DE102021202499A1

DE102021202499A1 - Transportfahrzeug für Schwerlasttransporte und Transportvorrichtung zum Transport und zur Handhabung schwerer Lasten

Info

Publication number: DE102021202499A1
Application number: DE102021202499.8A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Riedel; Michael Trenkle
Original assignee: Deckel Maho Pfronten GmbH
Current assignee: Deckel Maho Pfronten GmbH
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2022-09-15
Also published as: WO2022194661A1

Abstract

Die Erfindung stellt ein Transportfahrzeug 100 für Schwerlasttransporte, insbesondere zum Einsatz in einer Fertigungshalle, umfassend einen Rahmenkörper 3 und eine Vielzahl am Rahmenkörper 3 befestigter Antriebseinrichtungen 1,2, die jeweils über eine Trägereinheit 12 der Antriebseinrichtung 1,2 am Rahmenkörper befestigt sind und jeweils eine mit der Trägereinheit 12 verbundene Fahrwerkeinheit 13 zum Verfahren des Transportfahrzeugs 100 auf einer Grundfläche 101 umfassen, wobei von der Vielzahl der Antriebseinrichtungen 1,2 zumindest eine erste 1a und eine zweite Antriebseinrichtung 1b jeweils eine Lagereinheit 14 mit einer Hydraulikkammer 41 umfassen, über die die Fahrwerkeinheit 13 gegenüber der Trägereinheit 12 entlang einer ersten Achse Z, insbesondere entlang einer vertikalen Achse, verschiebbar gelagert ist, und wobei die Lagereinheiten 14 der ersten 1a und der zweiten Antriebseinrichtung 1b hydraulisch miteinander gekoppelt sind, bereit.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transportfahrzeug für Schwerlasttransporte sowie eine Transportvorrichtung zum Transport und zur Handhabung schwerer Lasten, insbesondere zum Einsatz in einer Fertigungshalle.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem Stand der Technik sind meist fahrerlose fahrende Transportfahrzeuge zum Einsatz in Fertigungshallen bekannt, die zum Transport von Bauteilen, Werkstücken, Werkzeugen und dergleichen im Rahmen einer industriellen Fertigung in einem Maschinenpark zum Einsatz kommen.
Diese meist autonom fahrenden Transportfahrzeuge werden dabei üblicherweise im Rahmen einer zumindest teilweise automatisierten Materialflusskette zwischen Werkzeugmaschinen, Rüstplätzen, Lagereinrichtungen und dergleichen eingesetzt. Daraus ergeben sich vergleichsweise hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit besagter Transportfahrzeuge, da diese mit ständig wechselnden Randbedingungen im Zuge eines Transportvorgangs konfrontiert werden und auch entsprechend darauf reagieren müssen.
So fallen beispielsweise bei unterschiedlichen Transportvorgängen je nach zu transportierendem Transportgut Beladungszustände des Transportfahrzeugs unterschiedlich aus oder das Transportfahrzeug muss aufgrund des Einsatzes in einer weitläufigen Umgebung einer Fertigungshalle bzw. eines Maschinenparks in geeigneter Weise auf sich ändernde Umgebungsbedingungen reagieren können.
Mit einem steigenden Gewicht des durch die Transportfahrzeuge zu transportierenden Transportguts steigen dabei auch besagte Anforderungen, besonders im Hinblick auf eine durch das Transportgut verursachte Last, da z.B. bereits eine geringe Positionsabweichung des Transportguts von einer Soll-Position aufgrund des hohen Gewichts zu erheblichen Änderungen in der Belastung führen kann.
Beim Einsatz eines beispielhaften manuell zu bedienenden Schwerlastgabelstaplers als Transportfahrzeug ist es für einen Maschinenführer noch möglich, auf derartige Ungleichmäßigkeiten bzw. betriebsbedingte Einflüsse zu reagieren, wohingegen im Falle fahrerlos fahrender Transportfahrzeuge diese Aufgabe den Transportfahrzeugen selbst obliegt.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Transportfahrzeug für Schwerlasttransporte mit einer Möglichkeit zur Kompensation von betriebsbedingten Einflüssen während eines Transportvorgangs bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Transportfahrzeug nach Anspruch 1 vorgeschlagen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist zudem, eine Transportvorrichtung zum Transport und zur Handhabung schwerer Lasten mit einer Möglichkeit zur Kompensation von betriebsbedingten Einflüssen während des Transports und während der Handhabung der schweren Lasten bereitzustellen.
Zur Lösung dieser weiteren Aufgabe wird eine Transportvorrichtung nach Anspruch 15 vorgeschlagen.
Die jeweiligen abhängigen Ansprüche beziehen sich dabei auf bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die jeweils für sich genommen oder in Kombination bereitgestellt werden können.
Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird ein Transportfahrzeug für Schwerlasttransporte, insbesondere zum Einsatz in einer Fertigungshalle, bereitgestellt, umfassend einen Rahmenkörper und eine Vielzahl am Rahmenkörper befestigter Antriebseinrichtungen, die jeweils über eine Trägereinheit der Antriebseinrichtung am Rahmenkörper befestigt sind und jeweils eine mit der Trägereinheit verbundene Fahrwerkeinheit zum Verfahren des Transportfahrzeugs auf einer Grundfläche umfassen, wobei von der Vielzahl der Antriebseinrichtungen zumindest eine erste und eine zweite Antriebseinrichtung jeweils eine Lagereinheit mit einer Hydraulikkammer umfassen, über die die Fahrwerkeinheit gegenüber der Trägereinheit entlang einer ersten Achse, insbesondere entlang einer vertikalen Achse, verschiebbar gelagert ist, und wobei die Lagereinheiten der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
Durch das erfindungsgemäße Transportfahrzeug wird eine Möglichkeit zum Transport schwerer Lasten bereitgestellt, wobei durch die hydraulische Kopplung der Lagereinheiten der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung eine transportfahrzeuginterne Kompensation von betriebsbedingten Einflüssen auf das Transportfahrzeug ermöglicht wird, zu denen vorwiegend beladungsbedingte und/oder umgebungsbedingten Einflüsse zählen.
Die Kompensation ist hierbei als unter die Maßgabe fallend zu verstehen, während eines Transports Abweichungen von einer Soll-Konfiguration zu verringern, die sich unter anderem durch relative Position und Ausrichtung des Transportguts auf dem Transportfahrzeug, eine Kippstellung und/oder Höhe des Rahmenkörpers bzw. des Transportguts gegenüber der Grundfläche, eine Lastverteilung - insbesondere auf die den Rahmenkörper tragenden Antriebseinrichtungen - und dergleichen definiert. So ist es insbesondere für den Transport schwerer Transportgüter vorteilhaft, dass diese im Zuge des Transports in Relation zur Grundfläche möglichst nicht verkippt werden, nicht auf dem Transportfahrzeug verrutschen und eine Verteilung der zu tragenden Last auf die einzelnen Antriebseinrichtungen möglichst gleichmäßig ausfällt. Betriebsbedingte Einflüsse führen zu sich ändernden Betriebsrandbedingungen des Transportfahrzeugs und sollten daher kompensiert werden, um deren bereits beispielhaft beschrieben Auswirkungen auf das Transportfahrzeug möglichst gering zu halten.
Die hydraulische Kopplung kann dazu in vorteilhafter Weise zur Übertragung von Informationen und/oder zur Übertragung von Energie und/oder zur Übertragung von Kräften und/oder Verschiebungen zwischen den beiden besagten Antriebseinrichtungen bzw. deren Lagereinheiten eingesetzt werden, was wiederum dem vorgenannten Zweck der Kompensation beladungsbedingter und/oder umgebungsbedingter Einflüsse während des Transportvorgangs dient.
So kann in vorteilhafter Weise auf Änderungen eines Beladungszustandes - z.B. durchunterschiedlich schwere Transportgüter, unterschiedliche Transportpositionen auf dem Transportfahrzeug, Verrutschen des Transportguts während des Transports etc. - oder auch auf Änderungen der Umgebung - z.B. in Form von Bodenunebenheiten der überfahrenen Grundfläche - reagiert werden, indem Informationen und/oder Energie und/oder Kräfte und/oder Verschiebungen zwischen der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung bzw. zwischen deren Lagereinheiten übertragen wird.
Wird beispielsweise die erste Antriebseinrichtung während eines Transportvorgangs einer Umgebungsänderung ausgesetzt, z.B. in Form einer Bodenunebenheit, so kann eine diesbezügliche Information (oder auch Energie etc.) über die hydraulische Kopplung an die zweite Antriebseinrichtung übertragen werden, sodass in vorteilhafter Weise die erste und die zweite Antriebseinrichtung in Kombination zur Kompensation der zuvor genannten Umgebungsänderung eingesetzt werden, was sich beispielsweise in einer Reduktion eines Verkippens des Rahmenkörpers und damit eines darauf befindlichen Transportguts aufgrund der Bodenunebenheit äußern kann.
