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Die Erfindung betrifft einen Fördermittelzug, insbesondere einen Routenzug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Kopplungskinematik für einen Fördermittelzug gemäß Anspruch 10.
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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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Die Routenzuganhänger sind untereinander sowie gegenüber dem Zugfahrzeug üblicherweise mit einer starren Deichsel-Kupplung-Kombination verbunden. Sowohl die Deichsel als auch die Kupplung sind dabei fest an dem jeweiligen Routenzuganhänger vorgesehen und die Relativdrehung zueinander findet über ein Verbindungselement wie z. B. einen Bolzen statt, welches die Deichsel und die Kupplung um eine Hochachse drehbar miteinander verbindet. Dieses Verbindungselement bildet einen Kopplungspunkt, der gleichzeitig auch den feststehenden Momentanpol auf der Mittellängsachse der Routenzuganhänger darstellt, um den bei einer Kurvenfahrt die Drehung der beiden Routenzuganhänger zueinander stattfindet.
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Die Routenzuganhänger können verschiedene Arten von Rädern und Rollachsen aufweisen. So kann jeweils eine Rollachse mit einem Räderpaar an der vorderen und hinteren Kante des Routenzuganhängers in Fahrtrichtung betrachtet vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Abstützung des Gewichts des Routenzuganhängers und seiner Beladung über alle vier Räder, die üblicherweise nahe den Ecken des Routenzuganhängers vorgesehen sind. Ferner kann ein derartiger Routenzuganhänger nicht kippen, wenn er von anderen Fahrzeugen des Routenzuges getrennt wird.
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Zu beachten ist hierbei, dass wenigstens eine der beiden Rollachsen lenkbar, d. h. um eine Hochachse drehbar sein muss, um den Routenzuganhänger überhaupt kurvenfahrfähig zu machen. Diese Lenkbarkeit der einen Rollachse erfordert jedoch gegenüber starren Rollachsen einen erhöhten Aufwand der mechanischen Konstruktion sowie der späteren Wartung durch z. B. Schmierung der beweglichen Teile. Auch müssen hier vier Räder vorgesehen und aufgrund ihres Verschleißes regelmäßig erneuert werden. Ferner sind sehr kleine Kurvenradien mit dieser Rollachsenanordnung nicht möglich, vgl.
CH 569 605 A .
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Um diese Kosten zu vermeiden und dennoch einen kurvenfahrfähigen Routenzuganhänger zu erhalten, der insbesondere kleinere Kurvenradien fahren kann, ist es bekannt, diesen lediglich mit einer in Fahrtrichtung etwa mittig angeordneten Rollachse, welche nicht lenkbar ist, mit sog. Bockrollen vorzusehen. Um gleichzeitig eine hohe Spurtreue zu erreichen, d. h. den Routenzuganhänger in der gleichen Spur wie das in Fahrtrichtung vorausfahrende Fahrzeug wie ein Zugfahrzeug oder einen weiteren Routenzuganhänger rollen zu lassen, wird die Rollachse genau mittig zwischen den beiden Kopplungspunkten, d. h. den Momentalpolen zu dem vorderen und hinteren Fahrzeug des Routenzuges vorgesehen.
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So betrifft beispielsweise die
CH 569 605 A einen Gliederzug mit einem Zugwagen und mehreren Anhängern, die automatisch dieselbe Kurve durchfahren. Hierzu sind die Anhänger als Einachswagen ausgebildet, die nach vorne und nach hinten jeweils gleich weit über die Radachse hinausragende Wagenteile oder starre Deichseln aufweisen, die von Wagen zu Wagen mittels Scharniergelenken mit vertikaler Drehachse miteinander verkuppelt sind. Die Scharniergelenke bilden die Momentanpole, die jeweils von den Achsen der Anhänger gleich weit beabstandet sind. Dies ermöglicht einen spurtreuen Gliederzug, der vergleichsweise enge Kurvenradien umfahren kann.
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Nachteilig ist hierbei jedoch, dass die einzelnen Anhänger des Routenzuges zueinander einen gewissen Abstand in Fahrtrichtung aufweisen müssen, in dem die starren Deichseln und Kupplungen angeordnet sind. Dieser Abstand erzeugt zwischen den einzelnen Anhängern einen nicht-nutzbaren Raum, der die Länge des Routenzuges vergrößert, ohne das hierdurch ein Nutzen für den Transport von Gütern entsteht. Ferner besteht bei diesen großen Anhängerabständen eher die Gefahrt als bei kürzeren, dass Gegenstände oder Personen beim Halt oder bei der Fahrt zwischen die Anhänger gelangen können.
