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Die Erfindung betrifft eine elektrifizierte Achse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Transportgehäuse mit solch einer Achse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Weiter betrifft die Erfindung ein Transpostsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Es sind die Transportgehäuse wie Koffer bekannt, die eine Achse aufweisen, die nicht angetrieben ist. Diese Koffer müssen durch die Kraft eines Nutzers angetrieben werden. Ferner sind Transportgehäuse wie Karosserien von Kraftfahrzeugen bekannt, die einen Verbrennungsmotor aufweisen, der zentral im Fahrzeug verbaut ist. Eine von der Karosserie des Fahrzeugs nicht lösbare Achse wird durch diesen nicht lösbar verbauten Motor angetrieben. Der Verbrennungsmotor kann durch einen elektrischen Motor ersetzt werden, der jedoch auch nicht lösbar ist. Ferner muss für jedes der genannten Transportgehäuse ein spezieller fest eingebauter Antrieb vorgesehen werden.
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Wenngleich die bekannten Achsen ihre Funktion erfüllen, bietet der Bereich der Achsen und Transportgehäuse noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrifizierte Achse bereitzustellen, die eine universelle Anwendbarkeit für unterschiedliche Typen von Transportgehäusen ermöglicht, sodass ein Transportsystem aus Transportgehäusen bereitgestellt werden kann, das nur einen Typ von Achse für eine Fortbewegung benötigt.
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Die Aufgabe wird durch eine elektrifizierte Achse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch das Transportgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Außerdem löst das Transportsystem nach Anspruch 13 die Aufgabe. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweils abhängigen Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Die erfindungsgemäße elektrifizierte Achse umfasst wenigstens ein Rad, einen elektrischen Antrieb, eine Batterie und eine Steuerung, wobei der Antrieb das Rad antreibt und die Steuerung den Antrieb intelligent ansteuert. Es wird vorgeschlagen an der Achse eine universelle Kupplung zum Befestigen der Achse an einem Transportgehäuse vorzusehen. Die Kupplung ist dadurch an unterschiedliche Transportgehäuse anbringbar. Die Transportgehäuse weisen eine zur Kupplung komplementäre Schnittstelle auf. Dadurch kann die elektrifizierte Achse an unterschiedliche Transportgehäuse angebracht werden. Es kann beispielsweise nur ein Typ von Achse für unterschiedliche Typen von Transportgehäusen vorgesehen werden.
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Vorzugsweise wird die Kupplung lösbar ausgebildet, sodass die Kupplung an verschiedenen Arten von Transportgehäusen befestigt werden kann. Dadurch kann eine einzelne elektrifizierte Achse für unterschiedliche Transportgehäuse vorgehalten werden. Beispielsweise kann ein Transportsystem aus einer Ansammlung unterschiedlicher Transportgehäuse geschaffen werden, wobei lediglich eine einzelne Achse vorliegt, die mit allen Transportgehäusen kombiniert werden kann. Dazu kann die Achse an ein Transportgehäuse angekoppelt werden, und nach erfolgtem Transport von dem Transportgehäuse wieder abgekoppelt werden und an ein anderes Transportgehäuse angekoppelt werden. Das Lösen der Achse von dem Transportgehäuse kann automatisch oder durch einen Fahrzeuglenker erfolgen.
