DE4237578C2 - Sicherheitsstoßfänger für ein automatisch gelenktes Fahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf automatisch gelenkte Fahr­ zeuge, und insbesondere auf Sicherheitsstoßfänger für automatisch gelenkte Fahr­ zeuge, die bestimmt sind, Objekte im Weg des automatisch gelenkten Fahrzeuges zu erfassen, so dass eine Fahrzeugbewegung angehalten werden kann auf Grund sol­ cher Erfassung.

Automatisch gelenkte Fahrzeuge werden in Güterabwicklungssystemen benutzt, um Güter effektiv und wirtschaftlich in einer großen Auswahl von Industriezweigen, wie Fabriken und Krankenhäusern, zu transportieren. Sicherheitssysteme, die in die Konstruktion dieser Fahrzeuge eingebaut sind, schließen Sicherheitsstoßfänger ein, die mit Sensor- und Steuereinrichtungen ausgestattet sind, um Objekte zu erfassen, die mit dem Stoßfänger in Kontakt kommen, und um das Fahrzeug anzuhalten, nachdem ein Objekt im Fahrzeugweg angetroffen wird, um eine Kollision des Fahr­ zeugs mit dem Objekt zu verhindern. Effektiver Betrieb dieser Sicherheitsvorrichtungen ist wesentlich, um die Sicherheit von Personal und Sachanlagen in der Be­ triebsumgebung des Fahrzeugs zu gewährleisten. Diese Sicherheitsstoßfänger müs­ sen in der Lage sein, sich selbst zurückzusetzen und wiederholtem Betrieb unterzo­ gen zu werden, ohne schon beschädigt zu sein, wobei die Effektivität des Stoßfän­ gers, das automatisch gelenkte Fahrzeug nach Kontakt mit einem Objekt anzuhalten, nicht gefährdet werden kann. Es sollte keine toten Punkte oder Zonen im Stoßfän­ ger-Sensorfeld geben. Die Vorrichtung sollte keine lästigen Betriebsunterbrechun­ gen des Fahrzeugs hervorrufen, wenn Personal oder Sachanlagen nicht gefährdet sind.

Sicherheitsstoßfänger automatisch gelenkter Fahrzeuge nach dem Stand der Technik haben feste oder biegsame Stoßfängerplatten eingeschlossen, die vor dem automa­ tisch gelenkten Fahrzeug durch Verstrebungen und stabilisierende Abspanndrähte getragen werden, die eine Verschiebung der Stoßfängerplatte durch ein Objekt zulas­ sen, das mit ihr in Kontakt kommt. Sensoren sind vorgesehen, um eine Bewegung der Stoßfängerplatte zu erfassen und ein Signal an eine Steuervorrichtung zu senden, die die Bewegung des Fahrzeugs nach Eintreten einer solchen Verschiebung anhält.

Viele Sicherheitsstoßfänger nach dem Stand der Technik haben mechanische Schal­ ter verwendet, die an den Stoßfängerverstrebungen und -abspanndrähten angebracht sind, um Stoßfängerplatten-Verschiebungssignale zu senden. Viele dieser Vorrich­ tungen vermissen die gewünschte Empfindlichkeit, die notwendig ist, eine Bewe­ gung des Fahrzeugs anzuhalten nach Kontakt mit einem Objekt, das die Platte an irgendeiner möglichen Stelle in der Gefahrenzone der Arbeitsbewegung anschlägt. Andere Systeme haben größere Empfindlichkeit geboten durch Verwenden von Sen­ soren, um eine Verschiebung eines Lichtstrahls zu erfassen, der an einer reflektieren­ den Platte innerhalb der zentralen Stoßfängerplatte reflektiert wird, um eine Ver­ schiebung der Platte zu erfassen, jedoch können diese System übermäßig empfind­ lich auf die Bewegung der Stoßfängerplatte sein, hervorgerufen durch Unregelmä­ ßigkeiten in der Oberfläche, über die das automatisch gelenkte Fahrzeug sich be­ wegt, wodurch unnötige Betriebsstörungen des automatisch gelenkten Fahrzeug- Güterabwicklungssystems hervorgerufen werden.

