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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anhänger für einen Routenzug, wobei der Anhänger einen vorderen und einen hinteren Abschnitt und einen dazwischenliegenden Transportabschnitt aufweist.
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Routenzüge werden, gelegentlich auch als Schleppzüge bezeichnet, in der Intralogistik eingesetzt. Der Routenzug besteht aus einem schleppenden Fahrzeug, an dem ein oder mehrere Anhänger angehängt sind. Jeder der Anhänger kann einen Innenwagen oder einen Trolley aufnehmen, um diesen mit dem Routenzug an einen neuen Ort zu verbringen. Hierbei ist zu unterscheiden, ob der aufgenommene Trolley in dem Anhänger selbstfahrend mitgeführt wird, also auf seinen vorhandenen Rollen fährt oder ob der Trolley in einem angehobenen Zustand ohne Bodenkontakt transportiert wird. Bei den Anhängern für einen Routenzug sind zudem zwei grundsätzliche Bauarten zu unterscheiden. Die eine Bauart betrifft den Portalanhänger, bei dem ein vorderer und ein hinterer Abschnitt des Anhängers über ein portalförmiges Mittelteil miteinander verbunden sind. Der dazwischenliegende Transportabschnitt ist bei einem Portalanhänger von beiden Seiten her zugänglich, so dass ein Be- und Entladen des Anhängers von beiden Seiten erfolgen kann. Demgegenüber sind auch Anhänger bekannt, bei denen der vordere und der hintere Abschnitt über eine Längsstrebe miteinander verbunden sind. Diese Längsstrebe ist in der Regel außermittig an einer Seite angeordnet, so dass der Grundrahmen des Anhängers eine U-förmige oder eine E-förmige Kontur besitzt. Bei solchen Anhängern ist ein Beladen nur von einer Seite her möglich.
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Für Flurförderzeuge, insbesondere für Kommissionierer, wird intensiv an einem autonomen Fahren gearbeitet. Beim autonomen Fahren wird in der Regel zwischen der Positionserkennung für das Fahrzeug und einer Hinderniserkennung unterschieden. Eine Hinderniserkennung ist erforderlich, da in Lagern und im gesamten Logistikbereich immer wieder Situationen auftreten, in denen nicht vorhergesehene Hindernisse die Fahrgeschwindigkeit und die Fahrtrichtung beeinflussen. Erfahrungsgemäß ist es technisch sehr aufwendig, Schleppfahrzeuge, die für die Bedienung durch eine Bedienperson ausgelegt sind, zu einem autonom fahrenden Fahrzeug nachzurüsten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Routenzuganhänger zur Verfügung zu stellen, der mit einfachen und zuverlässigen Mitteln ein autonomes Steuern zulässt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Anhänger mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Anhänger ist vorgesehen und bestimmt für einen Routenzug. Er besitzt einen vorderen und einen hinteren Abschnitt und einen dazwischenliegenden Transportabschnitt, der ausgebildet ist, um einen zu transportierenden Wagen aufzunehmen. Hierbei kann der aufgenommene Wagen selbständig in dem Anhänger mitfahren oder im freigehobenen Zustand an dem Anhänger mitgeführt werden. Erfindungsgemäß ist ein Antriebsmodul an dem vorderen Abschnitt des Anhängers vorgesehen. Das Antriebsmodul besitzt ein gelenktes Antriebsrad und eine Steuereinheit mit einem Umgebungssensor zu einem autonomen Fahrbetrieb. Erfindungsgemäß wird nicht ein Schleppfahrzeug für einen autonomen Fahrbetrieb nachgerüstet, sondern einer der Anhänger wird durch ein Antriebsmodul zu einem autonom fahrenden Schleppfahrzeug. Das erfindungsgemäß hierfür vorgesehene Antriebsmodul besitzt ein gelenktes und angetriebenes Rad sowie eine Steuereinheit, die in Zusammenwirken mit einem Umgebungssensor das Fahrzeug autonom steuern kann. Hierbei ist der Antrieb für das Antriebsrad derart ausgelegt, dass der ausgerüstete Anhänger auch mehrere, nicht angetriebene Anhänger voll beladen in einem gemeinsamen Routenzug schleppen kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Antriebsmodul als ein separates Bauteil ausgebildet, das mit dem Anhänger verbindbar ist. Ein solches, als separates Bauteil ausgebildetes Antriebsmodul hat den Vorteil, dass je nach Bedarf ein beliebiger Anhänger umgerüstet werden kann, um die Funktion eines Schleppfahrzeugs zu übernehmen. Mit der Verwendung einer lösbaren Verbindung zwischen Antriebsmodul und Anhänger ist es möglich, das Antriebsmodul je nach Bedarf mit dem gewünschten Anhänger zu verbinden. So kann beispielsweise bereits der Routenzug zusammengestellt sein und nachfolgend dann der in Fahrtrichtung vorne stehende Anhänger mit dem Antriebsmodul ausgerüstet werden. Hierdurch können die Anhänger flexibel zusammengestellt und auch verplant werden, ohne dass besondere Randbedingungen für einen als Schleppfahrzeug geeigneten Anhänger berücksichtigt werden müssen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Antriebsmodul einen zentral am vorderen Abschnitt des Anhängers angeordneten Umgebungssensor auf. Der Umgebungssensor stellt in einem vorbestimmten Winkelbereich fest, ob eine Person, ein Gegenstand oder ein Hindernis einen Mindestabstand unterschreitet und in welcher Richtung sich dieses befindet. In einer solchen Situation wird eine entsprechende Meldung an die Steuerung gesendet, wobei dabei unterschiedliche Reaktionsmöglichkeiten bestehen. Je nach relativer Lage des Hindernisses zu dem Fahrzeug kann das Fahrzeug abgebremst werden. Alternativ ist es möglich, durch eine Lenkbewegung auf das Hindernis zu reagieren.
