WO2020104318A1 - Transportfahrzeug für ein flächenlager - Google Patents

Transportfahrzeug für ein flächenlager

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WO2020104318A1
WO2020104318A1 PCT/EP2019/081471 EP2019081471W WO2020104318A1 WO 2020104318 A1 WO2020104318 A1 WO 2020104318A1 EP 2019081471 W EP2019081471 W EP 2019081471W WO 2020104318 A1 WO2020104318 A1 WO 2020104318A1
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WO
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coupling
tractor
trailer
transport vehicle
vehicle according
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PCT/EP2019/081471
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French (fr)
Inventor
Klaus Jeschke
Original Assignee
Telejet Kommunikations Gmbh
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Publication date
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    • B62D53/045—Tractor-trailer combinations; Road trains comprising a vehicle carrying an essential part of the other vehicle's load by having supporting means for the front or rear part of the other vehicle with rigid linkage in the horizontal plane
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    • B62D63/067—Trailers with one axle or two wheels forming an extension of the towing vehicle, i.e. with two point fixation single wheeled (rigid or semi-rigid couping)

Definitions

  • the invention relates to transport vehicles comprising at least one tractor and at least one trailer that can be coupled and transported.
  • the invention relates in particular to a transport and storage system in which such transport vehicles travel on a driving surface and are also parked and thus stored.
  • One variant are autonomous industrial trucks that travel on a smooth, level surface and are guided using electrical or magnetic cables that are installed in the ground and act as invisible rails. If these vehicles are to be able to travel a different route than specified by the invisible rails, these invisible rails have to be relocated in the floor in a complex manner.
  • Such autonomous vehicles saddle the load, for example by having lifting tines like a forklift, or they can automatically couple and uncouple trailers and pull them behind or push them in front of them.
  • autonomously driving transport vehicles which do not require - visible or invisible - rails in the underground, and alone using contactless sensors - based on radar, infrared, ultrasound or other wavelengths of electromagnetic radiation - on the one hand to recognize obstacles and on the other hand by measuring the distance to these obstacles and other elements in the environment, the position of which is known to the control system, their location, their rotational position and thus can determine the necessary direction of travel and can thus navigate and drive autonomously to a specified destination.
  • Such transport systems with autonomously driving, unmanned tractors are also used within a storage system, so-called area warehouses, in which on driving and parking spaces, which should be interrupted by as few obstacles as possible, the autonomously driving tractors automatically put the trailers parked on certain storage areas in or on which at least one product is stored as goods to be stored or retrieved between the storage position and a processing position.
  • the processing position is, for example, a picking position on the edge of the warehouse, at which - manually or by means of a robot - a desired product is removed from a trailer and added to a picking container. To refill the warehouse, products delivered from the outside are placed in the trailer in the opposite way.
  • Both the storage positions of the individual trailers change constantly, and if several products, in particular different products, are accommodated in one of several compartments within a trailer, the content within each compartment of the trailer also changes continuously, so that it is a double issue chaotic warehouse.
  • the driving and parking space usually extends over a large number of floors, whereby the tractors can switch between the floors alone or as a team with a trailer attached either via appropriate sloping ramps or with the help of one or more elevators within the multi-day warehouse they have Request yourself automatically to get from one floor to the other.
  • compartments In order to distinguish them from the compartments in the form of floors of the storage rack, the individual compartments within a trailer, in particular in the supervision, are referred to as compartments in the present case.
  • the individual tractors can navigate in the warehouse using sensors that can detect obstacles and determine their position and distance.
  • a particularly cost-effective variant consists in making instead or in addition markings, for example on the driving and storage surface or on the ceiling above, i.e. the shelf of the next floor, and these markings with a counter to the markings, e.g. to scan the ground-facing floor camera of the tractor, which allows much less control effort and simpler, more cost-effective sensors.
  • such a storage area with autonomously storing and retrieving tractors is suitable for storing products that do not exceed a maximum dimension of 1 m, better 0.5 m, better 0.3 m, better 0.2 m in one dimension, because this means that the distances between the floors can be kept very small, so that only unmanned tractors can be used for storage and retrieval. This can drastically increase the storage density of such small products. Further advantages are the very simple expansion options of a storage area by increasing the storage rack and / or increasing the number of tractors.
  • the tractors have an on-board control with which they can communicate with each other as well as with the central control.
  • the on-board control not only controls the electric drive motors of the generally omnidirectionally movable, individually and independently drivable wheels, but also the clutch mechanism, and is connected to the existing sensors, including cameras, for this purpose, on the one hand in the Navigate warehouse and between individual Stage goals also determine the route yourself, but also automatically connect and disconnect trailers and thus park them at a specified storage position, i.e. on a specified storage area.
  • clutch mechanism One component that plays a major role in terms of cost, reliability, durability and functional reliability is the clutch mechanism.
  • the coupling element on the tractor is designed to be movable, while the at least one counter element on the trailer is designed as an immovable, as simple as possible component to be able to manufacture the trailers overall very inexpensively.
  • no linear movement in the longitudinal direction and / or in the transverse direction between the tractor and trailer should be possible by more than 2 mm, better not more than 1 mm, better not more than 0.5 mm.
  • tilting of the tractor relative to the trailer by a horizontal, transverse to the longitudinal direction, in particular in the transverse direction, extending tilt axis may be possible, in particular up to a tilt angle of 5 °, better 10 °, better 15 °, better 20 °, better 30 °, in particular without the coupling mechanism thereby disengaging. This is necessary in the event that the team drives from a horizontal driving surface onto an inclined ramp or drives over a step in the driving surface.
  • the trailer when the trailer is coupled, the trailer is coupled to the tractor at two spaced-apart contact points which are spaced apart, in particular in the transverse direction, preferably the horizontal transverse direction, from the longitudinal direction, the straight-ahead direction of travel, preferably by at least 30 %, better by at least 50%, better by at least 60% of the width of the trailer on its coupling side.
  • the distance between the contact points should therefore be at least 10 cm, better at least 15 cm, better at least 20 cm.
  • the trailer should also be raised - at least on the coupling side - which makes it possible to attach the trailer only at the rear end facing away from the coupling side.
  • the rear half to be equipped with two wheels or castors with which it rolls on the ground, while on the coupling side simple feet are sufficient with which the trailer sits on the ground when uncoupled. This also prevents the trailer from accidentally rolling away, which is why these adjustable feet should have the highest possible coefficient of friction with respect to the ground.
  • each trailer preferably has a counter element for coupling only on one of its sides viewed from the top, the coupling side, which makes this configuration possible with only two wheels or rollers and one or two additional feet. Otherwise, the wheels or castors would have to be omnidirectional wheels or castors and feet would also have to be provided on each coupling side.
  • the lifting device should also include a form-fitting safeguard against unintentional lowering of the trailer, in particular by the trailer resting on a lifting surface of the lifting device, but being able to be lifted up from it.
  • the coupling element and counter element are preferably designed such that they not only interlock positively during the coupling process, but are increasingly centered against one another as the coupling movement progresses, both in the longitudinal direction and in the horizontal transverse direction.
  • one of the coupling element and counter element consists of a coupling contour that can be coupled in a form-fitting manner and a counter contour that can be coupled in a form-fitting manner, of which preferably only one of the two is designed to be movable.
  • One design is that one is a coupling recess with two flanks approaching one another in the coupling direction, while the other of the two is a, preferably movable, coupling pin that fits into the coupling recess and rests on both flanks when moving further in the coupling direction and is therefore free of play is held in between and is thus secured in a form-fitting manner transversely to the center line between the two flanks.
  • the reverse design is also possible if, for example, the, in particular movable, coupling pin is fork-shaped with two prongs and, when moving in the coupling direction, increasingly approaches flanks that are distant from one another in the coupling direction and finally abuts against them.
  • the coupling direction can be directed outwards or inwards, either horizontally or obliquely to the horizontal, whereby in particular the flank plane defined by the direction of the two opposing flanks also also rises horizontally or obliquely to the horizontal, in particular at an acute angle Angle, runs.
  • the coupling contour in particular the coupling recess, is formed on or in a coupling plate, in particular as an opening in one Coupling plate is formed and in particular the opening is circumferentially closed.
  • the coupling recess is preferably of central symmetry in the coupling direction, preferably in the transverse direction, and in particular forms an equilateral triangle whose sides of equal length form the flanks of the coupling recess.
  • two such coupling recesses are spaced apart in the transverse direction with points pointing towards or away from each other - the point of the smallest distance between the two flanks, which merge into one another, in particular at the tip - which are present in the coupling engaging in each coupling recess - Represent the two contact points on the coupling.
  • the coupling plate is preferably one of the two free-ended legs of a sheet metal part that is cranked twice in opposite directions, preferably at right angles, and thus Z-shaped, which has the advantage that the other free-ended leg is fastened, in particular screwed, under the bottom of the trailer can and the connecting leg of the Z-profile can rest on the front face of the trailer, which facilitates the assembly of the Z-profile.
  • an adjustable foot can preferably also be fixed to or in each of the two screw connections, in particular in that the adjustable foot is a cup-shaped element with a downward opening in which the screw head of the fastening screw can be accommodated .
  • the thickness of the free leg of the Z-profile screwed under the base plate can be dimensioned such that it acts as the only, wide adjustable foot.
  • a trailer can be produced from a base plate, in which two rollers or wheels are attached in the underside, simply by attaching a coupling plate with two punched or lasered openings, preferably a Z-profile, preferably consisting of metal.
  • the tractor has at least one, preferably two transversely spaced, movable and controllable coupling elements, in particular coupling pins, which are intended to engage in one of the coupling recesses and are linearly displaceable or pivotable relative to the tractor, preferably around a pin axis is pivotable, which preferably extends in the longitudinal direction of the tractor.
  • the coupling pin is below or above the recess when the trailer and tractor are at the correct distance from one another and are aligned with respect to their longitudinal directions and longitudinal centers, he dips from this starting position with increasing pivoting about the coupling axis, in particular from below into the wider one Part of the recess and moves in the direction of the decreasing distance between the two flanks, for example outwards, until it abuts them.
  • the lifting device which is also formed on the tractor, is preferably integrated into the coupling mechanism, for example in that the coupling pin protrudes radially outward from a circumferential surface, in particular the coupling axis which is embodied as a pivotable shaft, the circumferential surface projecting at least over one Part of the circumference extends around the coupling axis and one in the circumferential direction changing, in particular continuously changing, radius to the coupling axis.
  • the coupling plate is additionally lifted through the surface during the coupling process, i.e. the trailer on the coupling side is lifted from the ground.
  • this lifting device is self-locking, that is, when the coupling pin is fully engaged, the radius decrease in one direction is so small that the weight of the trailer acting on the peripheral surface acting as the lifting surface does not cause any undesirable rotation of the lifting surface and thus also the coupling pin is effected.
  • the tractor When viewed from above, the tractor preferably has a straight rear coupling side and / or the front of the tractor has strongly rounded front corners, which, when viewed from above, results in a convex, in particular semicircular, front of the tractor, so that it can also slide along obstacles to be able to without getting caught.
  • the tractor is preferably constructed essentially symmetrically with respect to the longitudinal center, at least as regards elements that are not simply present in the tractor.
  • a central centering element is arranged centrally, that is to say on the upstanding longitudinal center plane, preferably a centering extension projecting beyond the rear coupling surface with the free one End towards each other flanks, which is at a height so that it is in a corresponding, as a central counter-element, forward-facing centering recess in the coupling plate, in particular the upper free-ended leg of the Z-profile, in which the Coupling recesses are located, can immerse.
  • At least one distance sensor is arranged in or on the rear coupling side, be it a contactlessly operating sensor or a button, preferably two such distance sensors being provided on opposite sides with respect to the longitudinal center and in particular symmetrically to it.
  • At least one distance camera can be at least one distance camera as a special solution, which either has a variable focal length and / or a correspondingly large depth of field despite a fixed focal length of at least 3 cm, better 5 cm, better 10 cm, which then - even with a more central one Arrangement - not only can constantly determine the distance to the trailer while approaching the trailer, but also the difference in distance from one side with respect to the longitudinal center to the other, in order to align the tractor and trailer with respect to their longitudinal direction and at least roughly so in the transverse direction Align widely to each other so that the coarse centering elements can dip into each other.
  • the at least one distance sensor there can be at least one line laser on or in the rear, the coupling side, of the tractor on one side of the longitudinal center, which emits a light line on the coupling side of the trailer , and complained about this, in particular on the other side of the longitudinal center, on the tractor an evaluation camera, which is aimed at the projected at least one light line and which has a corresponding evaluation device, in particular on the one hand to determine the distance of the light lines according to the light section triangulation method to Camera and on the other hand to determine their orientation to the camera and thus also an angular offset between the longitudinal directions of the trailer and tractor.
  • the tractor preferably does not have four or even more, but only three, of which all three are preferably driven and are designed as omnidirectional wheels, as a result of which the tractor can not only make very tight curves, but can also turn on the spot and therefore requires very little maneuvering space.
  • An omnidirectional wheel is understood to mean that it can roll on the ground in the same way as a normal wheel in a direction transverse to the wheel axis, but also in the direction of the wheel axis and thus by being superimposed in all directions on the ground on which it is rests, can roll.
  • Each of the driven wheels, together with the wheel motor driving them, is preferably combined in a separate housing to form a wheel unit which can be inserted very easily from the outside into the base frame of the tractor and can therefore also be easily replaced.
  • the tractor has a ground camera directed towards the ground, which is, however, preferably only available in the tractor and not centrally, but can also be arranged off the longitudinal center and in particular can also be inserted as an assembly from the side into the base frame of the tractor.
  • An electrical accumulator is preferably present in the tractor as an energy supply, since the wheel motors are generally electric motors.
  • the outside of the tractor, in particular the straight coupling side has electrical contacts via which the battery can be charged, for example by the tractor automatically starting a charging station when the charge level is low and bringing its two electrical contacts into contact with corresponding fixed charging contacts for recharging the battery.
  • a transport and storage system consists of at least one transport and storage area, on which the tractors or teams of tractors and trailers move and the trailers are parked alone - in a loaded or unloaded state - for the purpose of storage.
  • the transport vehicles that is to say tractors and trailers, are designed in particular as described above.
  • the transport and storage area can consist of several such areas, which can in particular be arranged one above the other on levels, in which case there must be a possibility of changing the level for the tractors and teams, be it via inclined ramps or an elevator.
  • Fixed obstacles are preferably known and programmed to the central control and also the onboard controls of the individual tractors, and also changing obstacles such as parked trailers, since the central control itself generally stores positions for the trailers to be parked - and also parked because Tractors not currently in use - determine and know.