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Geschickter Weise kann bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Kupplung in einem eingekoppelten Zustand eine Drehung um eine Vertikalachse der Kupplung ermöglicht, wobei die Kupplung vorzugsweise ein vertikales bolzenförmiges Element aufweist, dass insbesondere ein pilzkopfförmiges Ende aufweist. Das pilzkopfförmige Ende weist einen Einstich auf, der ein Ende der Kupplung gegenüber der restlichen Kupplung abtrennt und vorzugsweise abhebt. Durch die Drehung kann die Achse eine bestimmte Ausrichtung um die vertikale Achse der Kupplung einnehmen, und somit beispielsweise eine Rollrichtungsänderung der Achse bewerkstelligen. Durch die Änderung der Rollrichtung kann die Fortbewegungsrichtung des Transportgehäuses, an das die Achse angekoppelt ist, geändert werden. Die Drehung um die Vertikalachse ist vorzugsweise nicht begrenzt und kann 360° betragen. Die Drehung kann durch einen separaten Aktuator, welcher an der Vertikalachse, insbesondere an dem vertikalen bolzenförmigen Element, angebracht ist und mit der Kupplung wirkverbunden ist, ausgeführt werden. Alternativ kann die Drehung durch die Räder und den elektrischen Antrieb der elektrifizierten Achse erfolgen. Beispielsweise können hierzu wenigstens zwei Räder an der elektrifizierten Achse angebracht sein, die vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen oder in die gleiche Richtung jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rollen, um eine Drehung der elektrifizierten Achse um die Vertikalachse zu bewerkstelligen.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Steuerung mit wenigstens einem Sensorsystem wie einer GPS-Antenne, einem Lidar, einer Kamera, einem Radarsystem, einem Ultraschallsystem, einer internetfähigen Connectivity Unit (CCU) zum Empfangen und Senden von Daten, wobei das Sensorsystem an der Achse angebracht ist, verbunden ist, sodass ein autonomes Fahren der Achse ausführbar ist. Die elektrifizierte Achse kann mittels des Sensorsystems seine Umwelt erfassen und in automatisierter Weise selbstständig auf äußere Umstände reagieren. Dies ermöglicht insbesondere ein automatisches und selbstständiges an- und abkoppeln der elektrifizierten Achse an Transportgehäuse. Ferner ermöglicht es ein autonomes Fahren der Achse. Beispielsweise kann ein Transportsystem bestehend aus einer Mehrzahl von Transportgehäusen erstellt werden, bei dem die elektrifizierte Achse selbstständig zu einem Transportgehäuse fährt und sich mit diesen selbständig koppelt. Durch das Sensorsystem kann sich die Achse autonom orientieren und beispielsweise ein Transportgehäuse aufsuchen. Nachdem das Transportgehäuse angekoppelt ist, kann sich die Achse mit dem Transportgehäuse autonom fortbewegen.
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Ferner kann durch das Sensorsystem die elektrifizierte Achse als Sicherheitssystem vorgesehen werden, sodass die elektrifizierte Achse beispielsweise ein zu bewachendes Areal abfährt und Unregelmäßigkeiten wie Einbrüche oder unbefugte Betreten des Areals dokumentiert. Dies kann mittels einer Kamera erfolgen.
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Eine weitere Ausführungsform kann eine Kupplung vorsehen, die in vertikaler Richtung beweglich ist, sodass die Kupplung in ein Gehäuse der Achse versenkbar ist. Die Kupplung kann vollständig in der elektrifizierten Achse versenkt werden. Wenn die Kupplung versenkt ist, steht sie vorzugsweise nicht mehr aus dem Gehäuse hervor. Die Kupplung kann mittels eines separaten Aktuators versenkt werden, der eine vertikale Bewegung der Kupplung ermöglich. Ist die Kupplung beispielsweise ein bolzenförmiges Element kann eine Verzahnung an einem Außenumfang des Elements zur Absenkung der Kupplung verwendet werden. Eine vertikal bewegbare Kupplung kann selbständig in das Transportgehäuse einrasten und eine Kopplung zwischen Transportgehäuse und Achse herstellen. Zum Ankoppeln an ein Transportgehäuse kann die Achse unter solch ein Transportgehäuse fahren, und sich an einer Stelle unter dem Transportgehäuse positionieren, die eine Gegenkopplung aufweist. An dieser Stelle kann die Achse beispielsweise seine Kupplung