Somit können selbst im Falle einer lediglich auf die erste Antriebseinrichtung wirkenden Veränderung - z.B. der Umgebung - sowohl die erste als auch die mit dieser gekoppelten zweite Antriebseinrichtung zur Kompensation eingesetzt werden, was im Vergleich zu einer lediglich von der ersten Antriebseinrichtung zu bewirkenden Kompensation einen größeren Kompensationsspielraum und damit auch eine effizientere Kompensation zulässt.
Auf diese Weise lässt sich auf zuverlässige und effiziente Weise auf Änderungen der Betriebsrandbedingungen während des Transportvorgangs reagieren.
Durch die verschiebbare Lagerung über die Lagereinheiten der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung sind deren geometrische Abmessungen zumindest in Richtung der ersten Achse veränderbar, sodass im exemplarischen Falle einer vertikal verlaufenden ersten Achse eine Höhe bzw. ein Abstand des Rahmenkörpers, der mit den jeweiligen Trägereinheiten der Antriebseinrichtungen verbunden ist, und der Grundfläche, die mit der Fahrwerkeinheit in Kontakt steht, veränderlich ist. Unter „vertikal“ ist dabei im Wesentlichen die zu einem Normalenvektor einer nicht geneigten Grundfläche parallel verlaufende Richtung zu verstehen ist, die üblicherweise im Wesentlichen parallel zum Schwerfeld der Erde verläuft.
Durch die hydraulische Kopplung kann diese durch die Lagereinheiten bereitgestellte Verschiebbarkeit in vorteilhafter Weise zur Kompensation sich ändernder Randbedingungen eingesetzt werden, indem nicht nur Informationen zu den relationalen Positionen der mit den Lagereinheiten verbundenen Träger- und Fahrwerkeinheiten, sondern auch Verschiebungen selbst zwischen den beiden Antriebseinrichtungen bzw. zwischen deren Lagereinheiten übertragen werden können, um so beispielweise durch die Umgebung bedingte Höhenunterschiede der Grundfläche besser auszugleichen.
Unter Rahmenkörper ist ein Fahrzeugrahmen oder ein Fahrzeuggestell des Transportfahrzeugs zu verstehen, dass geometrisch beliebig gestaltet sein kann und ein einziges Bauteil oder eine Bauteilgruppe mehrere miteinander verbundener Einzelteile des Rahmenkörpers sein kann.
Unter der hydraulischen Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung bzw. zwischen deren Lagereinheiten sind hierbei jedwede Verbindungsmöglichkeiten aus dem Bereich der Hydraulik zu verstehen, bei denen es sich - nicht erschöpfend - um eine hydraulische Verbindungsleitung, eine hydraulische Drossel, eine hydraulische Kapazität, ein schaltbares Ventil, einen hydraulischen Wandler bzw. Druckübersetzter zur Vorgabe eines Druckverhältnisses zwischen hydraulischen Drücken in den Hydraulikkammern der beiden Lagereinheiten oder dergleichen handeln kann.
Überdies kann durch die hydraulische Kopplung in Kombination mit den gegenüber einander verschiebbar gelagerten Träger- und Fahrwerkeinheiten der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung eine gegenüber der Grundfläche statisch bestimmte Lagerung des Rahmenkörpers - zumindest bezogen auf die Richtung der ersten Achse - in einer Ruheposition des Transportfahrzeugs ermöglicht werden, die üblicherweise dreier räumlich eindeutig positionierter Auflagepunkte des Rahmenkörpers bedarf, welche durch die jeweiligen am Rahmenkörper befestigten Antriebseinrichtungen verwirklicht sind.
Je nach Ausführung des Transportfahrzeugs können diese allerdings mehr als drei Antriebseinrichtungen umfassen, um so eine Einzelbelastung einer einzelnen Antriebseinrichtung zu reduzieren oder eine Lastverteilung innerhalb des Transportfahrzeugs, insbesondere bei besonders schwerem Transportgut, zu verbessern, was allerdings zu einer statischen Überbestimmtheit führt, infolge derer beispielsweise die Gefahr besteht, dass bei unebener Grundfläche einzelne Antriebseinrichtungen den Kontakt zur Grundfläche während eines Transportvorgangs verlieren und „in der Luft hängen“.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung stellen die mit dem Rahmenkörper verbundenen und bzgl. der Fahrwerkeinheit verschiebbar gelagerten Trägereinheiten im konzeptionellen Sinne keinen räumlich eindeutig positioniert Auflagepunkt dar, da deren Position eben nicht räumlich eindeutig festgelegt ist, sondern aufgrund besagter Verschiebbarkeit veränderlich ist. Über die erfindungsgemäße hydraulische Kopplung kann das Konzept einer Wippe oder eines Hebelmechanismus umgesetzt werden, bei dem die miteinander gekoppelten Antriebseinrichtungen einen von den Randbedingungen abhängigen Gleichgewichtszustand einnehmen und damit erst in Kombination einen räumlich eindeutig positionierten Auflagepunkt des Rahmenkörpers definieren.
Mit exemplarischen Bezug auf ein Ausführungsbeispiel mit vier Antriebseinrichtungen, von denen zwei der hydraulisch gekoppelten ersten und der zweiten Antriebseinrichtung entsprechen, ist der Rahmenkörper des Transportfahrzeugs trotzdem zumindest in Richtung der ersten Achsen statisch bestimmt und nicht statisch überbestimmt, da zwei der vier Antriebseinrichtungen erst zusammen einen eindeutig positionierten Auflagepunkt definieren. Mit Bezug auf das Konzept der Wippe entspräche diese exemplarische Konstellation im übertragenen Sinne einem exemplarischen Körper, der an zwei ortsfesten Punkten aufliegt und zusätzlich eine an diesem Körper drehbar befestigte Wippe mit zwei Hebelarmen aufweist, wobei je ein Hebelarm auf einem dritten und einem vierten ortsfesten Punkt aufliegt. In diesem Fall wird eine auf den Körper wirkende Last auf alle vier ortsfesten Punkte verteilt, wobei der Körper selbst durch die Position der ersten zwei Punkte und durch den Verbindungspunkt zur Wippe durch eine Auflage auf drei Punkten statisch bestimmt gelagert ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Lagereinheiten der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung derart hydraulisch miteinander gekoppelt, dass zumindest in einem Ruhezustand des Transportfahrzeugs ein hydraulischer Druck innerhalb der Hydraulikkammer der ersten Antriebseinrichtung und ein hydraulischer Druck innerhalb der Hydraulikammer der zweiten Antriebseinrichtung in einem festgelegten Verhältnis stehen, insbesondere sind die hydraulischen Drücke im Wesentlichen gleich.
Unter Ruhezustand kann dabei ein Stillstehen des Transportfahrzeugs auf der Grundfläche verstanden werden, wobei sich ein Gleichgewichtszustand, insbesondere von den beiden Lagereinheiten der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung, bereits eingestellt hat.
Im Gegensatz zum Ruhezustand kann es während eines Transports zu zusätzlichen dynamischen Effekten wie Trägheit oder Dämpfung kommen, sodass die hydraulischen Drücke selbst im Vergleich zum Ruhezustand keine statischen Größen, sondern dynamische und damit veränderliche Größen sind, die zwar miteinander gekoppelt sind, deren Verhältnis aufgrund besagter dynamischer Effekte allerdings nicht mehr zwingend dem festgelegten Verhältnis entsprechen muss. Da sich das Transportfahrzeug aufgrund des hohen Gewichts des zu transportierenden Transportguts jedoch nur langsam bewegt, fallen diese dynamischen Effekte in der Regel vergleichsweise gering aus.
Ein entsprechendes Druckverhältnis kann dabei beispielweise durch einen zwischen den beiden Lagereinheiten bzw. deren Hydraulikkammern angeordneten hydraulischen Druckübersetzer, z.B. in Form eines Doppelkolben-Drückübersetzers, bei dem sich ein Druckverhältnis über ein Verhältnis der beiden Kolbenflächen definiert, bestimmt sein.
Im Falle gleicher hydraulischer Drücke kann ein Druckübersetzer mit dem Übersetzungsverhältnis 1:1 eingesetzt werden, oder aber eine kostengünstigere hydraulische Verbindungsleitung, die für einen Druckausgleich zwischen den beiden Hydraulikkammern sorgt.
Durch das Vorgeben eines Druckverhältnisses kann gezielt Einfluss auf die zwischen der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung übertragenen Informationen und/oder auf die übertragene Energie genommen werden und damit auch auf Verschiebungen und/oder Kräfte der verschiebbaren Lagerung durch die jeweilige Lagereinheit, um so z.B. eine Stützwirkung zumindest in Richtung der ersten Achsen der Antriebseinrichtungen gezielt auf eine Belastung durch das Transportgut anzupassen. Es ist hierbei anzumerken, dass sich die exemplarische Stützwirkung nicht allein durch den Druck definiert, sondern sich unter anderem auch über die geometrischen Abmessungen der Hydraulikkammern selbst bestimmt.