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Zur Überwindung dieses Nachteils schlägt die
EP 1 342 594 A2 ein Gelenk zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen eines Gelenkfahrzeuges vor, welches zwei kreuzweise und drehbar an den Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen angelenkte Gelenkarme aufweist. Die
FR 526 803 A beschreibt eine vergleichbare Konstruktion und Anwendung. Die beiden Gelenkarme sind jeweils in gleichem Abstand zur Mittellängsachse der Fahrzeuge an den Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen beabstandet angeordnet und sind darüber hinaus gleichlang ausgebildet. Eine derartige Scherengelenkkonstruktion erlaubt nicht nur einen geringeren Abstand zwischen den Fahrzeugen als zuvor beschrieben, sondern der Schnittpunkt der beiden Gelenkarme, d. h. der Momentalpol, wandert bei einer Kurvenfahrt von der Mittellängsachse zum Inneren der Kurve, wodurch sich der Radius der Kurvenfahrt verringert.
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Um einen Routenzuganhänger bereitzustellen, der eine hohe Spurtreue aufweist sowie enge Anhängerabstände und Kurvenradien erlaubt, schlägt die
DE 10 2011 106 842 A1 einen Routenzug mit mindestens einem Anhänger vor, dessen Rollachse in der Längsmitte angeordnet ist und der mit wenigstens einem anderen Anhänger über zwei sich kreuzende Lenker in Verbindung steht, die die gleiche Länge besitzen. Dabei weisen die Rollachsen sowohl bei einer Geradeausfahrt als auch bei einer Kurvenfahrt immer den gleichen Abstand zum aktuellen Momentalpol auf.
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Nachteilig ist hierbei jedoch, dass die drei zuvor beschriebenen spurtreuen Anhänger mit einer Rollachse und hierzu immer in beide Richtungen gleichweit beabstandeten Momentanpolen sehr empfindlich auf seitliche Krafteinwirkungen wie z. B. Seitenwind, Unebenheiten des Untergrundes, Hindernisse auf dem Untergrund, ungleichmäßige seitliche Gewichtsverteilung der Beladung etc. reagieren, die zu einem Aufschaukeln und Schlingern des Routenzuganhängers selbst und auch des damit gekoppelten gesamten Routenzuges führen können. Diese Anfälligkeit begrenzt die Anzahl der Routenzuganhänger und damit die zu befördernde Zuladung sowie die Geschwindigkeit des Routenzuges, wodurch die Anzahl und Dauer der Beförderungstouren erhöht wird.
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Die Anfälligkeit für seitliche Krafteinwirkungen resultiert aus den immer gleichen Abständen zwischen den Rollachsen und den Momentanpolen der Gelenke. Hierdurch entsteht während der Fahrt kein bzw. ein nur vernachlässigbar kleines stabilisierendes Drehmoment um die Hochachse der Rollachsen durch die Kinematik selbst, so dass schon kleinste seitliche Kräfte ein störendes Drehmoment um die Hochachse der Rollachse eines Routenzuganhängers ausüben können. Dieses wirkt sich über die starre Kopplung der Routenzuganhänger untereinander auch auf die übrigen Routenzuganhänger aus, welche hierdurch abwechselnd zu beiden Seiten ausgelenkt werden können. Das störende Drehmoment breitet sich somit wie eine Welle über die Anhänger des Routenzuges aus, wird am Zugfahrzeug als festem Ende reflektiert und kann so zum Aufschaukeln des gesamten Routenzuges bis hin zum Schlingern und Umkippen der Routenzuganhänger führen. Aus diesen Gründen werden üblicherweise Routenzüge mit höchstens fünf Routenzuganhängern gebildet und die Geschwindigkeit niedrig gehalten, um die zuvor beschrieben Resonanz des Routenzuges auf seitliche Krafteinwirkungen zu vermeiden. Dies führt zu einem ineffizienten Einsatz von Routenzügen und vergleichbaren nicht-schienengebundenen Zügen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Fördermittelzug, insbesondere einen Routenzug, der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass der Fördermittelzug mit mehr Anhängern gebildet und bzw. oder möglichst spurtreue und dennoch schneller bewegt werden kann als bekannte Fördermittelzüge. Insbesondere sollen die Fördermittel möglichst eng miteinander verbunden werden können und sowohl möglichst spurtreu als auch möglichst unempfindlich gegen äußere, insbesondere seitliche, Krafteinwirkungen sein.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fördermittelzug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Kopplungskinematik für einen Fördermittelzug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Somit betrifft die Erfindung einen Fördermittelzug, insbesondere Routenzug, mit einem ersten Fördermittel mit einer ersten Rollachse, einem zweiten Fördermittel mit einer zweiten Rollachse, und einer Kopplungskinematik, welche das erste Fördermittel und das zweite Fördermittel um einen Kopplungspunkt drehbar miteinander verbindet. Mittels dieser Verbindung kann die Bewegung des einen Fördermittels auf das andere Fördermittel übertragen werden. Dabei ist das erste Fördermittel vorzugsweise in der Reihenfolge innerhalb des Fördermittelzuges hinter dem zweiten Fördermittel angeordnet.
