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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungssystem für die Verbindung jeweiliger zugmaschinenseitiger Versorgungsschnittstellen einer Zugmaschine mit jeweiligen korrespondierenden anhängerseitigen Versorgungsschnittstellen eines mit der Zugmaschine koppelbaren Anhängers. Zudem bezieht sich die Erfindung auf einen Zugmaschinenverbund.
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Stand der Technik
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Ein Zugmaschinenverbund weist eine Zugmaschine auf, an welcher ein Anhänger zum Ziehen und Schieben gekoppelt werden kann. Dafür wird der Anhänger an die Zugmaschine mechanisch gekoppelt. Zusätzlich müssen aber auch jeweilige Versorgungsschnittstellen verbunden werden, beispielsweise zur Versorgung des Anhängers mit elektrischer Energie und pneumatischem Druck. Dadurch kann dann beispielsweise eine Bremsanlage des Anhängers betrieben werden. Entsprechend müssen die jeweiligen Versorgungsschnittstellen verbunden werden, bevor die Zugmaschine den Anhänger bewegen darf. Hierfür muss entweder der Fahrer der Zugmaschine aussteigen oder eine weitere Person die Verbindung herstellen. Für längere Transportfahrten ist der dadurch entstehende Aufwand gering.
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In Betriebshöfen ist es jedoch meist notwendig, aus logistischen Gründen Anhänger häufig und nur eine kurze Strecke zu bewegen. So kommt es zu einer Vielzahl von Verbindungsvorgängen, welche einen hohen Aufwand bedeuten. Beispielsweise wird ein Rangieren durch ein Aussteigen des Fahrers erheblich verzögert. Eine weitere Person auf dem Betriebshof, welche die Verbindung herstellt, ist aufgrund eines möglicherweise beengten Platzes und vieler Rangiervorgänge einer erhöhten Unfallgefahr ausgesetzt.
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Die
DE 10 2018 130 586 A1 offenbart ein Verfahren zum Koppeln eines fahrerlosen Transportfahrzeugs mit einem Sattelauflieger.
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Aus der
DE 101 11 529 A1 ist eine Vorrichtung zum Koppeln eines Gerätes an einem Arbeitsfahrzeug bekannt.
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Eine Einrichtung zum automatisierten Kuppeln von elektrischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen Verbindungen zwischen einem Anhängerfahrzeug und einer Zugmaschine wird durch die
DE 20 2005 005 676 U1 offenbart.
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Die
US 2011 / 0 037 241 A1 offenbart ein automatisches pneumatische-elektrisches Kopplersystem für Traktor-Anhänger-Kombinationsfahrzeuge.
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Aus der
DE 199 13 911 A1 ist ein Docking-System für das automatische Ankoppeln der Versorgungsleitung bei Sattelaufliegern bekannt.
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Die
DE 10 2019 202 352 A1 offenbart eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden von elektrischen und pneumatischen Leitungen zwischen einem Zugfahrzeug und einem Auflieger.
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Darstellung der Erfindung
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verbindungssystem für die Verbindung jeweiliger zugmaschinenseitiger Versorgungsschnittstellen einer Zugmaschine mit jeweiligen korrespondierenden anhängerseitigen Versorgungsschnittstellen eines mit der Zugmaschine koppelbaren Anhängers. Die Zugmaschine kann beispielsweise als Lastkraftwagen oder Sattelzugmaschine ausgebildet sein. Die Zugmaschine kann beispielsweise einen Antriebsstrang, welcher einen Traktionsmotor aufweisen kann, und ein Fahrerhaus aufweisen. Der Anhänger kann beispielsweise als Sattelauflieger ausgebildet sein. Der Anhänger kann ein Fahrwerk und eine Aufnahmevorrichtung für Transportgut, wie eine Plattform für einen Container, aufweisen. Die Zugmaschine kann eine Kopplungsvorrichtung zum mechanischen Verbinden des Anhängers aufweisen. Der Anhänger kann eine dazu korrespondierende Kopplungsvorrichtung aufweisen. Beispielsweise kann die Zugmaschine eine Koppelplatte aufweisen, welche einen Königszapfen des Anhängers umgreift, wenn dieser angekoppelt ist. Durch die Ankopplung kann beispielsweise eine Zugkraft von der Zugmaschine an den Anhänger übertragen werden.