  • Figure 1 the central area of an empty storage rack in perspective
  • FIG. 2a a view of a floor of a storage rack with tractors and trailers thereon
  • FIG. 2b a side view of a storage rack
  • FIG. 2c another side view of the storage rack
  • Figure 3b a team from a tractor with a coupled trailer in side view
  • Figure 3c a team from a tractor with a coupled trailer when driving onto a ramp
  • FIG. 4a a team from a tractor with a coupled trailer in supervision
  • Figure 4a1 an enlargement of Figure 4a
  • FIG. 4b a tractor and a trailer in a plan view
  • FIG. 5a a view of the coupling side of a trailer
  • FIG. 5b a view of the coupling side of a tractor
  • Figure 6a a cross section through another design of the
  • FIG. 1 shows a perspective view of an empty storage rack 50 with floor driving surfaces 50 "a, 50" b etc. in a plurality of floors 50a, b one above the other.
  • the individual floor driving surfaces are formed by the adjoining shelves 55, more precisely their upper sides, which abut one another without gaps and are each supported by a supporting structure 60:
  • the structure 60 consists of horizontally extending longitudinal beams 52 and transverse beams 53, on which the individual shelves 55, with their outer edges 55a to d, as viewed from above, each rest, since the shelves 55 are generally rectangular.
  • the horizontally extending longitudinal cross members 52 and cross members 53 are in turn fastened with their ends to vertically standing support columns 51, for example only suspended from them when viewed from the top, arranged in a regular grid in rows of columns which run in the longitudinal direction 101 and transverse direction 102 of the storage rack 50.
  • Such a square viewed from the top, can be filled by a single shelf 55 or by several adjacent shelves 55.
  • the shelves 55 in any case have corner cutouts 67 so that the vertical support column 51 can be accommodated in the free space thus created with four adjoining shelf floors 55 and thus the shelf floors 55 with their edges 55a to d in the area between the support columns abut each other as seamlessly as possible.
  • each rectangular, shelf shelves 55 there are two adjacent, each rectangular, shelf shelves 55 within a square, which - apart from the corner recesses 67 made therein - are preferably of identical design.
  • such an overall cubic support frame is stiffened, for example, by carrying out a diagonal bracing between the adjacent support columns 51, be it the two outermost support columns 51 of the bearing 50 or only two adjacent support columns, both in the longitudinal direction and in the transverse direction of the Bearing 50.
  • a diagonal bracing between the adjacent support columns 51 be it the two outermost support columns 51 of the bearing 50 or only two adjacent support columns, both in the longitudinal direction and in the transverse direction of the Bearing 50.
  • FIGS. 2a and 2b show a top view and a side view of a store 100 which, in addition to the storage rack 50, as shown in perspective in FIG. 1, a series of storage vehicles in the form of autonomous and unmanned tractors 4 and non-self-driving trailers 2, which, however, can be automatically coupled, moved and uncoupled and parked by the tractors 4.
  • the storage rack 50 has a central area 50 *, in which - as in FIG. 1 - the floor driving surfaces 50 '"a, 50" b are all of the same size, that is to say all floors are of the same design, laterally facing the central area 50 * however, can connect expansion areas, as explained later:
  • the individual floor driving areas 50 '"a, 50" b are - mostly in agreement over all floors 50a, b ... in the central area 50 * in traffic areas 57 and storage lanes 58 on which tractors 4 or teams 4 + 2 travel and on the other Parking areas 56, in which trailers 2, partially also tractors 4, can be parked.
  • a storage area 56 extends along the two sides in the longitudinal direction 101 and in the central area in the longitudinal direction 101 of the storey surface 50 "a, between which storage aisles 58 also run free in the longitudinal direction 101 of the store 50, on which the Move tractors 4 or teams 4 + 2.
  • Defined storage areas 56a, b are virtually predefined in the storage areas 56, on each of which a trailer 2a, b, c can be placed, the corresponding storage area 56a, b, c, viewed from above, being dimensioned somewhat larger than the corresponding trailer 2a, 2b, in order to have appropriate maneuvering space available for parking and exiting by means of the tractor 4.
  • these bearing surfaces 56a, b, c are arranged next to one another in the longitudinal direction 101 of the storage rack 50, the bearing surfaces 56a, b, c and thus, in the state placed thereon, also the trailers 2a, b, c with their largest in supervision considered extension extend in the transverse direction 102 of the storage rack 50.
  • these storage areas in the transverse direction 102 comprise a plurality of bearing surfaces 56a, b, c one behind the other, which form a bearing row 59.
  • a storage area 56a, b, c which does not form the outer edge of such a storage area 56, can only be accessed if the upstream, for example outermost, storage area 56 in this storage row 59 is empty. If this is not the case, a trailer 2 standing on this outer bearing surface 56 must first be removed from a tractor 4 by coupling on its narrow side and removed from the tractor 4 in order to be able to couple the trailer 2 behind in this storage row 59.
  • a trailer 2 is parked on one of the bearing surfaces 56a, b, c in a parking area 56 by means of a tractor 4 in each case - mostly by parking in reverse, which is usually predetermined by the central control 9 *, but which the tractor 4 automatically does his on-board control 9 starts, while the central control 9 * prescribes at most milestones, mostly only the final destination, of the respective journey.
  • a tractor 4 picks up a parked trailer 2, at least partially filled with products, from a predetermined storage area 56 based on a travel order from central control 9 and transfers it to a picking area 68, on which a human operator 20 or a robot (not shown) removes the desired product P from the trailer 2 and adds it to a picking container.
  • the picking surface 68 is at the working height of an operator 20 standing on the ground, that is to say, for example, on the second or third floor 50e, 50d from below, as can be seen better in FIG. 2b.
  • the picking area 68 is also located outside the central area 50 * of the storage rack 50, in that the floor area on the corresponding floor, for example 50e, has been expanded beyond the central area 50 * and serves as an expanded traffic area 57 , on which a team travels to the predetermined picking area 68 and stops there, which is part of this extended traffic area 57.
  • a signaling device 69 above the picking surface 68 which directs a light marking 69 * from above to that position in the trailer 2, for example to a specific compartment 31 in the trailer 2, from which a Product P is to be taken for picking a delivery.
  • this order-picking area 68 can also serve to load a partially empty trailer 2 with products P delivered from the outside, that is to say to insert the correct product in a given compartment 31 and thus to refill the warehouse 100.
  • a height transfer device 61 is necessary so that the tractors 4 and combinations 4 + 2 can get from one floor to the other.
  • the height transfer device 61 consists of a simple ramp 62 instead of part of a floor area on which a tractor 4 or a team 4 + 2 in the next higher or lower lying floor can reach.
  • an elevator (not shown here) is also possible as a flea transfer device 61, which can be requested in particular by the tractors 4 themselves.
  • FIG. 2a a second extension of the central area 50 * is also shown on the left edge in the form of a staircase 65:
  • the storey surfaces of the individual storeys 56a, b are each expanded by an area beyond the left edge of the central area 50 * in FIG. 2a, which - as best in the side view of the figure 2c - to form a staircase 65 by the front edge 63a of each of these staircase surfaces 63 expanding the central storey surface viewed in the direction of the stair 64 offset by a stair distance TA and also offset in height by such a height distance HA are that it can be managed by a person, preferably the height of a floor 56.
  • An operator 20 can therefore go up this staircase 65 to the top floor 50a and in between can take a look at each floor 50a, b, c at any height.
  • the staircase surfaces 63 can be used as traffic surfaces 57 during the operation of the warehouse 100 and thus do not represent a lost surface.
  • a trailer 2 is rigidly coupled to a tractor 4 to form a team 4 + 2.
  • “Rigid” is understood to mean that, when coupled, the trailer 2 to the tractor 4 can only be pivoted by an extremely small angular amount - viewed from the top - of usually less than 1 degree, which is achieved by, for example, the trailer 2 is coupled to the tractor 4 by two contact points 3a, b spaced apart from one another in the transverse direction 11 to the longitudinal direction 10, the straight-ahead direction of travel of the team 4 + 2, as best possible in FIGS. 4a and 3b.
  • the contact distance KA of the contact points 3a, b should be as wide as possible relative to the width of the trailer 2 and also to the width of the tractor 4
  • the coupling mechanism 1 used is also very simple and reliable, with all moving parts on the tractor 4 and not on the trailer 2.
  • Both the trailer 2 on its coupling side 2a and the tractor 4 as a whole, in particular on its coupling side 4a, are largely center-symmetrical with respect to the longitudinal center 10 '- which, viewed spatially, is an upright longitudinal central plane running in the longitudinal direction 10 - so that the two contact points 3a, b are arranged on opposite sides of this longitudinal center 10 'and preferably symmetrically thereto.
  • each contact point 3a, b there is a coupling recess 6 in a horizontally lying coupling plate 16, which - as shown in FIG. 4b - has an approximately triangular design, in any case two flanks 6a, b which converge towards one another and which are viewed from above meet in a tip 6c, which is rounded, and each define a, preferably common, flank plane 8.
  • the tip 6c points outward with respect to the longitudinal center 10 ', but it can also be reversed.
  • the coupling pin 7 is inserted into the recess 6 and moved to the side to the outside by being pivotable about a pin axis 7 'which runs in the longitudinal direction 10 and in this case is below the
  • Coupling plate 16 is located.
  • Coupling axis 7 ' is positioned pointing in the direction of the longitudinal center 10', it is located below the coupling plate 16, as shown in dashed lines in Figure 5b indicated. If it is turned up from this position about the pin axis 7 ', it dips into the coupling recess 6 from below and moves in its pivoting movement in the direction of the tip 6c of the recess 6, in which it finally acts as a contact point 3a, b without play is present when it projects approximately vertically from the pin axis 7 'upwards.
  • the coupling pin 7 projects radially from a lifting surface 5 ′′ which at least partially surrounds the pin axis 7 ′, but with a changing distance in the circumferential direction, and which is connected to the pin axis 7 ′ in a rotationally fixed manner and which in a rotational position, in which, when deactivated, the coupling pin 7 does not protrude into the coupling recess 6, has such a distance from the pin axis 7 'that it is not yet in contact with the underside of the coupling plate 16.
  • the radial distance of the lifting surface 5 “from the pin from 7 ' changes in the circumferential direction, the smallest radial distance Rmin being less than the distance from the pin axis 7' to the underside of the coupling plate 16 one on the base parked trailer, the largest radial distance Rmax, however, larger, which is preferably located at the circumferential point of the coupling pin 7.
  • this coupling is designed in such a way - for example, that the coupling plate 16 is very thin or that the flanks 6a, b are viewed obliquely to the flank plane 8 in their direction of travel, but in opposite directions obliquely - that even when the tractor 4 is coupled to the trailer 2 by one Tilt axis 11 extending in the transverse direction 11 can be assigned, which is necessary, for example, for driving onto a ramp 62, as shown, for example, in the side view of FIG. 3c.
  • a trailer 2 can be equipped in a simple design with a coupling plate 16 by using a Z-shaped sheet profile 30, for example made of aluminum, which is cranked twice in opposite directions, as coupling plate 16, in whose free-floating leg 30a the two coupling recesses 6 are present , and its other free-ended leg 30c screwed to the underside of a base plate 2.1 of the trailer 2 can be while the connecting leg 3 b is preferably applied to the coupling-side edge or narrow side of the base plate 31.
  • the two rollers or wheels 29 only have to be fixed on the base plate in the rear region for rolling off on the base.
  • the adjustable feet 33 are preferably part of the screw connection of the lower leg 30c in that the screws inserted from below find space in the recess of a pot-shaped adjustable foot 33 which is open at the bottom.
  • Whether and which structure is fixed on such a base plate 2.1 depends on the type of products P to be stored. In the present example, this is a structure, as can be seen in FIG. 4a, with a large number of compartments 31, each of which is open at the top, so that products can be inserted and removed from above.
  • the structure 2.2 generally does not protrude beyond the surface of the base plate 2.1 as viewed from above, but uses it as far as possible.
  • the tractor 4 comprises further elements:
  • the tractor and trailer must be in the correct relative position to one another, that is to say with their longitudinal center 10 ′′ in each case in alignment with one another and at the correct distance in the longitudinal direction 10.
  • the wide centering element 17 is a contactlessly acting centering element.
  • it can be a proximity camera 26, which is arranged in the coupling surface 4a of the tractor 4 and is directed outwards, and thus can detect the approach of each object, such as a trailer 2, relative to the tractor 4, and depending on Formation of such a proximity camera 26 can not only recognize the distance, but also the relative position of the approaching trailer 2, so that the on-board control 9 can control the tractor 9 accordingly with regard to the direction of approach and orientation of the tractor 4 to the trailer 2, for which purpose also rotations of the Tractor 4 with a small radius, even around its central vertical axis, are possible.
  • the contour of the coupling side 2a of the trailer 2 can thus serve as the wide counter-element 17 ', or also an optical marking provided there at a defined position and arrangement, such as a bar code 35, as in this case in the transverse direction 11 in the middle on the forward side of the middle leg 30b of the Z-profile 30 is arranged.
  • this comprises a line laser 21 a, b, which emits a fan-shaped laser beam 21 ′′ and shines on a surface, here the coupling side 2a of the trailer 2.
  • the line of light created there 23a, b is recorded by a triangulation camera 22, a triangulation angle having to be present between the beam direction 21 'of the light fan 21 "and the viewing direction 22' of the triangulation camera 22, which is best between 20 ° and 70 °, better between 30 ° and 60 ° , should be.
  • the image of the light line on the two-dimensional sensor surface of the triangulation camera 22 shows a bulge, from which the exact arrangement is due to the known arrangement and alignment of the line laser 21a, b on the one hand and the triangulation camera 22 on the other hand Contour and position of the bulge can be determined, and in addition the distance of the light section triangulation sensor 21 +22 and thus of the entire tractor 4 from this bulge can be calculated, and thus also the distance between the tractor 4 and trailer 2.
  • the light line 23a, b does not run over one that writes together along the light line, but only over a flat surface, but in which there are strong differences in the reflection behavior of the surface, for example one or more light-dark differences occurring in the direction of the light line 23a , as can be achieved by means of black, spaced lines on a light background - such as a barcode 35 - across the light line 23, the image on the triangulation camera 22 is a straight line, but it corresponds to the non-reflecting or hardly reflecting parts of the surface Has gaps.
  • the differently strong reflection behavior is therefore only shown in the drawings as a black or white surface, in practice it can also be glossy surfaces on the one hand and matt surfaces on the other hand, even of the same color.
  • the position and the distance of the triangulation sensor 21 +22 from this light-dark pattern can be determined therefrom by means of the triangulation camera 22 and the assigned evaluation unit .
  • specific information can be transmitted, which can be read out with an appropriately equipped evaluation camera 22, for example information regarding the identity or the dimensions of the trailer 2.
  • the bulges — as described above — in the present case — in the case of a horizontal light line 23 at the level of the connecting leg 30b of the Z profile 30 — can serve the lateral ends of the middle leg 30b, which likewise results in a defined positioning of the Z profile 30 on trailer 2 - have the position and distance to the triangulation sensor 21 +22 determined.
  • the one line laser 21a emits an upright, preferably vertical, light line 23a onto the front side, the coupling side 2a of the trailer 2, which is still removed from the tractor 4.
