-
Die Erfindung betrifft eine Logistikanordnung insbesondere für den innerbetrieblichen Transport.
-
Aus dem Stand der Technik sind Transport- Verteil- und Fördersysteme beispielsweise auf der Basis von Bändern oder Rollenbahnen bekannt, bei denen durch Stellglieder wie Weichen ein Abgabepunkt bestimmt und eine Nutzlasteinheit dorthin transportiert werden kann. Nachteilig ist hierbei insbesondere der hohe Platzbedarf.
-
Ferner sind Lösungen aus dem Stand der Technik mit selbstständig navigierenden Fahreinheiten bekannt, bei denen die Nutzlasten mittels spezieller Carrier übernommen, transportiert und übergeben werden. Nachteilig ist hierbei das Erfordernis dieser speziellen Carrier sowie der damit verbundene Kostenaufwand und der zusätzliche Platzbedarf.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es, unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik eine Logistikanordnung bereitzustellen, die an bestehende Logistiksysteme anpassbar und nachrüstbar ist, die einen geringen baulichen Aufwand und einen geringen Platzbedarf aufweist, einen automatischen oder autonomen Betrieb ermöglicht sowie kostengünstig bereitstellbar ist.
-
Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die erfindungsgemäße Logistikanordnung weist als Grundkomponenten eine Fahrplattform und eine Transferstation auf. Die Transferstation wird nachfolgend auch kurz als Terminal bezeichnet.
-
Die Transferstation weist einen Gestellgrundkörper auf. Der Gestellgrundkörper ist bevorzugt aus Profilen gebildet, die miteinander verschweißt oder formschlüssig gekoppelt sind. In einer vorteilhaften Variante kann es sich auch um eine steckbare oder klappbare Konstruktion handeln, so dass der Gestellgrundkörper einfach auf- und abgebaut sowie insbesondere platzsparend gelagert werden kann.
-
Der Gestellgrundkörper weist an einer Gestelloberseite einen Auflageabschnitt auf. Der Auflageabschnitt ist ausgebildet, eine Nutzlasteinheit aufzunehmen. Als Auflageabschnitt ist jeder formgebende Abschnitt zu verstehen der geeignet ist, eine Nutzlasteinheit aufzunehmen. Vorzugsweise ist der Auflageabschnitt mehrteilig für punkt- oder linienförmige Lastaufnahmen ausgebildet und weist seitliche Formabschnitte zur Sicherung der Nutzlasteinheit gegen ein Verrutschen sowie gegen ein Abrutschen auf. Die Formabschnitte können insbesondere Einlaufschrägen aufweisen, um eine selbsttätige exakte Positionierung der Nutzlasteinheit bei einem Absetzen auf dem Auflageabschnitt zu unterstützen. Vorzugsweise ist der Auflageabschnitt für eine im wesentlichen waagerechte Anordnung der Nutzlasteinheit ausgebildet. Die Nutzlasteinheit selbst ist nicht Bestandteil der erfindungsgemäßen Logistikanordnung.
-
Weiterhin bildet der Gestellgrundkörper einen Innenraum aus, der seitlich zugänglich ist. Als seitlich zugänglicher Innenraum ist ein Raumbereich zu verstehen, der nach seiner Größe und seiner Geometrie und insbesondere nach seinem Querschnitt so ausgebildet ist, dass die Fahrplattform zumindest abschnittsweise dort eingefahren werden kann.
-
Bei der erfindungsgemäßen Fahrplattform handelt es sich um eine selbstfahrende Fahreinheit. Als selbstfahrende Fahreinheit wird verstanden, dass die Fahrplattform elektromotorisch angetrieben und sich auf einem ebenen Untergrund schienenungebunden bewegen kann. Vorzugsweise werden die Bewegungen über eine drahtlose Kommunikation gesteuert. Hierbei kann sich die Fahrplattform in den beiden linearen Freiheitsgraden der Bewegungsebene sowie rotatorisch um die Hochachse bewegen und positionieren.
-
Die erfindungsgemäße Fahrplattform weist eine Scherenhubvorrichtung auf, die ausgebildet ist eine Nutzlasteinheit aufzunehmen. Mit der Scherenhubvorrichtung wird eine in der Höhe verstellbare Auflageebene für eine zu transportierende Nutzlasteinheit geschaffen.
-
Die Scherenhubvorrichtung kann erfindungsgemäß einen Absenkbetriebszustand oder einen Hubbetriebszustand aufweisen. In dem Absenkbetriebszustand liegt eine niedrige Höhe der verstellbaren Auflageebene vor. In dem Hubbetriebszustand ist die Auflageebene angehoben.
-
Die Fahrplattform ist ausgebildet, in einem Absenkbetriebszustand in den Innenraum des Terminals einzufahren und sich in einer Unterfahrposition unter der Nutzlasteinheit zu positionieren. Vorzugsweise weist die Logistikanordnung hierfür eine Steuerungseinheit auf, die ein Flächenkoordinatensystem mit der Position des Terminals beinhaltet, so dass sich die Fahrplattform auf der Basis dieses Koordinatensystems automatisch in die Unterfahrposition bewegen und sich dort exakt ausrichten kann. Als Unterfahrposition wird eine Lagebeziehung zwischen der Fahrplattform und dem Terminal verstanden, bei der die Fahrplattform so in Bezug auf den Auflageabschnitt angeordnet ist, dass sich eine dort aufgestellte Nutzlasteinheit über der Fahrplattform befindet und von der Scherenhubvorrichtung bei einer Hubbewegung von unten aufgenommen werden könnte.