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Eine zugmaschinenseitige Versorgungsschnittstelle kann ein Anschlusselement sein, an welchem eine Versorgung zum Betrieb jeweiliger Geräte des Anhängers bereitgestellt werden kann. Eine anhängerseitige Versorgungsschnittstelle kann ein Anschlusselement sein, an welchem eine Versorgung zum Betrieb jeweiliger Geräte des Anhängers empfangen werden kann. Korrespondierend kann bedeuten, dass die jeweiligen Versorgungsschnittstellen zu einem Verbinden miteinander ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Zugmaschine ein männliches Anschlusselement aufweisen und die Zugmaschine ein korrespondierendes weibliches Anschlusselement. Beispielsweise kann eine der Versorgungsschnittstellen eine elektrische Energie übertragen und als Elektrikanschluss ausgebildet sein. So kann beispielsweise elektrischer Strom zum Betreiben einer Lichtanlage des Anhängers bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine der Versorgungsschnittstellen einen pneumatischen Druck übertragen und als Pneumatikanschluss ausgebildet sein. So kann beispielsweise pneumatischer Druck zum Verstellen des Fahrwerks des Anhängers bereitgestellt werden. Durch das Anschließen des Anhängers an die Zugmaschine kann auch eine Bremsanlage des Anhängers versorgt werden. Die Bremsanlage kann über den Elektrikanschluss auch jeweilige Steuersignale zu deren Betreiben empfangen.
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Das Verbindungssystem weist eine anhängerseitige Adaptervorrichtung mit einem anhängerseitigen Adapterelement und mit einer Befestigungsvorrichtung auf. Das anhängerseitige Adapterelement ist dazu ausgebildet, mit den jeweiligen anhängerseitigen Versorgungsschnittstellen lösbar verbunden zu werden. Die Befestigungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, die anhängerseitige Adaptervorrichtung an dem Anhänger lösbar zu befestigen. Die Befestigungsvorrichtung kann dazu dienen, das anhängerseitige Adapterelement an dem Anhänger zu befestigen. Die Befestigungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das anhängerseitige Adapterelement bei verschiedenen Arten von Anhängern zu befestigen, beispielsweise bei Anhängern mit und ohne Aufbau.
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Aufgrund der Befestigungsvorrichtung kann das anhängerseitige Adapterelement nachgerüstet werden, beispielsweise bedarfsgerecht bei Einfahrt in einen Betriebshof. Ebenso kann das anhängerseitige Adapterelement bedarfsgerecht entfernt werden, beispielsweise bei Verlassen des Betriebshofs. So ist es nicht notwendig, für jeden Anhänger eine Adaptervorrichtung bereitzustellen, wodurch das System kostengünstig sein kann. Auch ist es so nicht notwendig, an einem jeweiligen Anhänger dauerhaft das anhängerseitige Adapterelement zu installieren. Beispielsweise kann die Befestigungsvorrichtung einen Spannhebel aufweisen, mittels welchem die anhängerseitige Adaptervorrichtung an dem Anhänger arretiert und wieder von dem Anhänger gelöst werden kann. Beim Anbringen der anhängerseitigen Adaptervorrichtung ist es beispielsweise nur einmalig notwendig, jeweilige Versorgungsschnittstellen mit dem anhängerseitigen Adapterelement zu verbinden.
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Das Verbindungssystem weist eine zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung mit einem zugmaschinenseitigen Adapterelement auf. Das zugmaschinenseitige Adapterelement ist dazu ausgebildet, mit den jeweiligen zugmaschinenseitigen Versorgungsschnittstellen verbunden zu werden. Die zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung kann dauerhaft mit der Zugmaschine verbunden sein, beispielsweise in Form einer festen Installation. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch kann die zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung beispielsweise nicht lösbar sein.
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Die jeweiligen Adapterelemente können für jede Versorgungsschnittstelle einen korrespondierenden Anschluss aufweisen. Die jeweiligen Adapterelemente können eine Platte aufweisen. Beispielsweise kann das zugmaschinenseitige Adapterelement eine Adapterplatte mit darauf angeordneten Steckverbindungen aufweisen und das anhängerseitige Adapterelement eine Adapterplatte mit darauf angeordneten korrespondierenden Steckverbindungen aufweisen.
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Die zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung weist eine Verstellvorrichtung auf. Die Verstellvorrichtung ist dazu ausgebildet, das zugmaschinenseitige Adapterelement relativ zu der Zugmaschine selbsttätig zu verlagern, um das zugmaschinenseitige Adapterelement an dem anhängerseitigen Adapterelement zum Wirkverbinden der jeweiligen Versorgungsschnittstellen miteinander zu positionieren. Beispielsweise kann die Wirkverbindung automatisch erfolgen, wenn das zugmaschinenseitige Adapterelement an dem anhängerseitigen Adapterelement positioniert ist. Bei der Positionierung des zugmaschinenseitigen Adapterelements an dem anhängerseitigen Adapterelement können sich die beiden Adapterelemente berühren und alternativ oder zusätzlich parallel zueinander ausgerichtet sein. Die Wirkverbindung kann die Versorgung des Anhängers durch die Zugmaschine ermöglichen. Beispielsweise kann nach erfolgter Wirkverbindung ein elektrischer Strom und alternativ oder zusätzlich Druckluft übertragen werden. Die Verstellvorrichtung kann wenigstens einen Motor zum Verlagern des zugmaschinenseitigen Adapterelements aufweisen. Das zugmaschinenseitige Adapterelement kann mittels der Verstellvorrichtung mit der Zugmaschine verbunden sein. Zum Verlagern kann das Adapterelement beispielsweise um wenigstens eine horizontale Achse und alternativ oder zusätzlich wenigstens eine vertikale Achse durch die Verstellvorrichtung verschwenkt werden.