So kann im Falle einer bzgl. des Rahmenkörpers mittig unterhalb des Transportguts liegenden ersten Antriebseinrichtung und einer bzgl. des Rahmenkörpers am Rand angeordneten zweiten Antriebseinrichtung ein Druckverhältnis der Hydraulikkammern der Lagereinheiten derart festgelegt sein, dass der hydraulische Druck in der offensichtlich durch die Gewichtskraft des Transportguts stärker belasteten ersten Antriebseinrichtung größer ausfällt als der hydraulische Druck in der zweiten Antriebseinrichtung, was wiederum zu einem verbesserten Abstützen des Rahmenkörpers eingesetzt werden kann, mit dem ein durch das Transportgut bedingtes mittiges Durchbiegen des Rahmenkörpers selbst verringert wird.
Vorzugsweise kann das festgelegte Verhältnis zwischen den hydraulischen Drücken innerhalb der Lagereinheiten der beiden Antriebseinrichtung während des Transports variiert werden, wodurch die Möglichkeiten zur Kompensation zusätzlich erweitert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform stehen in dem zumindest einen Ruhezustand des Transportfahrzeugs eine über die Lagereinheit der ersten Antriebseinrichtung auf die zugehörige Fahrwerkeinheit wirkende Last und eine über die Lagereinheit der zweiten Antriebseinrichtung auf die zugehörige Fahrwerkeinheit wirkende Last in einem festgelegten Verhältnis, insbesondere sind die beiden Lasten gleich groß.
Insbesondere handelt es sich hierbei um die entlang der ersten Achsen der jeweiligen ersten und zweiten Antriebseinrichtung wirkenden Lasten.
Durch die verschiebbare Lagerung über die Lagereinheit mit der darin angeordneten Hydraulikkammer, wird zwischen der jeweiligen Trägereinheit und der Fahrwerkeinheit der beiden Antriebseinrichtungen in Richtung der ersten Achse eine Lagerkraft über das in den Hydraulikkammern befindliche Hydraulikmedium übertragen, wobei sich die übertragene Lagerkraft durch den Druck des Hydraulikmediums sowie durch die zu den ersten Achsen orthogonal ausgerichteten Kammerflächen der Hydraulikkammern bestimmt. So ergibt sich die von Seiten des Rahmenkörpers auf eine Fahrwerkeinheit einer der beiden Antriebseinrichtungen in Richtung der ersten Achse wirkende Last vereinfacht als Produkt des Drucks des Hydraulikmediums und einer fahrwerkseitigen Kammerfläche der Hydraulikkammer.
Im Wesentlichen gleich groß ist hierbei so zu verstehen, dass durch den Aufbau bedingte Unterschiede, z.B. in Form von geometrischen Abweichungen einzelner Bauteile innerhalb eines Toleranzbereichs, durchaus zu geringfügigen Unterschiede der Lasten (oder auch der Drücke) führen können, wobei diese allerdings im Vergleich zur Größenordnung der Lasten (oder auch der Drücke) eher gering ausfallen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Transportfahrzeug eine mit zumindest einer Lagereinheit der Lagereinheiten der ersten und der zweiten Antriebsvorrichtung hydraulisch gekoppelte Hydraulikvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen hydraulischen Druck innerhalb der Hydraulikkammer der zumindest einen mit der Hydraulikvorrichtung gekoppelten Lagereinheit einzustellen.
Dadurch wird die bisher größtenteils passiv gehaltene hydraulische Kopplung durch die Möglichkeit einer aktiven Drucksteuerung erweitert, über die ein hydraulischer Druck in zumindest einer der Hydraulikkammern gezielt verändert werden kann
Bei besagter Hydraulikvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen vollständigen hydraulischen Steuer- oder Regelkreis handeln, der ein oder mehrere Druckversorgungseinrichtungen sowie Steuerungsventile und Messmittel zum Erfassen hydraulikspezifischer Größen, wie Druck und Volumen, umfasst.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird zumindest eine Hydraulikkammer der Lagereinheiten der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung durch ein Zylinderelement mit einer Aussparung und einem in dieser Aussparung entlang der ersten Achse verschiebbar gelagerten Kolbenelement begrenzt.
Auf diese Weise lässt sich die Lagereinheit mit Hydraulikammer zur verschiebbaren Lagerung auf einfache und kostengünstige Weise bereitstellen, wobei das in der Aussparung des Zylinderelements laufende Kolbenelement auf einfache Weise sicher gegenüber dem Zylinderelement gelagert werden kann, um so ein unerwünschtes Verkippen oder Verkeilen zu verhindern und damit für ein leichtgängiges gegeneinander gerichtetes Verschieben der beiden Elemente entlang der ersten Achse zu sorgen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist bei der zumindest einen Hydraulikkammer das Zylinderelement der Lagereinheit mit der Trägereinheit und das Kolbenelement der Lagereinheit mit der Fahrwerkeinheit verbunden.
Durch diese Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise eine üblicherweise am Zylinderelement anzuordnende Auslassöffnung der Hydraulikkammer auf Seiten der Trägereinheit angeordnet werden, sodass die Anschlussöffnung zum Herstellen der hydraulischen Kopplung jeweils auf einer Oberseite der ersten und/oder zweiten Antriebseinrichtung liegt, was ein Anschließen eines Verbindungselements erheblich erleichtert.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestimmt sich bei der ersten und/oder der zweiten Antriebseinrichtung eine bezüglich der ersten Achse relative Position der Fahrwerkeinheit gegenüber der zugehörigen Trägereinheit durch ein Volumen der Hydraulikkammer der Lagereinheit.
Dadurch steht zur relativen Positionsangabe der Fahrwerkeinheit und der Trägereinheit entlang der ersten Achse eine vergleichsweise einfach anzugebende Größe bereit, nämlich das momentane Volumen der Hydraulikkammer, welches beispielsweise bei Verwendung einer Hydraulikvorrichtung zur hydraulischen Steuerung der gekoppelten Antriebseinrichtungen als Steuergröße verwendet werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trägereinheit zumindest einer Antriebseinrichtung ein an dem Rahmenkörper befestigtes erstes Trägerelement und ein mit der Lagereinheit verbundenes zweites Trägerelement, wobei das erste und das zweite Trägerelement um eine erste Rotationsachse, die insbesondere entlang der ersten Achse der Antriebseinrichtung verläuft, drehbar miteinander verbunden sind.
Dadurch wird die Menge möglicher Relativbewegungen des Rahmenkörpers zur Grundfläche (abgesehen von den Fahrbewegungen des Transportfahrzeugs auf der Grundfläche selbst) bzw. des Rahmenkörpers zur Fahrwerkeinheit der betreffenden Antriebseinrichtung um eine rotatorische Bewegung erweitert. Beispielsweise kann so im Falle der ersten oder zweiten Antriebseinrichtung die Fahrwerkeinheit relativ zum Rahmenkörper entlang der ersten Achse translatorisch verschoben und durch Verdrehung von dem erstem gegenüber dem zweiten Trägerelement auch verdreht werden.
Auf diese Weise können während eines Transportvorgangs Lenkbewegungen auf die Fahrwerkeinheit übertragen werden, um so mit Bezug auf die Grundfläche das Transportfahrzeug auch entlang gekrümmter Bahnkurven zu verfahren.
Vorzugsweise umfassen alle Antriebseinrichtungen der Vielzahl von Antriebseinrichtung gegeneinander verdrehbare erste und zweite Trägerelemente gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
Dadurch können alle Antriebseinrichtung zur Umsetzung einer Kurvenfahrt entlang gekrümmter Bahnkurven eingesetzt werden, was die Menge zu realisierender Bahnkurven des Transportfahrzeugs erhöht.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Fahrwerkeinheit zumindest einer Antriebseinrichtung bezüglich der Trägereinheit um eine zur ersten Rotationsachse winklig, insbesondere senkrecht, stehende zweite Rotationsachse drehbar gelagert.
Dadurch wird die Menge möglicher Relativbewegungen des Rahmenkörpers zur Fahrwerkeinheit der betreffenden Antriebseinrichtung um eine weitere rotatorische Bewegung um eine zur ersten Achse unterschiedliche orientierte zweite Rotationsachse erweitert, die nachfolgend als Kippbewegung der Fahrwerkeinheit bezeichnet wird.
Die Fahrwerkeinheit kann somit relativ zu den übrigen Komponenten der Antriebseinrichtung verkippt werden, insbesondere um eine zur Grundfläche im Wesentlichen parallel stehende zweite Rotationsachse, sodass örtliche Unregelmäßigkeiten der Grundfläche, z.B. in Form leichter Schrägstellungen, durch die Kippbewegung der Fahrwerkeinheit kompensiert werden können und so für eine verbesserte Auflage und damit einen verbesserten Kontakt der Fahrwerkeinheit mit der Grundfläche sorgen.
