöpft wird. Bei maximaler Belastung des Fördermittels wirkt das Federelement als Kraftspeicher beim Anheben der Last unterstützend. Bei Leerfahrten spannt der elektrische Antrieb das Federelement beim Absenken, so dass durch die Wirkung des Federelementes auch eine Antriebskraft zum Absenken des Fördermittels erforderlich sein kann, welches ohne die Unterstützung des Federelementes durch die Gewichtskraft des Fördermittels selbst erfolgen kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Mehrzahl von Federelementen vorgesehen, welche gleiche oder unterschiedliche Federkräfte besitzen und welche vorzugsweise austauschbar vorgesehen sind. Durch die Anordnung mehrerer identischer Federelemente kann eine gleichmäßigere Ausübung dieser Kräfte auf die Welle erreicht werden. Beispielsweise können bei zwei Rädern jeweils ein Federelement in dessen unmittelbarer Nähe vorgesehen werden, um eine Biegung oder Torsion der kraftübertragenden Welle zu vermeiden bzw. zu reduzieren. Vorzugsweise werden diese Federelemente austauschbar vorgesehen, so dass sie bei Beschädigung einfach ausgewechselt werden können. Auch können sie so den Einsatzbedingungen angepasst werden. Da die Federn ihre größte Unterstützung liefern, falls sie etwa die Hälfte der Gewichtskraft der Last des Fördermittels übernehmen, können die Federelemente bei bekannter zu erwartender Last für diese Tour so verwendet werden, dass genau für diese Last die Hälfte des Gewichts durch die Federn aufgenommen wird. Ändern sich dann der Einsatz des Fördermittels, so kann eine erneute Anpassung der Federelemente vorgenommen werden. Dies spart elektrische Energie beim elektrischen Antrieb und reduziert dessen Verschleiß.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Welle einen Ausleger auf, welcher, vorzugsweise starr, mit der Welle verbunden und an dem das Federelement befestigt ist, wobei der Ausleger und der Achskörper vorzugsweise ungefähr einen rechten Winkel einschließen. Über diesen Ausleger kann eine Hebelwirkung der Kraft des Federelementes auf die Welle erreicht werden, so dass bei größerem radialen Abstand des Angriffspunktes des Federelementes zur Kippachse der Welle bei kleinerer Federkraft das gleiche Moment erzeugt werden kann. Dabei kann diese Kraft- bzw. Momentübertragung vorzugsweise über eine starre Verbindung des Federelementes über den Ausleger auf die Welle erfolgen, wobei auch eine Übertragung mit weiteren mechanischen Zwischenelementen denkbar ist. Schließen der Ausleger, der ein Moment auf die Welle überträgt, und der Achskörper, der dieses und ggfs. ein weiteres Moment des elektrischen Antriebs auf das Rad überträgt, einen rechten Winkel ein, so wird die Momentübertragung des Federelementes auf das Rad maximal.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Fördermittel eine Deichsel auf, welche ein Silentlager zur Aufnahme eines Lagerbolzens aufweist. Hierdurch kann sich der Deichsellenker zusammen mit dem Lagerbolzen beim Absenken in einen Winkel zu den Deichsellagern einstellen. Auf diese Weise kann das Fördermittel unabhängig von im gleichen Routenzug befindlichen Fördermitteln zur Be- und Entladung abgesenkt werden, ohne mit diesen zu verkanten bzw. diese zu verkippen. Vorzugsweise weist die Kupplung des nächsten Fördermittels im Routenzug ebenfalls ein Silentlager auf.
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Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
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1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fördermittels im angehobenen Zustand;
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2 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fördermittels im abgesenkten Zustand;
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3 eine schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Fördermittels; und
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4 eine schematische seitliche Detailansicht einer Deichsel-Kupplungs-Verbindung eines erfindungsgemäßen Fördermittels.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fördermittels 1 im angehobenen Zustand. 2 zeigt eine entsprechende schematische Seitenansicht im abgesenkten Zustand. 3 zeigt das erfindungsgemäße Fördermittel 1 in einer schematischen Draufsicht.
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Das Fördermittel 1 weist einen Rahmen 5 oder auch ein Gestell 5 auf. An dem Rahmen 5 ist in der Bewegungs- oder Fahrtrichtung F des Fördermittels 1 an seiner vorderen Kante eine Deichsel 9 und gegenüberliegend an seiner hinteren Kante eine Kupplung 10 vorgesehen, um das Fördermittel 1 mit einer entsprechenden Kupplung bzw. Deichsel eines weiteren Fördermittels oder eines Zugfahrzeugs (nicht dargestellt) eines Routenzuges verbinden zu können.
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In Querrichtung verlaufend, d. h. senkrecht zur Fahrtrichtung F sowie senkrecht zur Richtung der Gewichtskraft G, weist das Fördermittel 1 eine Welle 11 mit einer Kippachse 4 auf, welche drehbar am Rahmen 5 befestigt ist. Die Welle 11 ist an jedem Ende (vgl. 3) jeweils über einen Achskörper 3 mit einem Rad 2 verbunden, so dass das Rad 2 an dem Achskörper 3 drehbar gelagert auf einem Untergrund (nicht dargestellt) um eine Rollachse 7 oder auch Radachse 7 abrollen kann. Über mehrere senkrecht zu den Achskörpern 3 ausgerichtete Ausleger 6 ist die Welle 11 jeweils mit einem Federelement 8a–8d verbunden, welche an Lagerböcken 15 am Rahmen 5 befestigt sind. Diese Federelemente 8a–8d sind als Schraubenfedern 8a–8d ausgestaltet.