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Die Verstellvorrichtung ermöglicht es, die jeweiligen Versorgungsschnittstellen der Zugmaschine und des Anhängers miteinander zu verbinden, ohne dass der Fahrer der Zugmaschine aussteigen muss oder eine Person an der Verbindungsstelle von Zugmaschine und Anhänger bereitstehen muss. Beispielsweise kann die Wirkverbindung selbsttätig in Abhängigkeit von Sensordaten hergestellt werden. Dadurch kann das Ankoppeln von Anhängern an eine Zugmaschine einfach, schnell und sicher sein. Beispielsweise kann nur eine einzige Zugmaschine auf einem Betriebshof mit der zugmaschinenseitigen Adaptervorrichtung ausgerüstet sein, um auf dem Betriebshof jeweilige Anhänger, welche nur temporär für deren Aufenthalt auf dem Betriebshof mit einer jeweiligen anhängerseitigen Adaptervorrichtung ausgerüstet wurden, zu rangieren. Soll ein Andocken der Zugmaschine an dem Anhänger erfolgen, kann die Verstellvorrichtung das zugmaschinenseitige Adapterelement ausrichten und mit dem anhängerseitigen Adapterelement koppeln. Dabei kann auch eine mechanische Verbindung des zugmaschinenseitigen Adapterelements mit dem anhängerseitigen Adapterelement hergestellt werden. Soll der Anhänger abgekoppelt werden, kann auch ein Lösen des zugmaschinenseitigen Adapterelements von dem anhängerseitigen Adapterelement automatisch erfolgen, beispielsweise durch entsprechendes Verlagern mittels der Verstellvorrichtung. Das Verbindungssystem erlaubt somit schnell und einfach die Position verschiedener Anhänger auf einem Betriebshof mit einer Zugmaschine zu verändern, sofern an den jeweiligen Anhänger bei Ankunft auf dem Betriebshof jeweils eine anhängerseitige Adaptervorrichtung befestigt wurde. Bei Verlassen des Betriebshofs kann von den jeweiligen Anhängern die anhängerseitige Adaptervorrichtung entfernt werden.
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In einer Ausführungsform des Verbindungssystems ist es vorgesehen, dass die Verstellvorrichtung einen beweglichen Gelenkarm aufweist. Ein Gelenkarm kann ein oder mehrere Armelemente aufweisen. Ein Armelement kann beispielsweise als Stange oder Rohr ausgebildet sein. Der Gelenkarm kann ein oder mehrere Gelenke aufweisen. Beispielsweise kann der Gelenkarm ein erstes und ein zweites Armelement aufweisen, welche mittels eines Gelenks miteinander verbunden sind. Mit dem Gelenkarm können entsprechende Freiheitsgerade zum Verlagern des zugmaschinenseitigen Adapterelements bereitgestellt werden. Mit dem Gelenkarm kann eine Distanz zwischen der Zugmaschine und dem anhängerseitigen Adapterelement überbrückt werden. Der Gelenkarm kann dazu ausgebildet sein, das zugmaschinenseitige Adapterelement zu tragen. An einem Endbereich des Gelenkarms kann das zugmaschinenseitige Adapterelement befestigt sein. Ein entgegengesetzter Endbereich des Gelenkarms kann dazu ausgebildet sein, an der Zugmaschine befestigt zu sein. Dadurch kann der Gelenkarm eine besonders große Verlagerung des zugmaschinenseitigen Adapterelements ermöglichen.