ausfahren und in die Gegenkopplungsstelle im Transportgehäuse einführen und befestigen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung kann eine Trittfläche für einen Fahrzeuglenker an der elektrifizierten Achse aufweisen, sodass die Achse als selbständiges Fahrzeug nutzbar ist. Ein Fahrzeuglenker kann die elektrifizierte Achse als Fahrzeug nutzen, indem er sich auf die Trittfläche stellt und von der Achse befördert wird. Dabei ist das Transportgehäuse nicht angekoppelt. Weiter kann die elektrifizierte Achse mit einer Lenkvorrichtung und/oder Sitz für die Hände versehen werden. Bei einer autonom fahrenden Achse kann lediglich ein Haltegriff und/oder Sitz für den Fahrzeuglenker vorgesehen sein. Die Lenkvorrichtung und/oder der Sitz und/oder die Haltevorrichtung können auf die Kupplung aufgesetzt werden. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Transportgehäuse mit der elektrifizierten Achse kombiniert werden und bis zu einem bestimmten Ort gefahren werden, wobei an dem Ort die elektrifizierte Achse von dem Transportgehäuse entkoppelt wird, sodass der Fahrzeuglenker der elektrifizierten Achse ohne Transportgehäuse seine Fahrt fortsetzen kann. Solch eine Anwendung kann sehr nützlich sein um enge Innenstadtbereiche zu befahren. Hierbei kann beispielsweise das Transportgehäuse in einem peripheren Bereich der Stadt abgeladen werden, an der Fahrzeuglenker mit elektrifizierten Achse seine Fahrt in die Stadt fortsetzen.
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Vorteilhafterweise kann die Achse zwei Räder umfassen, die jeweils einen Elektromotor aufweisen, wobei insbesondere zwischen den Rädern ein Kanal, der vorzugsweise eine Tragachse ist, angeordnet sein kann, wobei in dem Kanal wenigstens eine Leitung von einem Rad zum anderen Rad geführt werden kann. Die Mehrzahl von Rädern kann ein geschicktes Manövrieren der Achse gewährleistet werden, wobei die Räder in die gleiche und/oder in entgegengesetzte Räder und/oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht werden können.
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Um eine stetige Energieversorgung der Achse bereitzustellen, kann die Achse mit einer Batterie ausgestattet sein. Die Batterie kann austauschbar und/oder aufladbar sein, wobei die Achse autonom zu einer Ladestation zum Aufladen der Batterie fahren kann, wenn eine niedrige Batterieladung festgestellt wird. Dazu kann sich die Achse mit dem Sensorsystem bezüglich der Ladestation orientieren. Ein an der Achse vorgesehener Stecker kann durch die Achse in die Ladestation eingeführt werden, um einen Stromfluss in die Batterie zu ermöglichen. Mittels einer Mehrzahl von Ladestationen kann ein Netzwerk aus Batterien der elektrifizierten Achsen erstellt werden, die ein Energiemanagementsystem ermöglichen. Beispielsweise kann so Energie von einer elektrifizierten Achse zur anderen übertragen werden. Ferner kann ein Gebäude mittels der vernetzten Batterien mit Energie versorgt werden.
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Es ist möglich, eine Mehrzahl von elektrifizierten Achsen an einem Transportgehäuse anzukoppeln. Die Achsen sind miteinander verbunden, sodass eine gemeinsame Koordination bezüglich deren Ausrichtung gesteuert werden kann. Dies kann von Vorteil sein, wenn besondere Fahrmanöver mit dem Transportgehäuse ausgeführt werden sollen. Beispielsweise können sich die Achsen zum Einparken quer zur Fahrtrichtung des Straßenverlaufs stellen, um seitlich in eine Parklücke hineinzufahren. Die Achsen können dazu über eine Funkverbindung und/oder eine Kabelverbindung miteinander kommunizieren und sich gegenseitig koordinieren. Eine Steuerung hierfür kann in einer Achse vorgesehen sein oder aus allen Steuerungen der angekoppelten Achsen gebildet werden. Eine Achse kann eine Masterfunktion in dem System aus Achsen übernehmen, und die Koordination übernehmen. Die Masterfunktion kann dabei zum Beispiel bezüglich der Fahrtrichtung variieren. Dabei kann in Fahrtrichtung eine Achse die Masterfunktion übernehmen, sodass sich ihr Sensorsystem in Fahrrichtung einen Überblick über die Umwelt verschaffen kann. Die weiteren Sensorsysteme können zusätzliche Daten über die Umwelt liefern.