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Die Erfindung liegt dabei in der Kopplungskinematik der beiden Fördermittel, welche derart ausgebildet ist, dass in einer Geradeausfahrt des Fördermittelzuges der Abstand zwischen der ersten Rollachse und dem Kopplungspunkt und der Abstand zwischen dem Kopplungspunkt und der zweiten Rollachse ungleich sind. Hierdurch wirken bei der Geradeausfahrt, in der sich üblicherweise ein Fördermittelzug am häufigsten fortbewegt, stabilisierende Kräfte zwischen den einzelnen Fördermitteln aufeinander, so dass die einzelnen Fördermittel weniger für störende Kräfte von außen wie z. B. Seitenwind, Unebenheiten des Untergrundes etc. anfällig sind, weil die störenden Kräfte durch die stabilisierende Kräfte aufgehoben werden und sich kein wirksames Drehmoment um die Hochachsen der Fördermittel ausbilden kann. Mit anderen Worten wird durch die ungleichen Abstände bei der Geradeausfahrt die Fahrdynamik des Fördermittelzuges erhöht, so dass er schneller bewegt werden kann und dies auch mit mehr Fördermitteln als bisher üblich. Dies erhöht die Effizienz des Fördermittelzuges als Ganzes.
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Erfindungsgemäß ist die Kopplungskinematik gleichzeitig derart ausgebildet, dass in einer Kurvenfahrt des Fördermittelzuges der Abstand zwischen der ersten Rollachse und dem Kopplungspunkt und der Abstand zwischen dem Kopplungspunkt und der zweiten Rollachse gleich sind. Dies ermöglicht in Kurven eine sehr hohe spurtreue, die gerade in Kurven und insbesondere bei engen Kurvenradien sehr wichtig ist, um auch mehrere und insbesondere sehr viele Fördermittel hintereinander einer definierten Spur folgen zu lassen.
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Somit wird die Kombination dieser Vorteile, nämlich stabile Fahrdynamik bei Geradeausfahrt und sehr hohe Spurtreue bei Kurvenfahrt, durch die erfindungsgemäße Kopplungskinematik und den hiermit ausgestatteten Fördermittelzug durch die Veränderung der Abstände zwischen Kopplungspunkt und Rollachsen erreicht. Diese Veränderung der Abstände kann auf verschiedene Art und Weise ermöglicht werden. So kann diese Abstandsänderung durch eine Längenänderung der Kopplungskinematik bewirkt werden. Auch können die Befestigungspunkte der Kopplungskinematik an einem oder beiden Fördermitteln im Wesentlichen in Richtung der Längsmittelachse verschoben werden. Letzteres ist sowohl nur in Richtung der Längsmittelachse, z. B. in Form von Schienen oder dergleichen, oder durch eine kombinierte Bewegung in Richtung der Längsmittelachse sowie senkrecht dazu möglich. Letzte Bewegung schließt auch eine Verschwenkung, d. h. Drehbewegung, der Befestigungspunkte der Kopplungskinematik mit ein.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Summe der Abstände bei Kurvenfahrt größer als die Summe der Abstände bei Geradeausfahrt. Dies kann durch Verschiebung des Kopplungspunktes erreicht werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass während der Geradeausfahrt ein sehr kurzer Abstand zwischen den Fördermitteln und damit eine kompakte Gesamtlänge des Fördermittelzuges erreicht werden. Dies reduziert auch die Gefahr, dass Personen oder Gegenstände bei der Geradeausfahrt oder beim Stillstand des geradeaus orientierten Fördermittelzuges zwischen die Fördermittel gelangen können.