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In einer Ausführungsform des Verbindungssystems ist es vorgesehen, dass die Verstellvorrichtung eine Sensorvorrichtung aufweist. Die Sensorvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das anhängerseitige Adapterelement zu erfassen. Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine Zugmaschinenumgebung hinter der Zugmaschine zu erfassen und darin das anhängerseitige Adapterelement zu dessen Erfassung zu erkennen, beispielsweise mittels eines Bilderkennungsalgorithmus. Die Verstellvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das zugmaschinenseitige Adapterelement in Abhängigkeit von dem erfassten anhängerseitigen Adapterelement zu verlagern, um das zugmaschinenseitige Adapterelement an dem anhängerseitigen Adapterelement zu positionieren. Dadurch ist eine automatisierte sensorgestützte Wirkverbindung jeweiliger Versorgungsschnittstellen ermöglicht. Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, jeweilige Sensordaten zu erzeugen, wobei die Verstellvorrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von den Sensordaten das zugmaschinenseitige Adapterelement zum Wirkverbinden mit dem anhängerseitigen Adapterelement selbsttätig auszurichten. Die Sensorvorrichtung kann einen Sensor aufweisen. Der Sensor kann beispielsweise als Kamera ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform des Verbindungssystems ist es vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung eine Kamera aufweist. Die Kamera kann an dem Gelenkarm angeordnet sein. Dadurch kann das Positionieren des zugmaschinenseitigen Adapterelements an dem anhängerseitigen Adapterelement vereinfacht sein. Beispielsweise kann das zugmaschinenseitige Adapterelement selbsttätig so verlagert werden, dass das anhängerseitige Adapterelement in einer Bildmitte bei Annäherung bleibt. Die Kamera kann an dem Endbereich des Gelenkarms angeordnet sein, der mit dem zugmaschinenseitigen Adapterelement verbunden ist. Dadurch ist die Kamera nah an dem zugmaschinenseitigen Adapterelement angeordnet, was eine Berechnung der relativen Position des anhängerseitigen Adapterelements erleichtern kann. Zudem ist die Kamera so beim Wirkverbinden nah an dem anhängerseitigen Adapterelement angeordnet, was eine Feinausrichtung und zudem die Erfassung des anhängerseitigen Adapterelements erleichtern kann.
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In einer Ausführungsform des Verbindungssystems ist es vorgesehen, dass die anhängerseitige Adaptervorrichtung eine auf dem anhängerseitigen Adapterelement angeordnete Markierung aufweist. Dies kann die Erkennung des anhängerseitigen Adapterelements erleichtern. Zudem kann die Markierung zusätzliche Informationen enthalten, beispielsweise über Anzahl und Art jeweiliger Schnittstellen. Die Sensorvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das anhängerseitige Adapterelement anhand der darauf angeordneten Markierung zu erfassen. Beispielsweise kann die Markierung auf einer Seite des Adapterelements angeordnet sein, welche bei Positionierung des zugmaschinenseitigen Adapterelements daran zum Wirkverbinden dem zugmaschinenseitigen Adapterelement zugewandt ist und welche alternativ oder zusätzlich dem Anhänger abgewandt ist. Dadurch kann die Markierung besonders einfach und zuverlässig erfassbar sein. Die Markierung kann beispielsweise auf der Adapterplatte des anhängerseitigen Adapterelements aufgedruckt oder aufgeklebt sein.
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In einer Ausführungsform des Verbindungssystems ist es vorgesehen, dass die Markierung einen QR-Code aufweist. Beispielsweise kann die Markierung aus einem QR-Code bestehen. Der QR-Code kann eine quadratische Matrix aus schwarzen und weißen Quadraten aufweisen, welche kodierte Daten binär darstellen können. Der QR-Code kann Informationen über den Anhänger, wie eine eindeutige ID sowie Art und Anzahl jeweiliger Versorgungsschnittstellen, enthalten. Zudem kann der QR-Code auch Informationen über die Bauweise des Adapterelements aufweisen. Dies kann eine korrekte Wirkverbindung zur Versorgung des Anhängers erleichtern. Zudem können so inkorrekte oder inkompatible Verbindungen vermieden werden. Ein QR-Code kann zudem standardmäßig Ausrichtungsmarkierungen aufweisen, welche eine Erkennung einer Ausrichtung des QR-Codes und damit auch des Adapterelements ermöglichen können. Diese Ausrichtungsmarkierungen können eine korrekte Ausrichtung des zugmaschinenseitigen Adapterelements für die Kopplung vereinfachen.
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Es ist vorgesehen, dass das Verbindungsystem eine Kopplungsvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, das zugmaschinenseitige Adapterelement mit dem anhängerseitigen Adapterelement lösbar miteinander zu verbinden, wenn das zugmaschinenseitige Adapterelement an dem anhängerseitigen Adapterelement positioniert ist. Dadurch kann ein unbeabsichtigtes Trennen der Versorgung des Anhängers durch die Zugmaschine verhindert werden. Beispielsweise kann die Kopplungsvorrichtung eine Schnappverbindung zwischen dem zugmaschinenseitigen Adapterelement und dem anhängerseitigen Adapterelement bereitstellen. Beispielsweise kann die Kopplungsvorrichtung eine mechanische Verbindung bereitstellen. Die Kopplungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Verbindung selbsttätig zu trennen, beispielsweise in Reaktion auf ein Trennsignal. Das Trennsignal kann beispielsweise durch den Fahrer der Zugmaschine aktiviert werden.