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Für den Umgebungssensor können eine Reihe von verschiedenen Sensoren eingesetzt werden. Grundsätzlich können beispielsweise optische Sensoren, wie Laserscanner, eingesetzt werden. Auch ist es möglich, Ultraschall oder Radar als Umgebungssensor einzusetzen. Aufgabe des Umgebungssensors ist es, Personen, Gegenstände und andere Hindernisse in Fahrtrichtung vorausschauend zu erkennen. Die Verwendung eines Umgebungssensors ist aus Gründen der Fahrtsicherheit erforderlich.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Antriebsmodul ausgebildet, um mit einer übergeordneten Steuerung Daten und Steuersignale auszutauschen. Die Daten können hierbei auch Positionsdaten umfassen, so dass der Anhänger seine Position eigenständig im Raum bestimmen kann. Auch kann vorgesehen sein, dass das Antriebsmodul Fahraufträge von der übergeordneten Steuerung erhält, um gewisse vorgesehene Lagerpositionen für sich und einen oder mehrere geschleppte Anhänger anzufahren.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Antriebsmodul mit einer Positionsbestimmungseinrichtung ausgestattet, mit der eine Position innerhalb eines definierten Bereichs bestimmt werden kann. Für die Positionsbestimmung gibt es mehrere technisch mögliche Ansätze. Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Position durch das Anpeilen von in dem definierten Raum vorgesehenen Marken bestimmt. Dieses Anpeilen kann beispielsweise über fest im Raum montierte Reflektoren erfolgen, wobei von dem Antriebsmodul der Peilwinkel zu diesen Reflektoren bestimmt wird. Aus beispielsweise drei angepeilten Reflektoren kann dann die Position des Fahrzeugs bestimmt werden. Grundsätzlich kann die Positionsbestimmungseinrichtung auch auf Daten des Umgebungssensors zurückgreifen, um einen autonomen Fahrbetrieb zu ermöglichen. Hierzu können beispielsweise Markierungen in der erfassten Umgebung mit den Daten in einer abgespeicherten Karte verglichen werden und so eine Route für den Fahrbetrieb bestimmt werden. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann auch unabhängig von dem Umgebungssensor arbeiten und beispielsweise einen induktiven Sensor aufweisen, der im Boden verlegte Induktionsstreifen detektiert. Auch können RFID-Transponder mit entsprechend zusammenwirkenden RFID-Sende-/Empfangseinheiten eingesetzt werden. Auch eine Satellitennavigation, beispielsweise über GPS, ist zur Positionsbestimmung möglich. Auch kann eine Navigation über lokale Sender (Pseudoliten) oder über Odometrie erfolgen.
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Grundsätzlich weist das Antriebsmodul ein ausreichend hohes Gewicht auf, um auch im beladenen Zustand eines oder mehrerer Anhänger eine ausreichende Traktionskraft erzeugen zu können. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Antriebsmodul zusätzlich mit einer Traktionseinrichtung ausgestattet, über die das Antriebsrad mit einem Anpressdruck vorgespannt ist. Durch einen mittels der Traktionseinrichtung erhöhten Anpressdruck kann eine größere Vortriebskraft auf den Anhänger und geschleppte Anhänger ausgeübt werden. Bevorzugt weist die Traktionseinrichtung mindestens eine Feder auf, die den Anpressdruck erzeugt.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anhängers wird nachfolgend erläutert. Es zeigen:
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1 einen Routenzug mit zwei Portalanhängern, von denen einer mit einem erfindungsgemäßen Antriebsmodul ausgestattet ist,
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2 ein Antriebsmodul in der Ansicht von vorne und
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3 das Antriebsmodul aus 2 in einer Ansicht von der Rückseite.