Vorzugsweise umfassen alle Antriebseinrichtungen der Vielzahl von Antriebseinrichtung eine um eine jeweils zweite Rotationsachse verdrehbare Fahrwerkeinheit gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Fahrwerkeinheit zumindest einer Antriebseinrichtung eine Vielzahl von Rädern, von denen zumindest zwei unabhängig voneinander durch jeweilige Antriebseinheiten der Fahrwerkeinheit antreibbar sind.
Durch Antreiben der Räder kann eine Verfahrbewegung des Transportfahrzeugs auf der Grundfläche umgesetzt werden, wobei die Möglichkeit des unabhängigen Antreibens die Möglichkeiten erweitert, auf Umgebungsänderungen zu reagieren oder vorgegebene Verfahrbewegungen bestmöglich umzusetzen.
Besonders in Kombination mit den relative zueinander verdrehbaren ersten und zweiten Trägerelementen um die erste Rotationsachse, kann eine Vielzahl von möglichen Verfahrbewegungen des Transportfahrzeugs bereitgestellt werden.
So können beispielsweise die unabhängig voneinander antreibbaren Räder gegenläufig angetrieben werden und so eine winkelmäßige Ausrichtung der Fahrwerkeinheit gegenüber dem Rahmenkörper bei im Wesentlich an Ort und Stelle verbleibenden Transportfahrzeug bewirken.
Vorzugsweise umfassen die Fahrwerkeinheiten aller Antriebseinrichtungen der Vielzahl von Antriebseinrichtungen eine Vielzahl von Rädern, von denen zumindest zwei unabhängig voneinander durch jeweilige Antriebseinheiten der Fahrwerkeinheit antreibbar sind, was wiederum besonders vorteilhaft in Kombination mit relativ zueinander verdrehbaren Trägerelementen ist.
Dadurch kann die Vielzahl von Verfahrbewegungen des Transportfahrzeugs zusätzlich erhöht werden. So können beispielsweise bei an Ort und Stelle verbleibendem Transportfahrzeug alle Fahrwerkeinheiten durch gegenläufiges Antreiben der Räder um einen beliebigen Winkel - z.B. um 90°- relativ zum Rahmenkörper um die erste Rotationsachse verdreht werden, sodass das Transportfahrzeug aus dem Stand heraus in jede beliebige Richtung auf der Grundfläche verfahren werden kann und auch eckige Verfahrbewegungen mit einer an dieser Stelle nicht stetig differenzierbaren Bewegungstrajektorie realisiert werden können.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Transportfahrzeug eine Steuerungsvorrichtung, die mit den Antriebseinheiten der zumindest einen Antriebseinrichtung gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, die Antriebseinheiten unabhängig voneinander anzusteuern.
Vorzugsweise ist die Steuerungsvorrichtung mit allen verfügbare Antriebseinheiten des Transportfahrzeugs gekoppelt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Transportfahrzeug als autonom fahrendes Transportfahrzeug ausgeführt, dergestalt, dass das Transportfahrzeug fahrerlos entlang virtueller Fahrlinien unabhängig von einer in einer Umgebung des Transportfahrzeugs angeordneten Führungsvorrichtung verfahren werden kann.
Auf diese Weise ist das Fahrzeug nicht an örtliche Führungsvorrichtungen gebunden und kann so an jeder beliebigen Stelle in der Fertigungshalle bzw. im Maschinenpark eingesetzt werden, ohne vorher aufwendige Installationen, wie beispielsweise im Boden verlegte Induktionsschleifen, vorsehen zu müssen. Gerade in einem solchen Anwendungsfall ist es besonders vorteilhaft ein Transportfahrzeug im Sinne der Erfindung mit einer verbesserten Möglichkeit zur Kompensation von beladungs- und/oder umgebungsbezogenen Einflüssen bereitzustellen, sodass das Transportfahrzeug ohne nennenswerte vorherige Anpassung an verschiedene Einsatzumgebungen direkt verwendet werden kann, da es selbst die Möglichkeiten zur Kompensation besagter Einflüsse mit sich bringt.
Die Vorgabe einer Verfahrbewegung erfolgt entweder lokal durch ein durch eine Computereinheit des Transportfahrzeugs ausgeführtes Softwareprogrammprodukt oder aber zentral durch eine zentrale Computereinheit in der Fertigungshalle, die drahtlos mit der Computereinheit oder der Steuerungsvorrichtung von ein oder mehreren Transportfahrzeugen gekoppelt ist. Die Computereinheit des Transportfahrzeugs kann dabei als Teil der Steuerungsvorrichtung ausgeführt sein.
In beiden Fällen wird die vorgegebene Verfahrbewegung an die Steuerungsvorrichtung übermittelt, die auf Basis dessen die Antriebseinheiten ansteuert, um das Transportfahrzeug gemäß der vorgegebenen Verfahrbewegung zu verfahren.
Vorzugsweise umfasst das Transportfahrzeug dabei eine Energiespeichervorrichtung, die zur Energieversorgung des Transportfahrzeugs, insbesondere zur Energieversorgung der Antriebseinheiten, eingerichtet ist. Damit ist das Transportfahrzeug autark hinsichtlich einer externen Energieversorgung, sodass zusätzlich Versorgungskabel nicht notwendig sind.
Die Energiespeichervorrichtung ist dabei vorzugsweise auf einer Oberseite des Rahmenkörpers weitestgehend symmetrisch in Bezug auf die Vielzahl der Antriebseinrichtungen angeordnet, derart, dass eine Gewichtskraft der Energiespeichervorrichtung im Wesentlichen gleichmäßig auf die einzelnen Antriebseinrichtungen der Vielzahl von Antriebseinrichtungen verteilt wird. Damit wird sichergestellt, dass keine anfängliche asymmetrische Belastung noch vor Aufnahme des Transportguts und Einleitung eines Transportvorgangs vorliegt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Rahmenkörper mehrere identisch ausgeführte Aufnahmeabschnitte auf, die derart ausgeführt sind, dass die erste und/oder die zweite Antriebseinrichtung an einem jeden der identisch ausgeführten Aufnahmeabschnitte des Rahmenkörpers lösbar befestigt werden können.
Dadurch wird ein modularer Aufbau des Transportfahrzeugs bereitgestellt, bei dem die ersten und/oder die zweite Antriebseinrichtung an beliebigen Stellen bezüglich des Rahmenkörpers platziert werden können.
Auf diese Weise kann bereits im Vorfeld der Aufbau des Transportfahrzeugs an die üblicherweise zu transportierenden Transportgüter angepasst werden. Ändert sich beispielsweise die üblich zu erwartende Größe oder das zu erwartende Gewicht des Transportguts, kann das Transportfahrzeug vergleichsweise einfach und schnell durch ein Umverteilen der ersten und/oder zweiten Antriebseinrichtung oder sogar durch ein Hinzunehmen weiterer erster und/oder zweiter Antriebseinrichtungen angepasst werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Transportfahrzeug n Antriebseinrichtungen mit Lagereinheiten, die auf N Kopplungsgruppen verteilt sind, und M einzelne Antriebseinrichtungen, wobei jede der N Kopplungsgruppen zumindest zwei Antriebseinrichtungen umfasst und die Antriebseinrichtungen einer jeden Kopplungsgruppe hydraulisch miteinander gekoppelt sind, und wobei die ganzen Zahlen n, N und M den Bedingungen N ≥ 1, M ≥0, n≥2N und N + M = 3 genügen.
Eine Kopplungsgruppe kann hierbei mehr als zwei Antriebseinrichtungen mit Lagereinheiten umfassen, die alle im Sinne der Erfindung untereinander (auch im Sinne der bevorzugten Ausführungsformen) hydraulisch gekoppelt sind, sodass sich der erfindungsgemäße Vorteil nicht länger auf die erste und die zweite Antriebseinrichtung, sondern auf alle Antriebseinrichtung einer jeden Kopplungsgruppe erstreckt.
Eine jede Kopplungsgruppe entspricht dabei einem resultierenden Auflagepunkt zur Lagerung des Rahmenkörpers, wobei zur statisch bestimmten Lagerung insgesamt drei Auflagepunkte benötigt werden, die gemäß bevorzugter Ausführungsform z.B. durch N=3 Kopplungsgruppen oder durch N=2 Kopplungsgruppen und M=1 einzelne Antriebseinrichtungen umgesetzt werden kann. Die einzelnen Antriebseinrichtungen können dabei ebenfalls eine Lagereinheit aufweisen, die allerdings nicht mit der Lagereinheit einer anderen Antriebseinrichtung hydraulisch gekoppelt ist.