  • this light line 23a extends over the horizontally extending profile 30 or the front side 2a, its contour could be determined, but this is not done, since this is known in any case.
  • a plurality of light lines 23a are displaced in the transverse direction 11 in succession, preferably by means of an adjustable mirror in the beam path of the line laser 21a blasted on the front 2a and their respective distance from the tractor 4 is determined.
  • the angular misalignment between the longitudinal directions 10.2 and 10.4 can be determined, in particular in the case of straight coupling sides 2a and 4a which are flat in the top view, their intermediate angles.
  • a second line laser 21b emits a horizontal light line 23b approximately at the level of the base plate 2.1 on the coupling side 2a of the trailer 2, or in the height region of the middle leg 30b of the profile 30, in which the coupling recesses 6 are located.
  • This light line 23b is preferably recorded with the same triangulation camera 22 and the transverse offset of the trailer 2 to the tractor 4 is determined therefrom, as described above, either by the lateral ends of the middle leg 30b and / or a light-dark pattern applied to the middle leg 30b Depressions such as troughs or other depressions or bulges with respect to their position in the transverse direction 11 to the longitudinal direction 10.4 of the tractor 4 are determined transversely to the light line 23b and / or transversely to the radiated light line 23b in the front of the middle leg 30b.
  • its evaluation unit can also determine the center of the front surface 2a in the transverse direction 11, so that in one Offset to the longitudinal center of the tractor 4 this offset can be corrected when the tractor 4 approaches the trailer 2.
  • the barcode 35 and / or the irradiated part of the profile 30 thus serves as a wide counter element 17 'for the wide coupling element 17 in the form of the light section triangulation sensor 21 +22.
  • Such a barcode 35 or any other light-dark pattern or correspondingly arranged bulges or depressions can of course also contain information in encrypted form in its specific configuration, which the triangulation camera 22 then also reads, for example the identity of the respective trailer 2, which as a rule are numbered within a warehouse, and / or the type of trailer 2 if, for example, trailers 2 with different sizes and / or types are present within a warehouse.
  • a centering element 18 is a truncated cone-shaped extension 18, which can be seen in the top view of FIGS. 4a, 4b and narrows towards the free end, and which strives from the coupling surface 4a of the tractor 4 towards the rear in the longitudinal direction 10.4 thereof, and with a middle counter element 18 'in the form of an analog shaped, somewhat narrower recess in the upper free-ended leg 30a of the Z-profile 30.
  • the extension 18 dips into the recess 18 ′, and causes centering in the transverse direction 11 of the tractor and trailer in this middle distance range and usually also an alignment of the longitudinal direction 10.4 of the tractor 4 and the longitudinal direction 10.2 of the trailer 2 with respect to one another.
  • a distance sensor 13 on the coupling side 4a of the tractor 4 either a contactlessly working distance sensor 13 or, as shown here, a button 13, which then triggers when he contacts the coupling side 2a of the trailer 2, whereupon the drive of the tractor 4 towards the trailer 2 is stopped, since the coupling pins 7 are then located under the recesses 6.
  • the subsequent coupling i.e. turning the coupling pin 7, then forms the near centering, and thus uses the coupling pin 7 as a near centering element 19 and the recess 6 with the two flanks 6a, b as a close counter element 19 '.
  • a tractor 4 has three wheels 14, each of which is driven separately by a separately controllable wheel motor 25, wheel 14 and the connected wheel motor 25 each forming a wheel unit 24 and being jointly manageable, in particular insertable into the base frame 40 of the tractor 4.
  • the two wheels 14 closest to the clutch side 4a are aligned with their wheel axles 14 'and transversely to the longitudinal direction 10.4, while the third wheel 14 is arranged on the front side 4b of the tractor 4 with its wheel axle 14' on the longitudinal center 10.4.
  • wheels 14 are omnidirectional wheels:
  • the wheel motor 25 rotates a wheel 14 about its wheel axis 14 ', it rolls in its direction of travel like any normal wheel. If the two rear wheels 14 aligned parallel to one another are driven synchronously, the tractor 4 travels in the longitudinal direction 10.4 different speeds of the two parallel rear wheels 14 it takes a corner.
  • wheel 14 stands still, but rolls on the ground without grinding, since each of the wheels consists of a plurality of wheel rollers 14a, b which are mounted in a cage and protrude beyond them are distributed over the circumference of the cage and thus of the wheel 14 and in the direction of view of the wheel axis 14 'in at least two planes one behind the other.
  • the wheel-roller axes 14'a, 14'b run tangentially to the wheel axis 14 '
  • Rotation of the tractor 4 on the spot is also possible by appropriate control of the three wheel motors 25.
  • an electric accumulator 32 is arranged in the tractor 4 for supplying, inter alia, the on-board control 9 and the motors such as the wheel motors 25 and the at least one clutch motor (not shown) which pivots the pivot pins 7 in a synchronous manner.
  • the base frame 40 comprises two horizontal support plates, so that different elements can be arranged, for example, on the upper and the lower.
  • the heavy elements such as wheel motors 25 and accumulator 32 tend to be on the lower level, while on the upper level there are the circuit board for the on-board control 9 and the floor camera 27, which is usually also arranged on a circuit board:
  • Such tractors 4 frequently navigate on the ground using markings which are arranged on the ground and are scanned by this ground camera 27.
  • the ground camera 27 In order to ensure a large field of vision of the ground camera 27, it is located relatively high up in the housing of the tractor 4, that is to say on the upper support plate, and looks down through corresponding openings in the support plates down to the ground.
  • a cylindrical light shield 28 in the form of a standing cylinder open at the top and bottom is present in order to prevent penetration to minimize extraneous light on the ground camera 27, which would degrade the scanning result.
  • a tractor 4 also has at least one antenna 34 coupled to the on-board control 9, with which it contacts both the other tractors 4 and the central control 9 * via the Internet or WLAN or via radio, and can carry out the necessary data exchange.
  • FIG. 6a shows - viewed in the longitudinal direction 10 - a different design of the coupling mechanism 1, in which a coupling pin 7 in each case in two coupling points 3a, b spaced in the transverse direction 11 in a coupling recess 6 with two outwardly in a flank plane 8 to approximate flanks 6a, b - as shown in FIG. 6b in the top view of flank plane 8 - until it rests between them without play, ie also with a coupling direction T running horizontally in transverse direction 11.
  • each of the coupling pins 7 is not pivoted, but is moved linearly in the transverse direction 11 from the inside to the outside for engaging.
  • the recesses 6 are located in a coupling plate 16 sloping outwards from the longitudinal center 10 ′′ with a flank plane 8 also falling from the center towards the outside, the coupling pin 7 being in the uncoupled starting position (FIG. 6a right) under the Coupling plate 16 is located.
  • Each coupling pin 7 protrudes upward from a pin base 32.
  • the pin bases 32 of both coupling pins 7 can sit as a spindle nut on one or a common threaded spindle 34 which runs in the horizontal transverse direction 11 and is preferably driven by a common coupling motor 36 so that the two pin bases 32 thereby counteract be moved linearly synchronously in the transverse direction 11, for which purpose sections with differently directed pitch directions of the threads are optionally present on the threaded spindle.
  • the top 32a of the pin base 32 lies at such a height that
  • FIGS. 7a, b show designs of coupling mechanisms 1 with a vertical coupling direction 1 ":
  • the coupling pin 7 can be pivoted about a pin axis 7 'and in this way can be pivoted between the two flanks 6a, b, which approach one another, of a coupling recess 6 analogous to FIGS. 3a to 4b.
  • the coupling recess 6 is arranged in an upright, preferably vertical, flank plane 8 and thus the coupling plate 16, the flanks 6a, 6b approaching one another from bottom to top, as the supervision of the figure 7b shows the clutch plate 16.
  • the coupling pin 7 By swiveling the coupling pin 7 upwards from an initial position with the free end pointing downwards, it dips into the coupling recess 6 until it bears without play between the flanks 6a, b. By further turning upward, for example, to an end position in which the free end points obliquely upward, the two coupling pins 7 thereby lift the coupling plates 16 and thus the coupling side 2a of the trailer 2 from the ground.
  • the centering between the coupling pin 7 as the coupling element 1.4 and the coupling plate 16 as the counter element 1.2 can take place by immersing the extension 18 as the centering element 18 in the center counter element 18 'designed as a recess 18', or by the coupling plate 16 itself , as shown in Figure 7a: This is done by looking at the coupling plate 16 from above - at least over part of its length - at an increasing distance from the longitudinal center 10 "towards the rear end of the trailer 2 and the peripheral surface 5" from which the coupling pin is made 7 protrudes, viewed in the side view - at least over part of its length - preferably has a similar oblique position, the circumferential surface 5 "extending around the journal axis T and therefore preferably being frustoconical in shape Tilting the two circumferential surfaces 5 "with their coupling pin 7 centered on the coupling plates 16 between them.
  • the peripheral surface 5 ′′ has only the frustoconical section, and the coupling pin 7 protrudes outwards from this truncated cone-shaped section, preferably perpendicularly to its outer surface.
  • the coupling pin 7 could also in the cylindrical section Circumferential surface 5 "be formed.

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Abstract

Um einerseits die in einer großen Anzahl benötigten Anhänger (2) möglichst einfach und kostengünstig herstellen zu können und die ebenfalls in erheblicher Anzahl benötigten Traktoren (4) trotz ausreichender Funktionssicherheit und Positioniergenauigkeit kostengünstig herstellen zu können, ist insbesondere der Kupplungsmechanismus (1) sehr einfach und funktionssicher ausgebildet und integriert auch die Hubvorrichtung (5) zum Anheben der Kupplungsseite (2a) des Anhängers (2).

Description

Transportfahrzeug für ein Flächenlager
I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft Transportfahrzeuge, umfassend wenigstens einen Traktor und wenigstens einen damit kuppelbaren und transportierbaren Anhänger. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Transport- und Lagersystem, in dem derartige Transportfahrzeuge auf einer Fahrfläche verfahren und auch abgestellt und damit gelagert werden.
II. Technischer Hintergrund
Selbstfahrende, unbemannte Traktoren sind in der Industrie vielfältig bekannt:
Eine Variante sind autonom fahrende Flurförderfahrzeuge, die auf einem glatten, ebenen Untergrund verfahren, und geführt werden anhand von elektrischen oder magnetischen Leitungen, die im Boden verlegt sind und als unsichtbare Schienen wirken. Sollen diese Fahrzeuge einen anderen Weg fahren können als durch die unsichtbaren Schienen vorgegeben, so muss auf aufwendige Art und Weise diese unsichtbaren Schienen im Boden neu oder zusätzlich verlegt werden.
Derartige autonom fahrende Fahrzeuge satteln die Last auf, indem sie beispielsweise über Hubzinken wie ein Gabelstapler verfügen, oder sie können Anhänger automatisch an- und abkuppeln und hinter sich her ziehen oder vor sich herschieben.
Ferner sind autonom fahrende Transportfahrzeuge bekannt, die ohne - sichtbare oder unsichtbare - Schienen im Untergrund auskommen, und allein mittels berührungslos arbeitender Sensoren - beruhend auf Radar, Infrarot, Ultraschall oder anderem Wellenlängen von elektromagnetischen Strahlen - zum einen Hindernisse erkennen und zum anderen durch Abstandsmessung gegenüber diesen Hindernissen sowie anderen Elementen in der Umgebung, deren Position dem Steuerungssystem bekannt sind, ihren Standort, ihre Drehlage und damit die notwendige Fahrtrichtung bestimmen können und dadurch autonom zu einem vorgegebenen Ziel navigieren und fahren können.
Es liegt auf der Hand, dass der Steuerungsaufwand umso geringer ist, je besser die Umgebung der Steuerung bereits bekannt ist, beispielsweise in Form von fixen, immer vorhandenen Hindernissen und deren Positionen, und je weniger unerwartete oder gar sich bewegende Hindernisse auftauchen können.
Derartige Transportsysteme mit autonom fahrenden, unbemannten Traktoren werden auch innerhalb eines Lagerungssystems, sogenannten Flächenlagern, eingesetzt, bei denen auf Fahr- und Abstellflächen, die durch möglichst wenige Hindernisse unterbrochen sein sollen, die autonom fahrenden Traktoren automatisch die auf bestimmten Lagerflächen abgestellte Anhänger, in oder auf denen sich mindestens ein Produkt als Lagerungsgut befindet, ein- oder auslagern zwischen der Lagerposition und einer Bearbeitungsposition.
Die Bearbeitungsposition ist beispielsweise einer Kommissionierposition am Rande des Lagers, an dem - manuell oder mittels Roboter - einem Anhänger ein gewünschtes Produkt entnommen und einem Kommissionier-Gebinde hinzugefügt wird. Zum Nachfüllen des Lagers werden analog umgekehrt von außen angelieferte Produkte in die Anhänger gegeben.
Sowohl die Lagerpositionen der einzelnen Anhänger ändern sich ständig, und falls mehrere Produkte, insbesondere verschiedene Produkte, in einem von mehreren Fächern innerhalb eines Anhängers untergebracht sind, ändert sich auch der Inhalt innerhalb jedes Gefaches des Anhängers ständig, sodass es sich in doppelter Hinsicht um ein chaotisches Lager handelt. Die Fahr- und Abstellfläche erstreckt sich dabei meist über eine Vielzahl von Etagen, wobei die Traktoren allein oder auch als Gespann mit angehängtem Anhänger zwischen den Etagen wechseln können entweder über entsprechende schräge Rampen oder mit Hilfe eines oder mehrerer Aufzüge innerhalb des mehretagigen Lagers, den sie selbst automatisch anfordern, um von einer Etage in die andere zu gelangen.
Zur Unterscheidung von den Fächern in Form von Etagen des Lagerregals werden die einzelnen, insbesondere in der Aufsicht nebeneinander liegenden, Fächer innerhalb eines Anhängers vorliegend als Gefache bezeichnet.
Die einzelnen Traktoren können mittels Sensoren, die Hindernisse erkennen sowie deren Position und Abstand ermitteln können, im Lager navigieren. Eine besonders kostengünstige Variante besteht jedoch darin, stattdessen oder zusätzlich Markierungen beispielsweise auf der Fahr- und Abstellfläche oder an der Decke darüber, also dem Regalboden der nächsten Etage, anzubringen und diese Markierungen mit einer gegen die Markierungen, z.B. den Boden gerichteten Boden-Kamera des Traktors abzutasten, was einen wesentlich geringeren Steuerungsaufwand und einfachere, kostengünstigere Sensoren erlaubt.
Die Effizienz eines solchen Flächenlagers liegt darin, dass derartige Traktoren sehr kostengünstig herzustellen sind im Vergleich zu beispielsweise dem Regalbediengerät eines üblichen Hochregallagers, und auch der Aufbau des Lagerregals selbst wesentlich kostengünstiger ist.