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Die Kopplungsvorrichtung weist einen Magneten auf, wobei durch ein Magnetfeld des Magneten das zugmaschinenseitige Adapterelement mit dem anhängerseitigen Adapterelement verbindbar ist. Der Magnet kann ein Körper sein, der ein magnetisches Feld in seiner Umgebung erzeugt. Der Magnet kann beispielsweise als Dauermagnet ausgebildet sein. Der Magnet kann beispielsweise als Elektromagnet ausgebildet sein, welcher nur durch Bestromung das Magnetfeld erzeugt. Durch eine Stromunterbrechung kann so die Verbindung zwischen dem zugmaschinenseitigen Adapterelement und dem anhängerseitigen Adapterelement aufgehoben werden. Alternativ kann auch durch eine Umkehrung einer Fließrichtung des elektrischen Stroms durch den Elektromagneten eine abstoßende Kraft erzeugbar sein, um das zugmaschinenseitige Adapterelement von dem anhängerseitigen Adapterelement zu trennen. Durch das Trennen kann beispielsweise der Gelenkarm der Zugmaschine von dem Anhänger abgekoppelt werden und dann in eine Ausgangsstellung zurückkehren. Der Magnet kann beispielsweise an dem zugmaschinenseitigen Adapterelement angeordnet sein. Das anhängerseitige Adapterelement kann beispielsweise wenigstens bereichsweise aus einem ferromagnetischen Metall gebildet sein, insbesondere dessen Adapterplatte.
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Die Kopplungsvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass das zugmaschinenseitige Adapterelement und das anhängerseitige Adapterelement bei deren Verbindung automatisch korrekt ausgerichtet werden, um jeweilige Anschlüsse miteinander in Wirkverbindung zu bringen. Dafür können beispielsweise jeweilige Magnete entsprechend angeordnet sein. Zudem kann das zugmaschinenseitige Adapterelement und alternativ oder zusätzlich das anhängerseitige Adapterelement beweglich gelagert sein. Beispielsweise kann das anhängerseitige Adapterelement um einige Grad in horizontaler und vertikaler Richtung verschwenkbar an dem Anhänger gehalten sein und alternativ oder zusätzlich um eine Achse rotierbar sein. Beispielsweise kann das Magnetfeld eine Ausrichtung des zugmaschinenseitigen Adapterelements auf das anhängerseitige Adapterelement bewirken. So kann eine punktgenaue Ausrichtung möglich sein.
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Die Kopplungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, das Magnetfeld des Magneten zum Lösen der Verbindung des zugmaschinenseitigen Adapterelements mit dem anhängerseitigen Adapterelement zu verändern. Beispielsweise kann eine Ausrichtung des Magnetfelds umgekehrt werden oder das Magnetfeld aufgehoben werden. Die Veränderung kann beispielsweise durch ein Ändern eines Stromflusses bewirkt werden. Beispielsweise kann das Magnetfeld so abgeschwächt werden, dass bei vorhergehender Abkopplung des Anhängers von der Zugmaschine für die Zugkraftübertragung durch Wegfahren der Zugmaschine von dem Anhänger die Verbindung getrennt wird.
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In einer Ausführungsform des Verbindungssystems ist es vorgesehen, dass die zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung für eine dauerhafte Befestigung an der Zugmaschine ausgebildet ist. Die Zugmaschine kann immer mit der zugmaschinenseitigen Adaptervorrichtung ausgebildet sein. Die zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung kann dauerhaft installiert sein. Die Zugmaschine kann so mit allen Anhängern genutzt werden, welche mit der anhängerseitigen Adaptervorrichtung ausgerüstet wurden.
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In einer Ausführungsform des Verbindungssystems ist es vorgesehen, dass das zugmaschinenseitige Adapterelement für jede zugmaschinenseitige Versorgungsschnittstelle einen Anschluss aufweist. Das anhängerseitige Adapterelement kann für jede anhängerseitige Versorgungsschnittstelle einen zu dem jeweiligen Anschluss des zugmaschinenseitigen Adapterelements korrespondierenden Anschluss aufweisen. Beispielsweise können immer paarweise anhängerseitige und zugmaschinenseitige Anschlüsse vorgesehen sein. Beispielsweise kann einer der zugmaschinenseitigen Anschlüsse und einer der anhängerseitigen Anschlüsse als elektrischer Kontakt ausgebildet sein. Beispielsweise kann einer der zugmaschinenseitigen Anschlüsse und einer der anhängerseitigen Anschlüsse als pneumatischer Stecker ausgebildet sein. Die jeweiligen korrespondierenden Anschlüsse können dazu ausgebildet sein, zum Wirkverbinden der jeweiligen Versorgungsschnittstellen durch Positionierung des zugmaschinenseitigen Adapterelements an dem anhängerseitigen Adapterelement miteinander verbunden zu werden. Dadurch kann die Wirkverbindung hergestellt werden, ohne dass weitere Schritte, beispielsweise ein manuelles Anschließen, notwendig sind.
