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Die Erfindung betrifft ein Abfallbeseitigungssystem. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Technik zur verbesserten Handhabung eines Abfallbehälters.
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Stand der Technik
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Ein Abfallbehälter ist dazu eingerichtet, Abfall, der beispielsweise in einem Haushalt anfällt, aufzunehmen und zwischenzuspeichern, bis er in ein Entsorgungsfahrzeug ausgeleert wird. Zur Überbrückung einer Distanz zwischen einem Aufstellungsort des Abfallbehälters und einer Straße kann der Abfallbehälter auf einem Wagen gefahren werden, der motorisiert sein kann. Ein derartiger motorisierter Wagen ist üblicherweise generisch für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle konstruiert und daher relativ kostenintensiv. In einer anderen Ausführungsform umfasst der Abfallbehälter eine Achse mit zwei Rädern, die derart angebracht sind, dass sie den Boden erst berühren, wenn der Abfallbehälter aus der Senkrechten um einen vorbestimmten Winkel gekippt wird. Anschließend kann der Abfallbehälter über die beschriebene Distanz geschoben oder gezogen werden.
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Es kann allerdings schwierig sein, den Abfallbehälter in unterschiedlichen Beladungszuständen sicher auf den Rädern zu bewegen. Eine Person, die täglich viele Abfallbehälter bewegen muss, kann sich durch die Anstrengung einem gesundheitlichen Risiko aussetzen. Auch eine Person, die physisch geschwächt ist, beispielsweise durch Alter oder Krankheit, kann vermehrte Schwierigkeiten haben, den Abfallbehälter zu bewegen. Zusätzliche Schwierigkeiten können auftreten, wenn die Strecke beispielsweise uneben oder abgeneigt ist.
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US 2012/0239284 betrifft ein einachsiges Transportsystem für eine Person. Durch Gewichtsverlagerung kann die Person einen Antriebsmotor des Transportsystems steuern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Technik zur Bildung eines verbesserten Abfallbeseitigungssystems bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Antriebseinheit für einen Abfallbehälter mit einem Rad umfasst einen elektrischen Antriebsmotor; einen elektrischen Energiespeicher; eine Steuervorrichtung; und eine Befestigungsvorrichtung zur Anbringung der Antriebseinheit am Abfallbehälter derart, dass das Rad des Abfallbehälters mittels des Antriebsmotors angetrieben werden kann.
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Ein herkömmlicher Abfallbehälter mit wenigstens einem Rad oder bevorzugt wenigstens einer Achse mit zwei Rädern auf unterschiedlichen Seiten des Abfallbehälters kann mittels der Antriebseinheit auf einfache und effiziente Weise zu einem angetriebenen Abfallbehälter aufgerüstet werden. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, den elektrischen Antriebsmotor mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher zu versorgen und insbesondere in Abhängigkeit einer Benutzervorgabe zu steuern. Die Benutzervorgabe kann beispielsweise eine Richtungs- oder Geschwindigkeitsangabe umfassen. Die Antriebseinheit kann speziell auf den Abfallbehälter zugeschnitten sein, sodass eine kostspielige Überdimensionierung einzelner Elemente vermieden werden kann. Beispielsweise kann der elektrische Energiespeicher auf eine wöchentliche Befahrung einer Strecke von unter 100 Metern eingerichtet sein. Der Antriebsmotor kann als Kurzzeitläufer ausgelegt sein. Durch derartige Maßnahmen können Herstellungskosten der Antriebseinheit niedrig gehalten sein.
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In einer Ausführungsform umfasst die Antriebseinheit ein mittels des Antriebsmotors antreibbares Reibrad, das reibschlüssig mit dem Rad des Abfallbehälters in Eingriff gebracht werden kann. Auf diese Weise kann für die Abstützung und den Antrieb des Abfallbehälters ein bereits vorgesehenes Rad weiter verwendet werden. Das Ankoppeln der Antriebseinheit mittels Reibrad kann eine einfache Konstruktion ermöglichen. Ein Verbinden oder Trennen der Antriebseinheit vom Abfallbehälter können erleichtert sein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, das Rad derart anzutreiben, dass eine Balance des Abfallbehälters um eine Radachse eingehalten ist. Der Abfallbehälter kann dabei im Wesentlichen so fortbewegt werden, wie eine Person auf einem Segway(R) Personal Transporter. Eine steuernde Person wird hierbei jedoch üblicherweise nicht von der Antriebseinheit mitbefördert. Die Balance des Abfallbehälters kann in Abhängigkeit einer gewünschten Beschleunigung, einer Steigung oder eines Gefälles eines Untergrunds oder in Abhängigkeit einer Beladung dynamisch gehalten sein. Der Abfallbehälter kann auf diese Weise einfach und elegant aktiv bewegt werden, ohne eine nennenswerte Kraftausübung einer Bedienperson zu erfordern.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Antriebseinheit ein weiteres Rad, das eine andere Drehachse als das Rad des Abfallbehälters aufweist. Das weitere Rad kann beispielsweise bezüglich einer bevorzugten Fahrtrichtung dem erstgenannten Rad voraus- oder nachlaufen. Eine Stabilität des Abfallbehälters während des Transports kann dadurch verbessert sein. Außerdem kann der Abfallbehälter verbessert aufrecht transportiert werden, sodass die Gefahr eines Umfallens verringert sein kann.