Dadurch kann ein modular gehaltener Aufbau für besonders schwere Transportgüter erzielt werden, bei dem die Last des zu transportierenden Transportguts auf insgesamt n+M Antriebseinrichtungen aufgeteilt wird und der Rahmenkörper des Transportfahrzeugs durch die Vorgabe von N+M=3 Auflagepunkten nach wie vor statisch bestimmt (und nicht überbestimmt) gelagert ist.
Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung wird eine Transportvorrichtung zum Transport und zur Handhabung schwerer Lasten, insbesondere zum Einsatz in einer Fertigungshalle, bereitgestellt, die ein Transportfahrzeug gemäß des ersten Aspekts der Erfindung und zumindest eine an dem Transportfahrzeug befestigte Handhabungseinrichtung, die zur Handhabung von Werkstücken und/oder von Werkstückpaletten eingerichtet ist, umfasst.
Bei der Handhabungseinrichtung kann es sich dabei - nicht erschöpfend - um eine Palettenaufnahme zur fixierten Aufnahme von Werkstückpaletten, einem Palettenwechsler oder einer Roboterarmvorrichtung zur Handhabung von Werkstücken handeln.
Mit der durch das erfindungsgemäße Transportfahrzeug gegebenen Möglichkeit zur Kompensation der betriebsbedingten Einflüsse von Beladung und Umgebung kann so die Kompensation in vorteilhafter Weise auf eine autonom durch die Transportvorrichtung durchzuführende Handhabung von Werkstücken und/oder von Werkstückpaletten erweitert werden, die bei ihrer Handhabung üblicherweise ihre Position relativ zum Transportfahrzeug verändern und so zu einer Änderung des Beladungszustands führen, was auf vorteilhafte Weise durch das Transportfahrzeug der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung kompensiert wird.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Handhabungseinrichtung um einen am Transportfahrzeug befestigten Palettenwechsler für Werkstückpaletten, der dazu eingerichtet ist, nach Positionierung des Transportfahrzeugs an einer Werkzeugmaschine und/oder an einem Rüstplatz und/oder an einem Lagerplatz, eine Werkstückplatte in einen Palettenaufnahme in einem Arbeitstraum der Werkzeugmaschine und/oder am Rüstplatz und/oder am Lagerplatz ein- und/oder auszuwechseln.
Dass die Palette im Zuge dieses Ein- und/oder Auswechselvorgangs ihre relative Position zum Transportfahrzeug verändert, bedingt eine nicht unerhebliche Gewichtsverlagerung, die insbesondere bei schweren Lasten durch das den Aufbau des Transportfahrzeugs in vorteilhafter Weise kompensiert werden kann, um so im Zuge des Ein- und/oder Auswechselvorgangs nicht nur den Palettenwechsler möglichst waagerecht zu halten, sondern auch ein Verkippen oder sogar ein Umfallen der gesamten Transportvorrichtung zu verhindern.
Weitere Aspekte und deren Vorteile als auch speziellere Ausführungsbeispiele der zuvor genannten Aspekte und Merkmale werden im Folgenden unter Zuhilfenahme der in den beigefügten Figuren gezeigten Zeichnungen beschrieben.

1a, 1b zeigen schematische Darstellungen einer Ausführungsform eines Transportfahrzeugs gemäß des ersten Aspekts der Erfindung in einer jeweiligen Seitenansicht.
2a, 2b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Transportfahrzeugs gemäß des ersten Aspekts der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer ersten oder zweiten Antriebseinrichtung eines Transportfahrzeugs gemäß des ersten Aspekts der Erfindung in einem Querschnitt.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung ohne Lagereinheit eines Transportfahrzeugs gemäß des ersten Aspekts der Erfindung in einem Querschnitt.
5a bis 5e zeigen schematisch verschiedene Anordnungen von Antriebseinrichtungen bezüglich eines Rahmenkörpers eines Transportfahrzeugs gemäß des ersten Aspekts der Erfindung.
6a, 6b zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Transportvorrichtung mit Palettenwechsler gemäß des zweiten Aspekt der Erfindung.

Gleiche bzw. ähnliche Elemente in den Figuren können hierbei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein, manchmal allerdings auch mit unterschiedlichen Bezugszeichen.
Es wird hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt ist. Die Erfindung umfasst weiterhin Modifikationen der genannten Ausführungsbeispiele, insbesondere diejenigen, die aus Modifikationen und/oder Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen Ansprüche hervorgehen.
Ausführliche Figurenbeschreibung
1a und 1b zeigen schematische Darstellungen einer Ausführungsform eines Transportfahrzeugs 100 gemäß des ersten Aspekts der Erfindung in einer jeweiligen Seitenansicht auf einer ebenen Grundfläche 101 in 1a und auf einer teilweise erhöhten Grundfläche 102 in 1b.
1a zeigt einen Gleichgewichtszustand des Transportfahrzeugs 100 auf der vollständig ebenen Grundfläche 101.
Das Transportfahrzeug 101 umfasst als Antriebseinrichtungen eine erste Antriebseinrichtung 1a und eine zweite Antriebseinrichtung 1b, die am Fahrzeugrahmen 3 befestigt sind, wobei eine Höhe des Fahrzeugrahmens 3 über der Grundfläche 101 durch die Größe H angegeben ist, die im dargestellten Gleichgewichtszustand den Wert ho annimmt.
Es sind lediglich die zwei Antriebseinrichtungen 1a und 1b in der Seitenansicht gezeigt. Natürlich bedarf es für eine statisch bestimmte Lagerung des Fahrzeugrahmens weitere Antriebseinrichtungen, die in der vorliegenden Seitenansicht allerdings nicht dargestellt sin.
Beide in der Darstellung baugleich ausgeführten Antriebseinrichtungen 1a und 1b umfassen jeweils eine Trägereinheit 12, die in Verbindung mit dem Fahrzeugrahmen 3 steht, eine Fahrwerkeinheit 13 sowie eine hier nicht detailliert dargestellte Lagereinheit 14, über die Trägereinheit 12 und die Fahrwerkeinheit 13 relativ zueinander entlang einer ersten Achse, hier der Vertikalen, verschiebbar sind.
Die Fahrwerkeinheiten 13 der beiden Antriebseinrichtungen 1a und 1b stehen mit der Grundfläche 101 in Kontakt und können gegenüber dieser über die Räder 31 verfahren werden.
Die Lagereinheiten 14 der Antriebseinrichtungen 1a und 1b umfassen jeweils eine mit einem Hydraulikmedium befüllte und gegenüber einer Umgebung des Transportfahrzeugs abgedichtete Hydraulikkammer 41, wobei die beiden Hydraulikkammern über eine hydraulische Kopplung 15 miteinander hydraulisch gekoppelt sind.
Eine Belastung der Antriebseinrichtungen 1a und 1b erfolgt beispielsweise durch ein Gewicht des Fahrzeugrahmens 3, welches zu einem kompressionsbedingten Druckaufbau in den Hydraulikkammern 41 bis zu einem Geleichgewichtszustand führt.
In der dargestellten Ausführung sind die Hydraulikkammern miteinander über Verbindungsleitungen 51 und eine Druckübersetzer 52 verbunden, der in dem dargestellten Gleichgewichtszustand die hydraulischen Drücke innerhalb der Hydraulikkammern 41 der ersten 1a und der zweiten Antriebseinrichtung 1b in einem vorgegebenen Verhältnis hält. Vorliegend wir ein Verhältnis gleich eins angenommen, d.h. die hydraulischen Drücke innerhalb der beiden Hydraulikkammern 41 sind im Wesentlichen gleich groß. In einem solchen Fall könnte der gezeigte Druckübersetzer alternativ auch durch eine durchgehende Verbindungsleitung ersetzt werden.
1b zeigt unter Annahme des gleichen Belastungszustandes durch den Fahrzeugrahmen 3 einen neuen Gleichgewichtszustand ausgehend von 1a, wobei die zweite Antriebseinrichtung 1b des Transportfahrzeugs 100 auf einer um den Wert U erhöhten Grundfläche 102 steht, wie es beispielsweise bei Unebenheiten der Bodenfläche in einer Fertigungshalle der Fall sein kann.
Durch eine durch U bedingte Verschiebung der Fahrwerkeinheit 13 der zweiten Antriebseinrichtung 1b kommt es zu einer Relativverschiebung zwischen besagter Fahrwerkeinheit 13 und der zugehörigen Trägereinheit 12 über die Lagereinheit 14, die Einfluss auf das Hydrauliknetzwerk zwischen den beiden Antriebseinrichtungen 1a und 1b nimmt.