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Das vorteilhafte Transportgehäuse kann ein Chassis zum Transportieren von Personen oder Gegenständen oder ein Koffergehäuse oder eine Golftasche oder ein Einkaufswagen oder ein Gehäuse eines Kraftfahrzeugs oder ein Kofferwagen oder eine Sackkarre oder ein Schubkarren oder ein Kinderwagen sein. Für alle diese Transportgehäuse kann eine einzige elektrifizierte Achse verwendet werden, die eine universelle Kupplung aufweist. Die Transportgehäuse weisen eine komplementäre universelle Gegenkupplung auf. Ferner ist denkbar, dass ein Transportgehäuse beispielsweise wie bei einem Koffergehäuse oder einer Golftasche fest mit dem Koffergehäuse verbunden wird. Diese Transportgehäuse weisen alle die gleiche Schnittstelle auf, an die eine Achse angebracht wird.
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Vorteilhafter Weise können die elektrifizierten Achsen eine Sensorik aufweisen, mit der sie die Personen und/oder die Gegenstände, welche in das Transportgehäuse geladen werden, registriert. So könnten beispielsweise Einkaufswägen bereitgestellt werden, die die Lebensmittel registrieren, die in den Einkaufswagen gelegt werden. Alternativ können Schultaschen vorgesehen sein, mit denen man feststellen kann welche Schulmittel in die Schultasche geladen sind und/oder geladen werden müssen. Es können auch Taxis bereitgestellt werden, bei denen die elektrifizierte Achse über ein kontaktloses Bezahlen die Fahrgäste für eine Fahrdienstleistung abkassiert. Ferner kann die elektrifizierte Achse ein Wiegemittel aufweisen, mit dem das Gewicht der geladenen Personen und/oder Gegenstände erfasst werden kann.
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Die unterschiedlichen und/oder eine Mehrzahl von gleichen Transportgehäuse können vorgehalten werden, um ein Transportsystem bereitzustellen, bei dem die elektrifizierte Achse mit der universellen Kupplung an die verschiedenen Transportgehäuse ankoppeln kann. Vorteilhafterweise kann durch die elektrifizierte Achse ein Transportsystem bereitgestellt werden, dass eine Vielzahl von Transportgehäusen für unterschiedliche Erfordernisse wie Vergnügungsfahrten, Lastwagenfahrten, Geländefahrten und Straßenfahrten ermöglicht, jedoch lediglich einen Antrieb für die verschiedenen Erfordernisse und Transportgehäuse vorsieht. Dadurch wird ein sehr kosteneffizientes Transportsystem erreicht.
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Bei einer geschickten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Kombinieren einer elektrifizierten Achse mit einem Transportgehäuse mittels eines Programms auf einem Computer, wobei der Computer insbesondere ein Smart Phone ist, bestimmt wird. So kann ein Computerprogramm bereitgestellt werden, welches die Transportgehäuse verwaltet und bestimmt welches Transportgehäuse zur Verfügung steht. Ferner kann das Computerprogramm den Ladezustand einer elektrifizierten Achse erfassen. Entsprechend kann für ein bestimmtes Erfordernis ein Transportgehäuse mit einer Achse kombiniert werden. Beispielsweise kann ein lastwagenartiges Transportgehäuse für ein Erfordernis bestimmt werden, bei der sperrige Gegenstände transportiert werden sollen. Da solche Gegenstände dazu neigen schwer zu sein, kann das Computerprogramm eine elektrifizierte Achse mit einer möglichst vollen Batterie für eine Kombination mit einem Transportgehäuse auswählen. Ebenso kann für ein schnelles Fahren mit einem sportlichen Transportgehäuse eine volle Batterie ausgewählt werden. Für kurze Fahrten können Batterien ausgewählt werden, die nicht maximal geladen sind. Es ist auch vorstellbar, dass das Computerprogramm bei einem beladenen Zustand die Reichweite der Batterie angibt. Ferner kann das Computerprogramm als Navigationssystem für die elektrifizierte Achse vorgesehen sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
- 1 eine elektrifizierte Achse mit einer universellen Kupplung,
- 2 a) bis c) ein Fahrzeug kombiniert aus einem Transportgehäuse und wenigstens einer elektrifizierten Achse,
- 3 a) bis c) ein Fahrzeug mit elektrifizierten Achsen bei verschiedenen Fahrmanövern.