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In noch einer weiteren Ausführungsform ist das weitere Rad mittels der Steuereinrichtung lenkbar. Die Lenkung kann hier durch Beeinflussung des weiteren Rads erfolgen. Alternativ kann in dieser Ausführungsform oder in anderen Ausführungsformen auch eine Lenkung durch entsprechendes Ausüben von Drehmomenten auf zwei Räder der gleichen Achse implementiert sein.
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In einer Ausführungsform ist die Antriebseinheit dazu eingerichtet, einen Bewegungswunsch einer Bedienperson zu erkennen, wenn die Bedienperson den Abfallbehälter neigt, drückt oder schiebt. Hierzu kann eine dedizierte Bewegungsvorrichtung vorgesehen sein, über die der Benutzer Kraft in den Abfallbehälter einleiten kann. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Bedienelement, beispielsweise nach Art eines Steuerknüppels, eines Pedals oder eines Schalters, vorgesehen, um einen Bewegungswunsch an die Steuereinrichtung auszudrücken. In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst die Antriebseinheit eine drahtlose Schnittstelle zum Empfangen von Steuerdaten von einem mobilen Gerät. Das mobile Gerät kann insbesondere ein Smartphone umfassen, auf dem bevorzugt ein vorbestimmtes Programm abläuft. Der Steuerwunsch kann dabei in das mobile Gerät eingegeben und drahtlos zur Ausführung an die Steuervorrichtung übermittelt werden.
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Es ist besonders bevorzugt, dass die Antriebseinheit werkzeuglos mit dem Abfallbehälter koppelbar ist. In einer Variante sind hierzu tragende Teile der Antriebseinheit unterhalb des Abfallbehälters vorgesehen und ein Stützring, in den der Abfallbehälter von oben eingesetzt werden kann, ist fest mit den tragenden Teilen verbunden.
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In noch einer weiteren Ausführungsform ist der elektrische Antriebsmotor mit dem Rad integriert ausgeführt. Auch der Energiespeicher oder die Steuervorrichtung können mit dem Rad integriert ausgeführt sein. Diese Variante kann mit allen oben erwähnten Ausführungsformen kombinierbar sein. Durch den Austausch eines bestehenden Rads eines Abfallbehälters durch das integrierte Rad der Antriebseinheit kann die beschriebene Aufrüstung weiter erleichtert erfolgen.
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Ein Abfallbeseitigungssystem umfasst einen Abfallbehälter und die oben beschriebene Antriebseinheit. Das Abfallbeseitigungssystem kann einen im Spritzgussverfahren herstellbaren Abfallbehälter umfassen, der wenigstens ein Strukturelement zur kraftschlüssigen Anbringung eines Elements der Antriebseinheit aufweist. Dieses Element kann insbesondere den Antriebsmotor oder ein drehmomentschlüssiges Eingriffselement für ein Rad des Abfallbehälters umfassen. Beispielsweise kann ein Wandungsteil des Abfallbehälters ein ein- oder angespritztes Befestigungselement wie einen Schraubdom, eine Schwalbenschwanzverbindung, einen Hinterschnitt, einen Ausbruch oder einen verdeckten Ausbruch tragen, der zur Lagerung oder zum Eingriff des Elements der Antriebseinheit eingerichtet ist. Das Abfallbeseitigungssystem kann dergestalt verbessert kostengünstig hergestellt werden, insbesondere in größeren Stückzahlen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 ein Abfallbeseitigungssystem;
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2–6 unterschiedliche Ausführungsformen von Abfallbeseitigungssystemen; und
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7 exemplarische Ausführungsformen von Abfallbehältern als Grundlage für ein Abfallbeseitigungssystem
darstellt.