Insbesondere ist ein solches Flächenlager mit autonom ein- und auslagernden Traktoren dafür geeignet, Produkte einzulagern, die in einer Dimension eine maximale Abmessung von 1 m, besser 0,5 m, besser 0,3 m, besser 0,2 m nicht überschreiten, da hierdurch die Abstände zwischen den Etagen sehr gering gehalten werden können, sodass nur noch mit mannlosen Traktoren ein- und ausgelagert werden kann. Hierdurch kann die Lagerungsdichte von solchen kleinen Produkten drastisch erhöht werden. Weitere Vorteile sind die sehr einfachen Erweiterungsmöglichkeiten eines Flächenlagers durch Vergrößern des Lagerregals und/oder Erhöhung der Anzahl an Traktoren.
Da die Einsparmöglichkeiten beim Lagerregals selbst meist durch die Einhaltung von Stabilitätskriterien begrenzt sind, kann eine weitere Einsparung nur durch Vereinfachung der Traktoren sowie der Anhänger erfolgen, um die Kosten des Lagers insgesamt gering zu halten.
III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, Traktoren und Anhänger zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig aufgebaut sind, dennoch die geforderte Navigations- und Positioniergenauigkeit bieten, mit einer sehr geringen Fehlerquote arbeiten und eine lange Lebensdauer besitzen. b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dabei besitzen die Traktoren in der Regel eine On-Bord-Steuerung, mit der sie sowohl untereinander kommunizieren können als auch mit der Zentralsteuerung.
Die On-Bord-Steuerung steuert nicht nur die elektrischen Antriebsmotore der in der Regel omnidirektional verfahrbar ausgebildeten, einzeln und unabhängig voneinander antreibbaren Räder, sondern auch den Kupplungsmechanismus, und ist zu diesem Zweck mit den vorhandenen Sensoren, auch Kameras, verbunden, um einerseits im Lager zu navigieren und zwischen einzelnen Etappenzielen auch selbst die Fahrtroute festzulegen, sondern eben auch automatisch Anhänger anzukuppeln und abzukuppeln und damit an einer vorgegebenen Lagerposition, also auf einer vorgegebenen Lagerfläche, abzustellen.
Eine Baugruppe, die dabei sowohl hinsichtlich Kosten als auch Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Funktionssicherheit eine große Rolle spielt, ist der Kupplungsmechanismus.
Da die Anzahl der Anhänger in einem Lager wesentlich größer ist als die der Traktoren - mindestens um den Faktor 50 oder gar 100 - wird nur das Kuppelelement am Traktor beweglich ausgebildet, das wenigstens eine Gegenelement am Anhänger dagegen als unbewegliches, möglichst einfaches Bauteil ausgebildet, um die Anhänger insgesamt sehr kostengünstig hersteilen zu können.
Dennoch muss nach dem Ankuppeln, insbesondere dem vollständigen Ankuppeln, der Anhänger starr mit dem Traktor verbunden sein.
Dies soll bedeuten, dass keine nennenswerte Relativbewegung zwischen Traktor und Anhänger, in der meist horizontalen Ebene, die parallel verläuft zu der Fahrfläche, auf der beide stehen und fahren, möglich sein soll.
Insbesondere soll keine Verdrehung um eine aufrecht stehende, insbesondere vertikale, Hochachse möglich sein, die über 2°, besser über 1 °, besser über 0,5° hinausgeht.
Insbesondere soll auch keine lineare Bewegung in Längsrichtung und/oder in Querrichtung zwischen Traktor und Anhänger um mehr als 2 mm, besser nicht mehr als 1 mm, besser nicht mehr als 0,5 mm möglich sein.
Dagegen soll durchaus ein Verkippen des Traktors relativ zum Anhänger um eine horizontal, quer zur Längsrichtung, insbesondere in Querrichtung, verlaufende Kippachse möglich sein, insbesondere bis zu einem Kippwinkel von 5°, besser 10°, besser 15°, besser 20°, besser 30°, insbesondere ohne dass dadurch der Kuppelmechanismus auskuppelt. Dies ist nötig für den Fall, dass das Gespann von einer horizontalen Fahrfläche auf eine schräge Rampe auffährt oder über eine Stufe in der Fahrfläche fährt.
Dies wird erreicht, indem die vorhandenen Kuppelelemente in ihrer Gesamtheit, also in Summe, gegenüber den in der Gesamtheit betrachteten Gegenelementen, also deren Summe, in diesem Sinne starr kuppelbar sind, da Kuppelelemente als auch Gegenelemente am Traktor einerseits und am Anhänger andererseits ortsfest, insbesondere an einer definierten Position, angeordnet und fixiert sind.
Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, dass im angekuppelten Zustand der Anhänger am Traktor an zwei zueinander beabstandeten Kontaktstellen angekuppelt ist, die insbesondere in Querrichtung, vorzugsweise der horizontalen Querrichtung, zur Längsrichtung, der gerade aus-Fahrtrichtung, des Gespanns beabstandet sind, vorzugsweise um mindestens 30 %, besser um mindestens 50 %, besser um mindestens 60 % der Breite des Anhängers an dessen Kupplungsseite.
Bei einem in absoluten Zahlen immer gleichbleibenden, unvermeidbaren Spiel zwischen Kuppelelement und Gegenelement sinkt mit größerem Abstand der zwei Kontaktstellen die mögliche Relativverdrehung von Anhänger und Traktor um eine Hochachse zueinander.
Auch in absoluten Werten sollte der Abstand zwischen den Kontaktstellen daher mindestens 10 cm, besser mindestens 15 cm, besser mindestens 20 cm betragen.
Zusätzlich soll beim automatischen Ankuppeln der Anhänger auch - zumindest auf der Kupplungsseite - angehoben werden, wodurch es möglich ist, den Anhänger nur an dem von der Kupplungsseite abgewandten hinteren Ende, insbesondere der hinteren Hälfte, mit zwei Rädern oder Rollen auszustatten, mit der er auf dem Untergrund rollt, während an der Kupplungsseite einfache Stellfüße genügen, mit denen der Anhänger im abgekuppelten Zustand auf dem Untergrund aufsitzt. Dadurch wird auch zusätzlich ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Anhängers vermieden, weshalb diese Stellfüße einen möglichst hohen Reibungskoeffizienten gegenüber dem Untergrund aufweisen sollten.
Aus Kostengründen besitzt jeder Anhänger vorzugsweise nur auf einer seiner in der Aufsicht betrachteten Seiten, der Kupplungsseite, ein Gegenelement zum Ankuppeln, was erst diese Ausstattung mit nur zwei Rädern oder Rollen und ein oder zwei zusätzlichen Standfüßen ermöglicht. Andernfalls müssten die Räder oder Rollen omnidirektionale Räder oder Rollen sein und an jeder Kupplungsseite auch Standfüße vorhanden sein.
Die Hubvorrichtung sollte ebenfalls eine formschlüssige Sicherung gegen unbeabsichtigtes Absenken des Anhängers umfassen, insbesondere indem der Anhänger auf einer Hubfläche der Hubvorrichtung aufliegt, von dieser aber nach oben abhebbar ist.
Vorzugsweise sind Kupplungselement und Gegenelement so ausgebildet, dass diese beim Ankupplungsvorgang nicht nur formschlüssig ineinandergreifen, sondern mit fortschreitender Kupplungsbewegung zunehmend gegeneinander zentriert werden, sowohl in Längsrichtung als auch in horizontaler Querrichtung.
Dies muss nicht durch ein Paar von Kuppelelement und Gegenelement alleine erreicht werden, sondern es genügt, wenn dies durch das gleichzeitige oder nacheinander erfolgende Kuppeln der beiden in Querrichtung beabstandeten Paare von Kuppelelement und Gegenelement erreicht wird.
Zu diesem Zweck besteht von Kuppelelement und Gegenelement das eine der beiden aus einer formschlüssig ankuppelbaren Kupplungs-Kontur und einer daran formschlüssig ankuppelbaren Gegen-Kontur, wovon vorzugsweise nur eine von beiden beweglich ausgestaltet ist. Eine Bauform besteht darin, dass das eine eine Kupplungsausnehmung mit zwei in Kupplungsrichtung sich gegeneinander annähernden Flanken ist, während das andere der beiden ein, vorzugsweise beweglicher, Kupplungszapfen ist, der in die Kupplungsausnehmung passt und bei Weiterbewegung in Kupplungsrichtung an beiden Flanken anliegt und damit spielfrei dazwischen gehalten wird und somit quer zur Mittellinie zwischen den beiden Flanken formschlüssig dazwischen gesichert ist.
Auch die umgekehrte Bauform ist möglich, wenn etwa der, insbesondere bewegliche, Kupplungszapfen gabelförmig mit zwei Zinken ausgebildet ist, und sich bei Bewegung in Kupplungsrichtung zunehmend an sich in Kupplungsrichtung voneinander entfernende Flanken annähert und zum Schluss an diesen anliegt.
Wenn bei zwei Paaren von Kuppelelement und Gegenelement die beiden Flanken bei den beiden Kupplungs-Ausnehmungen sich in entgegengesetzten Richtungen zueinander annähern, wird hierdurch auch eine formschlüssige Sicherung in Querrichtung erreicht, wenn beide Kupplungszapfen in ihrer Ausnehmung jeweils am beiden Flanken und damit spielfrei in der Ausnehmung anliegen.
Zu diesem Zweck kann die Kupplungsrichtung nach außen oder nach innen gerichtet sein, entweder horizontal oder schräg zur Florizontalen verlaufend, wobei insbesondere die durch die Verlaufsrichtung der beiden einander gegenüberliegenden Flanken definierte Flanken-Ebene dadurch ebenfalls horizontal oder zur Florizontalen schräg ansteigend, insbesondere in einem spitzen Winkel, verläuft.
In einer bevorzugten, sehr einfachen und kostengünstigen, Bauform ist die Kupplungs-Kontur, insbesondere die Kupplungs-Ausnehmung, an oder in einer Kupplungsplatte ausgebildet, insbesondere als Durchbruch in einer Kupplungsplatte ausgebildet und dabei insbesondere der Durchbruch umfänglich geschlossen.
Vorzugsweise ist die Kupplungs-Ausnehmung in Kupplungsrichtung, vorzugsweise in Querrichtung, mittensymmetrisch ausgebildet, und bildet insbesondere ein gleichseitiges Dreieck, dessen gleich lange Seiten die Flanken der Kupplungs-Ausnehmung bilden. In der Kupplungsplatte sind zwei solcher Kupplungs-Ausnehmungen in Querrichtung beabstandet mit aufeinander zu weisenden oder voneinander wegweisenden Spitzen - der Stelle des geringsten Abstandes zwischen den beiden Flanken, die insbesondere an der Spitze ineinander übergehen - vorhanden, die bei in jeder Kupplungs-Ausnehmung eingreifendem Kupplungs-Zapfen die beiden Kontaktstellen der Kupplung darstellen.
Die Kupplungsplatte ist dabei vorzugsweise einer der beiden frei endenden Schenkel eines doppelt in gegenläufige Richtungen, vorzugsweise jeweils rechtwinklig, gekröpften und damit Z-förmigen Blechteiles, was den Vorteil hat, dass der andere frei endende Schenkel unter dem Boden des Anhängers befestigt, insbesondere verschraubt werden kann und der verbindende Schenkel des Z-Profiles an der vorderen Frontfläche des Anhängers anliegen kann, was die Montage des Z-Profiles erleichtert.
Vorzugsweise kann bei der Verschraubung des Z-Profiles an der Unterseite des Anhängers jeweils ein Stellfuß an oder in jeder der beiden Verschraubungen mit fixiert werden, insbesondere indem der Stellfuß ein topfförmiges Element mit nach unten gerichteter Öffnung ist, in dem der Schraubenkopf der Befestigungsschraube Platz findet.
Alternativ kann die Dicke des unter der Bodenplatte verschraubten freiendenden Schenkels des Z-Profiles so bemessen sein, dass sie als einziger, breiter Stellfuß wirkt. Somit kann ein Anhänger im einfachsten Fall aus einer Bodenplatte, in der zwei Rollen oder Räder in der Unterseite angebracht sind, lediglich durch Anbringen einer Kupplungsplatte mit zwei ausgestanzten oder ausgelaserten Öffnungen, vorzugsweise eines Z-Profils, vorzugsweise bestehend aus Metall, hergestellt werden.
Der Traktor weist dagegen mindestens ein, vorzugsweise besser zwei in Querrichtung beabstandete, bewegliche und ansteuerbare Kupplungselemente auf, insbesondere Kupplungs-Zapfen, der in eine der Kupplungs- Ausnehmungen eingreifen soll und gegenüber dem Traktor linear verschiebbar oder verschwenkbar ist, vorzugsweise um eine Zapfen-Achse verschwenkbar ist, die vorzugsweise in Längsrichtung des Traktors verläuft.
Wenn sich bei hintereinander im richtigen Abstand stehenden und hinsichtlich ihrer Längsrichtungen und Längsmitten zueinander ausgerichteten Anhänger und Traktor der Kupplungs-Zapfen unterhalb oder oberhalb der Ausnehmung befindet, taucht er aus dieser Ausgangslage bei zunehmendem Verschwenken um die Kupplungs-Achse insbesondere von unten her in den breiteren Teil der Ausnehmung ein und bewegt sich in Richtung des geringer werdenden Abstandes der beiden Flanken, beispielsweise nach außen, bis er an diesen anliegt.
Wenn bei den beiden Kontaktstellen die beiden Kupplungs-Zapfen gegenläufig, insbesondere gegen-synchron, in dieser Art und Weise hochgeschwenkt werden, kann eine starre Kupplung erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Hubvorrichtung, die ebenfalls am Traktor ausgebildet ist, in den Kupplungsmechanismus integriert, beispielsweise indem der Kupplungs- Zapfen aus einer Umfangsfläche, insbesondere der als schwenkbare Welle körperlich ausgebildeten Kupplung-Achse, radial nach außen vorsteht, wobei sich die Umfangsfläche wenigstens über einen Teil des Umfanges um die Kupplungs-Achse herum erstreckt und einen in Umfangsrichtung sich ändernden, insbesondere kontinuierlich ändernden, Radius zur Kupplungs- Achse einnimmt.
Wenn dabei der minimale Radius zwischen Kupplungs-Achse und Umfangsfläche geringer ist als der Abstand, insbesondere Höhenabstand, zwischen Kupplungs-Achse und der Kupplungs-Ausnehmung, insbesondere der Unterseite der Kupplungsplatte, bei vollständig eingerastetem Kupplungs- Zapfen der dann nach oben weisende maximale Radius dagegen größer, so wird die Kupplungsplatte während des Kupplungsvorganges zusätzlich durch die Fläche hochgehoben, also der Anhänger auf der Kupplungsseite vom Untergrund abgehoben.