Im Vergleich zum vorherigen Gleichgewichtszustand aus 1a wurde das Volumen der Hydraulikkammer 41 der zweiten Antriebseirichtung gesenkt, wobei im Rahmen des durch die hydraulische Kopplung 15 bewirkten Druckausgleichs das Volumen der Hydraulikkammer 41 der ersten Antriebseinrichtung 1a zunimmt. In anderen Worten wird das Hydraulikmedium aus der rechten in die linke Hydraulikkammer 14 verdrängt, infolge dessen die durch mit U gekennzeichnete Erhöhung der Grundfläche gelichmäßig auf die beiden Antriebseirichtungen aufgeteilt wird, derart, dass sich der Rahmenkörper nun in einer Höhe H=ho+U/2 befindet.
Durch diesen Ausgleich kann ein „In-der-Luft-hängen“ der ersten Antriebseinrichtung 1a (also Kontaktverlust zur Grundfläche 101) vorteilhaft vermieden werden, sodass die Last des Fahrzeugrahmens 3 nach wie vor auf beiden Antriebseinrichtungen 1a und 1b ruht und der Fahrzeugrahmen 3 trotzdem statisch bestimmt gelagert ist.
2a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Transportfahrzeugs 100 gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung.
Das Transportfahrzeug umfasst vier bezüglich eines Fahrzeugrahmens 3 symmetrisch angeordnete Antriebseinrichtungen 1a, 1b, 2, von denen die hinteren beiden Antriebseinrichtungen 2 ohne Lagereinheiten sind und die vorderen beiden eine erste Antriebseinrichtung 1a und eine zweite Antriebseinrichtung 1b, die jeweils eine Lagereinheit mit Hydraulikkammer aufweisen (hier nicht dargestellt), wobei die Lagereinheiten bzw. deren Hydraulikkammern miteinander über eine Verbindungsleitung 51 hydraulisch gekoppelt sind.
Die Antriebseinrichtungen 1a, 1b, 2 sind dabei an einer jeweiligen Oberseite an kreisförmig gestalteten Aufnahmeabschnitten 4 des Fahrzeugrahmens 3 befestigt.
Das Transportfahrzeug 100 kann durch die vier Antriebseinrichtungen 1a, 1b, 2 auf einer hier nicht dargestellten Grundfläche verfahren werden, wobei durch die hydraulische Kopplung der ersten 1a und der zweiten Antriebseinrichtung 1b bzw. von deren Lagereinheiten eine Informations- und eine Energie- bzw. Verschiebungs- und/oder Kraftübertragung zur Kompensation betriebsbedingter, sich üblicherweise fortwährend ändernder Einflüsse während eines Transportvorgangs bereitstehen.
2b zeigt eine detailliertere Ansicht des Transportfahrzeugs aus 2a mit ausgeblendetem Rahmenkörper (mit Bezugszeichen 3 in 2a).
Die beiden Antriebseinrichtungen 2 ohne Lagereinheit sind im Wesentlichen baugleich, genauso wie die erste 1a und die zweite Antriebseinrichtung 1b.
Jede der vier Antriebseinrichtungen 1a, 1b, 2 weist eine Fahrwerkeinheit 13 auf, die jeweils zwei Räder 31 (hintere Räder jeweils perspektivisch verdeckt) zum Verfahren der Antriebseinrichtungen 1a, 1b, 2 und damit des Transportfahrzeugs gegenüber der Grundfläche umfassen, wobei die Räder 31 jeweils durch einen separaten, elektrisch betrieben Antriebsmotor 32 unabhängig voneinander angetrieben werden können, um so eine universelle Verfahrbarkeit des Transportfahrzeugs auf der Grundfläche zu ermöglichen.
Ferner weist jede der vier Antriebseinrichtungen 1a, 1b, 2 oberseitig eine Trägereinheit 12 auf, die am Rahmenkörper des Transportfahrzeugs befestigt ist (siehe 2a), und über die ein Lasteinleitung vom Rahmenkörper in die Antriebseinrichtungen 1a, 1b, 2 in Richtung der Grundfläche erfolgt.
Die Hydraulikkammern der Lagereinheiten der ersten 1a und der zweiten Antriebseinrichtung 1b sind über die Verbindungsleitungen 51 miteinander verbunden, sodass ein Druck eines in den Hydraulikkammern befindlichen Hydrauliköls zumindest in einer Ruhestellung des Transportfahrzeugs gleich ist. Die Verbindungsleitungen 51 sind jeweils an oberseitigen Anschlüssen 54 der Antriebseinrichtungen 1a, 1b angeschlossen. Die hydraulische Kopplung umfasst ferner eine zwischen den betreffenden Antriebseinrichtungen 1a, 1b angeordnete Entlüftung 53.
Die erste 1a und die zweite Antriebseinrichtung 1b stellen zusammen zumindest in einer zur Grundfläche vertikale stehenden Richtung erst in Kombination einen Auflagepunkt für den Rahmenkörper dar (siehe auch 1a, 1b), der zusammen mit den durch die hinteren beiden Antriebseinrichtungen 2 bereitgestellten Lagerpunkten zu einer statisch bestimmten Lagerung des hier ausgeblendeten Rahmenkörpers führt.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer ersten 1a oder zweiten Antriebseinrichtung 1b des erfindungsgemäßen Transportfahrzeugs in einer Querschnittsansicht.
Die Antriebseinrichtung 1a umfasst eine Trägereinheit 12 sowie eine Fahrwerkeinheit 13, die entlang einer ersten Achse Z verschiebbar gegenüber einander durch eine Lagereinheit 14 gelagert sind. Ein zulässiger Verschiebungsbereich liegt ausgehend von einer Ausgangsstellung bei ca. ±13mm, sodass zwei Positionen der Trägereinheit 12 bezüglich der Fahrwerkeinheit 13 bis zu 26mm entlang der ersten Achse Z voneinander entfernt sein können.
Die Trägereinheit 12 umfasst ein am Rahmenkörper des Transportfahrzeugs zu befestigendes erstes Trägerelement 21 und ein mit der Lagereinheit 14 fest verbundenes zweites Trägerelement 22, wobei die beiden Trägerelemente 21, 22 relativ zueinander über ein an einem Umfang des zweiten Trägerelements 22 angeordnetes Kreuzrollenlager 23 verdrehbar sind. Durch die drehbare Lagerung über das Kreuzrollenlager 23 können die beiden Trägerelemente 21, 22 gegeneinander um eine erste Rotationsachse R1 verdreht werden, die im gezeigten Ausführungsbeispiel parallel zur ersten Achse Z verläuft.
Auf diese Weise kann die Antriebseinrichtung 1a oder 1b bis auf das erste Trägerelement 21 relativ zum Rahmenkörper des Transportfahrzeugs um die erste Rotationsachse R1 verdreht werden, um so eine Fahrtrichtung der Antriebseinrichtung 1a oder 1b zu verändern. Ein zulässiger Verdrehwinkel liegt ausgehend von einer Ausgangstellung in einem Bereich von ca. ± 185°, sodass jede beliebige Orientierung gegenüber dem Rahmenkörper erreicht werden kann.
Die Fahrwerkeinheit 13 ist über einen Kippbolzen 34 drehbar mit der Lagereinheit 14 verbunden, derart, dass die Fahrwerkeinheit um eine zweite Rotationsachse R2, die in der gegebenen Darstellung aus der Querschnittebene herauszeigt, gekippt werden kann, sodass die Fahrwerkeinheit 13 kleinere Schiefstellungen einer hier nicht gezeigten Grundfläche kompensieren kann, ohne dass eines der beiden Räder 31 den Kontakt zu besagter Grundfläche verliert. Ein zulässiger Kippwinkel liegt ausgehend von einer Ausgangstellung in einem Bereich von ca. ± 4°.
Die Fahrwerkeinheit 13 umfasst für jedes der beiden Räder 31 eine separate Radwelle 33 an denen das jeweilige Rad 31 über zwei gemäß des O-Prinzips angestellte Wälzlager drehbar um eine Achse der Radwelle 33 gelagert ist.
Die die Trägereinheit 12 und die Fahrwerkeinheit 13 verbindende Lagereinheit 14 umfasst einen trägerseitigen Zylinder 42 mit einer zylinderförmigen Aussparung, in der ein fahrwerkseitiger Kolben 43 in Richtung der ersten Achse Z verschiebbar gelagert ist, wobei Kolben 43 und Zylinder 42 eine mit einem Hydrauliköl befüllte Hydraulikkammer 41 der Lagereinheit 14 begrenzen.
Je nach Verschiebung von Trägereinheit 12 gegenüber Fahrwerkeinheit 13 ändert sich das Volumen der Hydraulikkammer 41, wobei durch die Anschlussöffnung 44 Hydrauliköl ab- oder nachfließt.
