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Die Erfindung betrifft ein fahrerloses,
z. B. frei navigierendes Transportfahrzeug zum Handhaben von Lasten,
insbesondere zum Transport von Bunden, wie zu Coils gewickelten
metallischen Bändern,
schweren Papierrollen oder dergleichen, mit einem Lastaufnahmemittel.
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Derartige Transportfahrzeuge erfüllen die verschiedensten
logistischen Anforderungen in Waren- und Materiallagern und sind
in der Stahlindustrie zum Transport von Coils mit Gewichten von
30 bis ca. 60 Tonnen als automatisch arbeitende Einheiten mit unterschiedlichen
Navigationssystemen im Einsatz. Mit Hilfe beispielsweise einer lasergestützten Navigation
bewegt sich das Fahrzeug unabhängig
von Bodenmarken oder fest definierten Routen auf einer virtuellen
Fahrstrecke, die frei wählbar
auf einem Fahrzeugleitrechner generiert wird. Änderungen des Kursverlaufes
sind leicht zu verwirklichen, und zur Orientierung nutzt die Lasernavigation
Reflektoren, die entlang des Fahrkurses angeordnet sind.
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In der Praxis bekannte fahrerlose
Transportfahrzeuge zum selbständigen
Handhaben eines Coils, das ohne die Unterstützung eines Hallenkranes oder
anderer Transfereinrichtungen von einer Übergabestation aufgenommen
werden muß,
besitzen einen Tragdorn, der zum Übernehmen der Last in das Coilauge
eingefahren wird. Eine notwendige Voraussetzung ist hierbei, daß die Coilablage
relativ frei stehen muß,
damit das Transportfahrzeug die Ablage überfahren, d. h. zwischen die
Hinterräder
nehmen kann, ohne angrenzende Gewerke zu stören. Die Stör kanten sind hierbei durch
die Fahrzeugdimensionen gegeben. In vielen Fällen stehen die erforderlichen
Bewegungsräume
allerdings nicht zur Verfügung
oder die Last muß sogar
unmittelbar vom Boden aufgenommen werden bzw. der Lastaufnahmepunkt
kann vom Fahrzeug nicht überfahren
werden, z. B. bei der Aufnahme von einem Kettenförderer. Beim Aufnehmen durch Überfahren
der Last ist darüber
hinaus eine maximale Bodenbelastung einzuhalten, der z. B. im Stahlwerksbereich
10 t/m2 je Lasteinleitungspunkt nicht überschreiten
darf, so daß die Lastaufnahme
durch Überfahren
beispielsweise dann besonders kritisch ist, wenn sich im Werksbereich
eine Unterkellerung befindet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein gattungsgemäßes fahrerloses
Transportfahrzeug in kompakter, gewichtssparender und damit die
Energiekosten minimierender Bauweise zu schaffen, das die gestellten
Anforderungen ohne die genannten Nachteile erfüllt, insbesondere die Einhaltung
der vorgegebenen maximalen Bodenbelastung je Lasteinleitungspunkt
sicherstellt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß das
Lastaufnahmemittel auf einem im Fahrzeugchassis verfahrbaren Traggerüst heb- und
senkbar angeordnet ist und beim Aufnehmen oder Ablegen der Last
von dem Traggerüst
in eine über
das Fahrzeugchassis hinaus vorkragende Position verlagerbar ist.
Damit läßt sich
erreichen, daß das
Transportfahrzeug die aufzunehmende Last nicht mehr zu überfahren
braucht und statt dessen vielmehr das Lastaufnahmemittel, das beispielsweise
als Tragdorn zum Eingreifen in das Auge eines Coils oder in Form
von sich an den Coilumfang anlegenden Coilzinken ausgebildet sein
kann, aus dem Transportfahrzeug in eine gegenüber dieses freitragende Position
herausgefahren wird. Dies kann vorzugsweise entgegengesetzt der
Fahrtrichtung, alternativ aber auch durch seitliches Herausfahren
geschehen. Auf keinen Fall wird hierbei der Boden bzw. Untergrund
im Bereich der Lastaufnahme zusätzlich auch
noch durch das Gewicht das Transportfahrzeuges belastet. Außerdem ist
die Handhabung einer Last mit dem erfindungsgemäßen Transportfahrzeug auch dann
möglich,
wenn sie so breit sein sollte, daß ein Überfahren schon aus diesem
Grunde ausgeschlossen wäre.