Viele Sicherheitsstoßfänger nach dem Stand der Technik sind schwierig während der Herstellung anzupassen und erfordern teuere Sensorkomponenten.

Aus der DE 32 13 957 C2 ist ein Sicherheitsstoßfänger bekannt, der ein Verschie­ bungsglied und einen mittleren Abschnitt aufweist, welcher rechtwinklig zur Achse des Fahrzeugs verläuft. Das Verschiebungsglied weist erste und zweite Befestigungseinrichtungen auf zum Befestigen der Endabschnitte an den Enden des auto­ matisch gelenkten Fahrzeugs, so dass die Endabschnitte drehbar gegenüber einer vertikalen Achse verschoben werden können. Weiter sind Nockeneinrichtungen vorge­ sehen, die mit den Endabschnitten verbunden sind, die mit den Endabschnitten ver­ schoben werden. Sensoreinrichtungen erfassen mechanisch eine Verschiebung der Nockeneinrichtung.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Sicherheitsstoßfänger für ein auto­ matisch gelenktes Fahrzeug bereitzustellen, das sehr empfindlich auf Verschiebung durch Auftreffen auf ein Objekt im Fahrzeugweg ist, das jedoch keine "lästigen Fahrten" auslöst, die das Fahrzeug zum Anhalten veranlassen, wenn kein Objekt in seinem Weg ist, auf Grund von Vibration, die durch Unregelmäßigkeiten in der O­ berfläche, über die sich das Fahrzeug bewegt, hervorgerufen werden.

Es ist ein weiteres Ziel, einen Sicherheitsstoßfänger für ein automatisch gelenktes Fahrzeug bereitzustellen, der keine toten Punkte in seinem Sensorfeld aufweist.

Es ist noch ein weiteres Ziel, ein Sicherheitsstoßfängersystem bereitzustellen, dessen Herstellung keine teueren Komponenten oder eine große Anzahl von Komponenten erfordert, und das sich einfach herstellen und zusammenbauen lässt.

Es ist ein weiteres Ziel, ein Sicherheitsstoßfängersystem bereitzustellen, dass keine langen Empfindlichkeitseinstellungen zum effektiven Betrieb erfordert.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Sicherheitsstoßfänger be­ reitzustellen, der rücksetzen kann, nachdem ein Objekt, das angetroffen worden ist, aus dem Fahrzeugweg bewegt worden ist, und der wiederholter Betätigung ohne Beschädigung unterzogen werden kann.

Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Stoßfänger bereitzu­ stellen, der an Fahrzeuge mit einer Mannigfaltigkeit von Grundrissen, Breiten und Längen angepasst werden kann.

