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Die Neuerung betrifft ein mit gleichen Transportgeräten auf Rollen bewegbares, elektrifiziertes Transportgerät, wobei das Transportgerät wenigstens eine Ablageeinrichtung aufweist, und wobei das Transportgerät mit gleichen Transportgeräten stapelbar ist derart, dass zwischen zwei gestapelten Transportgeräten ein nutzbarer Stapeltotraum existiert.
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Mit gleichen Transportgeräten stapelbare und auf Rollen bewegbare Transportgeräte sind bekannt insbesondere als Einkaufswagen, Plattformwagen, Gepäckwagen, Rollcontainer, sowie als Rollkörbe. Im Fall des Einkaufswagens weist wenigstens eine Ablageeinrichtung die Form eines mit einer schwenkbaren Rückwand verschließbaren Korbes auf und im Fall des Plattformwagens weist wenigstens eine Ablageeinrichtung die Form einer Plattform auf, wobei Einkaufswagen zusätzlich auch mit Plattformen oder Bodenrosten und Plattformwagen auch mit Körben ausgestattet sein können. Gepäckwagen sind den Plattformwagen ähnlich, im Gegensatz zu diesen ist die Plattform meist jedoch identisch mit dem Fahrgestell. Rollcontainer weisen üblicherweise wenigstens eine Plattform auf, die teilweise oder ganz von Seitenwänden eingeschlossen sind, wobei die Rollen an der untersten Plattform montiert sind und die Seitenwände an der untersten Plattform befestigt sind. Rollkörbe zeichnen sich dadurch aus, dass sie anders als Einkaufswagen und Plattformwagen kein Fahrgestell aufweisen und die Rollen direkt an der Unterseite des Korbes angeordnet sind. Stapelbare, auf Rollen bewegbare und elektrifizierte Transportgeräte in hier nicht genannten, weiteren Bauarten sind ebenfalls Gegenstand der Neuerung.
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Es ist üblich, Transportgeräte in Stapelverbünden an Sammelstellen bereitzustellen. Im Falle sich wiederholender Nutzungsprozesse, beispielsweise Einkäufen in einem Selbstbedienungsgeschäft, werden die Transportgeräte mehrfach dem Stapelverbund entnommen und in den Stapelverbund zurückgestellt. Die Stapelrichtung ist im Falle von Einkaufswagen, Plattformwagen, Gepäckwagen, und Rollcontainern horizontal, im Fall von Rollkörben vertikal.
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Im Stapelverbund weisen gleiche Transportgeräte zueinander einen Stapelabstand auf und es ergibt sich zwischen zwei benachbarten Transportgeräten ein Stapeltotraum. Es sei der statische Stapeltotraum definiert als der in Stapelrichtung freie Raum zwischen den Oberflächen im Stapelverbund möglichst nahe zueinander stehender benachbarter Transportgeräte. Es sei ferner der dynamische Stapeltotraum definiert als der sich während des Stapelvorgangs in Ausdehnung und Form verändernde, in Stapelrichtung freie Raum zwischen den Oberflächen ineinander stapelnder Transportgeräte. Die Schnittmenge des statischen und des dynamischen Stapeltotraums wird im Folgenden der nutzbare Stapeltotraum genannt. Der nutzbare Stapeltotraum ist somit derjenige Raum, der unabhängig davon, in welchem Abstand während des Stapelvorgangs und am Ende des Stapelvorgangs zwei Transportgeräte zueinander stehen und unabhängig davon, welche Lage dabei bewegliche Teile momentan einnehmen, zwischen den Transportgeräten immer frei ist. Im nutzbaren Stapeltotraum können am Transportgerät zusätzliche Teile angeordnet werden, ohne dass hierdurch der Stapelabstand beeinflusst wird.
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Elektrifizierte Einkaufswagen, Plattformwagen, Gepäckwagen und Rollcontainer sind insbesondere ausgestattet mit Bildschirmen und/oder Sensoren und/oder Kraftsensoren, z.B. einer Waage, und/oder computer-technologischen Einrichtungen und/oder den manuellen Schiebevorgang unterstützende Elektromotoren. Wahlweise können elektrifizierte Transportgeräte vom Benutzer an- und ausgeschaltet werden und weisen wenigstens eine Benutzerschnittstelle, z.B. einen Touchscreen auf, die dem Nutzer eine Steuerung und/oder Interaktion mit dem Gerät ermöglicht. Benutzerschnittstellen können auch durch separat vorliegende oder nur vorübergehend am Transportgerät angeordnete Geräte gebildet sein, beispielsweise durch ein Smartphone oder einen Handheld Scanner zum Erfassen von Barcodes oder QR Codes. Elektrifizierte Transportgeräte verfügen über wenigstens einen am Transportgerät angeordneten Stromspeicher bzw. eine Batterie und über wenigstens eine Ladeeinrichtung, die dem Laden des wenigstens einen Stromspeichers dient. Unterstützt werden mit den stromversorgten Einrichtungen unter anderem Navigation im Markt, Produktsuche, Werbung, und sonstige Kommunikation mit dem Kunden, Waren- und Preiserfassung, Bezahlung der Ware, sowie Erleichterung des Schiebevorgangs durch Motorisierung.