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Vorzugsweise ist dabei der Abstand zwischen der ersten Rollachse und dem Kopplungspunkt größer als der Abstand zwischen dem Kopplungspunkt und der zweiten Rollachse. Hierdurch kann die Ungleichheit der Abstände hergestellt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Kopplungskinematik zwei sich kreuzende Deichsellenker auf, die vorzugsweise gleichlang sind. Die sich kreuzenden Deichsellenker bilden eine Scherenkinematik, die zu einer verkürzten Länge des Fördermittelzuges gegenüber starren Deichsel-Kupplung-Kombinationen führt. Gleichzeitig ermöglicht eine Scherenkinematik bei Kurvenfahrten einen gleichen Abstand zwischen Kopplungspunkt und Rollachsen, was zur hohen Spurtreue in Kurven führt. Ferner ermögicht eine Scherenkinematik durch das Wandern des Kopplungspunktes und damit des Momentanpols zum Inneren der Kurve hin eine sehr enge Kurvenfahrt. Die gleiche Länge der Deichsellenker vereinfacht damit die Konstruktion und die Scherenkinematik wirkt in beide Kurvenrichtung gleich.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist jeder Deichsellenker mit dem ersten Fördermittel über einen ersten, feststehenden Befestigungspunkt drehbar verbunden und jeder Deichsellenker ist mit dem zweiten Fördermittel über einen zweiten, relativ zum zweiten Fördermittel beweglichen Befestigungspunkt drehbar verbunden, oder umgekehrt. Auf diese Weise ist die Kopplungskinematik am ersten Fördermittel drehbar, so dass sie insgesamt im Rahmen ihrer Elemente beweglich gegenüber dem ersten Fördermittel ist. Die Befestigung am zweiten Fördermittel erfolgt zum einen ebenso drehbar, um auch hier eine Beweglichkeit zu ermöglichen. Gleichzeitig ist dieser Befestigungspunkt zusätzlich relativ zum zweiten Fördermittel beweglich, d. h. kann sich in seiner Lage gegenüber dem zweiten Fördermittel in Richtung der Längsmittelachse und bzw. oder senkrecht hierzu verändern, um hierdurch die Abstandsänderung zwischen Kopplungspunkt und Rollachsen zu ermöglichen. Diese Beweglichkeit des Kopplungspunktes gegenüber dem zweiten Fördermittel kann z. B. auf einer Schiene oder durch eine Schwenkbewegung erfolgen, welche beide im Wesentlichen in Richtung der Längsmittelachse und bzw. oder senkrecht hierzu erfolgen können. Dabei können die Elemente der Kopplungskinematik an den beiden Fördermitteln auch in umgekehrter Art und Weise angebracht werden, um die vorliegende Erfindung zu realisieren. Dies gilt entsprechend für die folgenden Aspekte der Erfindung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist jeder Deichsellenker über seinen zweiten Befestigungspunkt mit jeweils einem Drehlenker drehbar verbunden, und jeder Drehlenker ist mit dem zweiten Fördermittel über einen ersten, feststehenden Befestigungspunkt drehbar verbunden. Über diese Art der Kopplung zwischen den beiden Fördermitteln kann eine Abstandsänderung zwischen Kopplungspunkt und Rollachsen durch eine Schwenkbewegung der beiden Drehlenker erfolgen, die jeweils mit den Deichsellenkern als Scherenkinematik verbunden sind. Mit anderen Worten sind die beiden Deichsellenker drehbar an dem ersten Fördermittel und die beiden Drehlenker drehbar an dem zweiten Fördermittel befestigt. Die Deichsellenker und Drehlenker sind miteinander jeweils über Kopplungspunkte verbunden, die relativ zum zweiten Fördermittel beweglich sind, so dass die Kopplungskinematik die Freiheit hat, eine Abstandsänderung zwischen Kopplungspunkt und Rollachsen zuzulassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist jeder Drehlenker über einen zweiten, relativ zum zweiten Fördermittel beweglichen Befestigungspunkt mit jeweils einem Stoßlenker drehbar verbunden, und die beiden Stoßlenker sind über einen relativ zum zweiten Fördermittel beweglichen Befestigungspunkt miteinander drehbar verbunden. Hierdurch werden die beiden kinematischen Verbindungen Deichsellenker-Drehlenker-Stoßlenker über den gemeinsamen Befestigungspunkt der beiden Stoßlenker miteinander verbunden, so dass diese auch aufeinander eine Wirkung haben. Dies schränkt die Beweglichkeit der einzelnen Elemente untereinander ein, so dass eine definierte Wirkung zwischen den Fördermitteln hervorgerufen werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die beiden Stoßlenker über ihren Befestigungspunkt drehbar mit einer Stoßstange verbunden, und die Stoßstange ist über einen feststehenden Befestigungspunkt drehbar mit dem ersten Fördermittel verbunden. Mittels dieser Stoßstange, welche bei Geradeausfahrt auf der Längsmittelachse liegt, wird die übrige Kopplungskinematik über die Stoßlenker beim Einlenken in eine Kurve vom ersten Fördermittel zurückgezogen. Über die Stoßlenker werden dann die Drehlenker gedreht, so dass die Befestigungspunkte zwischen Deichsellenkern und Drehlenkern zu den Ecken des zweiten Fördermittels hinwandern und hierdurch die Stellung einer üblichen Scherenkinematik einnehmen, die drehbar aber unbeweglich an diesen Ecken befestigt ist und auf diese Weise die Spurtreue des Fördermittelzuges sicherstellt.