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An der Welle 11 ist ein Torque-Motor 12 angeordnet, der an dem Rahmen 5 befestigt ist, so dass der Torque-Motor 12 direkt ein Moment auf die Welle 11 ausüben kann. Dieses Moment bewirkt über die Achskörper 3 eine Hebelkraft auf die Räder 2, so dass ein Höhenunterschied zwischen den Rädern 2 und damit dem Untergrund und dem Rahmen 5 bewirkt werden kann. Hierdurch kann das Fördermittel 1 gegenüber dem Untergrund angehoben bzw. auf diesen abgesenkt werden. Dies geschieht erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Torque-Motors 12 schneller als dies bei bekannten hydraulischen bzw. pneumatischen Antrieben oder elektrischen Spindelantrieben der Fall ist. Hierdurch kann in dieser Zeit auch ein größerer Hub erzeugt werden, ohne das Be- und Entladen des Fördermittels 1 übermäßig aufzuhalten.
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Um das Fördermittel 1 autark betreiben zu können, d. h. ohne elektrische Zuleitungen von anderen Fahrzeugen, weist das Fördermittel 1 einen elektrischen Energiespeicher 14 in Form eines Akkumulators 14 auf, der elektrisch leitfähig (vgl. elektrische Zuleitungen in 1 bis 3 fett dargestellt) mit dem Torque-Motor 12 verbunden ist und diesen mit der erforderlichen elektrischen Energie versorgt. Um auch auf ein regelmäßiges Aufladen des Akkumulators 14 verzichten zu können, welches die Verfügbarkeit der Fördermittels 1 einschränkt, weisen die Räder 2 jeweils einen mit ihnen mitdrehenden Generator 13 auf, welche ebenfalls elektrisch leitfähig (vgl. elektrische Zuleitungen in 3 fett dargestellt) mit dem Akkumulator 14 verbunden sind. Auf diese Weise kann der Akkumulator 14 durch die Fahrtbewegung des Fördermittels 1 aufgeladen werden und diese elektrische Energie im Stillstand des Fördermittels 1 für dessen Hub- und Senkbewegung zur Verfügung stellen.
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Um diesen Energiebedarf zu reduzieren und auch die Größe und damit Kosten der elektrischen Komponenten 12, 13, 14 zu reduzieren, unterstützen die Federelemente 8a–8b das Anheben und Absenken des Fördermittels 1, indem sie über die Ausleger 6 eine Federkraft auf die Welle 11 ausüben, die der Hälfte der maximal für das Anheben erforderlichen Kraft entspricht. So muss vom Antrieb 12 lediglich die Differenzkraft zur tatsächlichen Gewichtskraft der aktuell zu befördernden Last des Fördermittels 1 aufgebracht werden.
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4 zeigt eine schematische seitliche Detailansicht einer Deichsel-Kupplungs-Verbindung 9, 10 eines erfindungsgemäßen Fördermittels 1. Die Deichsel 9 weist ein oberes Deichsellager 17 und ein unteres Deichsellager 18 auf, welche jeweils ein Silentlager 18 aufweisen, in dessen Aufnahme ein Lagerbolzen 20 angeordnet ist, der eine Verbindung zu einem Deichsellenker 16 eines weiteren Fördermittels (nicht dargestellt) herstellt. Das Silentlager 18 weist eine Elastizität auf, so dass sich bei einer Höhenveränderung eines der beiden Fördermittel 1 gegenüber dem anderen sich der Lagerbolzen 20 verkippen kann und die dabei auftretenden Kräfte bzw. Momente durch die Elastizität des Silentlagers 18 aufgenommen werden, so dass diese Verkippung nicht oder nur in verringertem Maße auf das andere Fördermittel 1 übertragen wird.
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Bezugszeichenliste
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- F
- Fahrtrichtung, Bewegungsrichtung des Fördermittels 1
- G
- Richtung der Erdanziehung bzw. der Gewichtskraft
- 1
- Fördermittel, Routenzuganhänger
- 2
- Rad
- 3
- Achskörper
- 4
- Kippachse der Welle 11
- 5
- Rahmen, Gestell
- 6
- Ausleger
- 7
- Rollachse, Radachse des Rades 2
- 8a bis 8d
- Federelemente
- 9
- Deichsel
- 10
- Kupplung
- 11
- Welle
- 12
- Torquemotor, elektrischer Motor mit Gleitkeilgetriebe
- 13
- Generator
- 14
- Energiespeicher, Akkumulator
- 15
- Lagerbock des Federelementes 8a bis 8d
- 16
- Deichsellenker
- 17
- oberes Deichsellager
- 18
- unteres Deichsellager
- 19
- Silentlager
- 20
- Lagerbolzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008060962 A1 [0003]
- EP 2311673 B1 [0005]
- DE 102011112889 A1 [0009]