-
Erfindungsgemäß ist die Fahrplattform ferner ausgebildet, in der Unterfahrposition bei einem Übergang von dem Absenkbetriebszustand in den Hubbetriebszustand die Nutzlasteinheit von der Fahrplattform zu entnehmen und die Nutzlasteinheit aufzunehmen. Dies bedeutet, dass die Scherenhubvorrichtung bei einer Bewegung von dem Absenkbetriebszustand in den Hubbetriebszustand, also bei einer Hubbewegung, die Nutzlasteinheit von unten so aufnimmt, dass die Gewichtskraft der Nutzlasteinheit dann nicht mehr über den Auflageabschnitt und weiter über den Gestellgrundkörper, sondern von der Scherenhubvorrichtung aufgenommen wird.
-
Wenn die Fahrplattform mit ihrer Scherenhubvorrichtung die Nutzlasteinheit übernommen hat, kann diese aus dem Terminal ausfahren und die Nutzlasteinheit an einen Bestimmungsort transportieren.
-
Mit der erfindungsgemäßen Logistikanordnung wurde überraschend eine Lösung gefunden, insbesondere innerbetriebliche Transport- und Handlingsaufgaben auch in komplexen Anwendungen mit einfachen Mitteln zuverlässig und universell anpassbar durchzuführen. Dabei stellt die erfindungsgemäße Logistikanordnung insbesondere die nachfolgend beschriebenen Vorteile bereit.
-
Die Logistikanordnung kann in effizienter Weise den Transport zwischen einem Aufnahmepunkt und der Transferstation oder von der Transferstation zu einem Abgabepunkt ermöglichen.
-
Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, dass keine zusätzlichen Mittel zum Be- oder Entladen wie etwa Kräne benötigt werden.
-
Beispielsweise ermöglicht es die Logistikanordnung, eine physische und logische Schnittstelle zu einem automatisierten Hochlagerregalsystem bereitzustellen. Das Hochlagerregalsystem ist konzipiert, auf der Basis eines internen Koordinatensystems Nutzlasteinheiten an definierten Positionen einzustellen, aufzunehmen und zu übergeben. Hierbei ist es insbesondere möglich, die Transferstation an einer solchen definierten Position anzuordnen, so dass das Hochlagerregalsystem von der Transferstation Nutzlasteinheiten übernehmen und in die Regalplätze einstellen und auch umkehrt von den Regalplätzen entnehmen und an der Transferstation abstellen kann. Die Fahrplattform kann hierbei Nutzlasteinheiten automatisiert von dem Aufnahmepunkt an die Transferstation überbringen oder von dort abholen und den Weitertransport zu dem Abgabepunkt durchführen.
-
Weiterhin ermöglicht es die Logistikanordnung, Nutzeinheiten direkt zu dem Verwendungsort (Point of Use) zu transportieren oder dort aufzunehmen. Dabei kann mittels der Scherenhubeinrichtung zugleich eine auch in der Höhe bedieneroptimierte Position bereitgestellt werden. So ist es beispielsweise möglich, eine Palette oder eine Euro-Box über die Transferstation aufzunehmen und direkt zu einem Fertigungsarbeitsplatz, beispielsweise an einem Fertigungsband, zu transportieren. Dabei kann die Fahrplattform unmittelbar in eine für einen Bediener ergonomisch vorteilhafte Position fahren, der dann Teile entnehmen und beispielsweise montieren kann. Dabei kann die Scherenhubvorrichtung eine ergonomisch günstige Entnahmehöhe bereitstellen. Darüber hinaus ist auch eine Nachführung in der Höhe möglich, wenn beispielsweise die Nutzlast eine Mehrzahl übereinander gestapelter Teile aufweist. Wenn die oberen Teile entnommen sind, kann die Scherenhubvorrichtung eine Hubbewegung durchführen, so dass dann die ergonomisch günstige Entnahmehöhe wieder hergestellt ist. Hierzu kann insbesondere der Bedienerarbeitsplatz eine Funkverbindung zu einer Steuerungseinheit der Fahrplattform aufweisen, so dass die Entnahmehöhe und gegebenenfalls auch die genaue Stellposition durch den Bediener gemäß seiner individuellen Statur eingestellt werden kann. Mittels der Scherenhubvorrichtung werden auf diese Weise mit ein und derselben Vorrichtung zwei unterschiedliche Aufgaben realisiert. Zum einen kann die Nutzlast auf die Transferstation aufgelegt oder von dieser entnommen werden; zum anderen kann eine ergonomische Arbeitsplatzgestaltung bereitgestellt werden. In entsprechender Weise gilt dies umgekehrt auch für das Einlegen von Fertigteilen etwa in ein von der Fahrplattform positioniertes Behältnis, beispielsweise eine Euro-Box. Vorteilhaft ist hierbei zudem, dass der Flächenbedarf optimiert wird, da der Stellplatz der Fahrplattform beispielsweise bei dem Fertigungsarbeitsplatz wieder frei wird und nicht durch Gestelle oder dergleichen etwa für Teileboxen belegt bleibt.