Diese Ziele werden erfindungsgemäß durch einen Sicherheitsstoßfänger gemäß An­ spruch 1 erreicht. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Ein Sicherheitsstoßfänger für ein automatisch gelenktes Fahrzeug bestehend aus einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein bieg­ sames elastisches bandartiges Verschiebungsglied einschließlich einem zentralen Abschnitt, der im allgemeinen quer zu einer Fahrtrichtung des automatisch gelenkten Fahrzeugs liegt, und zwei Endabschnitten, die sich nach hinten zu den Enden des Schließglieds krümmen, die an zwei Vorderecken des automatisch gelenkten Fahr­ zeugs angebracht sind. An jeder Ecke ist das jeweilige Ende des bandartigen Erfas­ sungsglieds zu der Ecke befestigt durch ein freischwingendes Drehgelenk. Jedes Drehgelenk weist einen Stift auf, der angebracht ist, um mit der Stoßfängerseite des Drehgelenks zu rotieren. Eine Nockenanordnung einschließlich eines Auslegerarms ist an der Unterseite des Drehgelenkstifts angebracht, um mit dem Stift und Stoßfän­ gerende als eine Einheit zu rotieren. Ein zylindrischer Näherungsschalter, der die Anwesenheit von Metallobjekten in einem Sichtfeld direkt vor seiner Stirnfläche erfassen kann, ist an die Eckplatte an jeder Ecke angebracht. Eine Stellschraube erlaubt das Einstellen des Nockenhebels gegenüber der Drehgelenk-Stiftachse, um den Hebel direkt unter der Stirnfläche des Näherungsschalters zu positionieren, wenn sich das biegsame Erfassungsglied in Ruhelage befindet. Daher, wenn das biegsame Erfassungsglied gestört wird, wird das Drehgelenk veranlasst, zu rotieren, wobei das Hebelglied vom Sichtfeld des Näherungsschalters bewegt wird und der Zustand des Schalters verändert wird. Der Näherungsschalter ist vertikal einstellbar relativ zum Hebel, um den Abstand zwischen der Erfassungsstirnfläche des Näherungsschalters und des Hebels, und dadurch die Empfindlichkeit des Näherungsschalters zur He­ belbewegung, einzustellen.

Um die Stabilität und Erinnerungsfähigkeit des biegsamen Erfassungsglieds zu er­ höhen, ist ein Aluminiumprofilstück an der Innenseite seines zentralen Abschnitts befestigt. Seile sind an diesem Profilstück an zwei Positionen an jeder Seite und mit gleichem Abstand von einer longitudinalen Fahrzeugachse angebracht. Das gegenü­ berliegende Ende jedes dieser Seile ist dann an einer Frontplatte des Fahrzeugs an einem Punkt angebracht, der weiter von der longitudinalen Fahrzeugachse entfernt ist als der Abstand zwischen den Befestigungspunkten des Verstärkungsglieds von der longitudinalen Achse in Richtung der jeweilige Fahrzeugvorderecke. Damit legen der zentrale Vorderabschnitt des biegsamen Erfassungsglieds, die Frontplatte des Fahrzeugs und zwei Stabilisierungsseile ein symmetrisches Trapez fest. Die gekrümmten Abschnitte des elastischen biegsamen Erfassungsglieds drängen daher den zentralen Abschnitt vom Fahrzeug weg, um Spannung in den stabilisierenden Seilen zu erhalten. Vorzugsweise sind Eckplatten des Fahrzeugs mit einer gewin­ kelten Eckplatte konstruiert, so dass der Befestigungspunkt des jeweiligen Drehge­ lenks hinter der Frontplatte des automatisch gelenkten Fahrzeugs liegen kann, um vollständige Zusammendrückung des Stoßfängers ohne Beschädigung zu erlauben. Der gewinkelte Abschnitt erleichtert auch die Möglichkeit des Stoßfängers, sich zur Seite des Fahrzeugs zu erstrecken, um ein extra Maß an Seitenschutz zu gewähren.

Im Betrieb, wenn ein Objekt im Weg des automatisch gelenkten Fahrzeugs in Kon­ takt mit dem biegsamen Erfassungsglied kommt, wird der Abschnitt des Glieds, das von dem Objekt berührt wurde, nach innen in Richtung des Fahrzeugs zusammen­ gedrückt, wodurch eine Rotation von einer oder beiden der biegsamen Erfassungs­ gliedenden hervorgerufen wird zusammen mit dem jeweiligen Drehgelenkstift und Nockenhebel, wobei der Hebel vom Erfassungsfeld des Näherungsschalters bewegt wird und den Schalter veranlasst, den Zustand zu ändern und ein Signal zu erzeugen, das das Antreffen eines Objekts anzeigt. Eine Steuereinheit ist bereitgestellt, die das Hindernisanzeigesignal von dem Näherungsschalter erhält und verursacht, dass die Bewegung des Fahrzeugs als Antwort auf dieses Signal aufhört.