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1 zeigt ein Abfallbeseitigungssystem 100 in einer exemplarischen und schematischen Ausführungsform. Das Abfallbeseitigungssystem 100 umfasst einen Abfallbehälter 105 und eine Antriebseinheit 110. Die Antriebseinheit 110 kann nachrüstbar bzw. an- oder abkoppelbar am Abfallbehälter 105 angebracht oder integriert mit diesem ausgeführt sein. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Abfallbeseitigungssystem 100 ferner ein mobiles Gerät 115, das dazu eingerichtet ist, eine drahtlose Datenverbindung zur Antriebseinheit 110 zu nutzen.
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Der Abfallbehälter 105 umfasst wenigstens ein Rad 120. Üblicherweise sind zwei Räder 120 auf unterschiedlichen Seiten bezüglich des Abfallbehälters 105 auf einer gemeinsamen Radachse 125 angebracht. In anderen Ausführungsformen kann der Abfallbehälter 105 noch weitere Räder umfassen. Es ist besonders bevorzugt, dass der Abfallbehälter 105 eine bekannte Norm erfüllt, beispielsweise EN840, insbesondere EN840-1.
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Die Antriebseinheit 110 umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 135, einen elektrischen Energiespeicher 140 und eine Steuervorrichtung 145 zur Steuerung des Antriebsmotors 135. Ferner ist eine Befestigungsvorrichtung 150 zur Anbringung der Antriebseinheit 110 am Abfallbehälter 105 vorgesehen. Optional können ein Bedienelement 155, eine drahtlose Schnittstelle 160 oder ein Umgebungssensor 165 vorgesehen sein. Ein Benutzerwunsch bezüglich eines Antriebs bzw. einer Bewegung der Antriebseinheit 110 mit dem Abfallbehälter 105 kann beispielsweise mittels des Bedienelements 155 ausgedrückt werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Wunsch mittels des mobilen Geräts 115 ausgedrückt und drahtlos an die Steuervorrichtung 145 übermittelt werden. Die drahtlose Schnittstelle 160 kann auch zum Zugriff auf einen Wetterbericht genutzt werden, um beispielsweise bei Sturmwarnung eine Fahrt möglichst rasch zu terminieren. Die drahtlose Schnittstelle 160 kann auch beispielsweise verwendet werden um ein Garagentor, eine Haustür oder einen Garten eigenständig zu öffnen und zu schließen. In einer weiteren Ausführungsform ist die drahtlose Schnittstelle 160 zur Kommunikation mit einem WLAN-Knotenpunkt eingerichtet. Verlässt der Abfallbehälter 105 einen Funkbereich des Knotenpunkts oder entfernt sie sich um weiter als eine vorbestimmte Distanz von einer vorbestimmten Position, so kann eine Wegfahrsperre aktiviert werden, die insbesondere die Verwendung der Antriebseinheit 110 verhindern kann.
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Ferner können noch einer oder mehrere weitere Sensoren 165 vorgesehen sein, beispielsweise ein Beschleunigungssensor oder ein Drehratensensor, um eine Lage des Abfallbehälters 105 bezüglich der Schwerkraft zu bestimmen. Der Sensor 165 kann auch beispielsweise eine Kamera oder einen Ultraschallsensor umfassen, um eine automatische Kollisionsvermeidung zu implementieren.
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Es kann auch eine feste oder steuerbare Lichtquelle vorgesehen sein, um die Umgebung zur besseren optischen Abtastung zu beleuchten. Dabei kann alternativ sichtbares oder unsichtbares Licht, beispielsweise ultraviolettes Licht, verwendet werden. Die Lichtquelle kann auch zur Aussendung eines Lichtwarnsignals verwendet werden, etwa um eine Kollision mit dem Abfallbehälter 105 zu vermeiden. Zum gleichen Zweck kann auch eine Hupe oder ein anderes akustisches Warnsystem vorgesehen sein. Es kann auch ein Soundsystem verwendet werden. Ferner kann ein Not-Aus-Knopf möglichst gut zugänglich am Abfallbehälter 105 angebracht sein, um den Antriebsmotor 135 abzuschalten und so die Bewegung des Abfallbehälters 105 im Gefahrenfall zu beenden. Weiter kann eine umlaufende Schranke vorgesehen sein, um den Antriebsmotor 135 abzuschalten, wenn der Abfallbehälter 105 mit einem anderen Objekt kollidiert oder ein Objekt in den Nahbereich des Abfallbehälters 105 eindringt. Die Schranke kann mechanisch oder berührungslos ausgeführt sein, beispielsweise mittels einer Lichtschranke oder eines Ultraschallsensors. Ein derart ausgelöster Notstop kann nach einer vorbestimmten Zeit automatisch wieder aufgehoben werden.