- 4 Fahrrad mit einer elektrifizierten Achse,
- 5 Auto mit einer modifizierten Achse, und
- 6 Motorrad mit einer modifizierten Achse.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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In 1 ist eine elektrifizierte Achse 10 gezeigt. Die elektrifizierte Achse 10 umfasst zwei Räder 12, die links von rechts an einem Gehäuse 34 angebracht sind. Links und rechts ist in Leserichtung der Figuren zu verstehen. Das Gehäuse 34 umgibt verschiedene Bauteile wie einen Elektromotor 13, ein Getriebe 15, eine Batterie 16, ein Steuergerät 19, ein Sensorsystem 24 und/oder wenigstens teilweise eine Funkantenne 38 und/oder einen Ladestecker 36.
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Der Elektromotor 13 und das Getriebe 15 bilden einen elektrischen Antrieb 14, der mit dem Rad 12 verbunden ist. Vorzugsweise weist jedes Rad 12 einen eigenen elektrischen Antrieb 14 auf. Der elektrische Antrieb 14 ist mit der Steuerung 19 verbunden. Die Steuerung 19 regelt die Drehrichtung des elektrischen Antriebs 14 und somit des Rads 12. Die beiden Räder 12 können in unterschiedliche Richtungen und/oder in die gleiche Richtung gedreht werden und/oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in die gleiche Richtung gedreht werden. Insbesondere ist der Elektromotor 13 mit der Steuerung 19 verbunden.
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Ferner ist das Sensorsystem 24 mit der Steuerung 19 verbunden. Das Sensorsystem 24 kann eine GPS-Antenne, ein Lidar, eine Kamera, ein Radarsystem, ein Ultraschallsystem, eine internetfähige Connectivity Unit (CCU) zum Empfangen und Senden von Daten und/oder eine Funkantenne 38 umfassen. Die CCU kann mit der Funkantenne 38 ausgestattet sein. Durch die Funkantenne 38 wird eine Funkverbindung 30 mit dem Internet und/oder mit weiteren elektrifizierten Achsen 10 und/oder mit einem Computer und/oder mit einem Smartphone ermöglicht. Die Informationen welche durch das Sensorsystem 24 aufgenommen werden, können in der Steuerung 19 für ein autonomes Fahren verarbeitet werden.
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Die Batterie 16 ist mit der Steuerung 19 verbunden und versorgt das Sensorsystem 24, die Steuerung 19 und/oder den elektrischen Antrieb 14 mit elektrischer Energie. Der Ladestecker 36 ist wenigstens mittelbar mit der Batterie verbunden, sodass durch den Ladestecker elektrische Energie zum Auffüllen der Batterie in die elektrifizierte Achse 10 eingespeist werden kann. Um ein Laden zu bewerkstelligen, kann die elektrifiziert der Achse 10 autonom zu einer Ladestation fahren und den Ladestecker in eine Büchse in der Ladestation selbständig einstecken. Solch eine eingesteckte Achse 10 kann Teil eines globalen Energiespeichersystems für Gebäude sein. Es können hierzu die Batterien verschiedener Geräte und wenigstens einer Achse 10 zu einem energiespeichernden Netzwerk zusammengeschlossen werden, und vorzugsweise kann mittels eines Energiemanagementsystems die dezentral gespeicherte Energie verwaltet werden. So kann beispielsweise bereits gespeicherte Energie von einer Achse 10 zu einer anderen Achse 10 gespeist werden, ohne extra Energie herstellen zu müssen. Mithin kann also solch eine eingesteckte Achse 10 weiteren eingesteckten Achsen 10 Energie über ein Netzwerk bereitstellen.