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Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sehen
vor, daß in
den Seitenholmen des Fahrzeugchassis angeordnete Stützen gegebenenfalls
kraftgeregelt vertikal heb- und
senkbar alternativ horizontal ein- und ausfahrbar sind. Diese Stützen sorgen nicht
nur für
eine ausreichende Kippsicherheit bzw. -stabilität des Fahrzeugs, sondern ermöglichen
es darüber
hinaus, das Gewicht des Fahrzeugs so leicht wie möglich zu
halten und damit den Energieaufwand zu verringern. Denn ein aus
sich heraus ein genügendes
Gegengewicht bereitstellendes Fahrzeug müßte mit zusätzlicher Masse und/oder entsprechend
größer und
schwerer gebaut werden, was die Energiebilanz entscheidend beeinträchtigen
würde.
Zudem wären
wohl ergänzende
teurere Betonarbeiten am Fahruntergrund bzw. Boden unumgänglich.
Die Druckbeaufschlagung der Stützen
kann vorteilhaft gemäß einer
Regelfunktion erfolgen, die das aktuelle Gewicht der Last und die
sich stetig verändernde
Position des herausfahrenden Lastaufnahmemittels berücksichtigt,
um die Achslasten selbst bei völlig
herausgefahrenem, d. h. freitragendem Lastaufnahmemittel in solchen
Grenzen zu halten, daß der
während der
Transportfahrt des Fahrzeugs auftretende Maximalwert nicht überschritten
wird. Je mehr das Lastaufnahmemittel herausfährt, desto mehr Stützkraft steht
aufgrund der Regelung zur Verfügung.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele
des Gegenstandes der Erfindung näher
erläutert
sind. Es zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung die Gesamtansicht eines fahrerlosen
Transportfahrzeuges mit einem im Fahrzeugchassis verfahrbar angeordneten
Traggerüst
für ein
heb- und senkbares Lastaufnahmemittel;
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2 das
Transportfahrzeug gemäß 1 in der Seitenansicht; und
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3 a)
bis i) verschiedene aufeinanderfolgende Arbeitspositionen eines
fahrerlosen Transportfahrzeuges beim Ablegen einer aufgenommenen Last.
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Ein in 1 gezeigtes,
auf Rädern 1 (vgl. 2) verfahrbares fahrerloses
Transportfahrzeug 2 besitzt zur Navigationssteuerung mit
einem übergeordneten
Fahrzeugleitrechner kommunizierende Positionsgeber 3 und
Sendemittel 4 (vgl. 3).
Zum Handhaben von schweren Lasten, im Ausführungsbeispiel ein Coil 5,
ist im Fahrzeugchassis 6 ein mit einem Lastaufnahmemittel 7 in
Form eines in das Coilauge 8 eingreifenden Tragdorn ausgerüstetes,
in U-förmigen
Schienen 9 horizontal verfahrbares Traggerüst 10 angeordnet.
Dieses nimmt das mittels eines Hubzylinders 11 (vgl. 2) heb- und senkbare Lastaufnahemittel 7 auf.
Die horinzontale Transferbewegung des Traggerüstes 10 kann beispielsweise mit
Hilfe eines Zahnstangenantriebes verwirklicht werden.
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Das vordere Fahrzeugende weist einen
Aufbau 12 auf, der Raum für – nicht dargestellte – Batterien
und Schaltschränke
sowie den Fahrantrieb 13 und einen Lenkantrieb 14 (vgl. 3) der lenkbaren Räder 1 bietet.
Es sind nämlich
beide Vorderradsätze,
die gemäß 2 auf einem Schwingenträger (Pendelachse) 15 montiert
sind, sowie auch der Hinterradträger 16 lenkbar;
auf diese Weise lassen sich ein erhöhter Fahrwiderstand und Reifenverschleiß verhindern
und der Wendekreis wirksam verkürzen. Sowohl
die Lenkgetriebemotoren 14 als auch die Fahrantriebe 13 und
die elektrischen Antriebe für
die Hubhydraulik werden über
Wechselrichter geregelt, womit sich vorteilhaft erreichen läßt, daß neben
der Beschleunigung auch die Verzögerung
elektromotorisch – mit
Netzrückspeisung – erfolgt.
Damit läßt sich sicherstellen,
daß Verzögerungs-
und Beschleunigungsvorgänge
mit identischen Parametern ablaufen.