Diese und weitere Ziele und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden deutlich nach Durchsicht der detaillierten Beschreibung unten und Berücksichtigung der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Grundriss eines automatisch gelenkten Fahrzeugs mit Sicherheits­ stoßfängern gemäß der vorliegenden Erfindung, die an gegenüberliegen­ den Enden des Fahrzeugs versehen sind;

Fig. 2 einen detaillierteren Grundriss eines Sicherheitsstoßfängers für ein auto­ matisch gelenktes Fahrzeug bestehend aus einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 einen detaillierten Aufriss des Drehgelenks und der Bewegungserfas­ sungseinrichtung des Sicherheitsstoßfängers für ein automatisch gelenktes Fahrzeug bestehend aus einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung.

Ein automatisch gelenktes Fahrzeug 10, gezeigt im Grundriss von Fig. 1, weist eine Längsachse 15 auf und kann in jeder der Richtungen A und B fahren. Sicherheits­ stoßfänger 20 bestehend aus einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind an jedem der Enden 12 des automatisch gelenkten Fahrzeugs 10 be­ reitgestellt. Die Stoßfänger 20 sind in größerem Detail im Grundriss von Fig. 2 ge­ zeigt und enthalten ein biegsames elastisches bandartiges Erfassungsglied 30 mit einem zentralen Abschnitt 32 und Endabschnitten 34, die gebogen sind und sich nach hinten zu Verschiebungsgliedenden 36 krümmen. Die Enden 36 sind an Stoß­ fängerseiten 42 von Stoßfängerdrehgelenken 40 angebracht durch Niete 48 wie aus der aufgeschnittenen Schnittansicht von Fig. 3 ersichtlich ist, genommen an der Li­ nie III-III in Fig. 2. Das Verschiebungsglied 30 kann aus jedem ausreichend bieg­ samen und elastischem Material hergestellt sein, z. B. Lexan®-Material, wie herge­ stellt von General Electric Company. Ein Drehgelenkstift 46 ist angebracht, um mit der Stoßfängerseite 42 des Drehgelenks 40 zu rotieren. Eine Fahrzeugseite 44 des Drehgelenks 40 ist an eine Eckplattenwand 14 angebracht und umklammert drehbar den Drehgelenkstift 46.

Eine Nockenanordnung ist an der Unterseite des Drehgelenkstifts 46 angebracht und enthält einen Hebel 52, eine Einfassung 54 und eine Stellschraube 56. Eine Sensor­ anordnung 60 ist an der Innenseite einer Eckplatte des automatisch gelenkten Fahr­ zeugs 10 angebracht und enthält einen Näherungsschalter 62, der an einem Träger 64 durch Sicherungsmuttern 66, 67 befestigt ist.

Um Stabilität und elastische Erinnerungsfähigkeit des Stoßfängers 20 zu verbessern ist ein Verstärkungsglied 80, das aus einem leichtgewichtigen festen Material, z. B. Aluminium, oder nichtmetallischem extrudiertem Profilstück hergestellt ist, an der Innenseite des zentralen Abschnitts 32 des Verschiebungsglieds 30 befestigt. Bieg­ same Positionierungsseile 82, zum Beispiel rostfreie Stahlseile, sind an dem Verstär­ kungsglied 80 angebracht an zwei Stellen an gegenüberliegenden Seiten der Fahr­ zeugachse 15 und sind an entsprechenden Eckplatten 14 des automatisch gelenkten Fahrzeugs 10 an weiter von der Achse 15 entfernten Stellen angebracht, als die Be­ festigungspunkte zu dem Verschiebungsglied 30, so dass der zentrale Abschnitt 32, eine Frontplatte 16 und die Positionierungsseile 82 eine trapezförmige Figur im Grundriss beschreiben. In dieser Anordnung drängen gebogene Abschnitte 34 des biegsamen elastischen Verschiebungsglieds 30 den zentralen Abschnitt 32 nach au­ ßen und weg von der Frontplatte 16 gegen die Rückhaltespannung in den Positionie­ rungsseilen 82. Diese Anordnung der beispielhaften bevorzugten Ausführungsform des Sicherheitsstoßfängers 20 für das automatisch gelenkte Fahrzeug von Fig. 1 und 2 erhält eine stabile Anordnung des biegsamen elastischen Verschiebungsglieds 30 während eines Fahrzeugbetriebs, während dem Verschiebungsglied 30 ermöglicht wird, sich teilweise oder vollständig zusammenzudrücken nach Auftreffen auf ein Objekt im Bewegungsweg des automatisch gelenkten Fahrzeugs 10.