-
Vorteilhaft kann zudem eine Übergabe der Nutzlast an weitere Transferstationen erfolgen, die beispielsweise an einem Fertigungsarbeitsplatz angeordnet sein können. So ist es möglich, die Nutzlast automatisiert an dem Abgabepunkt abzustellen, so dass die Fahrplattform weiterhin zur Verfügung steht und weitere Transportaufgaben durchführen kann.
-
Zudem kann vorteilhaft ein vernetztes Logistiksystem aufgebaut werden. Beispielsweise ist es möglich, zwischen verschiedenen Betriebsteilen eine Transferstation anzuordnen, an der automatisiert von einer Fahrplattform eine Nutzlast abgelegt und dann von einer anderen Fahrplattform aufgenommen werden kann. So kann die Verfügbarkeit der Fahrplattformen optimiert werden. Zudem ist es möglich, Fahrplattformen mit einer höheren Geschwindigkeitsauslegung für größere Entfernungen und Fahrplattformen mit einer höheren Präzisionsauslegung für exakte Positionierungen an einem Abgabepunkt an einem Fertigungsarbeitsplatz einzusetzen.
-
Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist die Logistikanordnung dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageabschnitt ausgebildet ist, die Nutzlasteinheit in einem Palettengrundmaß von 1200 mm x 800 mm oder in einem Palettenteilungsmaß von 800 mm x 600 mm oder in einem Palettenteilungsmaß von 600 mm x 400 mm aufzunehmen.
-
Die Abmessungen des Auflageabschnitts der Transferstation sind gemäß dieser Weiterbildung an die normierten Logistikmaße angepasst. Bei der Abmessung von 1200 mm x 800 mm handelt es sich um das sogenannte Euro-Palettenmaß. Das Palettenteilungsmaß von 800 mm x 600 mm ist eine Teilung des Euro-Palettenmaßes, so dass ein Euro-Palettenmaß zweimal mit dem genannten Palettenteilungsmaß belegt werden kann. Ferner kann das nächstkleinere Palettenteilungsmaß von 600 mm x 400 mm zweimal das Palettenteilungsmaß von 800 mm x 600 mm und viermal das Euro-Palettenmaß belegen.
-
Gemäß dieser Weiterbildung ist zugleich die Fahrplattform in ihren Abmessungen so ausgebildet, dass sie eine Nutzlasteinheit in den genannten Maßen sicher aufnehmen und verfahren kann.
-
Entsprechend einer nächsten vorteilhaften Weiterbildung ist die Logistikanordnung dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrplattform einen Stromspeicher und einen mit diesem verbundenen elektrischen Kontaktnehmer aufweist, dass die Transferstation eine elektrische Ladeeinheit und einen mit dieser verbundenen elektrischen Kontaktgeber, der mit dem elektrischen Kontaktnehmer korrespondiert, aufweist und dass der elektrische Kontaktnehmer und der elektrische Kontaktgeber ausgebildet sind, in einer Ladeposition der Fahrplattform in dem Innenraum mittels einer elektrischen Kontaktierung einen Ladestromfluss von der Ladeeinheit zu dem Stromspeicher herzustellen. Der elektrische Kontaktnehmer und der elektrische Kontaktgeber werden zusammengefasst auch als die Kontaktpartner bezeichnet.
-
Nach dieser Weiterbildung dient das Terminal in einer Funktionsintegration sowohl als eine Einrichtung zur Aufnahme und Entgegennahme von Nutzlasteinheiten, als auch als eine Parkstation und Ladestation für die Fahrplattform. Die Fahrplattform fährt dabei selbstständig so in die Transferstation ein, dass die Kontaktpartner den Ladestromkreis schließen und so der Akkumulator als Stromspeicher der Fahrplattform geladen werden kann. Vorteilhaft wird damit die von dem Terminal benötigte Fläche zugleich für den Ladevorgang genutzt. Zudem ist die Fahrplattform durch den Gestellgrundkörper mechanisch geschützt. Letztlich wird auch die Unfallgefahr verringert.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Fahreinheit eine Antriebsradeinheit und eine Stützradanordnung sowie eine Steuerungseinheit auf.
-
Hierbei weist die Antriebsradeinheit ein erstes und ein zweites Antriebsrad sowie eine Antriebseinheit auf.
-
Das erste und das zweite Antriebsrad sind mittels einer Antriebsradaufnahme rotierbar um eine gemeinsame Horizontalachse an dem Drehgestell aufgenommen. Die gemeinsame Horizontalachse der beiden Antriebsräder wird nachfolgend als die Antriebsradhorizontalachse bezeichnet.