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In der jüngeren Vergangenheit werden im Einzelhandel und in der Lagerwirtschaft Transportgeräte zunehmend mit stromversorgten Einrichtungen ausgestattet. Stromversorgte Einrichtungen, die für die Interaktion mit einem Nutzer des Transportgeräts bestimmt sind, werden unter ergonomischen Gesichtspunkten am Transportgeräts platziert, d.h. bevorzugt in einer Höhe von ca. 70-120cm über dem Fußboden und an der dem Nutzer zugewandten Seite, insbesondere an oder nahe von Schiebegriffen. Eine solche Platzierung ist für bestimmte Einrichtungen jedoch ungünstig, unvollständig oder ungeeignet, insbesondere für Sensoren, beispielsweise Kameras, die Ablagen und Waren auf Ablagen aus mehreren Blickwinkeln erfassen sollen. Es ist üblich, die Stromspeicher elektrifizierter Transportgeräte unter Verwendung von Kabeln aufzuladen und mit Hilfe von am Transportgerät angeordneten Kabeln die stromversorgten, bzw. stromverbrauchenden Einrichtungen des Transportgeräts mit Strom zu versorgen. Daraus ergeben sich eine Reihe von Nachteilen:
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Während der Stromspeicher geladen wird, kann das Transportgerät nicht für den Transport von Waren verwendet werden und umgekehrt kann das Transportgerät nicht während des Gebrauchs geladen werden. Stromspeicher sind daher so auszulegen, dass sie die stromverbrauchenden Einrichtungen während der gesamten Betriebsstunden eines Ladengeschäfts oder Lagerbetriebs mit Strom versorgen können und dass sie während der für das Laden verfügbaren Stunden für den nächsten Tag ausreichend geladen werden können. Ein 24-Stunden-Betrieb ist so nicht realisierbar.
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Die für einen Tag reichenden Stromspeicher weisen ein erhebliches Gewicht auf und verursachen hohe Kosten. Das tägliche Laden ist nur durch Einsatz von Personal möglich. Eine Platzierung von Stromspeichern am gleichen Ort, an dem Einrichtungen unter ergonomischen Gesichtspunkten platziert werden, d.h. in ca. 70-120cm Höhe, ist für die Standsicherheit des Transportgeräts nachteilig und es ist stattdessen ein möglichst niedriger Schwerpunkt zu bevorzugen.
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Je zahlreicher und unterschiedlicher die am Transportgerät angeordneten stromversorgten Einrichtungen sind, desto mehr Kabel sind am Transportgerät zu verbauen. Damit sind immer mehr sicherheitstechnische Probleme zu lösen, die sichere Unterbringung der Kabel verursacht wesentlich höhere Herstellkosten der Transportmittel, die Stapelbarkeit der Transportmittel kann negativ beeinflusst werden, und es wächst das Risiko von Betriebsstörungen durch defekte Kabelverbindungen.
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Das von Michael Faraday beschriebene Phänomen der elektromagnetischen Induktion ermöglicht bekanntes Induktionsladen, bzw. wireless charging. Der Abstand zwischen Ladegerät und zu ladendem Gerät muss hier jedoch sehr gering sein und die Orientierung von Ladegerät und zu ladendem Gerät zueinander muss bestimmt sein, um einen noch praxistauglichen Wirkungsgrad zu erreichen. Aufgrund dieser Anforderungen ist das beschriebene Induktionsladen ungeeignet, ein Transportmittel während des Ladevorgangs für den Transport von Waren verfügbar zu machen. Die Verkabelung am Transportgerät kann durch diese Ladetechnik ebenfalls nicht vermieden werden.