Durch entsprechend geringe Zunahme des Radius kann erreicht werden, dass diese Hubvorrichtung selbsthemmend ist, also bei vollständig eingerastetem Kupplungs-Zapfen die Radiusabnahme in eine Richtung so gering ist, dass durch das Gewicht des auf der als Hubfläche wirkenden Umfangsfläche lastenden Anhängers keine unerwünschte Verdrehung der Hubfläche und damit auch des Kupplungs-Zapfens bewirkt wird.
Der Traktor besitzt - in der Aufsicht betrachtet - vorzugsweise eine gerade hintere Kupplungsseite und/oder die Front des Traktors hat stark gerundete vordere Ecken, wodurch sich in der Aufsicht betrachtet eine konvex gewölbte, insbesondere halbkreisförmige, Frontseite des Traktors ergibt, um auch an Hindernissen entlanggleiten zu können, ohne sich daran zu verhaken.
Vorzugsweise ist der Traktor im Wesentlichen mittensymmetrisch zur Längsmitte aufgebaut, zumindest was nicht nur einfach im Traktor vorhandene Elemente betrifft.
An der vorzugsweise in der Aufsicht betrachtet geraden Kupplungsseite, der Heckseite, ist zum einen mittig, also auf der aufrechtstehenden Längsmittelebene, ein Mittel-Zentrierelement angeordnet, vorzugsweise ein über die hintere Kupplungsfläche vorstehender Zentrierfortsatz mit zum freien Ende hin aufeinander zulaufenden Flanken, welcher sich in einer Höhe befindet, sodass er in eine entsprechende, als Mittel-Gegenelement wirkende, nach vorne offene Zentrier-Ausnehmung in der Kupplungsplatte, insbesondere dem oberen frei endenden Schenkel des Z-Profiles, in dem sich die Kupplungs- Ausnehmungen befinden, eintauchen kann.
In bzw. an der hinteren Kupplungsseite ist insbesondere wenigstens ein Abstands-Sensor angeordnet, sei es ein berührungslos arbeitender Sensor oder ein Taster, wobei vorzugsweise zwei solcher Abstandssensoren auf einander gegenüberliegenden Seiten bezüglich der Längsmitte und insbesondere symmetrisch dazu vorhanden sind.
Anstelle eines oder zweier solcher Abstandssensoren kann als spezielle Lösung mindestens eine Abstandskamera vorhanden sein, die entweder eine variable Brennweite und/oder eine entsprechend große Schärfentiefe trotz Festbrennweite von mindestens 3 cm, besser 5 cm, besser 10 cm besitzt, die dann - auch bei zentrischer Anordnung - nicht nur den Abstand zum Anhänger während der Annäherung an den Anhänger ständig ermitteln kann, sondern auch den Abstandsunterschied von der einen Seite bezüglich der Längsmitte zur anderen Seite, um Traktor und Anhänger bezüglich ihrer Längsrichtung fluchtend zueinander auszurichten und auch in Querrichtung zumindest grob so weit zueinander auszurichten, dass die Grobzentrier-Elemente ineinander eintauchen können.
Für die besonders exakte Annäherung kann - anstelle oder zusätzlich zu dem wenigstens einen Abstandssensor - an oder in der Rückseite, der Kupplungsseite, des Traktors auf der einen Seite der Längsmitte wenigstens ein Linien-Laser vorhanden sein, der eine Lichtlinie auf die Kupplungsseite des Anhängers aufstrahlt, und dazu beanstandet, insbesondere auf der anderen Seite der Längsmitte, am Traktor eine Auswerte-Kamera, die auf die aufprojezierte wenigstens eine Lichtlinie gerichtet ist, und die über eine entsprechende Auswerteeinrichtung verfügt, um insbesondere nach dem Lichtschnitt-Triangulationsverfahren einerseits den Abstand der Lichtlinien zur Kamera und andererseits deren Ausrichtung zur Kamera und damit auch einen Winkelversatz zwischen den Längsrichtungen von Anhänger und Traktor zu ermitteln.
Als Antriebsräder verfügt der Traktor vorzugsweise nicht über vier oder gar mehr, sondern nur über drei Räder, wovon jedoch vorzugsweise alle drei angetrieben und als omnidirektionale Räder ausgebildet sind, wodurch der Traktor nicht nur sehr enge Kurven fahren kann, sondern auch auf der Stelle drehen kann und damit sehr wenig Rangierfläche benötigt.
Unter einem um omnidirektionalen Rad wird verstanden, dass es zum einen wie ein normales Rad in eine Richtung quer zur Radachse auf dem Untergrund abrollen kann, darüber hinaus aber auch in Richtung der Radachse und somit durch Überlagerung in alle Richtungen auf dem Untergrund, auf dem es aufliegt, abrollen kann.
Vorzugsweise ist jedes der angetriebenen Räder zusammen mit dem ihn antreibendem Radmotor in einem eigenen Gehäuse zu einer Radeinheit zusammengefasst, die sehr leicht von außen in das Grundgestell des Traktors einschiebbar ist und damit auch leicht ausgetauscht werden kann.
Sofern die Navigation des Traktors mittels Markierungen auf der Transport- und Lagerfläche erfolgt, verfügt der Traktor über eine gegen den Untergrund gerichtete Boden-Kamera, die vorzugsweise jedoch nur einfach im Traktor vorhanden ist und nicht zentrisch, sondern auch abseits der Längsmitte angeordnet sein kann und insbesondere ebenfalls als Baugruppe von der Seite in das Grundgestell des Traktors einschiebbar ist.
Um die Boden-Kamera herum ist eine aufrecht stehende Licht-Abschirmung vorhanden, da die Kamera einen ausreichend großen Höhenabstand gegenüber der Unterseite des Traktors aufweisen muss, um eine gewünschte, ausreichend große Abtastfläche auf dem Untergrund zu gewährleisten. Um über diesen großen Höhenabstand von der Seite einfallendes Fremdlicht zu minimieren, ist dieser Höhenabstand durch die lichtundurchlässige Abschirmung umlaufend abgeschirmt.
Als Energieversorgung ist im Traktor vorzugsweise ein elektrischer Akkumulator vorhanden, da die Radmotoren in aller Regel Elektromotoren sind. Vorzugsweise verfügt der Traktor auf seiner Außenseite, insbesondere der geraden Kupplungsseite, über elektrische Kontakte, über die der Akku geladen werden kann, beispielsweise indem der Traktor selbsttätig bei entsprechend niedrigem Ladestand eine Ladestation anfährt und seine beiden elektrischen Kontakte mit entsprechenden festmontierten Ladekontakten in Kontakt bringt für das Nachladen des Akkus.
Auch ein kontaktloses Nachladen an einer Ladestation mittels Induktion ist möglich
Ein Transport- und Laqersvstem besteht aus mindestens einer Transport- und Lagerfläche, auf der die Traktoren oder Gespanne aus Traktoren und Anhängern verfahren und die Anhänger alleine - im beladenen oder unbeladenen Zustand - zum Zwecke der Lagerung abgestellt sind.
Dabei sind die Transportfahrzeuge, also Traktoren und Anhänger, insbesondere wie zuvor beschrieben, ausgestaltet.
Die Transport- und Lagerfläche kann aus mehreren solcher Flächen bestehen, die insbesondere etagenartig übereinander angeordnet sein können, wobei dann eine Möglichkeit zum Wechseln der Etage für die Traktoren und Gespanne vorhanden sein muss, sei es über schräge Rampen oder einen Aufzug.
Auf den Lagerflächen selbst sollten sich möglichst wenige feststehende Hindernisse befinden wie etwa die Stützen eines mehrgeschossigen Lagerregals. Fest vorhandene Flindernisse sind der zentralen Steuerung und auch den Onbord-Steuerungen der einzelnen Traktoren vorzugsweise bekannt und einprogrammiert, sich ändernde Hindernisse wie beispielsweise abgestellte Anhänger ebenfalls, da ja die Zentralsteuerung selbst in aller Regel die Lagerpositionen für die abzustellenden Anhänger - und ebenso abgestellte, da momentan nicht im Einsatz befindliche - Traktoren festlegt und kennt.
c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 : den Zentralbereich eines leeren Lagerregals in perspektivische
Ansicht,
Figur 2a: eine Aussicht auf eine Etagen-Fahrfläche eines Lagerregals mit darauf befindlichen Traktoren und Anhängern,
Figur 2b: eine Seitenansicht eines Lagerregals,
Figur 2c: eine andere Seitenansicht des Lagerregals,
Figur 3a: einen Traktor und einen Anhänger in der Seitenansicht nebeneinander,
Figur 3b: ein Gespann aus einem Traktor mit angekuppeltem Anhänger in der Seitenansicht, Figur 3c: ein Gespann aus einem Traktor mit angekuppeltem Anhänger bei der Auffahrt auf eine Rampe Figur 4a: ein Gespann aus einem Traktor mit angekuppeltem Anhänger in der Aufsicht,
Figur 4a1 : eine Vergrößerung aus Figur 4a
Figur 4b: in der Aufsicht ein Traktor und ein Anhänger hintereinander, Figur 5a: eine Ansicht auf die Kupplungsseite eines Anhängers Figur 5b: eine Ansicht auf die Kupplungsseite eines Traktors,
Figur 6a: einen Querschnitt durch eine andere Bauform des
Kupplungsmechanismus mit horizontaler Kupplungsrichtung, Figur 6b: auf einen Teil des Kopplungsmechanismus,
Figur 7a, b: eine Aufsicht und eine Schrägansicht einer Bauform des
Kupplungsmechanismus mit vertikaler Kupplungsrichtung.
Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein leeres Lagerregal 50 mit Etagen- Fahrflächen 50"a, 50" b usw. in einer Vielzahl von Etagen 50a, b übereinander. Die einzelnen Etagen-Fahrflächen werden gebildet durch die aneinandergrenzenden Regalböden 55, genauer deren Oberseiten, die lückenlos aneinander stoßen und jeweils von einem Tragwerk 60 getragen werden:
Das Tragwerk 60 besteht aus horizontal verlaufenden Längstraversen 52 und Quertraversen 53, auf denen die einzelnen Regalböden 55 mit ihren in der Aufsicht betrachtet äußeren Kanten 55a bis d - da die Regalböden 55 in aller Regel rechteckig sind - jeweils aufliegen. Die horizontal verlaufenden Längstraversen 52 und Quertraversen 53 ihrerseits sind mit ihren Enden an vertikal stehenden Tragsäulen 51 befestigt, beispielsweise nur eingehängt, die in der Aufsicht betrachtet in einem regelmäßigen Raster in Säulenreihen, die in Längsrichtung 101 und Querrichtung 102 des Lagerregals 50 verlaufen, angeordnet sind.
Vier in der Aufsicht betrachtet benachbarte Tragsäulen 51 bilden ein Karree, welches nicht unbedingt ein Quadrat, aber meist ein Rechteck bildet.
Ein solches Karree kann, jeweils in der Aufsicht betrachtet, von einem einzigen Regalboden 55 ausgefüllt werden oder auch von mehreren aneinandergrenzenden Regalböden 55.
Im Bereich der Tragsäulen 51 weisen die Regalböden 55 jedenfalls Eck- Aussparungen 67 auf, damit in dem dadurch bei vier aneinandergrenzenden Regalböden 55 entstehenden Freiraum die vertikale Tragsäule 51 aufgenommen werden kann und somit im Bereich zwischen den Tragsäulen die Regalböden 55 mit ihren Kanten 55a bis d möglichst fugenfrei aneinander stoßen.
Vorzugsweise befinden sich innerhalb eines Karrees zwei aneinander angrenzende, jeweils rechteckige, Regalböden 55, die - bis auf die darin angebrachten Eck-Aussparungen 67 - vorzugsweise identisch ausgebildet sind.
Wie bekannt, wird ein solches insgesamt kubisches Traggestell versteift, indem beispielsweise zwischen den benachbarten Tragsäulen 51 , sei es den beiden äußersten Tragsäulen 51 des Lagers 50 oder nur zwei benachbarten Tragsäulen, eine Diagonalverspannung durchgeführt wird, und zwar sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Lagers 50. Zusätzlich und/oder stattdessen können in einer horizontalen Ebene Querverspannungen zwischen in der Aufsicht betrachtet voneinander beabstandeten Tragsäulen 51 vorhanden sein.
Die Figuren 2a und 2b zeigen in Aufsicht sowie in Seitenansicht ein Lager 100, welches außer dem Lagerregal 50, wie in Figur 1 perspektivisch dargestellt, eine Reihe von Lagerfahrzeugen in Form von autonom und unbemannt fahrenden Traktoren 4 und nicht selbstfahrenden Anhängern 2, die jedoch von den Traktoren 4 automatisch angekuppelt, verfahren und wieder abgekuppelt und abgestellt werden können, umfasst.
Dabei weist das Lagerregal 50 einen Zentralbereich 50* auf, in dem - wie in Figur 1 - die Etagen-Fahrflächen 50'“a, 50"b alle gleich groß sind, also alle Etagen gleich gestaltet sind, an den Zentralbereich 50* sich seitlich jedoch Erweiterungsbereiche anschließen können, wie später erläutert:
Die einzelnen Etagen-Fahrflächen 50'“a, 50"b sind - meist übereinstimmend über alle Etagen 50a, b... im Zentralbereich 50* in einerseits Verkehrsflächen 57 und Lagergassen 58, auf denen Traktoren 4 oder Gespanne 4 + 2 verfahren und andererseits Abstellbereiche 56, in denen Anhänger 2, teilweise auch Traktoren 4, abgestellt werden können, unterteilt.
Im Beispiel der Figur 2a erstreckt sich entlang der beiden Seiten in Längsrichtung 101 sowie im mittleren Bereich in Längsrichtung 101 der Etagen- Fläche 50"a jeweils ein Abstellbereich 56, zwischen denen ebenfalls in Längsrichtung 101 des Lagers 50 verlaufende Lagergassen 58 freibleiben, auf denen die Traktoren 4 oder Gespanne 4+2 verfahren.
An den stirnseitigen, hier linken und rechten, Enden der Lagergassen 58 werden diese durch in Querrichtung 102 verlaufende Verkehrsflächen 57 miteinander verbunden.
In den Abstellbereichen 56 sind definierte Lagerflächen 56a, b virtuell vordefiniert, auf denen jeweils ein Anhänger 2a, b, c abgestellt werden kann, wobei die entsprechende Lagerfläche 56a, b, c in der Aufsicht betrachtet etwas größer bemessen ist als der entsprechende Anhänger 2a, 2b, um für das Ein- und Ausparken mittels des Traktors 4 entsprechenden Rangierraum zur Verfügung zu haben. Wie ersichtlich, gibt es in diesem Beispiel drei in der Aufsicht betrachtet unterschiedliche Größen von Anhängern 2a, b, c, und dementsprechend auch drei unterschiedliche Größen von Lagerflächen 56a, b, c, die zur Aufnahme der entsprechenden Größe des jeweils etwas kleineren Anhängers 2 ausgebildet sind.