-
Bei der Antriebsradaufnahme handelt es sich um eine Radaufnahme die so ausgebildet ist, dass die beiden Antriebsräder mit paralleler Laufrichtung und beabstandet angeordnet sind. Vorzugsweise weisen die Antriebsräder eine Anordnung am seitlichen Rad des Fahrgestells auf um eine hohe Kippstabilität zu ermöglichen. Die Antriebsradaufnahmen beider Antriebsräder können auch baulich verbunden sein. Insbesondere können die Antriebsradaufnahmen auch einen gemeinsamen Achskörper oder zwei Teilachsen aufweisen. Die Antriebsradaufnahmen sind so ausgestaltet, dass sie eine Rotationsbewegung der Antriebsräder um die gemeinsame Antriebsradhorizontalachse ermöglichen.
-
Erfindungsgemäß sind die beiden Antriebsräder in der Antriebsradaufnahme voneinander unabhängig drehbar gelagert.
-
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit weist einen ersten Radantrieb, einen zweiten Radantrieb und eine Steuereinheit auf.
-
Der erste Radantrieb ist dabei dem ersten Antriebsrad zugeordnet. Analog ist der zweite Radantrieb dem zweiten Antriebsrad zugeordnet.
-
Die beiden Radantriebe sind vorzugweise als elektromotorische Antriebe ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Radantriebe jeweils durch einen Nabenmotor realisiert. Dies ermöglicht eine Kraftübertragung durch Direktantrieb mit hohem Wirkungsgrad bei konstruktiv einfacher Ausbildung und einem geringen Platzbedarf.
-
Nach einer anderen möglichen Konstruktion sind der Radantrieb und das jeweilige Antriebsrad baulich separat ausgebildet, wobei die Kraftübertragung dann über ein Getriebe erfolgt. Diese Lösung ermöglicht es zudem, einen gemeinsamen Motor für beide Radantriebe einzusetzen und die Zuordnung der Drehmomentübertragung auf die beiden Antriebsräder mittels Getriebe zu realisieren.
-
Jeder der beiden Radantriebe ist ausgebildet, das jeweils zugeordnete Antriebsrad separat mit einem Drehmoment zu beaufschlagen. Mittels der separaten Drehmomentbeaufschlagung wird die Drehgeschwindigkeit jedes Antriebsrades einzeln festgelegt.
-
Dies ermöglicht es, unterschiedliche Betriebszustände in Bezug auf das Verhältnis der Drehbewegungen der beiden Laufräder zueinander bereitzustellen. Die Drehmomentbeaufschlagung kann dabei sowohl als Antrieb als auch als Abbremsung erfolgen.
-
Die wichtigsten möglichen Betriebszustände bestehen darin, beide Antriebsräder mit gleicher Geschwindigkeit drehen zu lassen, das erste Antriebsrad schneller als das zweite Antriebsrad zu drehen und umgekehrt, nur ein Antriebsrad zu drehen und das andere zu blockieren oder beide Antriebsräder in entgegengesetzten Richtungen zu drehen.
-
Im Fahrbetrieb ist es also unter anderem möglich, ein Antriebsrad stärker als das andere zu beschleunigen, ein Antriebsrad zu verzögern oder beide Antriebsräder unterschiedlich stark zu verzögern, das Beschleunigen nur eines Antriebsrades durchzuführen oder auch die Drehrichtung eines Antriebsrades oder beider Antriebsräder umzukehren.
-
Die Steuerungseinheit ist mit beiden Radantrieben sowie mit dem Drehgestellantrieb der mindestens einen Stützradeinheit verbunden.
-
Die Steuerungseinheit ist ausgebildet ein Steuersignal zu erzeugen und dieses an die Radantriebe zu übertragen. Sie ist dazu ausgebildet die Fahrbefehle vom Fahrer, dem Fahrzeug selbst oder einer anderen Quelle durch eine Anpassung des Steuersignals umzusetzen. Das Steuersignal ist getrennt zu jeweils einem Radantrieb oder zu beiden Radantrieben zusammen übertragbar. Das Steuersignal bremst oder beschleunigt jeden der Radantriebe einzeln und bewirkt so in der Folge eine Lenkbewegung oder gerade Fahrbewegung des Fahrgestells. Vorzugsweise weist die Steuerungseinheit zudem eine drahtlose Datenverbindung auf, so dass die Fahreinheit auch manuell oder automatisiert ferngesteuert werden kann.
-
Die Antriebsradeinheit gemäß dieser Weiterbildung ist ausgebildet, mittels einer unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit der Antriebsräder das Fahrgestell linear und/oder rotatorisch zu bewegen.
-
Durch die parallele Anordnung der Antriebsräder wird durch eine unterschiedliche Drehgeschwindigkeit ein Drehmoment um die Rotationsachse der Laufräder hervorgerufen. Das Drehmoment wird von den Laufrädern auf die Fahreinhiet übertragen und bewirkt ein Drehmoment um die Vertikalachse des Fahrgestells und erzeugt eine Rotation des Fahrgestells um die Vertikalachse. Das Drehmoment, welches das Fahrgestell verdreht, wird also zwischen der Fahreinheit und der Fahrbahn erzeugt. Für eine optimale Übertragung des Drehmomentes sind die beiden Antriebsräder vorzugsweise in der Längsachse der Fahreinheit mittig sowie möglichst weit beabstandet angeordnet. So sind zudem Lenkvorgänge auf kleinstem Raum möglich. Hierbei ist auch eine Lenkbewegung durch Drehmomentbeaufschlagung der Antriebsräder im entgegengesetzten Drehsinn möglich.