Ein entlang der ersten Achse Z wirkende Last wird dabei über das unter Druck stehende Hydrauliköl innerhalb der Hydraulikkammer 41 zwischen Trägereinheit 12 und Fahrwerkeinheit 13 übertragen, wobei sich eine übertragene Kraft nach dem Druck des Hydrauliköls und einer zur ersten Achse Z senkrecht stehenden Fläche des Kolbens 43 bzw. des Zylinders 42 bestimmt. So kann eine Veränderung des Drucks beispielsweise eine Änderung der übertragenen Kraft in Z-Richtung und eine Veränderung des Volumens der Hydraulikkammer 41 eine Verschiebung zwischen Trägereinheit 12 und Fahrwerkeinheit 13 zur Folge haben, wobei dies in vorteilhafter Weise zur Kompensation betriebsbedingter Einflüsse durch Beladung oder Umgebung des Transportfahrzeugs eingesetzt werden kann (siehe auch 1a, 1b).
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung 2 ohne Lagereinheit des erfindungsgemäßen Transportfahrzeugs in einer Querschnittsansicht.
Der Aufbau entspricht bis auf die Lagereinheit im Wesentlichen dem der ersten oder zweiten Antriebseinrichtung aus 3, wobei die vorliegende Antriebseinrichtung 2 keine Lagereinheit umfasst.
Das zweite Trägerelement 22 der Trägereinheit 12 ist im Vergleich größer gestaltet und füllt den im vorherigen Ausführungsbeispiel in 3 von der Lagereinheit eingenommenen Bauraum aus. Die Fahrwerkeinheit 13 ist auch hier über einen Kippbolzen 34 drehbar gelagert, allerdings ist diese dabei mit dem zweiten Trägerelement 22 der Trägereinheit 12 verbunden.
Der übrige Aufbau ist im Wesentlichen gleich dem aus 3.
5a bis 5e zeigen schematisch verschiedene Anordnungen von Antriebseinrichtungen 1, 2 bezüglich eines Fahrzeugrahmens 3 eines Transportfahrzeugs 100 gemäß des ersten Aspekts der Erfindung.
Die in einer Draufsicht schematisch dargestellten Transportfahrzeuge 100 umfassen zwischen sechs und 16 kreisförmig dargestellte Antriebseinrichtungen 1, 2, die entweder als Antriebseinrichtung 1 mit Lagereinheit und Hydraulikkammer oder als Antriebseinrichtung 2 ohne Lagereinheit und ohne Hydraulikkammer ausgeführt sind.
Eine hydraulische Kopplung 15 der Antriebseinrichtungen 1 mit Lagereinheit ist durch fettgedruckte Linien dargestellt, die jeweils Mittelpunkte der Antriebseinrichtungen 1 miteinander verbinden und damit alle durch die Linien miteinander hydraulisch gekoppelten Antriebseinrichtungen 1 (bzw. deren Lagereinheiten) in einer Kopplungsgruppe zusammenfassen. Die hydraulische Kopplung 15 aller Antriebseinrichtungen 1 einer Kopplungsgruppe kann z.B. derart ausgeführt sein, dass diese zumindest in einer Ruhestellung des Transportfahrzeugs 100 einen Druckausgleich zwischen den Hydraulikkammern der gekoppelten Antriebseinrichtungen 1 bewirkt.
Zusätzlich zu den kreisförmig dargestellten Antriebseinrichtungen ist ebenfalls eine Batterie 5 als Energiespeichervorrichtung zur Energieversorgung des jeweiligen Transportfahrzeugs 100 dargestellt. Die Batterien 5 sind hierbei im Wesentlichen symmetrisch zu den Antriebseinrichtungen 1, 2 angeordnet, sodass deren Last bzw. Gewichtskraft weitestgehend gleichmäßig auf die einzelnen Antriebseinrichtungen verteilt wird.
5a und 5b zeigen schematisch Ausführungsbeispiele mit sechs bzgl. des jeweiligen Fahrzeugrahmens 3 unterschiedlich verteilten Antriebseinrichtungen 1, 2, von denen jeweils vier in einer Kopplungsgruppe zusammengefasst sind und mit den jeweils zwei weiteren Antriebseinrichtungen 2 ohne Lagereinheit eine statisch bestimmte Lagerung des Fahrzeugrahmens 3 zumindest in einer zur Zeichenebene senkrecht stehenden Richtung bereitstellen.
5c und 5d zeigen schematisch Ausführungsbeispiele mit acht bzgl. des jeweiligen Fahrzeugrahmens 3 unterschiedlich verteilten Antriebseinrichtungen 1 mit Lagereinheit, von denen einmal vier in einer ersten Kopplungsgruppe und jeweils zwei in einer zweiten und dritten Kopplungsgruppe zusammengefasst sind, sodass die drei Kopplungsgruppen zusammen eine statisch bestimmte Lagerung des Fahrzeugrahmens 3 zumindest in einer zur Zeichenebene senkrecht stehenden Richtung bereitstellen.
5e zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel eines übergroßen Transportfahrzeugs 100 mit 16 Antriebseinrichtungen 1, wobei alle dargestellten Antriebseinrichtungen 1 mit Lagereinheit und Hydraulikkammer ausgeführt sind und drei Batterien 5.
Fahrzeugrahmens 3Auch hier stellen die drei Kopplungsgruppen zusammen eine statisch bestimmte Lagerung des Fahrzeugrahmens 3 zumindest in einer zur Zeichenebene senkrecht stehenden Richtung bereit, wobei die Batterien 5 und die Antriebseinrichtungen weitestgehend gleichmäßig bezüglich des Fahrzeugrahmens 3 angeordnet sind.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele in den 5a bis 5e verdeutlichen den modularen Aufbau des erfindungsgemäßen Transportfahrzeugs 100, bei dem beliebig viele Antriebseinrichtungen 1, 2 zur gleichmäßigen Lastverteilung über den Fahrzeugrahmen 3 verteilt werden können, ohne dabei zu einer zumindest in einer zur Zeichenebene senkrecht stehenden Richtung eine statisch überbestimmte Lagerung des Fahrzeugrahmens 3 zu führen, wodurch ein Kontaktverlust einer einzelnen oder auch mehrerer Antriebseinrichtungen 1, 2, z.B. durch Bodenunebenheiten während eines Transportvorgangs, vermieden wird.
6a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Transportvorrichtung 1000 zum Transport und zur Handhabung schwerer Lasten gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung.
Die Transportvorrichtung 1000 umfasst ein Transportfahrzeug 100 gemäß des ersten Aspekts der Erfindung, an dessen Fahrzeugrahmen 3 ein Palettenwechsler 300 zum Ein- und Auswechseln von Werkstückpaletten 1001 befestigt ist.
Die Transportvorrichtung 1000 kann über das Transportfahrzeug 100 auf einer Grundfläche verfahren werden, wobei nach dadurch erfolgter Positionierung, z.B. vor einem Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine, ein durch den Palettenwechsler 300 durchgeführter Ein- oder Auswechselprozess einer Werkstückpalette 1001 erfolgt.
In der gezeigten Darstellung ist der Palettenwechsler 300 ausgefahren und trägt eine Werkstückpalette 1001 mit darauf befindlichem, hier exemplarisch als transparenter Zylinder mit maximal zulässigen Ausmaßen dargestelltem Werkstück 1002.
Ein oberhalb des Palettenwechslers 300 angeordnetes Gehäuse 200 schütz dabei das zu transportierende Transportgut sowohl während des Transports als auch während der Handhabung.
Durch die erfindungsgemäße Transportvorrichtung 1000 können nicht nur betriebsbedingte Einflüsse während eines Transportvorgangs, sondern auch handhabungsbedingte Einflüsse auf die Transportvorrichtung 1000 kompensiert werden.
So kann insbesondere ein Einfluss einer durch eine Ausfahrbewegung des Palettenwechslers 300 bedingten Lastumverteilung durch das erfindungsgemäße Transportfahrzeug 100 in vorteilhafter Weise kompensiert werden, sodass unter anderem ein Verkippen oder sogar ein Umfallen der Transportvorrichtung vermieden wird.
6b zeigt einen Ausschnitt eines Maschinenparks mit Werkzeugmaschinen 2000 zur Bearbeitung von Werkstücken sowie eine Transportvorrichtung 1000 mit Palettenwechsler für Transport und Handhabung schwerer Lasten gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung, wie in 6a dargestellt.
Das Transportfahrzeug 100 der Transportvorrichtung 1000 ist fahrerlos und autonom fahrend ausgeführt, wobei die auf der Grundfläche angedeuteten Fahrlinien lediglich virtuellen Fahrlinien entsprechen, denen das Fahrzeug im Zuge seiner Verfahrbewegungen folgt.
Die Transportvorrichtung 1000 kann über Verfahrbewegungen des Transportfahrzeugs 100 unterschiedliche Werkzeugmaschinen 2000 anfahren und dort mit Hilfe des hier nicht dargestellten Palettenwechsler (siehe 6a) eine Werkstückpalette in einen Arbeitsraum 2001 der Werkzeugmaschine 2000 einwechseln oder aus diesem auswechseln.