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Dreht der Fördermittelzug wieder in Geradeausfahrt zurück, so schiebt die Stoßstange die Stoßlenker in Bewegungsrichtung nach vorne, so dass die Befestigungspunkte zwischen Deichsellenkern und Drehlenkern wieder von den Ecken des zweiten Fördermittels weg und zur Rollachse hin bewegt werden, wodurch sich der Abstand zwischen Kopplungspunkt und Rollachse des zweiten Fördermittels verringert und damit ungleich gegenüber dem Abstand des Kopplungspunktes und der Rollachse des ersten Fördermittels wird. Hierdurch wird zwar die Spurtreue verringert, jedoch hat diese bei einer Geradeausfahrt weniger Bedeutung als bei einer Kurvenfahrt, so dass dies durch die gleichzeitig Erhöhung der Stabilität der Fahrdynamik in Kauf genommen werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung nehmen die Drehlenker jeweils zwischen den Befestigungspunkten der Deichsellenker und den Befestigungspunkten der Stoßlenker einen spitzen Winkel ein. Unter einem spitzen Winkel wird ein Winkel zwischen Deichsellenker und Drehlenker von weniger als 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°, besonders bevorzugt ungefähr 45°, verstanden, weil hierbei die kinematische Kopplung zwischen den einzelnen Elementen den erfindungsgemäßen Effekt der Abstandsänderung zwischen Kopplungspunkt und Rollachsen besonders wirkungsvoll hervorrufen kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind in einer Geradeausfahrt des Fördermittelzuges die Befestigungspunkte zwischen den Deichsellenkern und den Drehlenkern von den Ecken des zweiten Fördermittels beabstandet, vorzugsweise maximal beabstandet, und in einer Kurvenfahrt des Fördermittelzuges die Befestigungspunkte zwischen den Deichsellenkern und den Drehlenkern den Ecken des zweiten Fördermittels angenähert, vorzugsweise maximal angenähert. Auf diese Weise wird die Eigenschaft der hohen Spurtreue, die bei einer Scherenkinematik durch die Anordnung ihrer Befestigungspunkte möglichst an den Ecken der Fördermittel erreicht wird, bei Kurvenfahrten ermöglicht und diese gleichzeitig zugunsten der stabilen Fahrdynamik bei Geradeausfahrt reduziert.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Kopplungskinematik für einen Fördermittelzug, insbesondere einen Routenzug, wie zuvor beschrieben. Diese kann wie zuvor beschrieben ausgestaltet und geeignet sein, zwischen zwei Fördermitteln angeordnet zu werden, um eine Abstandsänderung zwischen Kopplungspunkt und Rollachsen der Fördermittel zu bewirken, damit hierdurch die zuvor beschriebenen Vorteile erreicht werden können.
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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 Draufsicht auf einen Fördermittelzug mit starrer Deichsel-Kupplung-Kombination gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine schematische Draufsicht auf einen Fördermittelzug mit Scherenkinematik-Kopplung gemäß dem Stand der Technik;
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3 eine schematische Draufsicht auf ein Fördermittel nach 2 mit Darstellung der wirkenden Kräfte und Momente;
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4 eine schematische Draufsicht auf einen Fördermittelzug mit Scherenkinematik-Kopplung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 eine schematische Draufsicht auf ein Fördermittel nach 4 mit Darstellung der wirkenden Kräfte und Momente;
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6 eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Fördermittelzug mit Fördermitteln in Geradeausfahrt sowie Kurvenfahrt;
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7 eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Fördermittelzug mit zwei Fördermitteln in Geradeausfahrt;
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8 eine Detailansicht der 7;
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9 eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Fördermittelzug mit zwei Fördermitteln in Kurvenfahrt; und
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10 eine Detailansicht der 9.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Fördermittelzug mit starrer Deichsel-Kupplung-Kombination gemäß dem Stand der Technik. Der Fördermittelzug weist ein erstes Fördermittel 1a, ein zweites Fördermittel 1b und ein drittes Fördermittel 1c auf. Die einzelnen Fördermittel 1a–1c weisen jeweils Räder 2 auf, auf denen sie jeweils um eine Rollachse 3a–3c bzw. Radachse 3a–3c abrollen. Hierdurch können die Fördermittel 1a–1c von einem Zugfahrzeug (nicht dargestellt) in eine Bewegungsrichtung B oder Fahrtrichtung B gezogen oder auch entgegen dieser geschoben werden.