-
Bei einer gleichen Drehgeschwindigkeit der Antriebsräder führt das Fahrgestell eine translatorische bzw. lineare Bewegung aus.
-
Die Stützradanordnung bildet neben der Antriebsradeinheit und der Steuerungseinheit die dritte Hauptkomponente dieser vorteilhaften Weiterbildung.
-
Die Stützradanordnung weist mindestens eine Stützradeinheit, bevorzugt aber eine Mehrzahl von Stützradeinheiten auf.
-
Die Stützradanordnung hat die Funktion, neben der Antriebsradeinheit die vertikalen Lasten von der Fahreinheit auf die Fahrbahn abzuführen und zudem die Kippstabilität des Fahrgestells in einem Fahrbetrieb um die Antriebsradhorizontalachse bereitzustellen sowie vorzugsweise je nach Anordnung der Stützradeinheit auch die Kippstabilität der Fahreinheit um die Längsachse zu unterstützen. Vorzugsweise wird hierbei jedoch der größte Teil der Last durch die Antriebsräder aufgenommen, so dass die Stützradanordnung insoweit lediglich eine supplementäre Funktion hat.
-
Insbesondere sind auch Fahrzustände möglich, bei denen einzelene oder mehrere Stützräder zeitweilig von der Fahrbahn abheben. Durch die primäre Belastung der Antriebsräder ist vorteilhaft zugleich sichergestellt, dass wohl die Traktion für deren Antriebsfunktion als auch für deren Lenkfunktion aufrechterhalten bleibt.
-
Jede Stützradeinheit weist erfindungsgemäß ein Drehgestell auf, das gegenüber der Fahreinheit um eine Vertikalachse drehbar gelagert ist. Ferner weist die Stützradeinheit ein Stützrad auf, das mittels einer Stützradaufnahme an dem Drehgestell drehbar um eine Stützradhorizontalachse gelagert ist. Bei einer Verdrehung des Drehgestells verändert sich die Richtung der Stützradhorizontalachse.
-
Insbesondere ist diese vorteilhafte Weiterbildung dadurch gekennzeichnet, dass dem Drehgestell ein Drehgestellantrieb zugeordnet und dieser ausgebildet ist, die Stützradhorizontalachse radial auf einen Momentanpol auszurichten.
-
Als Momentanpol wird hierbei der Punkt verstanden, der den Mittelpunkt der Kreisbahn der rotatorischen Fahrbewegung der Fahreinheit bei einer Kurvenfahrt bildet. Aufgrund der gegenüber der Fahreinheit starren Anordnung der Antriebsräder befindet sich der Momentanpol immer auf der Antriebsradhorizontalachse, wobei der Abstand des Momentanpols zu den Antriebsrädern durch die Differenz der Drehgeschwindigkeiten der Antriebsräder bestimmt wird. Je größer die Differenz der Drehgeschwindigkeiten ist, umso näher liegt der Momentanpol. Steht beispielsweise das erste Antriebsrad bei gleichzeitiger Drehung des zweiten Antriebsrads, befindet sich der Momentanpol in der Aufstandsfläche des ersten Antriebsrads. Bei entgegengesetzter Drehrichtung befindet er sich zwischen den Antriebsrädern.
-
Es wurde überraschend gefunden, dass sich durch diese vorteilhafte Weiterbildung eine wesentliche Verbesserung der Laufeigenschaften sowohl bei einer Kurvenfahrt als auch bei einer Geradeausfahrt erreichen lässt, indem die Stützradeinheiten in der Winkelstellung ihrer Vertikalachse motorisch angetrieben so eingestellt werden, dass die Laufrichtung der Stützräder tangential zu der Kreisbahn erfolgt, wie sie sich für das jeweilige Stützrad infolge der aktiven Lenkung der beiden Antriebsräder ergibt.
-
Die Besonderheit der vorliegenden Weiterbildung besteht darin, dass die Lenkbewegung in Funktionsintegration mit der Antriebserzeugung durch die Antriebseinheit bewirkt wird und dass die Stützräder der Stützradanordnung in der Winkelstellung zum Fahrgestell aktiv nachgeführt werden.
-
Durch eine separate Ansteuerung der Stützradantriebe aller Stützradeinheiten besteht der Vorteil, dass die Steuerungseinheit anhand eines geometrischen Modells die ideale Kreisbahn für jedes Rad und somit zugleich die ideale Winkelstellung eines jeden Stützrads errechnen kann, dass die Stützradantriebe die Stützräder exakt hiernach ausrichten können und dass somit kein Radieren der Räder auftritt.
-
Es ist jedoch optional in einer Weiterentwicklung zudem möglich, dass die Steuerungseinheit zusätzlich gezielte geringe Abweichungen der Winkelstellungen bewirkt, um so insbesondere durch ein Untersteuern oder Übersteuern das Lenkverhalten zusätzlich zu beeinflussen. Hierbei kann die Lenkvorrichtung in einer Weiterbildung zudem Sensoren, insbesondere Beschleunigungs- und/oder Neigungssensoren aufweisen um kritische Lenkzustände zu erkennen und reaktiv beantworten zu können. Insbesondere ist es möglich, dass bei einem etwaigen Abheben eines Antriebsrads durch ein Gegensteuern ein seitliches Kippen der Fahreinheit verhindert wird.