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In der exemplarisch dargestellten Ausführungsform ist ein Reibrad 170 vorgesehen, um den Antriebsmotor 135 drehmoment- bzw. reibschlüssig mit dem Rad 120 zu koppeln. Andere Kopplungsarten sind ebenfalls möglich, beispielsweise ein Antrieb mittels eines Kettenrads, das mit dem Rad 120 gekoppelt ist, einem Ritzel, das mit dem Antriebsmotor 135 verbunden ist, und einer Gliederkette zwischen dem Ritzel und dem Antriebsrad. Dazu kann insbesondere ein Getriebe mit einer oder mehreren wählbaren Gangstufen vorgesehen sein.
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Weiter optional kann zur Aufladung des Energiespeichers 140 eine Ladeeinrichtung 175 vorgesehen sein, die insbesondere drahtlos induktiv ausgeführt sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Solarpanel 180 zum Aufladen des Energiespeichers 140 vorgesehen sein.
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Es wird vorgeschlagen, einen bekannten Abfallbehälter 105 mittels der Antriebseinheit 110 zu einem motorisierten bzw. angetriebenen Abfallbeseitigungssystem 100 zu erweitern. Die Antriebseinheit 110 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit eines Benutzerwunschs den Abfallbehälter 105 mittels mindestens eines der Räder 120 anzutreiben. Das Handhaben des Abfallbehälters 105, insbesondere das Überwinden einer Strecke, beispielsweise zu einem Abholpunkt an einer Straße, kann dadurch erleichtert sein. Die Antriebseinheit 110 ist bevorzugt schlank oder leicht dimensioniert und leistet so einen Beitrag zum Umweltschutz.
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Es sind noch zahlreiche Varianten und Weiterbildungen der Erfindung möglich. Beispielsweise kann eine Kipperkennung vorgesehen sein um zu verhindern, dass der Abfallbehälter 105 auf schrägem Untergrund umfällt. Wird ein Kippen des Abfallbehälters 105 bestimmt, das einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, so kann dem Umfallen durch Beschleunigungs- oder Bremseingriff am Rad 120 entgegen gewirkt werden.
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Die Neigetechnik kann verwendet werden, um eine Schräge oder eine Stufe zu überwinden. Dabei wird der Abfallbehälter 105 so ausbalanciert, dass ein Gleichgewicht zwischen seiner Beschleunigung und der Erdanziehung besteht.
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Der Abfallbehälter 105 kann mittels der drahtlosen Schnittstelle 160 auf vernetzt werden, um beispielsweise mit einem automatischen Garagentoröffner, einem Wegöffner oder einem Gartentüröffner zusammen gesteuert zu werden. Die Vernetzung kann auch mit einer Hausüberwachungsanlage erfolgen. Ein Weg- oder /Gartentüröffner kann dabei nur geöffnet werden, wenn niemand im Eingangsbereich ist. Eine Anzahl Abfallbehälter 105 kann auch miteinander vernetzt werden um beispielsweise eine verbesserte Planung von Abholzeiten durch ein Entsorgungsunternehmen zu unterstützen. Dabei können die Volumina oder Massen von zu entsorgendem Abfall mehrerer Abfallbehälter in einem Gebiet bestimmt werden. Auf der Basis solcher Daten kann auch eine Fahrtroutenbestimmung für ein Entsorgungsfahrzeug erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das Rad 120 auch durch ein System mit einer Gleiskette ersetzt werden um eine Traktion auf losem, rutschigem oder schlecht tragfähigem Untergrund zu verbessern. Die Gleiskette kann insbesondere eine Gummikette, vorzugsweise mit eingelegten Stahlfibern, umfassen.