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Die Fördermittel 1a–1c sind in dieser Darstellung über Deichseln 5 und Kupplungen 4 miteinander verbunden. Deren Verbindungsstellen z. B. mittels Bolzen bilden die Kopplungspunkte 6a, 6b zwischen den jeweiligen benachbart angeordneten Fördermitteln 1a, 1b bzw. 1b, 1c. Senkrecht zu den Radachsen 3a–3c weisen die Fördermittel 1a–1c jeweils ihre Mittellängsachse L auf, die bei einer Geradeausfahrt des Fördermittelzuges für alle Fördermittel 1a–1c zusammenfällt. Auf dieser Mittellängsachse L liegen in diesem Fall auch die Kopplungspunkte 6a, 6b, die gleichzeitig die Momentanpole 6a, 6b bilden, um die eine Drehbewegung der Fördermittel 1a–1c zueinander bei Kurvenfahrt stattfindet. Bei dieser Drehbewegung drehen sich die einzelnen Fördermittel 1a–1c jeweils um ihre Hochachse H, die im Schnittpunkt der jeweiligen Radachse 3a–3c und der jeweiligen Längsmittelachse L liegt.
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Die Kopplungspunkte 6a, 6b weisen sowohl bei Geradeausfahrt als auch bei Kurvenfahrt jeweils den gleichen Abstand X zu den in Bewegungsrichtung B vorderen und hinteren Radachsen 3a–3c auf. Dies sorgt für eine hohe Spurtreue der einzelnen Fördermittel 1a–1c bei einer Kurvenfahrt des Fördermittelzuges.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Fördermittelzug mit Scherenkinematik-Kopplung 7 gemäß dem Stand der Technik. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fördermittel nach 2 mit Darstellung der wirkenden Kräfte Fs und Momente M. Hierbei ist der Aufbau des Fördermittelzuges weitestgehend identisch mit dem der 1. Lediglich die Verbindung zwischen den einzelnen Fördermitteln 1a–1c erfolgt jeweils mittels einer Scherenkinematik 7. Diese weist zwei sich kreuzende Deichsellenker 7a, 7b auf, die am jeweils hinteren Fördermittel 1a, 1b drehbar über feststehende erste Befestigungspunkte 8a, 8b und am jeweils vorderen Fördermittel 1b, 1c drehbar über feststehende zweite Befestigungspunkte 9a, 9b angeordnet sind. Die Befestigungspunkte 8a, 8b und 9a, 9b sind jeweils möglichst an den Ecken der einzelnen Fördermittel 1a–1c vorgesehen. Die Schnittpunkte der sich kreuzenden Deichsellenker 7a, 7b bilden die Momentanpole 6a, 6b.
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Auf diese Weise kann eine kürzere Verbindung zwischen den einzelnen Fördermittel
1a–
1c erreicht werden, wobei die Spurtreue in Kurvenfahrten durch die Verschiebung der Momentanpole
6a,
6b gegeben bleibt, vgl.
DE 10 2011 106 842 A1 .
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Die Scherenkinematik 7 in dieser Form führt jedoch dazu, dass aufgrund der gleichweit beabstandeten Momentanpole 6a, 6b bei einer Geradeausfahrt keine wesentliche Kräfte und Momente zwischen den einzelnen Fördermitteln 1a–1c auftreten. Greifen nun z. B. durch Seitenwind, Unebenheiten des Untergrundes etc. seitliche Störkraft Fs an ein Fördermittel 1a–1c an, so bewirken diese ein Drehmoment M um die Hochachse H des Fördermittels 1a–1c, welches ungleich Null ist und zu einer Drehbewegung des Fördermittels 1a–1c um seine Hochachse H führen kann, vgl. 3. Diese Bewegung überträgt sich über die Scherenkinematiken 7 auf die übrigen Fördermittel 1a–1c, so dass der Fördermittelzug insgesamt ins Schlingern geraten kann. Dies geschieht desto stärker, umso mehr Fördermittel der Fördermittelzug aufweist und umso schneller dieser bewegt wird. Somit wird die Anzahl der Fördermittel 1a–1c und die Geschwindigkeit des Fördermittelzuges bei Verwendung einer Scherenkinematik 7 durch ihre Anfälligkeit gegenüber äußeren Störungen Fs begrenzt.