-
Die Antriebsradeinheit ist in Bezug auf den Antrieb und auf die Lenkung aktiv ausgebildet. Die Stützradanordnung ist in Bezug auf den Antrieb passiv ausgebildet. In Bezug auf die Lenkung weist die Stützradanordnung zwar eine aktive Nachführung der Winkelstellung auf; sie ist aber in Bezug auf die Erzeugung der Lenkwirkung trotzdem passiv. Es liegt somit sowohl eine Antriebspassivität als auch Lenkpassivität der Stützräder vor.
-
Ein wesentlicher Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass die Stützräder durch deren antriebspassive und zugleich lenkpassive Ausbildung keine Antriebs- oder Lenkkräfte aufnehmen müssen. Insbesondere müssen die Stützräder entgegen dem Stand der Technik keine Seitenbeschleunigungskräfte zur Herbeiführung einer Lenkzustandsänderung aufnehmen. Vielmehr werden sie durch die aktive Nachführung der Winkelstellung hiervon entlastet. Zudem wird durch die Nachführung der Winkelstellung eine hohe Laufruhe auch bei Fahrbahnunebenheiten erreicht.
-
Weiterhin werden alle Vorteile der Funktionsintegration aus Antrieb und Lenkung mittels der beiden Antriebsräder durch die aktive Nachführung der Winkelstellung aufrechterhalten und unterstützt.
-
Ein Umkehren der Drehrichtung eines Antriebsrades gegenüber der Drehrichtung des anderen Antriebsrades ermöglicht eine Drehung des Fahrgestells auf engstem Raum, wobei der Momentanpol sogar in der von dem Fahrgestell überdeckten Fläche und weiterführend sogar in der Mitte des Fahrgestells liegen kann. Das Fahrgestell vollzieht dann eine Verdrehung auf der Stelle.
-
Dies ist insbesondere bei einer Wende oder bei Einfahrmanövern in die Transferstation sehr vorteilhaft.
-
Als besonderer Vorteil wurde mit dieser Weiterbildung überraschend eine Lösung gefunden, bei der eine Lenkbewegung ohne zusätzliche Mittel zur Bereitstellung einer Lenkkraft ermöglicht wird. Vielmehr wird die Änderung der Position der Lenkvorrichtung allein mit den Antrieben der Antriebsräder bewirkt. Die Lösung nutzt vorteilhaft das Funktionsprinzip der Panzerganglenkung und überwindet zugleich deren Nachteile wie insbesondere das sogenannte Radieren von Rädern auf der Fahrbahn.
-
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Lenkung im Stand ausgeführt werden kann. Ferner ist es als Vorteil möglich, die Lenkbewegung, insbesondere auch im Stand, besonders schnell zu vollziehen. Besonders vorteilhaft wird hierbei die Winkelstellung der Stützräder so nachgeführt, dass diese sich nicht erst passiv ausrichten müssen. Dies vermeidet Anfahrwiderstände, wie sie sonst bei nicht aktiv geführten Stützrädern auftreten können.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Fahrgestell eine Vollkreisverdrehung durchführen und jede beliebige Winkelstellung gegenüber der Ausgangsposition einnehmen kann. Damit geht einher, dass die Verdrehung in beiden Richtungen auch für einen beliebigen Winkel von über 360 Grad fortgesetzt werden kann und somit insbesondere bei Einparkmanövern für einen Wechsel zwischen einer Lenkrichtung von links nach rechts oder umgekehrt keine vorherige Rückstellung in eine vorbestimmte Neutralstellung erforderlich ist.
-
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Logistikanordnung dadurch gekennzeichnet, dass die Transferstation einen weiteren Auflageabschnitt aufweist der ausgebildet ist, eine weitere Nutzlasteinheit aufzunehmen, dass der weitere Auflageabschnitt beabstandet über dem Auflageabschnitt angeordnet ist und dass die Fahrplattform ausgebildet ist, in der Unterfahrposition bei einem Übergang von dem Absenkbetriebszustand in den Hubbetriebszustand die weitere Nutzlasteinheit von dem weiteren Auflageabschnitt zu entnehmen und aufzunehmen.
-
Die Transferstation kann nach dieser Weiterbildung also doppel- oder mehrstöckig mit Nutzlasten belegt werden. Hierfür ist der Verfahrweg der Scherenhubvorrichtung so ausgelegt, dass diese sowohl die untere Nutzlasteinheit als auch die darüber und somit höher angeordnete weitere Nutzlasteinheit erreichen kann. Die weitere Nutzlasteinheit kann nur dann von dem weiteren Auflageabschnitt aufgenommen oder auf diesen abgestellt werden, wenn der Auflageabschnitt nicht mit einer Nutzlast belegt und somit der Zugang für die Scherenhubvorrichtung in der Unterfahrposition frei ist. Es können auch mehrere weitere jeweils übereinander angeordnete Auflageabschnitte vorgesehen werden. Die Belegung mit der Nutzlasteinheit sowie mit weiteren Nutzlasteinheiten und deren Entnahme erfolgt nach dem Prinzip last in - first out (LIFO).