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Weiter weist das Gehäuse 34, welches zwischen den beiden Rädern 12 angeordnet ist auf seiner Oberseite eine universelle Kupplung 18 auf. Die Kupplung 18 ist bolzenförmig ausgebildet. An ihrem distalen Ende weist die Kupplung 18 ein pilzkopfförmiges Ende 22 auf. Das pilzkopfförmige Ende 22 wird durch einen Einstich hergestellt, der das pilzkopfförmige Ende 22 von dem übrigen Teil der Kupplung 18 abtrennt. Der Einstich ist als umlaufende Nut ausgebildet. Ferner ist die Kupplung 18 in vertikaler Richtung 1 in das Gehäuse 34 wenigstens teilweise versenkt war. Vertikal ist quer zur Rotationsachse der Räder 12 zu verstehen. Die Kupplung 18 kann einen Freiheitsgrad aufweisen, der eine Drehung 2 um seine Längsachse ermöglicht. Somit ist eine Drehung um die vertikale Achse 1 möglich. Die Drehung 2 kann durch die Lagerung der Kupplung 18 in dem Gehäuse 34 bereitgestellt werden. Alternativ kann die Drehung 2 durch eine Verbindung der Kupplung der Achse mit einer Gegenkupplung des Transportgehäuses 20 bereitgestellt werden.
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Die elektrifizierte Achse 10 kann autonom fahren, was durch das Sensorsystem 24 ermöglicht wird. Ferner kann die Achse 10 auch eine Überwachungsfunktion aufweisen, mittels derer die Achse 10 ein Areal mittels dem Sensorsystem 24 überwacht. Dazu kann die Achse 10 das Areal abfahren und die Umgebung des Areals mit dem Sensorsystem 24 erfassen. Beispielsweise kann eine Kamera Bilder des Areals aufnehmen. Dadurch kann unbefugtes Betreten des Areals erkannt werden. Die Achse 10 kann auf einem Areal Patrouillenfahrten ausführen.
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Die Kupplung 18 ist mittig zwischen den Rädern 12 angeordnet. Der Stecker 36 kann seitlich an einer oberen Ecke des Gehäuses 34 angeordnet sein. Es kann eine gemeinsame Steuerung 19 für mehrere elektrische Antriebe 14 vorgesehen sein. Die Funkantenne 38 kann auf einer oberen Seite des Gehäuses 34 angeordnet sein, wobei zwischen der Funkantenne 38 und dem Ladestecker 36 die Kupplung 18 angeordnet ist.
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In 2 ist ein Fahrzeug 26 umfassend ein Transportgehäuse 20 und wenigstens eine Achse 10 dargestellt, an dem eine elektrifizierte Achse 10 angekoppelt ist. Durch die Achse 10 kann das Transportgehäuse 20 fortbewegt werden. Das Transportgehäuse 20 kann ein Chassis zum Transportieren von Personen oder Gegenständen oder ein Koffergehäuse oder eine Golftasche oder ein Einkaufswagen oder ein Gehäuse eines Kraftfahrzeugs oder ein Kofferwagen oder eine Sackkarre oder ein Schubkarren oder ein Kinderwagen sein.