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Das Unternehmen Witricity mit Sitz in 57 Water Street, Watertown, MA 02472, USA und Website witricity.com beschreibt in zahlreichen Schutzrechten eine magnetische Resonatoren nutzende drahtlose Ladetechnik. Resonatoren können Energie in wenigstens zwei unterschiedlichen Formen speichern, wobei die gespeicherte Energie zwischen den beiden Formen oszilliert. Die Verwendung von Resonatoren gestattet eine flexiblere Positionierung zwischen Ladegerät und zu ladendem Gerät wird und der Wirkungsgrad der Induktion wird verbessert. Die
EP 2 617 120 B1 beschreibt ein System für drahtlose Energieverteilung über ein definiertes Gebiet, wobei das System einen Quellresonator, der an eine Energiequelle angekoppelt ist und ein oszillierendes Magentfeld mit einer Treiberfrequenz erzeugt, einen Repeaterresonator, der in dem definierten Gebiet und nahe an dem Quellresonator positioniert ist, wobei der Repeatorresonator eine Resonanzfrequenz aufweist, und wobei mindestens zwei andere Repeatorresonatoren in dem definierten Gebiet positioniert sind, wobei jeder der mindestens zwei anderen Repeatorresonatoren nahe an mindestens einem anderen Repeatorresonator positioniert ist und jeder der mindestens zwei anderen Repeatorresonatoren eine Resonanzfrequenz aufweist. Es ist vorgesehen, siehe Abschnitt [0009], dass die Komponenten eines solchen Systems beispielsweise im Boden, an Wänden oder an der Decke eines Raumes angeordnet sind, wobei, siehe Abschnitt [0002], eine Mehrzahl von bewegten oder häufig ihren Platz wechselnden Geräten mit Energie versorgt werden sollen.
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Es ist Aufgabe der Neuerung, stapelbare, elektrifizierte Transportgeräte derart weiterzuentwickeln, dass deren Nutzbarkeit verbessert wird, insbesondere durch Reduzierung von Verkabelung und von Standzeiten, in denen die Transportgeräte nicht nutzbar sind.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass in Stapelrichtung gesehen in voneinander räumlich getrennten hinteren und vorderen Bereichen des Transportgeräts elektrotechnische Einrichtungen angeordnet sind, die geeignet sind, zwischen dem hinteren und dem vorderen Bereich unter Verwendung von Resonatoren induktiv Energie zu übertragen und wobei die elektrotechnischen Einrichtungen im nutzbaren Stapeltotraum platziert sind, wenn sich das Transportgerät im Stapelverbund zwischen zwei weiteren gleichen Transportgeräten befindet.
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Ein wesentlicher Vorteil der Neuerung besteht darin, dass in den unterschiedlichen praxisrelevanten Bereichen platzierte elektrotechnische Einrichtungen, insbesondere Ladeeinrichtungen, Energiespeicher und stromverbrauchende Einrichtungen, nicht oder nur noch über kurze Distanz verkabelt werden müssen. Insbesondere lassen sich zwei räumlich getrennte Bereiche mit einer Batterie nur in einem der Bereiche ohne Verkabelung zwischen den Bereichen mit Energie versorgen. Die gewählten Bereiche hinten und vorne am Transportgerät sind bekanntermaßen die bevorzugten Orte für die Platzierung stromversorgter Einrichtungen.
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Elektrifizierte Rollkörbe sind aus dem Stand der Technik nicht bekannt, sind jedoch eine wichtige Ausführungsform der Neuerung und durch die Neuerung vorteilhaft realisierbar. Im Fall von Rollkörben sind die bevorzugten Bereiche unten und am Korbrahmen oben. Unten, insbesondere in den Korbboden integriert, sind schwere und/oder großflächige Einrichtungen zu platzieren, während der geeignete Platz für Sensoren nahe des oberen Korbrahmens ist. Bevorzugte elektrotechnische Einrichtungen am Korbboden sind Resonatoren, Batterien, sowie Kraftsensoren. Bevorzugte elektrotechnische Einrichtungen am Korbrahmen sind Kameras, Infrarotsensoren, sowie Kraftsensoren.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Neuerung besteht darin, dass die ganz unterschiedlichen Anforderungen an Dauer des Ladevorgangs und zu übertragender Energiemengen im Falle eines Ladevorgangs in einem Stapelverbund und im Falle der Energieversorgung einzelner stromversorgter Einrichtungen eines Transportgeräts getrennt behandelt werden, so dass für jede Anforderung ohne Rücksicht auf die Anforderungen der jeweils anderen eine optimierte Lösung möglich wird.