Durch die erfindungsgemäße Möglichkeit zur Kompensation betriebsbedingter Einflüsse kann dabei ein zu einer Fehlstellung führendes Verkippen oder sogar ein Umfallen der Transportvorrichtung 1000 bei diesen Vorgängen zuverlässig reduziert bzw. verhindert werden.
Vorstehend wurden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie deren Vorteile detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
Es wird erneut hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keinster Weise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt ist. Die Erfindung umfasst weiterhin Modifikationen der genannten Ausführungsbeispiele, insbesondere diejenigen, die aus Modifikationen und/oder Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen Ansprüche hervorgehen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinrichtung mit Lagereinheit
1a: erste Antriebseinrichtung
1b: zweite Antriebseinrichtung
2: Antriebseinrichtung ohne Lagereinheit
3: Fahrzeugrahmen
4: Montageabschnitt
5: Batterie
12: Trägereinheit
13: Fahrwerkeinheit
14: Lagereinheit
15: hydraulische Kopplung
21: Trägerelement auf Seiten des Fahrzeugrahmens
22: Trägerelement auf Seiten der Lagereinheit
23: Kreuzrollenlager
31: Rad
32: Antriebsmotor
33: Radwelle
34: Kippbolzen
41: Hydraulikkammer
42: Zylinder der Lagereinheit
43: Kolben der Lagereinheit
44: Anschlussöffnung
51: Verbindungsleitung
52: Druckübersetzer
53: Entlüftung
54: Anschluss Hydraulikkammer
100: Transportfahrzeug
101: Grundfläche
102: erhöhte Grundfläche
200: Schutzhaube
300: Palettenwechsler
1000: Transportvorrichtung
1001: Werkstückpalette
1002: Werkstück
2000: Werkzeugmaschine
2001: Arbeitsraum Werkzeugmaschine
H: Höhe Rahmenkörper über Grundfläche
R1: erste Rotationsachse
R2: zweite Rotationsachse
U: Höhe erhöhte Grundfläche
Z: erste Achse

Claims

Transportfahrzeug (100) für Schwerlasttransporte, insbesondere zum Einsatz in einer Fertigungshalle, umfassend einen Rahmenkörper (3) und eine Vielzahl am Rahmenkörper (3) befestigter Antriebseinrichtungen (1, 2), die jeweils über eine Trägereinheit (12) der Antriebseinrichtung (1, 2) am Rahmenkörper (3) befestigt sind und jeweils eine mit der Trägereinheit (12) verbundene Fahrwerkeinheit (13) zum Verfahren des Transportfahrzeugs (100) auf einer Grundfläche (101) umfassen, wobei von der Vielzahl der Antriebseinrichtungen (1, 2) zumindest eine erste (1a) und eine zweite Antriebseinrichtung (1b) jeweils eine Lagereinheit (14) mit einer Hydraulikkammer (41) umfassen, über die die Fahrwerkeinheit (13) gegenüber der Trägereinheit (12) entlang einer ersten Achse (Z), insbesondere entlang einer vertikalen Achse, verschiebbar gelagert ist, und wobei die Lagereinheiten (14) der ersten (1a) und der zweiten Antriebseinrichtung (1b) hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
Transportfahrzeug (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheiten (14) der ersten (1a) und der zweiten Antriebseinrichtung (1b) derart hydraulisch miteinander gekoppelt sind, dass zumindest in einem Ruhezustand des Transportfahrzeugs (100) ein hydraulischer Druck innerhalb der Hydraulikkammer (41) der ersten Antriebseinrichtung (1a) und ein hydraulischer Druck innerhalb der Hydraulikkammer (41) der zweiten Antriebseinrichtung (1b) in einem festgelegten Verhältnis stehen, insbesondere sind die hydraulischen Drücke im Wesentlichen gleich.
Transportfahrzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Ruhezustand des Transportfahrzeugs (100) eine über die Lagereinheit (14) der ersten Antriebseinrichtung (1a) auf die zugehörige Fahrwerkeinheit (13) wirkende Last und eine über die Lagereinheit (14) der zweiten Antriebseinrichtung (1b) auf die zugehörige Fahrwerkeinheit (13) wirkende Last in einem festgelegten Verhältnis stehen, insbesondere sind die beiden Lasten gleich groß.
Transportfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportfahrzeug (100) eine mit zumindest einer Lagereinheit (14) der Lagereinheiten (14) der ersten (1a) und der zweiten Antriebsvorrichtung (1b) hydraulisch gekoppelte Hydraulikvorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen hydraulischen Druck innerhalb der Hydraulikkammer (41) der zumindest einen mit der Hydraulikvorrichtung gekoppelten Lagereinheit (14) einzustellen.
Transportfahrzeug (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Hydraulikkammer (41) der Lagereinheiten (14) der ersten (1a) und der zweiten Antriebseinrichtung (1b) durch ein Zylinderelement (42) mit einer Aussparung und einem in dieser Aussparung entlang der ersten Achse (Z) verschiebbar gelagerten Kolbenelement (43) begrenzt wird.
Transportfahrzeug (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der zumindest einen Hydraulikkammer (41) das Zylinderelement (42) der Lagereinheit (14) mit der Trägereinheit (12) und das Kolbenelement (43) der Lagereinheit (14) mit der Fahrwerkeinheit (13) verbunden ist.
Transportfahrzeug (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei der ersten (1a) und/oder der zweiten Antriebseinrichtung (1b) eine bezüglich der ersten Achse (Z) relative Position der Fahrwerkeinheit (13) gegenüber der zugehörigen Trägereinheit (12) durch ein Volumen der Hydraulikkammer (41) der Lagereinheit (14) bestimmt.
Transportfahrzeug (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (12) zumindest einer Antriebseinrichtung (1, 1a, 1b, 2) ein an dem Rahmenkörper (3) befestigtes erstes Trägerelement (21) und ein mit der Lagereinheit (14) verbundenes zweites Trägerelement (22) umfasst, wobei das erste (21) und das zweite Trägerelement (22) um eine erste Rotationsachse (R1), die insbesondere entlang der ersten Achse (Z) der Antriebseinrichtung (1, 1a, 1b, 2) verläuft, drehbar miteinander verbunden sind.
Transportfahrzeug (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkeinheit (13) zumindest einer Antriebseinrichtung (1, 1a, 1b, 2) bezüglich der Trägereinheit (12) um eine zur ersten Rotationsachse (R1) winklig, insbesondere senkrecht, stehende zweite Rotationsachse (R2) drehbar gelagert ist.
Transportfahrzeug (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkeinheit (13) zumindest einer Antriebseinrichtung (1, 1a, 1b, 2) eine Vielzahl von Rädern (31) umfasst, von denen zumindest zwei unabhängig voneinander von jeweiligen Antriebseinheiten (32) der Fahrwerkeinheit (13) antreibbar sind.
Transportfahrzeug (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportfahrzeug (100) eine Steuerungsvorrichtung umfasst, die mit den Antriebseinheiten (32) der zumindest einen Antriebseinrichtung (1, 1a, 1b, 2) gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, die Antriebseinheiten (32) unabhängig voneinander anzusteuern.
Transportfahrzeug (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportfahrzeug (100) als autonom fahrendes Transportfahrzeug (100) ausgeführt ist, dergestalt, dass das Transportfahrzeug (100) fahrerlos entlang virtueller Fahrlinien unabhängig von einer in einer Umgebung des Transportfahrzeugs (100) angeordneten Führungsvorrichtung verfahren werden kann.
Transportfahrzeug (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenkörper (3) mehrere identisch ausgeführte Aufnahmeabschnitte (4) aufweist, die derart ausgeführt sind, dass die erste (1a) und/oder die zweite Antriebseinrichtung (1b) an einem jeden der identisch ausgeführten Aufnahmeabschnitte (4) des Rahmenkörpers (3) lösbar befestigt werden können.
Transportfahrzeug (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportfahrzeug (100) n Antriebseinrichtungen (1) mit Lagereinheiten (14), die auf N Kopplungsgruppen verteilt sind, und M einzelne Antriebseinrichtungen (1; 2) umfasst, wobei jede der N Kopplungsgruppen zumindest zwei Antriebseinrichtungen (1) umfasst und die Antriebseinrichtungen (1) einer jeden Kopplungsgruppe hydraulisch miteinander gekoppelt sind, und wobei die ganzen Zahlen n, N und M den Bedingungen N ≥ 1, M ≥ 0, n≥2N und N + M = 3 genügen.
Transportvorrichtung (1000) zum Transport und zur Handhabung schwerer Lasten, insbesondere zum Einsatz in einer Fertigungshalle, umfassend: - Transportfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, - zumindest eine an dem Transportfahrzeug (100) befestigte Handhabungseinrichtung (300), die zur Handhabung von Werkstücken (1002) und/oder von Werkstückpaletten (1001) eingerichtet ist.