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Logistikanordnung eine Mehrzahl von Transferstationen oder eine Mehrzahl von Fahrplattformen auf.
-
Diese Weiterbildung ermöglicht die Logistikanordnung in einer Ausbildung als ein autonomes Logistiksystem. Hierfür sind die Transferstationen und die Fahrplattformen, zusammengefasst auch als die Anordnungseinheiten bezeichnet, drahtlos miteinander verbunden, so dass die Fahrplattformen erkennen können, welche Transferstationen belegt sind oder mit einer Nutzlasteinheit belegt werden können oder auch, an welcher Transferstation eine Nutzlasteinheit für einen bestimmten Ablagepunkt bereit liegt. Zudem können die Fahr- oder Hubaktionen der Fahrplattformen von einer zentralen Servereinheit gesteuert werden, in der die Koordinaten der Transferstationen sowie der Aufnahmepunkte und Ablagepunkte hinterlegt sind. Alternativ oder kumulativ können die Fahrplattformen auch dezentrale Steuereinheiten aufweisen, die untereinander kommunizieren.
-
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
- 1 Transferstation in isometrischer Ansicht
- 2 Transferstation mit aufgestellter Nutzlasteinheit (schematisch)
- 3 Fahrplattform in Hubbetriebszustand mit aufgestellter Nutzlasteinheit
- 4 Fahrplattform in Absenkbetriebszustand ohne Nutzlasteinheit
- 5 Transferstation mit Fahrplattform in Unterfahrposition mit aufgestellter Nutzlasteinheit
- 6 Transferstation mit Fahrplattform in Unterfahrposition mit aufgestellter Nutzlasteinheit (Seitenansicht)
- 7 Fahrplattform in Unteransicht der Fahreinheit
- 8 schematische Darstellung möglicher Anordnungen von Stützradeinheiten
näher erläutert.
-
Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren auf jeweils gleiche Merkmale oder Bauteile. Die Bezugszeichen werden in der Beschreibung auch dann verwandt, sofern sie in der betreffenden Figur nicht dargestellt sind.
-
1 zeigt die Transferstation 1, bei der im Ausführungsbeispiel der Gestellgrundkörper 1.1 durch ein geschweißtes Rohrprofilgestänge ausgebildet ist. An der Gestelloberseite 1.2 des Gestellgrundkörpers 1.1 ist der Auflageabschnitt 1.3 angeordnet. Der Gestellgrundkörper bildet einen von einer Seite zugänglichen Innenraum 1.4 aus.
-
2 zeigt die Transferstation 1 mit einer schematisch dargestellten aufliegenden Nutzlasteinheit 3. Aus 2 ist ersichtlich, dass die Unterseite der Nutzlasteinheit 3 im aufgestellten Zustand von dem Innenraum 1.4 aus zugänglich ist.
-
3 zeigt im Ausführungsbeispiel die Fahrplattform 2 mit einer aufgestellten Nutzlasteinheit 3 in dem Hubbetriebszustand. Mittels der selbstfahrenden Fahreinheit 2.1 ist die Fahrplattform 2 aktiv verfahrbar. Die Fahreinheit 2.1 weist einen Akkumulator und einen damit versorgten elektromotorischen Antrieb auf, der auf die beiden in der Längsachse mittig angeordneten großen Antriebsräder wirkt. Durch den separaten Antrieb jedes der beiden großen Antriebsräder kann die Fahreinheit 2.1 sowohl translatorische Bewegungen in einer Vorwärts- oder Rückwärtsfahrbewegung als auch Lenkbewegungen bis hin zu Drehungen auf der Stelle ausführen. Die Fahreinheit 2.1 trägt die Scherenhubvorrichtung 2.2, welche in 3 angehoben in dem Hubbetriebszustand dargestellt ist.
-
4 zeigt ergänzend die Fahrplattform 2 in dem Absenkbetriebszustand, in dem die Scherenhubvorrichtung eingefahren und im Ausführungsbeispiel nicht sichtbar ist.
-
5 und 6 zeigen in unterschiedlichen Perspektiven die Transferstation 2 sowie die Fahrplattform 2 und die Nutzlasteinheit 3. Die Fahrplattform 2 befindet sich in der Unterfahrposition in dem Innenraum 1.4. Hierbei liegt der Absenkbetriebszustand der Fahrplattform 2 vor. Die Nutzlasteinheit 3, hier dargestellt als eine Euro-Palette in dem Palettengrundmaß von 1200 mm Länge und 800 mm Breite liegt auf dem Auflageabschnitt 1.3 der Transferstation 1 auf. Die Fahrplattform 2 befindet sich unter der Nutzlasteinheit und kann bei einem Übergang von dem vorliegenden Absenkbetriebszustand in den Hubbetriebszustand durch Hochfahren der Scherenhubvorrichtung 2.2 die Nutzlasteinheit 3 von unten aufnehmen und so von dem Auflageabschnitt abheben. Die Auflageplatte der Scherenhubvorrichtung 2.2 ist schmaler als das lichte Öffnungsmaß des Auflageabschnitts 1.3, so dass die Fahrplattform im Hubbetriebszustand rückwärts mit aufliegender Nutzlasteinheit 3 aus der Transferstation 1 ausfahren und Transportbewegungen zu einem Abgabepunkt ausführen kann.