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In 2a) ist ein Transportgehäuse 20 gezeigt, an dem vier Achsen 10 auf der Unterseite angeordnet sind. Die Achsen 10 sind im Bereich der Ecken des Transportgehäuses 20 angebracht. Ferner kommunizieren die Achsen 10 über eine Funkverbindung 30 miteinander. Über diese Funkverbindung 30 können die Achsen 10 auch mit dem Internet und/oder einem Smartphone und/oder anderweitigen Computergeräten kommunizieren. Die Mehrzahl der Achsen 10 können in einem Master-Slave-System miteinander verschaltet sein, wobei wenigstens eine Achse 10 eine Masterfunktion übernimmt. Diese Masterfunktion kann variabel sein. Die Masterfunktion kann eine Achse 10 übernehmen die in Bewegungsrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Sensorsystem 24 des Masters die besten Informationen sammeln, da sein Sensorsystem 24 nicht durch das Transportgehäuse oder durch andere Achsen 10 verdeckt ist, und beispielsweise durch Informationen der übrigen Achsen 10 ergänzen. Der Master stellt seine Steuerung 19 für die übrigen Achsen 10, die die Slavefunktion übernehmen, zur Verfügung. Alternativ können die Steuerungen 19 aller Achsen 10 nach einem Cloud-Prinzip miteinander zu einer leistungsstärkeren Steuerung verschaltet werden. Ferner können die Sensorsysteme 24 durch das Cloud-Prinzip zu einem umfassenderen Sensorsystem zusammengeschlossen werden.
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In 2b) ist ein Transportgehäuse 20 mit drei Achsen 10 gezeigt, die nach einer der Ausführungsformen der 2a) miteinander verschaltet sein können. Durch die Verwendung von lediglich drei Achsen 10 kann eine Dreipunktauflage für zum Beispiel unebenes Gelände bereitgestellt werden.
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In 2c) ist ein Transportgehäuse 20 gezeigt, das nicht angetriebene Räder 28 aufweist. Dieses Transportgehäuse 20 wird durch lediglich eine Achse 10 gezogen. Die passiven Räder 28 werden durch die aktive Achse 10 gedreht. Diese Achse 10 kann über die Funkverbindung 30 mit dem Internet und/oder einem Computergerät und/oder einem Smartphone und/oder weiteren Achsen an weiteren Transportgehäusen 20 verbunden sein.
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In 3 ist ein Fahrzeug 26 umfassend ein Transportgehäuse 20 und vier Achsen 10 während verschiedenen Fahrmanövern gezeigt. Dabei können sich die Achsen 10 über ihre Funkverbindung 30 gegenseitig koordinieren und über ihre drehbare Kupplung 18 eine Drehung 2 in einer horizontalen Ebene ausführen, sodass sie ihre Rollrichtung verändern.
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In 3a) sind vier Achsen 10 an einem Transportgehäuse 20 angeordnet, wobei die Räder 12 der Achsen 10 die gleiche Rollrichtung aufweisen. Die Rotationsachsen der Räder 12 sind dabei parallel zueinander ausgerichtet. Dadurch wird eine nach vorne gerichtete Bewegungsrichtung 32 für eine Geradeausfahrt erzeugt.
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In 3b) ist eine Kurvenfahrt dargestellt, bei dem die Bewegungsrichtung 32 eine Biegung aufweist. Dazu koordinieren sich die Achsen 10 derartig, dass die Rotationsachsen der Räder 12 einen Winkel miteinander einschließen. Bei vier Achsen 10 schließen die Rotationsachsen links und rechts des Fahrzeugs 26 jeweils einen eigenen Winkel ein. Die Drehung 2 der Achsen 10 in der horizontalen Ebene kann dabei erzeugt werden, indem sich die Räder 12 eine Achse 10 unterschiedlich schnell oder in unterschiedliche Richtungen drehen. Dies kann erreicht werden, indem jedes Rad 12 mit einem eigenen elektrischen Antrieb 14 angetrieben wird.
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In 3c) ist ein Fahrmanöver für beispielsweise eine Einparksituation gezeigt. Das Fahrzeug 26 kann seitlich fahren, in dem es die Rotationsachse aller elektrifizierter Achsen 10 gegenüber der Bewegungsrichtung 32 aus 3a) um 90° dreht. Die Drehung 2 wird erzeug, indem sich die Räder 12 unterschiedlich schnell oder in unterschiedliche Richtungen drehen. Dabei werden die Rotationsachsen parallel zueinander ausgerichtet. Dieses Fahrmanöver erlaubt es eine Bewegungsrichtung 32 einzunehmen, die ein seitliches Fahren ermöglicht. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Fahrzeug 26 neben eine seitliche Parklücke fährt und seine Achsen 10 in die Position der 3c) koordiniert und eine seitliche Bewegungsrichtung 32 einschlägt, um in die Parklücke einzuparken.