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1 zeigt einen Portalanhänger 10 mit einem hinteren Abschnitt 12 und einem vorderen Abschnitt 14. Die Bezeichnung hinterer und vorderer Abschnitt 12, 14 bezieht sich auf die dargestellte Fahrtrichtung F. Jeder der Abschnitte 12, 14 ist mit einer Hubeinrichtung 16, 18 ausgestattet, die mit einem zwischen den hinteren und den vorderen Abschnitt geschobenen Innenwagen zusammenwirkt. Die Hubeinrichtungen 16, 18 heben einen geschobenen Innenwagen an. Vorderer und hinterer Abschnitt 12, 14 sind über einen Portalbogen 20 miteinander verbunden. Jeder der Abschnitte 12, 14 besitzt zwei gelenkte Räder, wobei die Lenkung über eine im Portalbogen 20 geführte Kopplung in einander entgegengesetzter Richtung lenkend miteinander gekoppelt ist. Dabei wird die Lenkbewegung am hinteren Abschnitt 12 in eine Drehbewegung um die Welle 22 umgesetzt, deren Rotation in eine translatorische Bewegung einer Querstange 24 zum vorderen Abschnitt 14 geleitet wird.
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Über Bedienelemente 26 kann beispielsweise die Hubfunktion der Hubeinrichtungen 16 und 18 betätigt werden.
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Der zweite Portalanhänger 28 ist baugleich mit dem ersten Portalanhänger 10. Gekoppelt sind die Portalanhänger 10 und 28 über eine Deichsel 31, die einen verschwenkbaren Deichselarm 32 in einer Kupplung 33 aufweist.
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Der zweite Portalanhänger 28 ist mit einem Antriebsmodul 30 ausgestattet. Das Antriebsmodul 30 ist in Fahrtrichtung vorne an den vorderen Abschnitt 35 des zweiten Portalanhängers 28 montiert. Das Antriebsmodul 30 besitzt ein gelenktes und angetriebenes Rad 34 und einen zentral angeordneten Laserscanner 36. Der Laserscanner 36 dient als ein Beispiel für einen Umgebungssensor, der in Fahrtrichtung vorausschauend Personen, Gegenstände und Hindernisse detektiert. Eine Steuereinheit 38 des Antriebsmoduls 30 ist auf der vom Untergrund fortweisenden Seite des Antriebsmoduls angeordnet. Die Steuereinheit 38 besitzt Antennen 40, über die ein Datenfunk erfolgen kann.
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Der Portalanhänger 28 ist mit dem Antriebsmodul 30 lösbar verschraubt. Ferner besitzt das Antriebsmodul 30 eine Federeinrichtung (nicht dargestellt), über die das angetriebene Rad 34 nach unten auf den Untergrund presst. Die Kraft der Feder kann dabei größer als das Gewicht des Moduls sein, da auch das Gewicht der vorderen Anhängerhälfte für die Traktion des angetriebenen Rades sorgt. Der beispielhaft in 1 dargestellte Portalanhänger ist massiv ausgeführt, um die Zug- und die Druckkräfte zwischen schleppendem und geschlepptem Anhänger übertragen zu können. Dieses Gewicht des Anhängers erhöht ebenfalls die Traktion des Antriebsmoduls 30. Bei einem federvorgespannten Antriebsrad erfolgt bevorzugt die Montage des Antriebsmoduls nicht bei Einsatz des Anhängers 28, sondern eine gewisse Zahl von Anhängern wird bereits vormontiert und ein Antriebsmodul 30 bereitgestellt. Vor Ort werden für den Einsatz des Routenzuges dann Anhänger mit Antriebsmodul und Anhänger ohne Antriebsmodul zu einem Routenzug zusammengestellt.
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2 zeigt eine Detailansicht des Antriebsmoduls 30 mit dem angetriebenen Rad 34 und dem Laserscanner 36. Der Laserscanner 36 überstreicht einen Winkelbereich von ungefähr 180° und kann Hindernisse für den selbstfahrenden Anhänger und deren Richtung erkennen. Angetrieben wird der Anhänger über das Rad 34, wobei der Antrieb so ausgelegt ist, dass auch mehrere beladene Anhänger geschleppt werden können. Die Steuereinheit 38 tauscht über ihre Antennen 40 Daten und Signale per Funk mit einer übergeordneten Steuerung aus.
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Die in 3 gezeigte Rückseite des Antriebsmoduls 30 besitzt eine plane Rückwand 42 mit Befestigungsbohrungen 44. Über die Befestigungsbohrungen 44 wird das Antriebsmodul an den vorderen Abschnitt des Fahrzeugs befestigt und kann so den Anhänger und weitere geschleppte Anhänger ziehen. Zur Aufnahme von großen Zugkräften können hier zusätzlich noch Befestigungsmittel (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die das Antriebsmodul mit dem vorderen Abschnitt des Portalwagens verbinden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Portalanhänger
- 12
- hinterer Abschnitt
- 14
- vorderer Abschnitt
- 16
- Hubeinrichtung
- 18
- Hubeinrichtung
- 20
- Portalbogen
- 22
- Welle
- 24
- Querstange
- 26
- Bedienelemente
- 28
- Portalanhänger
- 30
- Antriebsmodul
- 31
- Deichsel
- 32
- Deichselarm
- 33
- Kupplung
- 34
- angetriebenes Rad
- 35
- vorderer Abschnitt des zweiten Portalanhängers
- 36
- Laserscanner
- 38
- Steuereinheit
- 40
- Antennen
- 44
- Befestigungsbohrungen