Wie Figur 2a zeigt, sind diese Lagerflächen 56a, b, c in Längsrichtung 101 des Lagerregals 50 nebeneinander angeordnet, wobei die Lagerflächen 56a, b, c und damit im darauf abgestellten Zustand auch die Anhänger 2a, b, c mit ihrer größten in der Aufsicht betrachteten Erstreckung sich in Querrichtung 102 des Lagerregals 50 erstrecken.
Wie im in Figur 2a mittleren Abstellbereich 56 und unteren Abstellbereich 56 zu erkennen, umfassen diese Abstellbereiche in Querrichtung 102 mehrere Lagerflächen 56a, b, c hintereinander, die eine Lagerreihe 59 bilden.
Es versteht sich von selbst, dass eine Lagerfläche 56a, b, c, die nicht den äußeren Rand eines solchen Abstellbereiches 56 bildet, nur zugänglich ist, wenn die in dieser Lagerreihe 59 vorgelagerte, zum Beispiel äußerste, Lagerfläche 56 leer ist. Ist dies nicht der Fall, muss ein auf dieser äußeren Lagerfläche 56 stehender Anhänger 2 zunächst von einem Traktor 4 entfernt werden durch Ankuppeln an dessen Schmalseite und von dem Traktor 4 entfernt werden, um den in dieser Lagereihe 59 dahinterstehenden Anhänger 2 ankuppeln zu können.
Zum Einlagern wird mittels je eines Traktors 4 je ein Anhänger 2 auf einer der Lagerflächen 56a, b, c in einem Abstellbereich 56 abgestellt - meist durch rückwärts einparken, die ihm meist von der Zentralsteuerung 9* vorgegeben ist, die der Traktor 4 jedoch selbsttätig mittels seiner On-Bord-Steuerung 9 anfährt, während ihm die Zentralsteuerung 9* höchstens Etappenziele, meist nur das Endziel, der jeweiligen Fahrt vorgibt. Zum Auslagern holt ein Traktor 4 aufgrund eines Fahrtauftrages von der Zentralsteuerung 9* einen abgestellten, wenigstens teilweise mit Produkten gefüllten Anhänger 2 von einer vorgegebenen Lagerfläche 56 ab und verbringt diesen zu einer Kommissionierfläche 68, an der ein menschlicher Bediener 20 oder auch ein nicht dargestellter Roboter das gewünschte Produkt P aus dem Anhänger 2 entnimmt und einem Kommissionier-Gebinde hinzugefügt.
Im vorliegenden Fall wird dies von einem menschlichen Bediener 20 durchgeführt, weshalb sich die Kommissionierfläche 68 auf Arbeitshöhe eines auf dem Untergrund stehenden Bedieners 20 befindet, also beispielsweise auf der - wie besser in Figur 2b ersichtlich - zweiten oder dritten Etage 50e, 50d von unten. In diesem Fall befindet sich die Kommissionierfläche 68 in der Aufsicht betrachtet auch außerhalb des Zentralbereichs 50* des Lagerregals 50, indem auf der entsprechenden Etage, zum Beispiel 50e, die Etagen-Fläche über den Zentralbereich 50* hinaus erweitert wurde und als erweiterte Verkehrsfläche 57 dient, auf der ein Gespann bis zu der vorgegebenen Kommissionierfläche 68 fährt und dort anhält, die Bestandteil dieser erweiterten Verkehrsfläche 57 ist.
Um dem Bediener 20 die Arbeit zu erleichtern, ist dort über der Kommissionierfläche 68 beispielsweise eine Signalvorrichtung 69 vorhanden, die von oben eine Lichtmarkierung 69* auf diejenige Position im Anhänger 2, beispielsweise auf ein bestimmtes Gefach 31 im Anhänger 2, richtet, aus der ein Produkt P entnommen werden soll für das Kommissionieren einer Auslieferung.
Umgekehrt kann diese Kommissionierfläche 68 auch dazu dienen, einen teilweise leeren Anhänger 2 mit von außen angelieferten Produkten P zu beladen, also das jeweils richtige Produkt in ein vorgegebenes Gefach 31 einzulegen und damit das Lager 100 nachzufüllen.
Damit die Traktoren 4 und Gespanne 4+2 von einer Etage in die andere gelangen können, ist eine Höhen-Transfervorrichtung 61 notwendig. In einem einfachen Fall - wie in der Seitenansicht der Figur 2b dargestellt - besteht die Höhen-Transfervorrichtung 61 aus einer einfachen Rampe 62 anstelle eines Teils einer Etagen-Fläche, auf der ein Traktor 4 oder ein Gespann 4+2 in die nächst höhere oder tiefer liegende Etage gelangen kann.
Statt einer solchen Rampe 62 ist auch ein hier nicht dargestellter Aufzug als Flöhen-Transfervorrichtung 61 möglich, der insbesondere von den Traktoren 4 selbst angefordert werden kann.
In Figur 2a ist ferner am linken Rand eine zweite Erweiterung des Zentralbereichs 50* dargestellt in Form einer Treppe 65:
Obwohl die in Figur 2b dargestellten Größenverhältnisse erkennen lassen, dass ein Bediener 20 nicht in der Lage ist, in die einzelnen Etagen hinein zu kriechen oder gar zu gehen, kann es dennoch notwendig sein, dass ein solcher Bediener 20 entweder auf die oberste Etage 50a gelangt - über der in der Regel mehr Freiraum vorhanden ist - und dort Inspektionen oder Wartungsarbeiten vornimmt, oder auch im mittleren Höhenbereich von der Seite her Einblick in eine bestimmte Etage nimmt, wozu er auf die entsprechende Höhe gelangen muss, da die Höhe eines solchen etagenartig ausgebildeten Flächenlagers ein Vielfaches der Größe eines Menschen betragen kann.
Um hierfür keine übliche Leiter oder aufwändigere Konstruktionen zu benötigen, sind die Etagen-Flächen der einzelnen Etagen 56a, b über den in Figur 2a linken Rand des Zentralbereichs 50* hinaus jeweils um eine Fläche erweitert, die - wie am besten in der Seitenansicht der Figur 2c zu erkennen - eine Treppe 65 bilden, indem die Frontkante 63a jeder dieser die zentrale Etagen- Fläche erweiternden Treppenfläche 63 in der Aufsicht betrachtet in Treppenrichtung 64 um einen Treppen-Abstand TA zueinander versetzt und auch in der Höhe zueinander um einen solchen Höhenabstand HA versetzt sind, dass er von einem Menschen bewältigt werden kann, vorzugsweise der Höhe einer Etage 56. Ein Bediener 20 kann daher diese Treppe 65 bis zur obersten Etage 50a hinaufgehen und dazwischen auf einer beliebigen Höhe Einsicht in jede Etage 50a, b, c nehmen. Die Treppenflächen 63 können während des Betriebes des Lagers 100 als Verkehrsflächen 57 mitbenutzt werden und stellen damit keine verlorene Fläche dar.
Um in einem solchen Lager 100 den durch die Lagerfahrzeuge 4,2 verursachten Kostenfaktor gering zu halten, müssen vor allem die in großer Anzahl benutzten Anhänger 2 sehr einfach und kostengünstig ausgebildet sein, und auch die Traktoren 4, ohne dass deren Funktionssicherheit darunter leidet, wie in den Figuren 3a bis 6b dargestellt.
Damit ein automatisches Ein- und Ausparken der Anhänger 2 mittels der Traktoren 4 auf einer Lagerfläche 56 zwischen zwei benachbart abgestellten Anhängern 2 möglichst einfach machbar ist, wird zur Bildung eines Gespanns 4+2 ein Anhänger 2 starr an einem Traktor 4 angekuppelt.
Unter„starr“ wird verstanden, dass im angekuppelten Zustand der Anhänger 2 zum Traktor 4 nur um einen äußerst geringen Winkelbetrag - in der Aufsicht betrachtet - von meist weniger als 1 Grad verschwenkbar ist, was erreicht wird, indem z.B. der Anhänger 2 gegenüber dem Traktor 4 um zwei in Querrichtung 11 zur Längsrichtung 10, der Geradeausfahrtrichtung des Gespanns 4+2, beabstandete Kontaktstellen 3a, b möglichst spielfrei angekuppelt wird, wie am besten in Figur 4a und Figur 3b ersichtlich. Der Kontakt-Abstand KA der Kontaktstellen 3a, b sollte dabei möglichst breit relativ zur Breite des Anhängers 2 und auch zur Breite des Traktors 4 sein
Auch der dabei benutzte Kupplungsmechanismus 1 ist sehr einfach und funktionssicher ausgebildet, wobei sich alle bewegten Teile am Traktor 4 und nicht am Anhänger 2 befinden. Dabei ist sowohl der Anhänger 2 auf seiner Kupplungsseite 2a als auch der Traktor 4 insgesamt, insbesondere auf seiner Kupplungsseite 4a, weitgehend mittensymmetrisch zu Längsmitte 10‘ - die räumlich betrachtet eine aufrecht stehende und in Längsrichtung 10 verlaufenden Längsmittelebene ist - ausgebildet, sodass sich auch die beiden Kontaktstellen 3a, b auf einander gegenüberliegenden Seiten dieser Längsmitte 10‘ und vorzugsweise symmetrisch hierzu angeordnet sind.
An jeder Kontaktstelle 3a, b ist in einer horizontal liegenden Kupplungsplatte 16 eine Kupplungs-Ausnehmung 6 vorhanden, die - wie in der Figur 4b dargestellt - etwa dreieckig gestaltet ist, jedenfalls zwei in der Aufsicht betrachtet aufeinander zulaufende Flanken 6a, b aufweisen, die sich in einer Spitze 6c, die gerundet ist, treffen und jeweils eine, vorzugsweise gemeinsame, Flanken- Ebene 8 definieren. Im vorliegenden Fall weist die Spitze 6c jeweils bezüglich der Längsmitte 10‘ nach außen, es kann jedoch auch umgekehrt sein.
Ein im aktivierten Zustand von oben nach unten verlaufender und in diese Ausnehmung 6 einbringbarer Kupplungszapfen 7 kann in Richtung Spitze 6c, also in Richtung Annäherung an die Flanken 6a, b, verlagert werden, bis er an diesen spielfrei anliegt, weshalb die Rundung der Spitze 6c einen
Rundungsradius besitzt, der geringer als der halbe Durchmesser des Kupplungszapfen 7 ist, der vorzugsweise ebenfalls einen runden Querschnitt besitzt.
Der Kupplungszapfen 7 wird in die Ausnehmung 6 eingebracht und zur Seite nach außen bewegt, indem er um eine Zapfenachse 7‘ verschwenkbar ist, die in Längsrichtung 10 verläuft, und sich in diesem Fall unterhalb der
Kupplungsplatte 16 befindet.
Sofern der Kupplungszapfen 7 etwa horizontal liegend und von der
Kupplungsachse 7‘ in Richtung Längsmitte 10‘ weisend positioniert ist, befindet er sich unterhalb der Kupplungsplatte 16, wie in Figur 5b gestrichelt angedeutet. Wird er von dieser Stellung aus um die Zapfenachse 7‘ hochgedreht, so taucht er von unten in die Kupplungs-Ausnehmung 6 ein und bewegt sich in seiner Schwenkbewegung in Richtung Spitze 6c der Ausnehmung 6, in der er zum Schluss als Kontaktstelle 3a, b spielfrei anliegt, wenn er etwa senkrecht von der Zapfenachse 7‘ nach oben ragt.
Da dies an beiden Kontaktstellen 3a, b geschieht, wird die Kupplungsplatte 16 formschlüssig in beiden horizontalen Richtungen, also Längsrichtung 10 und Querrichtung 11 , fest gegenüber den beiden Kupplungszapfen 7 verspannt und damit der Anhänger 2 gegenüber dem Traktor 4 in beiden horizontalen Richtungen verspannt, also starr angekoppelt.
Da hierbei der Anhänger 2, der nahe seiner Kupplungsseite 2a im abgestellten Zustand auf Stellfüßen 33 ruht, zusätzlich angehoben werden soll, damit die Stellfüße 33 den Kontakt zum Boden verlieren und der Anhänger 2 im angekuppelten Zustand nur auf den in seinem Heckbereich vorhandenen beidseits der Längsmitte 10 vorhandenen Rollen oder Rädern 29 sowie auf dem Traktor 4 aufliegt, ist zusätzlich eine Hubvorrichtung 5 zum Anheben der Kupplungsseite 2a des Anhängers 2 vorhanden:
Diese besteht darin, dass der Kupplungszapfen 7 radial aus einer die Zapfenachse 7‘ wenigstens teilweise umgebenden, aber mit sich in Umfangsrichtung änderndem Abstand zu dieser in Umfangsrichtung verlaufenden und drehfest mit der Zapfenachse 7‘ verbundenen Hubfläche 5“ vorsteht, die bei einer Drehlage, in der sich der Kupplungszapfen 7 deaktiviert nicht in die Kupplungs-Ausnehmung 6 hineinragt, einen solchen Abstand zur Zapfenachse 7‘ aufweist, dass sie noch keinen Kontakt zur Unterseite der Kupplungsplatte 16 besitzt. In einer solchen Drehlage um die Zapfenachse 7‘, in der sich der Kupplungszapfen 7 kontaktierend zwischen den Flanken 6a, b befindet, kontaktiert die Hubfläche 5“ mit zunehmender Drehung die Unterseite der Kupplungsplatte 16 und hebt diese an, noch bevor der Kupplungszapfen 7 an den beiden Flanken 6a, b anliegt, sodass die Stellfüße 33 vom Untergrund abgehoben werden. Zu diesem Zweck ändert sich der der radiale Abstand der Hubfläche 5“ von der Zapfen ab 7‘ in Umfangsrichtung, wobei der kleinste radiale Abstand Rmin geringer ist als der Abstand der Zapfen-Axis 7‘ zur Unterseite der Kupplung- Platte 16 eines auf dem Untergrund abgestellten Anhängers, der größte radiale Abstand Rmax dagegen größer, wobei sich dieser vorzugsweise an der Umfangsstelle des Kupplungszapfens 7 befindet.
Gleichzeitig ist diese Kupplung so ausgebildet - beispielsweise indem die Kupplungsplatte 16 sehr dünn ist oder die Flanken 6a, b betrachtet in ihrer Verlaufsrichtung schräg zur Flankenebene 8 stehen, jedoch gegenläufig schräg - dass auch im angekuppelten Zustand der Traktor 4 gegenüber dem Anhänger 2 um eine in Querrichtung 11 verlaufende Kippachse 11 vergibt werden kann, was beispielsweise für das auf Fahren auf eine Rampe 62 erforderlich ist, wie beispielsweise in der Seitenansicht der Figur 3c dargestellt“
Die Drehung von Kupplungszapfen 7 und Hubfläche 5“ um die jeweilige Zapfenachse 7‘ wird von einem nicht dargestellten Kupplungsmotor synchron gegenläufig durchgeführt, gesteuert von der On-Bord-Steuerung 9 des Traktors 4.