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Die Sicherheitsrichtlinien und -vorschriften berücksichtigend,
kann das Transportfahrzeug 2 sowohl mit druckempfindlichen
Stoßfängern (Bumper) 17 als
auch virtuellen Stoßfängern 18 (vgl. 3) versehen werden, die
im weiteren Umfeld Hindernisse erfassen, z. B. mittels Ultraschall,
Infrarot- oder Lasersensoren. Hierbei bewirken Hindernisse im weiteren
Umfeld des Fahrzeuges 2 eine Aktivierung der virtuellen
Stoßfänger 18,
die zu einer kontrollierten Verzögerung
des Fahrzeugs 2 auf ein geringeres Geschwindigkeitsniveau
führt,
wobei sich die Empfindlichkeit der virtuellen Stoßfänger 18 hinsichtlich Entfernung
und sicherheitstechnischer Relevanz justieren läßt. Sollten die mechanischen
Stoßfänger 17 mit
einem Hindernis in Kontakt kommen, stellt sich sofort eine Notbremsung
ein.
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Die Betriebsweise beim Ablegen eines
von dem Fahrzeug 2 bereits übernommenen Coils 5 wird nachfolgend
anhand der in 3 gezeigten
verschiedenen Betriebspositionen a) bis i) beschrieben, wobei das
Transportfahrzeug 2 abweichend von der 2 das Coil 5 allerdings nicht
mit einem Tragdorn, sondern mit einem Lastaufnahmemittel in Form
von zwei sich an den Coilumfang anlegenden Gabelzinken 19 aufgenommen
hat. Außerdem
sind hier horizontal ausfahrbare Stützträger 20 mit an ihren
vorderen Enden angebrachten Hydraulikstützen 21 vorgesehen,
während
hingegen bei dem Fahrzeug nach 2 unmittelbar
in den Seitenholmen 22 vertikal heb- und senkbare Stützen 23 angeordnet
sind. Beiden integrierten hydraulischen Stütz-Varianten ist gemeinsam,
daß sie
zeitgleich mit dem Ausfahren der Last, d. h. des Coils 5 vertikal
abgesenkt werden und die Kippstabilität sicherstellen. Die Druckbeaufschlagung
der Stützträger 20 mit
den Hydraulikstützen 21 bzw.
der vertikal heb- und senkbaren Stützen 23 kann gemäß einer
Regelfunktion erfolgen, die das aktuelle Gewicht der Last und die
jeweilige, sich beim Ausfahren verändernde Position des Lastaufnahmemittels
(Tragdorn oder Gabelzinken) berücksichtigt, um
die Achslasten derart zu begrenzen, daß auch beim Ausfahren des Traggerüstes 10 mit
dem von diesem aufgenommenen Coil 5 der während der Transportfahrt,
wie gemäß 3a mit voll auf dem Fahr zeugchassis
des Fahrzeugs 2 ruhender Last, auftretende Maximalwert
nicht überschritten
wird.
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Sobald das Transportfahrzeug 2 seine
Position zum Abgeben der Last bzw. des Coils 5 erreicht hat,
werden die Stützträger 20 horizontal
ausgefahren (vgl. 3b)
und danach die Hydraulikstützen 21 auf
den Boden abgesenkt (vgl. 3c).
Anschließend
verfährt
das Traggerüst 10,
bis das Coil 5 die gemäß 3d über das Fahrzeug 2 vorkragende
Position eingenommen hat. Danach ist es möglich, das Coil 5 – wie in 3e – auf den Boden bzw. in seine Lagerposition
abzulegen. Sobald das geschehen ist, werden gemäß den 3f und 3g zunächst die
Hydraulikstützen 21 in
ihre Ausgangsposition zurückgestellt
und danach die Stützträger 20 mit
den Hydraulikstützen 21 in
das Fahrzeugschassis eingefahren (vgl. 3g). Wenn sich das Fahrzeug 2 danach
von dem abgelegten Coil 5 entfernt (vgl. 3h) hat, liegen die Gabelzinken 19 frei,
so daß sie
bis über
die Ebene des Fahrzeugschassis 6 hinaus angehoben und mittels
des Traggerüstes 10 in
ihre Ausgangsposition zurückbewegt
werden können
(vgl. 3i). Das Aufnehmen
einer Last bzw. eines Coils 5 geschieht in umgekehrtem
Ablauf.
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Die Anordnung von vertikal heb- und
senkbaren Stützen 23 im
Fahrzeugschassis 6 des Transportfahrzeuges 2 gemäß 2 hat gegenüber der horziontal
ausfahrbaren Stützanordnung
(Stützträger 20 und
Hydraulikzylinder 21) den Vorteil, daß das Fahrzeug 2 unabhängig von
der Breite einer das Coil 5 aufnehmenden Ablage ist; bei
der Ausführung
nach 3 ist die Breite
einer solchen Coil-Auflage
auf die lichte Weite zwischen den beiden horizontal ausfahrbaren
Stützträgern 20 begrenzt.