-
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit vier symmetrisch angeordneten Stützradeinheiten 5.1, 5.1 n in einer Unteransicht.
-
Die Fahreinheit 2.1 nimmt sowohl die Antriebsradeinheit 4 als auch die Stützradanordnung 5 auf.
-
Die Antriebsradeinheit 4 weist das erste Antriebsrad 4.1 und das zweite Antriebsrad 4.2 auf, die beide so ausgerichtet sind, dass deren Drehachsen auf der Antriebsradhorizontalachse 4.3 liegen. Sie werden durch die jeweiligen Radaufnahmen drehbar aufgenommen und weisen zueinander einen Abstand, der im Ausführungsbeispiel nahezu der Breite der Fahreinheit 2.1 entspricht, auf.
-
Die Antriebsräder 4.1, 4, 2 werden durch die Antriebseinheit 4.4 angetrieben. Hierbei wirkt der erste Radantrieb 4.4.1 auf das erste Antriebsrad 4.1 und der zweite Radantrieb 4.4.2 auf das zweite Antriebsrad 4.2. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine zweiteilige durch zwei Nabenmotoren ausgebildete Antriebseinheit 4.4.
-
Die Steuerungseinheit 6 ist als eine elektronische Schaltung ausgebildet und im Ausführungsbeispiel mit der Antriebseinheit 4.4 und mit den Drehgestellantrieben 5.1.5 der Stützradanordnung 5 verbunden. Mittels der Steuerungseinheit 6 werden das Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit der Antriebsräder 4.1, 4.2 separat gesteuert, so dass bei unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit eine Kurvenfahrt ausgeführt wird.
-
Die Stützradanordnung 5 mit ihren vier Stützradeinheiten 5.1, 5.1 n wird anhand einer Stützradeinheit 5.1 exemplarisch näher beschrieben, wobei die Beschreibungsinhalte in entsprechender Weise auch für die weiteren Stützradeinheiten 5.1n gelten.
-
Die Stützradeinheit 5.1 weist ein Drehgestell 5.1.1 auf, das um eine Vertikalachse drehbar an der Fahreinheit 2.1 angeordnet ist. Das Drehgestell 5.1.1 trägt mittels der Stützradaufnahme 5.1.3 das Stützrad 5.1.2. Die Drehachse des Stützrads 5.1.2 definiert die Stützradhorizontalachse 5.1.4. Aufgrund der Drehbarkeit des Drehgestells 5.1.1 kann die Stützradhorizontalachse 5.1.4 unterschiedliche Winkelstellungen zu der Antriebsradhorizontalachse 4.3 einnehmen. Das Drehgestell 5.1.1 ist hierbei durch den Drehgestellantrieb 5.1.5 aktiv angetrieben, wobei es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Einzelantrieb mittels eines Schneckenantriebs handelt. Die Ansteuerung erfolgt im Ausführungsbeispiel für den Drehgestellantrieb 5.1.5 einer jeden Stützradeinheit 5.1, 5.1n durch die Steuerungseinheit 6 separat. Die Steuerungseinheit 6 errechnet dabei bei einer Kurvenfahrt die durch den Drehgestellantrieb 5.1.5 einzustellende Winkelstellung so, dass die Stützradhorizontalachsen 5.1.4 aller Stützradeinheiten 5.1, 5.1 n auf den Momentanpol ausgerichtet sind und dort die Antriebsradhorizontalachse 4.3 schneiden.
-
7 zeigt die Winkelstellung bei einer Geradeausfahrt.
-
8 zeigt weitere mögliche Anordnungen der Stützradeinheit 5.1 und weiterer Stützradeinheiten 5.1n sowie deren Lagebeziehungen zwischen der Antriebsradeinheit 4, wobei es sich nicht um eine abschließende Darstellung handelt und weitere Anordnungen möglich sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Transferstation
- 1.1
- Gestellgrundkörper
- 1.2
- Gestelloberseite
- 1.3
- Auflageabschnitt
- 1.4
- Innenraum
- 2
- Fahrplattform
- 2.1
- Fahreinheit
- 2.2
- Scherenhubvorrichtung
- 3
- Nutzlasteinheit
- 4
- Antriebsradeinheit
- 4.1
- erstes Antriebsrad
- 4.2
- zweites Antriebsrad
- 4.3
- Antriebsradhorizontalachse
- 4.4
- Antriebseinheit
- 4.4.1
- erster Radantrieb
- 4.4.2
- zweiter Radantrieb
- 5
- Stützradanordnung
- 5.1
- Stützradeinheit
- 5.1.1
- Drehgestell
- 5.1.2
- Stützrad
- 5.1.3
- Stützradaufnahme
- 5.1.4
- Stützradhorizontalachse
- 5.1.5
- Drehgestellantrieb
- 5.1n
- weitere Stützradeinheit
- 6.
- Steuerungseinheit