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Im Fall einer hohen Nutzungsfrequenz stehen die Transportgeräte oft nur kurzzeitig im Stapelverbund. Ferner befinden sich die weiter vorne im Stapelverbund stehenden Transportgeräte länger im Stapelverbund als die weiter hinten stehenden und werden weniger genutzt. Daraus ergibt sich ein doppeltes Gefälle: je weiter hinten ein Transportgerät steht, desto mehr Energie muss es tendenziell aufnehmen und desto kürzer ist die dafür verfügbare Zeit. Die Erfüllung dieser Anforderung wird erschwert dadurch, dass das vordere Ende eines Stapelverbunds als ortsfest angesehen werden kann, nicht aber das hintere Ende, dessen Position mit der Anzahl der Transportgeräte im Stapelverbund variiert, so dass sich die Distanz des am hinteren Ende des Stapelverbunds befindlichen Transportgeräts zu einem ortsfesten Quellresonator ständig verändert. Die Erfindung nutzt wahlweise im Stapelverbund befindliche Transportgeräte zur Energieversorgung benachbarter bzw. nahestehender Transportgeräte und ergänzt damit die Versorgung durch einen oder mehrere, an der Sammelstelle ortsfest angeordnete Resonatoren. So kann insbesondere ein Quellresonator ortsfest nahe des vorderen Endes des Stapelverbunds angeordnet sein und es können vorausbefindliche Transportgeräte zur Energieversorgung hinten stehender Transportgeräte beitragen, so dass mehr Energie in kürzerer Zeit da ankommt, wo sie benötigt wird. Alternativ kann die Position eines an der Sammelstelle angeordneten Resonators der Position des hinteren Endes des Stapelverbunds folgend angepasst werden.
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Während ein möglichst schneller und leistungsstarker Ladevorgang während der Standzeit im Stapelverbund wünschenswert ist, benötigen die stromversorgten Einrichtungen am einzelnen Transportgerät einen vergleichsweise geringen, dafür aber lang andauernden Energiefluss. Diese Problemstellung löst die Neuerung vorteilhaft unabhängig von der des Ladevorgangs im Stapelverbund.
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Die Neuerung wird besonders vorteilhaft realisiert in Verbindung mit einem ersten definierten Raum gemäß der
EP 2 617 120 B1 , der innerhalb des Einsatzraums des Transportgeräts liegt oder mit dem Einsatzraum identisch ist und der wenigstens einen ortsfesten Quellresonator und wahlweise ortsfeste Repeaterresonatoren aufweist. Ein zweiter definierter Raum ist der vom Stapelverbund der Transportgeräte beanspruchte Raum. Ein dritter definierter Raum ist der vom einzelnen Transportgerät beanspruchte Raum. Größe und Geometrie der drei Räume sind, ebenso wie die im jeweiligen Raum zu übertragenden Energien, unterschiedlich. Die Neuerung ermöglicht dem Fachmann eine im Hinblick auf Raumgröße und Raumgeometrie optimierte Ausgestaltung, d.h. für jeden der drei definierten Räume eine jeweils für diesen Raum optimierte Lösung induktiver Energieübertragung.
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Vorteilhaft ermöglicht die Neuerung ferner einen ersten Betriebszustand, der für das Laden im Stapelverbund vorgesehen ist und einen zweiten Betriebszustand, der für die Nutzung des Transportgeräts vorgesehen ist. Im ersten Betriebszustand sind stromversorgte Einrichtungen ganz oder teilweise deaktiviert, beispielsweise in einem Standby-Modus, um deren Energiebedarf möglichst gering zu halten. Im zweiten Betriebszustand ist bevorzugt die Funktion der Energieübertragung an weitere Transportgeräte unterbunden, die nur im Stapelverbund benötigt wird.
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Es ist zweckmäßig, wenn wenigstens eine der elektrotechnischen Einrichtungen an einer Ablageeinrichtung angeordnet und an dieser abgestützt ist. Die Ablageeinrichtungen, unabhängig davon, ob sie als Plattform oder als Korb vorliegen, weisen Wandflächen auf, an denen elektrotechnische Einrichtungen montiert und abgestützt werden können. Es ist ferner zweckmäßig, wenn wenigstens eine der elektrotechnischen Einrichtungen ganz oder teilweise innerhalb eines Trägerelements angeordnet ist. Ein Trägerelement kann ein Gehäuse sein und das Gehäuse kann ganz oder teilweise durch eine Wandfläche einer Ablageeinrichtung gebildet sein.
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Um nicht nur innerhalb des Transportgerätes sowie zwischen gestapelten Transportgeräten induktiv Energie zu übertragen sondern ein Transportgerät auch drahtlos mit von außen zugeführter Energie zu versorgen, ist es zweckmäßig, wenn wenigstens eine der elektrotechnischen Einrichtungen mit einem Resonator gebildet ist, der geeignet ist, mit wenigstens einem weiteren Resonator gekoppelt zu werden, wobei der wenigstens eine weitere Resonator ortsfest im Einsatzraum des Transportgeräts und/oder an einem weiteren Transportgerät angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2617120 B1 [0011, 0019]