In der bevorzugten beispielhaften Ausführungsform der Fig. 1 und 2 sind die Eck­ platten 14 nach hinten um 45° gewinkelt, um eine vollständige Zusammendrückung des Verschiebungsglieds 30 ohne Beschädigung zu erlauben und um dem Stoßfänger 20 zu erlauben, zusätzlichen Seitenschutz zu gewähren durch Ermöglichung, dass die gebogenen Abschnitte 34 des Verschiebungsglieds 30 sich zu den Seiten des au­ tomatisch gelenkten Fahrzeugs 10 erstrecken.

Während des normalen Betriebs des automatisch gelenkten Fahrzeugs 10 bleibt der Stoßfänger 20 der beispielhaften bevorzugten Ausführungsform voll erstreckt und in der Anordnung gezeigt in den Grundrissen der Fig. 1 und 2. Nach Inkontaktkom­ men mit einem Objekt im Weg des automatisch gelenkten Fahrzeugs 10 wird das Verschiebungsglied 30 des Stoßfängers 20 beginnen, sich zusammenzudrücken. Während es sich zusammendrückt wird das biegsame Glied 30 seine Gestalt ändern und hervorrufen, dass ein oder beide der Enden 36 rotieren zusammen mit dem Drehgelenkstift 46, um eine neue Stoßfänger-Grundrissgestalt anzunehmen. Dies resultiert in einer Drehung eines Hebels 52 gegenüber der Achse des Drehgelenk­ stifts 46, wobei der Hebel 52 teilweise oder vollständig vom Sichtfeld eines Nähe­ rungsschalters 62 entfernt wird und hervorruft, dass der Schalter 62 den Zustand ändert und ein Signal erzeugt, dass das Antreffen eines Objekts anzeigt. Dieses Sig­ nal wird an eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt) mittels eines Signalkabels 68 übertragen. Nach Erhalt eines solchen Signals veranlasst die Steuervorrichtung das automatisch gelenkte Fahrzeug 10 die Bewegung anzuhalten. Die Näherungsschal­ ter 62 sind in einer "ODER"-Anordnung verkabelt, so dass ein Zustandsänderungs­ signal von entweder einem oder beiden der Schalter 62 hervorrufen wird, dass das automatisch gelenkte Fahrzeug 10 zum Stillstand kommt. In der beispielhaften be­ vorzugten Ausführungsform sind die Längen der Seile 82 gewählt, so dass der Ab­ stand zwischen dem zentralen Abschnitt 32 und der Frontplatte 16 etwa 16 Inch (1 Inch = 2,54 cm) beträgt, was ausreichend ist, um das automatisch gelenkte Fahrzeug 10 zum Anhalten zu bringen von einer Geschwindigkeit von etwa 250 Fuß pro Mi­ nute (1 Fuß pro Minute = 0,005 m pro Sekunde), bevor die Frontplatte 16 mit einem Objekt kollidiert, das vom Verschiebungsglied 30 erfasst wurde.