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In noch einer weiteren Ausführungsform ist ein Sensor zur Füllstandserkennung vorgesehen. Der Sensor kann beispielsweise auf Ultraschall, Laser-Triangulation oder Laserphasenvergleichsmessung basieren. Alternativ kann auch eine Seilzugmessung im Fall gegenläufigem Innenbehälter verwendet werden. In Verbindung mit der oben erläuterten Vernetzung kann beispielsweise ein Abholtermin für den Abfallbehälter 105 gebucht werden, wenn der Füllstand einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform des Abfallbeseitigungssystems 100 von 1 in einer schematischen Darstellung. Der beispielhaft dargestellte, nach EN840-2 genormte Abfallbehälter 105 hat ein Fassungsvermögen von 120 Litern. Die Steuervorrichtung 145 ist integriert mit dem Bedienelement 155 aufgebaut. Beide Elemente können in der dargestellten Ausführungsform möglichst kraftschlüssig mit einem Element des Abfallbehälters 105, beispielsweise einem Handgriff, verbunden werden. Zwischen der Steuervorrichtung 145 und den Energie- und Antriebskomponenten 140, 135 und 170 ist ein Kabelbaum 205 vorgesehen. Die Befestigungsvorrichtung 150 umfasst in der dargestellten Ausführungsform einen Spanngurt, einen Riemen oder einen Reifen, der um die Hochachse des Abfallbehälters 105 läuft. Der elektrische Energiespeicher 140 kann ein integriertes Akkupack sein, wie es beispielsweise von elektrischen Handwerkzeugen bekannt ist. Dazu kann eine Nennspannung des Energiespeichers 140 beispielsweise im Bereich von ca. 12 bis 24 Volt liegen. Der Energiespeicher 140 kann werkzeuglos entfernbar ausgebildet sein.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Abfallbeseitigungssystems 100 von 2. Hier wurde der Durchmesser des Rads 120 vergrößert, indem auf seiner Außenseite ein ringförmiger Gummi 305 aufgezogen wurde. Dieser Gummi 305 kann verbesserte Reib- oder Haftungseigenschaften für einen Untergrund und/oder das Reibrad 170 aufweisen.
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4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Abfallbeseitigungssystems 100 der 2 und 3. Hier wurde das ursprüngliche Rad 120 des Abfallbehälters 105 entfernt und durch ein durchmesser- oder haftungsoptimiertes Rad 405 ersetzt.
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5 zeigt wieder eine weitere Ausführungsform des Abfallbeseitigungssystems 100 der 1 bis 4. Hier ist exemplarisch der Energiespeicher 140 an der Steuervorrichtung 145 angebracht. Der Kabelbaum 205 führt von der Steuervorrichtung 145 zu einer Anordnung 505, die ein weiteres Rad 510 umfasst, das mittels des Antriebsmotors 135 angetrieben werden kann und um eine weitere Radachse 515 drehbar gelagert ist, die von der Radachse 125 des Rads 120 verschieden ist. Statt eines Rads 510 können auch zwei Räder 510 vorgesehen sein, die bevorzugt an unterschiedlichen Enden der gleichen Radachse 515 angeordnet sind. Die Räder 515 sind bevorzugt um eine Lenkachse 520 dreh- bzw. schwenkbar angebracht. Für diese Bewegung kann ein Lenkantrieb 525 vorgesehen sein, der insbesondere mittels der Steuervorrichtung 145 elektrisch steuerbar sein kann. In einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung 145 eine autonome Steuerung des Abfallbehälters 105 durchzuführen. Dazu können die Sensoren 165 zur Abtastung eines Umfelds ausgebildet sein, etwa in Form eines Ultraschallsensors, eines GPS-Sensors oder einer Kamera. Eine bestimmte Position kann mittels der Schnittstelle 160 drahtlos an eine externe Einrichtung wie eine Leitstelle oder das mobile Gerät 115 übermittelt werden. Die Übermittlung kann eigenständig oder auf Abruf erfolgen.
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Zur autonomen Steuerung kann die Steuervorrichtung 145 die Fahrtrichtung und/oder die Geschwindigkeit beeinflussen. Die Sensoren 165 können insbesondere dazu verwendet werden, um eine Position und/oder Ausrichtung des Abfallbehälters 105 zu bestimmen. In der Folge kann eine andere, vorbestimmte Position oder Ausrichtung angesteuert werden.
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Die Befestigungsvorrichtung 150 umfasst hier exemplarisch einen Rahmen, in den der Abfallbehälter 105 eingesetzt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Anordnung 505 bezüglich dieses Rahmens abgestützt.
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6 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Abfallbeseitigungssystems 100 der 2 bis 5. Im Unterschied zu der in 5 dargestellten Ausführungsform ist hier der Antriebsmotor 135 nicht an der Anordnung 505 angebracht und wirkt auf eines der weiteren Räder 510, sondern liegt wie in den Ausführungsformen der 1 bis 4 im Bereich des Rads 120 oder des haftungs- oder durchmesseroptimierten Rads 405. In der dargestellten Variante umfasst die Befestigungsvorrichtung 150 ein Bodenelement 605, auf dem der Abfallbehälter 105 stehen kann.
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7 zeigt exemplarische Ausführungsformen von Abfallbehältern 105, jeweils als Grundlage für ein Abfallbeseitigungssystem 100 der vorangehenden Figuren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EN840 [0021]
- EN840-1 [0021]
- EN840-2 [0033]