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Ein zweiter Aspekt betrifft einen Zugmaschinenverbund. Der Zugmaschinenverbund kann ein Verbindungssystem gemäß dem ersten Aspekt aufweisen. Jeweilige Vorteile und weitere Merkmale ergeben sich dann aus den Ausführungen zu dem ersten Aspekt.
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Der Zugmaschinenverbund weist eine Zugmaschine, welche jeweilige zugmaschinenseitige Versorgungsschnittstellen aufweist, einen mit der Zugmaschine koppelbaren Anhänger, welcher jeweilige korrespondierende anhängerseitige Versorgungsschnittstellen aufweist, und ein Verbindungssystem auf. Das Verbindungsystem weist eine anhängerseitige Adaptervorrichtung mit einem anhängerseitigen Adapterelement und mit einer Befestigungsvorrichtung auf. Das anhängerseitige Adapterelement ist mit den jeweiligen anhängerseitigen Versorgungsschnittstellen lösbar verbunden. Die anhängerseitige Adaptervorrichtung ist mittels der Befestigungsvorrichtung an dem Anhänger lösbar befestigt. Das Verbindungssystem weist eine zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung mit einem zugmaschinenseitigen Adapterelement und mit einer Verstellvorrichtung auf. Das zugmaschinenseitige Adapterelement ist mit den jeweiligen zugmaschinenseitigen Versorgungsschnittstellen verbunden. Die Verstellvorrichtung ist dazu ausgebildet, das zugmaschinenseitige Adapterelement relativ zu der Zugmaschine selbsttätig zu verlagern, um das zugmaschinenseitige Adapterelement an dem anhängerseitigen Adapterelement zum Wirkverbinden der jeweiligen Versorgungsschnittstellen miteinander zu positionieren.
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In einer Ausführungsform des Zugmaschinenverbunds ist es vorgesehen, dass der Zugmaschinenverbund eine zu dem Verbindungssystem separate Kopplungsvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine Zugkraft von der Zugmaschine auf den an die Zugmaschine gekoppelten Anhänger zu übertragen. Die Kopplungsvorrichtung kann beispielsweise einen Königszapfen und eine Koppelplatte aufweisen. Zudem kann die Kopplungsvorrichtung eine Verriegelung aufweisen, um den Königszapfen an der Koppelplatte zu verriegeln.
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Figurenliste
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- 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ausschnittsweise einen Zugmaschinenverbund mit einem Verbindungssystem.
- 2 veranschaulicht in einer schematischen Frontansicht ein Adapterelement einer anhängerseitigen Adaptervorrichtung des Verbindungssystem.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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1 veranschaulicht in einer schematischen Seitenansicht einen Zugmaschinenverbund 10 mit einer Zugmaschine 12 und einem an die Zugmaschine 12 gekoppelten Anhänger 14. Die Zugmaschine 12 weist eine Fahrerkabine 16 und zwei Achsen mit jeweiligen Rädern auf, von denen wenigstens eine mit einem Antrieb der Zugmaschine 12 angetrieben ist.
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Der Anhänger 14 weist auch jeweilige Achsen und Räder auf. Der Anhänger 14 ist mit einer mechanische Kopplungsvorrichtung an die Zugmaschine 12 lösbar koppelbar, damit die Zugmaschine 12 den Anhänger 14 ziehen kann. Die Kopplungsvorrichtung ist als Hängerkupplung ausgebildet. In 1 ist ein Zustand gezeigt, bei welchem diese Kopplung noch nicht erfolgt ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die mechanische Kupplungsvorrichtung dazu ausgebildet, den Anhänger 14 automatisch an der Zugmaschine 12 zu koppeln, sobald die Zugmaschine 12 sich hierfür in der richtigen Position relativ zu dem Anhänger 14 befindet.
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Zusätzlich ist es erforderlich, den Anhänger 14 von der Zugmaschine 12 mit elektrischem Strom und Druckluft zu versorgen, um jeweilige Systeme des Anhängers 14, wie eine Bremsanlage und eine Lichtanlage, beim Ziehen durch die Zugmaschine 12 betreiben und dabei auch durch die Zugmaschine 12 steuern zu können. Zu diesem Zweck weisen die Zugmaschine 12 und der Anhänger 14 korrespondierende Versorgungsschnittstellen auf, um elektrischen Strom, Signale und Druckluft übertragen zu können, wenn die Versorgungsschnittstellen miteinander wirkverbunden sind.