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4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Fördermittelzug mit Scherenkinematik-Kopplung 7 gemäß der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fördermittel nach 4 mit Darstellung der wirkenden Kräfte Fs, Fa und Momente M.
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Die erfindungsgemäße Scherenkinematik 7 unterscheidet sich von den bekannten Scherenkinematiken 7 dadurch, dass bei einer Geradeausfahrt die Abstände Z, Y zwischen den Radachsen 3a–3c und den Kopplungspunkten 6a, 6b unterschiedlich sind. Hierdurch wirkt eine stabilisierende Abstützkraft Fa zwischen den Fördermitteln 1a–1c, so dass angreifenden Störkräften Fa entgegengewirkt werden kann. Auf diese Weise können sich um die Hochachsen H jeweils deutlich geringere bzw. gar keine Drehmomente M ausbilden, so dass das Drehmoment M zu Null wird, vgl. 5, und dieser Fördermittelzug trotz Verwendung einer Scherenkinematik 7 eine deutlich höhere dynamische Fahrstabilität aufweist. Daher können mehr Fördermittel 1a–1c pro Fördermittelzug verwendet und dieser kann schneller bewegt werden.
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Um dennoch den Vorteil einer Scherenkinematik 7 der hohen Spurtreue bei Kurvenfahrten zu nutzen, ist die erfindungsgemäße Scherenkinematik 7 derart gestaltet, dass sich die Abstände Z, Y bzw. X zwischen Radachsen 3a–3c und Kopplungspunkten 6a, 6b in einer Kurvenfahrt wieder angleichen. Dies geschieht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch, dass die zweiten Befestigungspunkte 9a, 9b der Deichsellenker 7a, 7b der Scherenkinematik 7 relativ zum jeweils vorderen Fördermittel 1b, 1c beweglich sind. Hierdurch nehmen sie bei der Geradeausfahrt eine Position ein, so dass die Abstände Z, Y zwischen Radachsen 3a–3c und Kopplungspunkten 6a, 6b unterschiedlich sind und der Abstand Z größer als der Abstand Y ist, und nehmen bei der Kurvenfahrt eine Position ein, so dass die Abstände X zwischen Radachsen 3a–3c und Kopplungspunkten 6a, 6b gleich sind. Dabei ist die Summe der gleichen Abstände X, d. h. der doppelte Abstand X, größer als die Summe der ungleichen Abstände Z, Y. Eine entsprechende schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Fördermittelzug mit Fördermitteln 1a–1c in Geradeausfahrt sowie Kurvenfahrt zeigt 6.
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Diese Relativbewegung der zweiten Befestigungspunkte 9a, 9b der Deichsellenker 7a, 7b kann auf verschiedene Art und Weisen erfolgen. Eine mögliche Umsetzung dieser Erfindung zeigt 7 durch eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Fördermittelzug mit zwei Fördermitteln 1a, 1b in Geradeausfahrt. 8 zeigt eine Detailansicht der 7. 9 zeigt eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Fördermittelzug mit zwei Fördermitteln 1a, 1b in Kurvenfahrt. 10 zeigt eine Detailansicht der 9.
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Die zweiten Befestigungspunkte 9a, 9b der Deichsellenker 7a, 7b verbinden diese drehbar mit zwei Drehlenkern 10a, 10b, die V-förmig, d. h. spitzwinklig, ausgebildet und über deren erste Befestigungspunkte 11a, 11b drehbar aber feststehend mit dem vorderen Fördermittel 1b verbunden sind. An ihren anderen Enden sind die Drehlenker 10a, 10b über ihre zweiten Befestigungspunkte 12a, 12b jeweils drehbar mit einem Stoßlenker 13a verbunden. Die beiden Stoßlenker 13a, 13b weisen einen gemeinsamen Befestigungspunkt 14 auf, über den die Stoßlenker 13a, 13b mit einer Stoßstange 15 verbunden sind. Der Befestigungspunkt 14 ermöglicht die Drehbarkeit der Stoßlenker 13a, 13b sowohl gegenüber einander als auch gegenüber der Stoßstange 15. Die Stoßstange 15 ist an ihrem anderen Ende über einen Befestigungspunkt 16 drehbar aber feststehend mit dem hinteren Fördermittel 1a verbunden.