Diese Lösung ermöglicht eine sehr einfache Ausbildung des Gegenelements 1.2 zum Kuppelelement 1.4, welches ja aus Kupplungszapfen 7 und Zapfenachse 7‘ besteht, indem das Gegenelement 1.2 lediglich die entsprechenden Ausnehmungen 6 in einer Kupplungsplatte 16 aufweisen muss.
Ein Anhänger 2 ist in einer einfachen Bauform mit einer Kupplungsplatte 16 ausstattbar, indem als Kupplungsplatte 16 ein doppelt gegenläufig gekröpftes, Z-förmiges Blechprofil 30, beispielsweise aus Aluminium, verwendet wird, in dessen einem freiendenden Schenkel 30a die beiden Kupplungs- Ausnehmungen 6 vorhanden sind, und dessen anderer frei endender Schenkel 30c an der Unterseite einer Bodenplatte 2.1 des Anhängers 2 verschraubt werden kann, während der verbindende Schenkel 3b vorzugsweise an der kupplungsseitigen Kante oder Schmalseite der Bodenplatte 31 angelegt wird.
Darüber hinaus müssen an der Bodenplatte 2.1 lediglich im hinteren Bereich die beiden Rollen oder Räder 29 zum Abrollen auf dem Untergrund fixiert werden.
Die Stellfüße 33 sind vorzugsweise Bestandteil der Verschraubung des unteren Schenkels 30c, indem die von unten eingebrachten Schrauben in der Ausnehmung eines topförmigen, nach unten offenen, Stellfußes 33 Platz finden.
Ob und welcher Aufbau auf einer solchen Bodenplatte 2.1 fixiert wird, hängt von der Art der einzulagernden Produkte P ab. Im vorliegenden Beispiel ist dies ein Aufbau, wie in Figur 4a ersichtlich, mit einer Vielzahl von Gefachen 31 , die jeweils nach oben offen sind, sodass von oben Produkte eingelegt und herausgenommen werden können.
Der Aufbau 2.2 ragt dabei in aller Regel nicht über die in der Aufsicht betrachtete Fläche der Bodenplatte 2.1 hinaus, sondern nutzt diese weitestgehend.
Der Traktor 4 umfasst weitere Elemente:
Damit ein Ankuppeln durch Eingriff des Kuppelelementes 1.4 in das Gegenelement 1.2 stattfinden kann, müssen Traktor und Anhänger in der richtigen Relativposition zueinanderstehen, also mit ihren Längsmitte 10‘ jeweils fluchtend zueinander und im richtigen Abstand in Längsrichtung 10.
Um dies zu erreichen, sind außer Kuppelelement 1.4 und Gegenelement 1.2 die gleichzeitig als Nah-Zentrierelement 19 und Nah-Gegenelement 19‘ wirken - wegen der gegeneinander laufenden Flanken 6a, 6b - auch ein auf mittlere Entfernung wirkendes Mittel-Zentrierelement 18 und ein auf größere Entfernung wirkendes Weit-Zentrierelement 17 vorhanden, um eine zielgerichtete Annäherung des Traktors 4 an den Anhänger 2 zu ermöglichen: Das Weit-Zentrierelement 17 ist ein kontaktlos wirkendes Zentrierelement.
Im einfachsten Fall kann es eine Annäherungskamera 26 sein, die in der Kupplungsfläche 4a des Traktors 4 angeordnet ist und nach außen gerichtet ist, und damit die Annäherung jedes Gegenstandes,, wie etwa eines Anhängers 2, relativ zum Traktor 4 erkennen kann, und je nach Ausbildung einer solchen Annäherungskamera 26 nicht nur den Abstand, sondern auch die Relativlage des näherkommenden Anhängers 2 erkennen kann, sodass die On-Bord- Steuerung 9 den Traktor 9 entsprechend hinsichtlich Annäherungsrichtung und Ausrichtung des Traktors 4 zum Anhänger 2 steuern kann, wofür auch Drehungen des Traktors 4 mit geringem Radius, sogar um seine mittige Hochachse, möglich sind.
Als Weit-Gegenelement 17‘ kann damit also die Kontur der Kupplungsseite 2a des Anhängers 2 dienen, oder auch eine dort an definierter Position und Anordnung vorgesehene optische Markierung wie etwa ein Barcode 35, wie er in diesem Fall in Querrichtung 11 in der Mitte auf der nach vorne weisenden Seite des mittleren Schenkels 30b des Z-Profils 30 angeordnet ist.
Zusätzlich zu der nach hinten gerichteten Annäherungskamera 26 kann eine solche Annäherungskamera 26‘ auch an der Frontseite 4b angeordnet sein, um Hindernisse bei Vorwärtsfahrt zu erkennen.
Allerdings sind Kameras 26, die dies leisten, relativ aufwendig und teuer, wenn sie auch einen Winkelversatz zwischen Traktor 4 und Anhänger 2 exakt erkennen sollen, weshalb im vorliegenden Fall als Weit-Zentrierelement 17 ein Lichtschnitt-Triangulationssensor 21 +22 benutzt wird, der am Traktor 4, vorzugsweise dessen Kupplungsseite 4a, angeordnet ist:
Bekanntermaßen umfasst dieser einen Linien-Laser 21 a, b, der einen fächerförmiger Laserstrahl 21“ abgibt und auf eine Oberfläche, hier die Kupplungsseite 2a des Anhängers 2, aufstrahlt. Die dort entstehende Lichtlinie 23a, b wird von einer Triangulationskamera 22 aufgenommen, wobei zwischen der Aufstrahlrichtung 21‘ des Lichtfächers 21“ und der Blickrichtung 22‘ der Triangulationskamera 22 ein Triangulationswinkel vorliegen muss, der am besten zwischen 20° und 70°, besser zwischen 30° und 60°, liegen sollte.
Verläuft die Lichtlinie 23a, b quer über eine Unebenheit, so zeigt das Abbild der Lichtlinie auf der zweidimensionalen Sensorfläche der Triangulationskamera 22 eine Aufwölbung, aus der wegen der bekannten Anordnung und Ausrichtung des Linien-Laser 21a, b einerseits und der Triangulationskamera 22 andererseits die exakte Kontur und Lage der Aufwölbung ermittelt werden kann, und zusätzlich auch der Abstand des Lichtschnitt-Triangulationssensors 21 +22 und damit des gesamten Traktors 4 von dieser Aufwölbung errechnet werden kann, und somit auch der Abstand zwischen Traktor 4 und Anhänger 2.
Verläuft die Lichtlinie 23a, b nicht über eine schreibt das zusammen entlang der Lichtlinie, sondern lediglich über eine ebene Fläche, in der es aber starke Unterschiede im Reflexionsverhalten der Oberfläche gibt, beispielsweise einen oder mehrere in Verlaufsrichtung der Lichtlinie 23a auftretende hell-dunkel- Unterschiede, wie man sie durch schwarze, beabstandete Linien auf hellem Untergrund - wie etwa ein Barcode 35 - quer zur Lichtlinie 23 erzielen kann, so ist das Abbild auf der Triangulationskamera 22 zwar eine gerade Linie, das jedoch den nicht oder kaum reflektierenden Stellen der Oberfläche entsprechende Lücken aufweist. Das unterschiedlich starke Reflexionsverhalten ist also lediglich in den Zeichnungen als schwarze bzw. weiße Fläche dargestellt, in der Praxis kann es sich auch um glänzende Flächen einerseits und matte Flächen andererseits, sogar der gleichen Farbe, handeln.
Sofern die Lage dieser Lücken oder Hell-Dunkel-Unterschiede auf dem Objekt bekannt ist, kann mittels der Triangulations-Kamera 22 und der zugeordneten Auswerteeinheit hieraus die Position und der Abstand des Triangulations- Sensors 21 +22 zu diesem Hell-Dunkel-Muster ermittelt werden. Darüber hinaus können mithilfe der spezifischen Gestaltung des hell-dunkel- Musters - wie bei einem Barcode 35 üblich - spezifische Informationen übermittelt werden, die mit einer entsprechend eingerichteten Auswertekamera 22 ausgelesen werden können, beispielsweise Informationen betreffend die Identität oder die Abmessungen des Anhängers 2.
Als Aufwölbung - wie zuvor beschrieben - können im vorliegenden Fall - bei einem horizontalen Lichtlinie 23 auf Höhe des verbindenden Schenkels 30b des Z-Profiles 30 - die seitlichen Enden des mittleren Schenkels 30b dienen, woraus sich ebenfalls - bei definierter Positionierung des Z-Profiles 30 am Anhänger 2 - Lage und Abstand zum Triangulations-Sensor 21 +22 ermitteln lassen.
Gleiches gilt, wenn anstelle des beschriebenen Hell-Dunkel-Musters, etwa eines Barcodes 35, insbesondere der abwechselnden hellen und dunklen Streifen quer zur Lichtlinie, Aufwölbungen oder auch Rinnen, beispielsweise eingefräste Nuten oder Bohrungen, vorhanden wären.
Von den hier vorhandenen zwei Linienlasern strahlt der eine Linienlaser 21a eine aufrechte, vorzugsweise senkrechte, Lichtlinie 23a auf die Frontseite, die Kupplungsseite 2a des noch vom Traktor 4 entfernten, abgestellten Anhängers 2, auf.
Damit könnte einerseits - da sich diese Lichtlinie 23a über das horizontal verlaufende Profil 30 oder die Frontseite 2a hinweg erstreckt - deren Kontur ermittelt werden, was jedoch nicht getan wird, da diese ohnehin bekannt ist.
Allerdings wird hierdurch der Abstand des Lichtschnitt-Triangulationssensors 21 +22, bestehend aus Linienlaser 21a und Triangulationskamera 22, also insgesamt des Traktors 4, zur Lichtlinie 23a und damit zum Anhänger 2 ermittelt. Um darüber hinaus zu ermitteln, ob Anhänger 2 und Traktor 4 hinsichtlich ihrer Längsrichtungen 10.2 und 10.4 zueinander fluchten oder im Winkel zueinander stehen, werden - vorzugsweise durch einen verstellbaren Spiegel im Strahlengang des Linien-Lasers 21 a - hintereinander mehrere Lichtlinien 23a in Querrichtung 11 versetzt auf der Frontseite 2a aufgestrahlt und deren jeweiliger Abstand zum Traktor 4 ermittelt.
Stimmen die Abstände nicht überein, kann der Winkelversatz zwischen den Längsrichtungen 10.2 und 10.4 bestimmt werden, insbesondere bei in der Aufsicht ebenen, gerader Kupplungsseiten 2a und 4a deren Zwischenwinkel.
Damit kann jedoch kein Versatz von Anhänger 2 und Traktor 4 in Querrichtung 11 bestimmt werden.
Zu diesem Zweck strahlt ein zweiter Linienlaser 21 b eine horizontale Lichtlinie 23b etwa in Höhe der Bodenplatte 2.1 auf die Kupplungsseite 2a des Anhängers 2 auf, oder im Höhenbereich des mittleren Schenkels 30b des Profils 30, in dem sich die Kupplungs-Ausnehmungen 6 befinden.
Diese Lichtlinie 23b wird vorzugsweise mit der gleichen Triangulationskamera 22 aufgenommen und daraus der Querversatz des Anhängers 2 zum Traktor 4 ermittelt, indem wie oben beschrieben entweder die seitlichen Enden des mittleren Schenkels 30b und/oder ein auf dem mittleren Schenkels 30b aufgebrachtes Hell-Dunkel-Muster quer zur Lichtlinie 23b und/oder quer zur aufgestrahlten Lichtlinie 23b in der Frontseite des mittleren Schenkels 30b aufgebrachte Vertiefungen wie etwa Rinnen oder andere Vertiefungen oder auch Aufwölbungen hinsichtlich ihrer Lage in Querrichtung 11 zur Längsrichtung 10.4 des Traktors 4 ermittelt werden.
Aus dem sich ergebenden Abbild der Lichtlinie 23b auf der zweidimensionalen Sensorfläche der Triangulationskamera 22 kann deren Auswerteeinheit auch die Mitte der Frontfläche 2a in Querrichtung 11 bestimmen, sodass bei einem Versatz zur Längsmitte des Traktors 4 dieser Versatz bei weiterer Annäherung des Traktors 4 an den Anhänger 2 noch korrigiert werden kann.
Der Barcode 35 und/oder der bestrahlte Teil des Profils 30 dient somit als Weit- Gegenelement 17‘ für das Weit-Kuppelelement 17 in Form des Lichtschnitt- Triangulationssensors 21 +22.
Ein solcher Barcode 35 oder auch jedes andere Hell-Dunkel-Muster oder entsprechend angeordnete Aufwölbungen oder Vertiefungen können natürlich auch Informationen verschlüsselt in deren spezifischer Ausgestaltung enthalten, die die Triangulationskamera 22 dann mit ausliest, beispielsweise die Identität des jeweiligen Anhängers 2, die in der Regel innerhalb eines Lagers durchnummeriert sind, und/oder die Art des Anhängers 2, wenn beispielsweise innerhalb eines Lagers Anhänger 2 mit unterschiedlicher Größe und/oder Bauart vorhanden sind.
Als Mittel-Zentrierelement 18 dient ein in der Aufsicht der Figuren 4a, 4b zu erkennender kegelstumpfförmiger, zum freien Ende hin schmaler werdender, Fortsatz 18, der von der Kupplungsfläche 4a des Traktors 4 aus von diesem nach hinten in dessen Längsrichtung 10.4 abstrebt, und mit einem Mittel- Gegenelement 18' in Form einer analog geformten, etwas schmaleren Ausnehmung im oberen frei endenden Schenkel 30a des Z-Profils 30 hineinpasst.
Bei grob fluchtender Annäherung taucht der Fortsatz 18 in die Ausnehmung 18‘ ein, und bewirkt eine Zentrierung in Querrichtung 11 von Traktor und Anhänger in diesem mittleren Abstandsbereich sowie meist auch eine Ausrichtung der Längsrichtung 10.4 des Traktors 4 und der Längsrichtung 10.2 des Anhängers 2 zueinander.
Ebenfalls beidseits der Längsmitte 4‘ befindet sich an der Kupplungsseite 4a des Traktors 4 je ein Abstandssensor 13, entweder ein berührungslos arbeitender Abstandssensor 13 oder wie hier dargestellt ein Taster 13, der dann auslöst, wenn er die Kupplungsseite 2a des Anhängers 2 kontaktiert, woraufhin die Fahrt des Traktors 4 Richtung Anhänger 2 gestoppt wird, da sich dann die Kupplungszapfen 7 unter den Ausnehmungen 6 befinden.
Sollte einer der beiden Abstandssensoren 13 bereits anschlagen, der andere noch nicht, so wird zunächst nur das der beiden parallel zueinander laufenden Räder 14 still gesetzt, auf dessen Seite der Längsmitte 10‘ der Abstandssensor 13 aktiviert wurde, während das andere der beiden parallelen Räder 14 noch vorwärts fährt bis auch der Abstandssensor 13 auf dieser Seite auslöst.