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Um diese Wirkverbindung zu automatisieren, ist ein Verbindungssystem 20 vorgesehen. Das Verbindungssystem 20 weist eine anhängerseitige Adaptervorrichtung 22 auf. Die anhängerseitige Adaptervorrichtung 22 weist ein anhängerseitiges Adapterelement 24 auf, welches noch anhand von 2 näher beschrieben wird, und eine Befestigungsvorrichtung. Das anhängerseitige Adapterelement 22 ist dazu ausgebildet, mit den jeweiligen anhängerseitigen Versorgungsschnittstellen lösbar verbunden zu werden. Die Befestigungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, die anhängerseitige Adaptervorrichtung 22 an dem Anhänger 14 lösbar zu befestigen. In dem gezeigten Beispiel ist die Adaptervorrichtung 22 an einem Aufbau des Anhängers 14 befestigt, in dem gezeigten Beispiel mittels eines Saugnapfes oder eines Magneten. Die Adaptervorrichtung 22 ist dazu ausgebildet, bei verschiedenen Arten von Anhängern, wie Anhängern mit und ohne Aufbau, lösbar befestigt zu werden. Die Adaptervorrichtung 22 kann so schnell und einfach auf einem Betriebshof an dem Anhänger 14 oder auch anderen Anhängern nachgerüstet werden und vor Verlassen des Betriebshofes wieder schnell entfernt werden.
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Das Verbindungssystem 20 weist zudem eine zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung 26 mit einem zugmaschinenseitigen Adapterelement 28 und mit einer Verstellvorrichtung 30 auf. Das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 ist mit den jeweiligen zugmaschinenseitigen Versorgungsschnittstellen dauerhaft verbunden. Die Adaptervorrichtung 26 ist ebenso dauerhaft an der Zugmaschine 12 montiert. Die Verstellvorrichtung 30 ist dazu ausgebildet, das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 relativ zu der Zugmaschine 12 selbsttätig zu verlagern, um das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 an dem anhängerseitigen Adapterelement 24 zum Wirkverbinden der jeweiligen Versorgungsschnittstellen miteinander zu positionieren. Diese Positionierung erfolgt beispielsweise, sobald sich die Zugmaschine 12 und der Anhänger 14 ausreichend angenähert haben. In dem gezeigten Beispiel wird die Positionierung und damit auch die Wirkverbindung automatisch veranlasst, sobald der Anhänger 14 mit der Zugmaschine 12 durch die mechanische Kopplungsvorrichtung an die Zugmaschine 12 gekoppelt wurde, damit die Zugmaschine 12 den Anhänger 14 ziehen kann. Dadurch ist kein manuelles Wirkverbinden der jeweiligen Versorgungsschnittstellen notwendig.
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Die Verstellvorrichtung 30 weist einen beweglichen Gelenkarm 32 mit einem ersten Armelement 34 und einem zweiten Armelement 36 auf. Das erste Armelement 34 hält an einem der Zugmaschine 12 abgewandten Endbereich eine Sensorvorrichtung 38 und das Adapterelement 28. An einem entgegengesetzten Endbereich ist das erste Armelement 34 über ein Gelenk 40 mit einem der Zugmaschine 12 abgewandten Endbereich des zweiten Armelements 36 verbunden. Ein entgegengesetzter Endbereich des zweiten Armelements 36 ist über ein Drehgelenk 42 mit der Zugmaschine 12 verbunden. Das Gelenk 40 erlaubt es der Verstellvorrichtung 30 das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 hoch und runter zu verschwenken. Das Drehgelenk 42 erlaubt es der Verstellvorrichtung 30 das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 nach links und rechts zu verschwenken. Beim Fahren der Zugmaschine 12 mit angekoppelten Anhänger 14 folgt der Gelenkarm 32 den Bewegungen des Anhängers. Für das Wirkverbinden der jeweiligen Versorgungsschnittstellen bzw. deren Trennung kann der Gelenkarm 32 für ein Andocken bzw. Abdocken des zugmaschinenseitigen Adapterelements 28 an dem anhängerseitigen Adapterelement 24 über Motoren gesteuert werden.
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Die Sensorvorrichtung 38 ist dazu ausgebildet, das anhängerseitige Adapterelement 24 zu erfassen. Dafür weist die Sensorvorrichtung 38 als Sensor eine Kamera auf, welche an dem Gelenkarm 32 neben dem zugmaschinenseitigen Adapterelement 28 positioniert ist. Die Erfassung erfolgt durch ein Erkennen einer Markierung auf dem anhängerseitigen Adapterelement 24, welche als zwei voneinander beabstandete QR-Codes 44 ausgebildet ist. Die Verstellvorrichtung 30 ist dazu ausgebildet, das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 in Abhängigkeit von dem erfassten anhängerseitigen Adapterelement 24 zu verlagern, um das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 an dem anhängerseitigen Adapterelement 24 zu positionieren.
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Das Verbindungssystem 20 weist eine Kopplungsvorrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 mit dem anhängerseitigen Adapterelement 24 lösbar miteinander zu verbinden, wenn das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 an dem anhängerseitigen Adapterelement 24 positioniert ist. Die Kopplungsvorrichtung weist zu diesem Zweck wenigstens einen Magneten 46 auf. In dem gezeigten Beispiel sind zwei Magnete 46 an dem anhängerseitigen Adapterelement 24 angeordnet, welche in 2 zu erkennen sind. Durch ein Magnetfeld der jeweiligen Magneten 46 ist das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 mit dem anhängerseitigen Adapterelement 24 verbindbar.