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Mittels dieser Stoßstange 15, welche bei Geradeausfahrt auf der Längsmittelachse L liegt, wird die übrige Scherenkinematik 7 über die Stoßlenker 13a, 13b beim Einlenken in eine Kurve vom ersten, hinteren Fördermittel 1a zurückgezogen. Über die Stoßlenker 13a, 13b werden die Drehlenker 10a, 10b gedreht, so dass die Befestigungspunkte 9a, 9b zwischen Deichsellenkern 7a, 7b und Drehlenkern 10a, 10b zu den Ecken des zweiten, vorderen Fördermittels 1b hinwandern und hierdurch die Stellung einer üblichen Scherenkinematik 7 einnehmen, die drehbar aber unbeweglich an diesen Ecken befestigt ist, vgl. 2, und auf diese Weise die Spurtreue des Fördermittelzuges sicherstellt.
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Dreht der Fördermittelzug wieder in Geradeausfahrt zurück, so schiebt die Stoßstange 15 die Stoßlenker 13a, 13b in Bewegungsrichtung B nach vorne, so dass die Befestigungspunkte 9a, 9b zwischen Deichsellenkern 7a, 7b und Drehlenkern 10a, 10b wieder von den Ecken des zweiten, vorderen Fördermittels 1b weg und zur Rollachse 3b hin bewegt werden, wodurch sich der Abstand Y zwischen Kopplungspunkt 6a und Rollachse 3b des zweiten, vorderen Fördermittels 1b verringert und damit ungleich gegenüber dem Abstand Z des Kopplungspunktes 6a und der Rollachse 3a des ersten, hinteren Fördermittels 1a wird, welcher sich im gleichen Maße vergrößert. Hierdurch wird zwar die Spurtreue verringert, jedoch hat diese bei einer Geradeausfahrt weniger Bedeutung als bei einer Kurvenfahrt, so dass dies durch die gleichzeitig Erhöhung der Stabilität der Fahrdynamik in Kauf genommen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- B
- Bewegungsrichtung, Fahrtrichtung eines Fördermittels 1
- Fa
- Abstützungskraft
- Fs
- Seitliche Störkraft
- L
- (Mittel-)Längsachse eines Fördermittels 1
- H
- Hochachse eines Fördermittels 1
- M
- Drehmoment um eine Hochachse H
- X
- (erster) Abstand zwischen einer Rollachse 3a–3c und einem Kopplungspunkt 6a, 6b
- Y
- (zweiter) Abstand zwischen einer Rollachse 3a–3c und einem Kopplungspunkt 6a, 6b
- Z
- (dritter) Abstand zwischen einer Rollachse 3a–3c und einem Kopplungspunkt 6a, 6b
- 1
- Fördermittel, Routenzuganhänger
- 1a
- erstes Fördermittel, erster Routenzuganhänger
- 1b
- zweites Fördermittel, zweiter Routenzuganhänger
- 1c
- drittes Fördermittel, dritter Routenzuganhänger
- 2
- Rad bzw. Räder eines Fördermittels 1a–1c
- 3, 3a–3c
- Rollachse, Radachse eines Fördermittels 1, 1a–1c
- 4
- Kupplung
- 5
- Deichsel
- 6a–6b
- Kopplungspunkt, Momentanpol zweier Fördermittel 1a–1c
- 7
- Kopplungskinematik, Scherenkinematik
- 7a
- erster Deichsellenker der Scherenkinematik 7
- 7b
- zweiter Deichsellenker der Scherenkinematik 7
- 8a
- erster Befestigungspunkt des ersten Deichsellenkers 7a
- 8b
- erster Befestigungspunkt des zweiten Deichsellenkers 7b
- 9a
- zweiter Befestigungspunkt des ersten Deichsellenkers 7a
- 9b
- zweiter Befestigungspunkt des zweiten Deichsellenkers 7a
- 10a
- erster Drehlenker der Scherenkinematik 7
- 10b
- zweiter Drehlenker der Scherenkinematik 7
- 11a
- erster Befestigungspunkt des ersten Drehlenkers 10a
- 11b
- erster Befestigungspunkt des zweiten Drehlenkers 10b
- 12a
- zweiter Befestigungspunkt des ersten Drehlenkers 10a
- 12b
- zweiter Befestigungspunkt des zweiten Drehlenkers 10b
- 13a
- erster Stoßlenker der Scherenkinematik 7
- 13b
- zweiter Stoßlenker der Scherenkinematik 7
- 14
- gemeinsamer Befestigungspunkt des ersten Stoßlenkers 13a und zweiten Stoßlenkers 13b
- 15
- Stoßstange der Scherenkinematik 7
- 16
- Befestigungspunkt der Stoßstange 15
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CH 569605 A [0005, 0007]
- EP 1342594 A2 [0009]
- FR 526803 A [0009]
- DE 102011106842 A1 [0010, 0045]