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In 4 ist ein Fahrrad 100 gezeigt, in dessen Gabel 101 eine elektrifizierte Achse 10 eingefügt werden kann. Die elektrifizierte Achse 10 weist eine Kupplung 18, die mit der Gabel verbunden werden kann. Um die Lenkbewegung des Fahrers des Fahrrads 100 an die Achse 10 zu übermitteln, kann ein Sensor in der Kupplung 18 angeordnet sein. Alternativ kann das am Lenker 104 erzeugte Drehmoment M_Lenk an den Räder 12 gemessen werden. Dabei weisen die Räder das gleiche Drehmoment auf, jedoch ist das Drehmoment in unterschiedliche Richtungen gerichtet. Dadurch kann ein Lenkwinkel α_Lenk eingestellt werden. Ferner kann eine Bremskraft F_B an einem Bremshebel 105 erzeugt werden, die auf ein Bremssystem 103 wie Bremsbacken übertragen wird. Das Bremssystem wirkt bei eingekuppelter Achse 10 auf einen Drucksensor 102, sodass die Achse ein Bremsen einleitet. In der 4 ist der Bereich des Bremselements mit dem Drucksensor in einer Detailansicht vergrößert dargestellt, wobei das Einfügen in das Bremselement durch einen gestrichelt dargestellten Drucksensor gezeigt ist. Die Bremskraft F_B oder eine veränderte Bremskraft wird durch einen Seilzug oder eine Hydraulik oder einen elektrischen Aktuator auf den Drucksensor vom Bremshebel übertragen. Durch die Achse 10 kann ein Fahrrad 100 zu einem autonom fahrenden Fahrzeug modifiziert werden, da nun ein dreirädriges Fahrzeug geschaffen werden kann. Die Achse 10 kann auch anstatt dem Hinterrad des Fahrrads eingebaut sein. Die Kupplung 18 für das Fahrrad weist zur vertikalen Achse querstehende Fortsätze auf, die in die Gabel eingesetzt werden können.
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In 5 ist ein Fahrzeug 200 mit seinen Bestandsrädern 201 auf einer modifizierten Achse 10a angeordnet, wobei die modifizierte Achse 10a eine Aufnahme 202 für die Räder 202 aufweist. Die Aufnahme 202 kann V-förmig sein. Das Fahrzeug kann ein Auto oder ein Motorrad wie in 6 sein. Es kann unter jedes Bestandsrad 201 eine modifizierte Achse 10a angeordnet werden, oder lediglich nur unter ein oder zwei oder drei Bestandsräder 201. Die Aufnahme 202 stellt eine universelle Kupplung dar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- vertikale Richtung
- 10
- elektrifizierte Achse
- 10a
- modifizierte Achse
- 12
- Rad
- 13
- Elektromotor
- 14
- elektrischer Antrieb
- 15
- Getriebe
- 16
- Batterie
- 18
- Kupplung
- 19
- Steuerung
- 20
- Transportgehäusen
- 22
- pilzkopfförmiges Ende
- 24
- Sensorsystem
- 26
- Fahrzeug
- 28
- nicht angetriebenes Rad
- 30
- Funkverbindung
- 32
- Bewegungsrichtung
- 34
- Gehäuse
- 36
- Stecker
- 38
- Funkantenne
- 100
- Fahrrad
- 101
- Gabel
- 102
- Drucksensor
- 103
- Bremselement
- 104
- Lenker
- 105
- Bremshebel
- 200
- Fahrzeug
- 201
- Bestandsrad
- 202
- Aufnahme