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Soll das Andocken an den Anhänger 14 erfolgen, wird von der Zugmaschine 12 ein Signal an die Verstellvorrichtung 30 ausgegeben. Die Kamera erkennt dann die QR-Codes 44, woraufhin der Gelenkarm 32 mittels der Verstellvorrichtung 30 ausgerichtet wird und sich das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 an das anhängerseitige Adapterelement 24 ankoppelt. Für ein schnelles und einfaches Verbinden dienen die Magnete 46, welche eine punktgenaue Ausrichtung ermöglichen. Nach einer erfolgreichen Ausrichtung kann dies in einer Ausführungsform an eine Steuereinheit der Verstellvorrichtung 30 gemeldet werden, woraufhin der Gelenkarm 32 ausgefahren wird und eine mechanische Verbindung des zugmaschinenseitigen Adapterelements 28 mit dem anhängerseitigen Adapterelement 24 hergestellt wird. Die erfolgreiche Wirkverbindung jeweiliger Versorgungsschnittstellen wird in dieser Ausführungsform an die Steuereinheit gemeldet und kann so an den Fahrer der Zugmaschine 12 ausgegeben werden.
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In einer Ausführungsform sind an dem zugmaschinenseitigen Adapterelement 28 auch jeweilige Magnete angeordnet, welche als Elektromagnete ausgebildet sind. Durch Bestromung kann so die Verbindung des zugmaschinenseitigen Adapterelements 28 mit dem anhängerseitigen Adapterelement 24 hergestellt werden. Das Magnetfeld dieser Magneten ist zum Lösen der Verbindung des zugmaschinenseitigen Adapterelements 28 mit dem anhängerseitigen Adapterelement 24 durch Ändern des Stromflusses veränderbar. Soll der Anhänger 14 abgekoppelt werden, kann der Fahrer der Zugmaschine 12 einen Befehl an das Verbindungssystem 20 ausgeben. Daraufhin werden die jeweiligen Elektromagnete mit Gegenstrom bestromt, wodurch das Magnetfeld aufgehoben wird und die mechanische Verbindung zwischen dem zugmaschinenseitigen Adapterelement 28 und dem anhängerseitigen Adapterelement 24 gelöst wird. So kann eine Abkopplung erfolgen. Der Gelenkarm 32 wird nach erfolgter Abkopplung von der Steuervorrichtung 30 in eine Ausgangsstellung zurückverlagert.
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2 zeigt in einer Frontalansicht das anhängerseitige Adapterelement 24 von einer dem Anhänger 14 abgewandten Seite. Das anhängerseitige Adapterelement 24 weist eine Adapterplatte 48 auf. An zwei entgegengesetzten Endbereichen ist jeweils einer der Magnete 46 angeordnet. Daneben ist jeweils einer der QR-Codes 44 angeordnet. Dazwischen weist das anhängerseitige Adapterelement 24 für jede anhängerseitige Versorgungsschnittstelle einen Anschluss auf, hier in Form von vier Pneumatikanschlüssen 50 und einem mittigen Elektrikanschluss 52. Das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 kann ähnlich aufgebaut sein, jedoch unter Weglassung der jeweiligen QR-Codes 44. Zudem weist das zugmaschinenseitige Adapterelement 28 für jede zugmaschinenseitige Versorgungsschnittstelle einen Anschluss auf, welcher zu jeweils einem der jeweiligen Anschlüssen 50, 52 des zugmaschinenseitigen Adapterelements 24 korrespondiert. In der gezeigten Ausführungsform sind die Anschlüsse 50, 52 des anhängerseitigen Adapterelements 24 als weibliche Anschlüsse ausgebildet und die des zugmaschinenseitigen Adapterelements 28 als männliche Anschlüsse.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zugmaschinenverbund
- 12
- Zugmaschine
- 14
- Anhänger
- 16
- Fahrerkabine
- 20
- Verbindungssystem
- 22
- anhängerseitige Adaptervorrichtung
- 24
- anhängerseitiges Adapterelement
- 26
- zugmaschinenseitige Adaptervorrichtung
- 28
- zugmaschinenseitiges Adapterelement
- 30
- Verstellvorrichtung
- 32
- Gelenkarm
- 34
- Armelement
- 36
- Armelement
- 38
- Sensorvorrichtung
- 40
- Gelenk
- 42
- Drehgelenk
- 44
- QR-Code
- 46
- Magnet
- 48
- Adapterplatte
- 50
- Pneumatikanschluss
- 52
- Elektrikanschluss