Eine Stellschraube 56 in der Einfassung 54 erlaubt Dreheinstellung der Nockenan­ ordnung 50 gegenüber der Achse des Drehgelenkstifts 46, so dass der Hebel 52 di­ rekt vor die Stirnseite 63 des Näherungsschalters positioniert werden kann, wenn sich der Sicherheitsstoßfänger 20 in Ruhelage befindet. Die Empfindlichkeit des Sicherheitsstoßfängers 20 auf Kontakt mit Objekten kann eingestellt werden durch eine Bewegung des Näherungsschalters 62 vertikal nach oben oder nach unten, und den Abstand zwischen der Stirnfläche 63 des Näherungsschalters 62 und dem Hebel 52 zu erhöhen oder zu erniedrigen durch Drehen der Sicherungsmuttern 66, 67.

Obwohl ein Sicherheitsstoßfänger für ein automatisch gelenktes Fahrzeug bestehend aus einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hierin be­ schrieben worden ist, wird natürlich verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf jene Ausführungsform beschränkt ist. Veränderungen können von einem Fachmann vorgenommen werden, insbesondere im Hinblick auf die vorgenannte Lehre. Es sollen daher, wie durch die anliegenden Ansprüche angedeutet, jede derartige Ände­ rung abgedeckt sein, die die wesentlichen Merkmale der Erfindung enthält oder die den Geist und Schutzbereich der Erfindung einschließt.

Claims (6)

1. Sicherheitsstoßfänger (20) für ein automatisch gelenktes Fahrzeug (10) mit einem verformbaren Bügel, der einen senkrecht zur Längsachse (15) des Fahrzeugs verlaufenden mittleren Abschnitt (32) und zwei davon abgebo­ gene, mit den Ecken des Fahrzeug gelenkig verbundene Endabschnitte (34) aufweist, wobei durch die Verformung des Bügels ein Auffahrab­ schalter für den Antriebsmotor des Fahrzeugs betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel ein elastisch biegsames, bandartiges Verschiebungsglied (30) ist, dessen Enden (36) jeweils fest mit einem Drehgelenkstift (46) verbunden sind, und dass am unteren Ende jedes Drehgelenkstifts (46) ein damit fest verbundener Hebel (52) angebracht ist, dessen Anwesenheit unter einer starr in einer Ecke des Fahrzeugs (10) angeordneten Sensorein­ richtung (60, 62) erfasst wird.

2. Sicherheitsstoßfänger (20) für ein automatisch gelenktes Fahrzeug (10) gemäß Anspruch 1, in dem die Endabschnitte (34) sich in Richtung der Drehgelenkstifte (46) krümmen, so dass, wenn sich der Stoßfänger (20) in Ruhelage befindet, der mittlere Abschnitt (32) sich in einer festgelegten beabstandeten Beziehung zur vordersten Oberfläche befindet.

3. Sicherheitsstoßfänger (20) für ein automatisch gelenktes Fahrzeug (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, in dem die Sensoreinrichtung (60, 62) einen Näherungsschalter (62) einschließt, der steif an dem automatisch gelenkten Fahrzeug oberhalb des Hebels (52) angebracht ist, zum Erfassen der An­ wesenheit des Hebels (52) unter dem Näherungsschalter (62).

4. Sicherheitsstoßfänger (20) für ein automatisch gelenktes Fahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Ecken jeweils einen nach hinter gewinkelten Abschnitten einschließen, so dass die Dreh­ gelenkstifte (46) hinter der vordersten Oberfläche vertieft sind.

5. Sicherheitsstoßfänger (20) für ein automatisch gelenktes Fahrzeug (10) gemäß einen der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Stoßfängerenden in einem Abstand voneinander getrennt sind, der geringer ist als ein Ab­ stand, durch den das erste und zweite Fahrzeugende getrennt sind.

6. Sicherheitsstoßfänger (20) für ein automatisch gelenktes Fahrzeug (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hebel (52) me­ tallisch ist.