Das anschließende Kuppeln, also Verdrehen der Kupplungszapfen 7, bildet dann die Nahzentrierung, und benutzt damit den Kupplungszapfen 7 als Nah- Zentrierelement 19 und die Ausnehmung 6 mit den beiden Flanken 6a, b als Nah-Gegenelement 19‘.
Wie die Aufsichten der Figuren 4a, b zeigen, besitzt ein Traktor 4 drei Räder 14, die jeweils separat angetrieben sind von einem separat ansteuerbaren Radmotor 25, wobei Rad 14 und damit verbundener Radmotor 25 jeweils eine Radeinheit 24 bilden und gemeinsam handhabbar sind, insbesondere einschiebbar in das Grundgestell 40 des Traktors 4.
Dabei sind die beiden der Kupplungsseite 4a nächstliegenden Räder 14 mit ihren Radachsen 14' fluchtend zueinander und quer zur Längsrichtung 10.4 angeordnet, während das dritte Rad 14 an der Frontseite 4b des Traktors 4 mit seiner Radachse 14' auf der Längsmitte 10.4 angeordnet ist.
Eine solche Anordnung ist deshalb möglich, da es sich bei den Rädern 14 um omnidirektionale Räder handelt:
Bei einer durch den Radmotor 25 bewirkten Drehung eines Rades 14 um dessen Radachse 14‘ rollt dieses in seiner Fahrtrichtung ab, wie jedes normale Rad. Wenn also die beiden parallel zueinander ausgerichteten Hinterräder 14 synchron angetrieben werden, fährt der Traktor 4 in Längsrichtung 10.4, bei unterschiedlichen Drehzahlen der beiden parallel ausgerichteten Hinterräder 14 vollzieht er eine Kurvenfahrt.
Das dritte, zu dieser Fahrtrichtung dann querstehende, Rad 14 steht dabei still, rollt jedoch auf dem Untergrund ab ohne zu schleifen, da jedes der Räder aus mehreren in einem Käfig gelagerten und über diesen nach außen vorstehenden Rad-Rollen 14a, b besteht, die über den Umfang des Käfigs und damit des Rades 14 verteilt angeordnet sind und in Blickrichtung der Radachse 14‘ in mindestens zwei Ebenen hintereinander. Die Rad-Rollen-Achsen 14‘a, 14‘b verlaufen dabei tangential zur Radachse 14‘
Aufgrund der Tonnenform dieser Rad-Rollen 14a, b ergibt sich - betrachtet in Richtung der Radachse 14‘ - ein runder Radumfang, der ein normales Fahren des Rades auf dem Untergrund ermöglicht, aber aufgrund der drehbar gelagerten Rad-Rollen 14a, b auch ein Abrollen des Rades in Achsrichtung 14'.
Auch eine Drehung des Traktors 4 auf der Stelle ist durch entsprechende Ansteuerung der drei Radmotore 25 möglich.
Ansonsten ist im Traktor 4 ein elektrischer Akkumulator 32 angeordnet zur Versorgung unter anderem der On-Bord-Steuerung 9 und der Motore wie der Radmotore 25 und des wenigstens einen nicht dargestellten Kupplungs-Motors, der die Drehzapfen 7 gegen-synchron verschwenkt.
In der Regel umfasst das Grundgestell 40 zwei horizontale Tragplatten, sodass beispielsweise auf der oberen und der unteren verschiedene Elemente angeordnet werden können.
Die schweren Elemente wie Radmotore 25 und Akkumulator 32 eher auf der unteren Ebene, während sich auf der oberen die Platine für die On-Bord- Steuerung 9 und die in der Regel auch auf einer Platine angeordnete Boden- Kamera 27 befinden: Denn häufig navigieren solche Traktoren 4 auf dem Untergrund mithilfe von Markierungen, die auf dem Untergrund angeordnet sind und von dieser Boden- Kamera 27 abgetastet werden.
Um einen großen Sichtbereich der Boden-Kamera 27 sicherzustellen, befindet sich diese relativ weit oben im Gehäuse des Traktors 4, also auf der oberen Tragplatte, und blickt durch entsprechende Öffnungen in den Tragplatten nach unten bis auf den Untergrund.
Dabei ist - wie am besten in Figur 5b dargestellt - von der Boden-Kamera 27 bis zum entsprechenden Durchlass in der unteren Tragplatte - eine in diesem Fall zylindrische Licht-Abschirmung 28 in Form eines stehenden, oben und unten offenen Zylinders vorhanden, um das Eindringen von Fremdlicht auf die Boden-Kamera 27 zu minimieren, die das Abtastergebnis verschlechtern würde.
Des Weiteren verfügt ein Traktor 4 auch über mindestens eine mit der On-Bord- Steuerung 9 gekoppelte Antenne 34, mit der er sowohl mit den anderen Traktoren 4 als auch mit der Zentralsteuerung 9* via Internet bzw. WLAN oder via Funk in Kontakt tritt und den notwendigen Datenaustausch vollziehen kann.
Die Figur 6a zeigt - betrachtet in Längsrichtung 10 - eine andere Bauform des Kupplungsmechanismus 1 , bei der wiederum an zwei in Querrichtung 11 beabstandeten Kontaktstellen 3a, b jeweils ein Kupplungszapfen 7 in eine Kupplungs-Ausnehmung 6 mit zwei nach außen sich in einer Flankenebene 8 aufeinander zu annähernden Flanken 6a, b - wie Figur 6b in der Aufsicht auf die Flankenebene 8 zeigt - eingreift, bis er zwischen diesen spielfrei anliegt, also ebenfalls mit einer in Querrichtung 11 horizontal verlaufenden Kupplungsrichtung T.
Jeder der Kupplungszapfen 7 wird dabei jedoch nicht verschwenkt, sondern linear in Querrichtung 11 von innen nach außen zum Einkuppeln verfahren. Die Ausnehmungen 6 befinden sich in einem von der Längsmitte 10“ nach schräg außen abfallenden Kupplungsplatte 16 mit einer somit ebenfalls von der Mitte nach außen hin abfallenden Flanken-Ebene 8, wobei sich in der entkuppelten Ausgangslage (Figur 6a rechts) der Kupplungszapfen 7 unter der Kupplungsplatte 16 befindet.
Jeder Kupplungszapfen 7 ragt von einer Zapfen-Basis 32 nach oben ab.
Die Zapfen-Basen 32 beider Kupplungs-Zapfen 7 können als Spindelmutter auf jeweils einer oder einer gemeinsamen Gewindespindel 34 sitzen, die in der horizontalen Querrichtung 11 verläuft und vorzugsweise von einem gemeinsamen Kupplungsmotor 36 so angetrieben ist, dass die beiden Zapfen- Basen 32 dadurch gegen-synchron in Querrichtung 11 linear verfahren werden, wofür gegebenenfalls auf der Gewindespindel 34 Abschnitte mit unterschiedlich gerichteten Steigungsrichtungen der Gewinde vorhanden sind.
Die Oberseite 32a der Zapfen-Basis 32 liegt in einer solchen Höhe, dass
• bei einer Lage in Querrichtung 11 , bei der sich der Kupplungszapfen 7 noch nicht in der Kupplung-Ausnehmung 6 befindet, noch kein Kontakt zwischen der Oberseite der Zapfenbasis und der Unterseite der Kupplungsplatte 16 vorhanden ist (Figur 6a rechte Seite),
• mit zunehmendem nach Außen fahren jedoch ein solcher Kontakt erfolgt und die Kupplungsplatte 16 und damit die Kupplungsseite 2a des Anhängers 2 beim weiteren nach Außen fahren hochgedrückt und vom Boden abgehoben wird. Noch bevor der Kupplungszapfen 7 spielfrei zwischen den beiden Flanken 6a, b anliegt. Bei dem nach Außen fahren fährt auch der Kupplungszapfen 7/während zur Flanken-Ebene 8 in die Kupplung-Ausnehmung 6 ein, bis er spielfrei zwischen den beiden Flanken 6a, b anliegt, wobei die Kupplung Seite 2a des Anhängers 2 bereits vom Untergrund abgehoben ist (Figur 6a linke Seite). Die Oberseite 32a der Zapfen-Basis 32, über die der Kupplung auf nach oben vorsteht, ist vorzugsweise gerundet oder abgeschrägt, in Letzterem Fall analog zur Unterseite der Kupplung Platte 16.
Die Figuren 7a, b zeigen dagegen Bauformen von Kupplungsmechanismen 1 mit einer vertikalen Kupplungsrichtung 1“:
In den Figuren 7a, b ist der Kupplungszapfen 7 schwenkbar um eine Zapfenachse 7‘ und auf diese Art und Weise einschwenkbar zwischen die beiden sich an einander annähernden Flanken 6a, b einer Kupplungs- Ausnehmung 6 analog der Figuren 3a bis 4b.
Allerdings ist in diesem Fall die Kupplungs-Ausnehmung 6 in einer aufrecht stehenden, vorzugsweise senkrecht stehenden, Flanken-Ebene 8 und damit Kupplungs-Platte 16 angeordnet, wobei die Flanken 6a, 6b sich von unten nach oben gegeneinander annähern, wie die Aufsicht der Figur 7b auf die Kupplungs-Platte 16 zeigt.
Durch Hochschwenken des Kupplungszapfens 7 von einer mit dem freien Ende nach unten weisenden Ausgangslage nach oben taucht dieser in die Kupplungs-Ausnehmung 6 ein bis er spielfrei zwischen den Flanken 6a, b anliegt. Durch weiteres nach oben drehen beispielsweise bis in eine Endstellung, in der das freie Ende schräg nach oben weist, heben die beiden Kupplungszapfen 7 dadurch die Kupplungsplatten 16 an und damit die Kupplungsseite 2a des Anhängers 2 vom Boden ab.
Die Zentrierung zwischen dem Kupplungszapfen 7 als Kuppelelement 1.4 und der Kupplungs-Platte 16 als Gegenelement 1.2 kann durch das Eintauchen des Fortsatzes 18 als Mittel-Zentrierelement 18 in das als Ausnehmung 18' ausgestaltete Mittel-Gegenelement 18' erfolgen, oder durch die Kupplungsplatte 16 selbst, wie in Figur 7a dargestellt: Dies erfolgt dadurch, dass die Kupplungsplatte 16 in der Aufsicht betrachtet - zumindest über einen Teil ihrer Länge - schräg steht mit geringer werdendem Abstand zur Längsmitte 10“ hin in Richtung des hinteren Endes des Anhängers 2, und die Umfangsfläche 5“, aus welcher der Kupplungszapfen 7 vorsteht, in der Seitenansicht betrachtet - zumindest über einen Teil ihrer Länge - eine vorzugsweise analoge Schrägstellung aufweist, wobei die Umfangsfläche 5" um die Zapfen-Achse T herum verläuft und deshalb vorzugsweise kegelstumpf förmig gestaltet ist. Durch Annähern in Längsrichtung 10 werden durch diese Schrägstellung die beiden Umfangsflächen 5" mit ihren Kupplungszapfen 7 bei Anlage an den Kupplungsplatten 16 zwischen diesem zentriert.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiele besitzt die Umfangsfläche 5" nur den kegelstumpf-förmigen Abschnitt, und der Kupplungszapfen 7 ragt aus diesem kegelstumpf-förmigen Abschnitt nach außen, vorzugsweise lotrecht zu dessen Mantelfläche.
Schließt sich an den kegelstumpf-förmigen Abschnitt ein zylindrische Abschnitt an, und analog an den schrägen Abschnitt der Kupplungsplatte 16 ein in Längsrichtung 10 verlaufende Abschnitt, in dem sich dann die Kupplungs- Ausnehmung 6 befindet, könnte der Kupplungszapfen 7 auch in dem zylindrischen Abschnitt der Umfangsfläche 5" ausgebildet sein.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Kuppelmechanismus
r Kupplungsrichtung
1.4 Kuppelelement
1 .2 Gegenelement
2 Anhänger
2.1 Bodenplatte
2.2 Aufbau
2a Kupplungsseite
3a, b Kontaktstelle
4 Traktor
4a Kupplungsseite
4b Frontseite
4+2 Gespann
5 Hubvorrichtung
5“ Hubfläche
6 Kupplungs-Ausnehmung
6a, b Flanke
6c Spitze
7 Kupplungs-Zapfen
7‘ Zapfen-Achse
8 Flanken-Ebene
9* Zentralsteuerung
9 On-Bord-Steuerung
10, 10.4, 10.2 Längsrichtung, Geradeaus-Fahrtrichtung 10 Längsmitte
11 horizontale Querrichtung
12 Vertikale, Hochachse
13 Abstands-Sensor
14 Rad 14‘ Rad-Achse
14a, b Rad-Rolle
15 Hubzylinder
16 Kupplungs-Platte
17 Weit-Zentrierelement 17 Weit-Gegenelement
18 Mittel-Zentrierelement 18 Mittel-Gegenelement
19 Nah-Zentrierelement 19 Nah-Gegenelement
20 Bediener
21 a, b Linien-Laser
21‘ Abstrahl-Richtung
21 Lichtfächer
21 +22 T riangulations-Sensor
22 T riangulations-Kamera
22 Blickrichtung
23 Lichtlinie
24 Rad-Einheit
25 Rad-Motor
26 Annäherungs-Kamera
27 Boden-Kamera
28 Licht-Abschirmung
29 Rad, Rolle
30 Blech, Profil
30a, c Endschenkel
30b mittlerer Schenkel
31 Fach, Gefach
32 Zapfen-Basis
33 Stellfuß
34 Gewindespindel
35 Barcode
36 Kupplungsmotor 40 Grundgestell
A Abstand
B Breite
R Radius
Rmin minimaler Radius
Rmax maximaler Radius
50 Lagerregal
50* Zentralbereich
50a, b Etage
50“a, b Etagen-Fahrfläche
51 Tragsäule
52 Längstraverse
53 Quertraverse
54 Zwischentraverse
55 Regalboden
55a-d Kante
56 Abstellbereich
56a, b Lagerfläche
57 Verkehrsfläche
58 Lagergasse
59 Lagerreihe
60 T ragwerk
61 Höhen-T ransfervorrichtung 62 Rampe
63 Treppenfläche
63a Frontkante
64 Treppen-Richtung
65 Treppe 66 Navigation-Markierungen
67 Eck-Aussparung
68 Kommissionierfläche
69 Signal-Vorrichtung 69 Licht-Markierung
70 Aufzug
100 Lager
101 Längsrichtung
102 Querrichtung
KA Kontaktabstand
HA Höhenabstand
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Säulenabstand
TA Treppenabstand

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Transportfahrzeuge umfassend wenigstens einen motorisch angetriebenen Traktor (4) und wenigstens einen daran ankuppelbaren Anhänger (2) mit
- einem Kuppelmechanismus (1) umfassend
- wenigstens ein Kuppelelement (1.4) an jedem Traktor (4), welches wenigstens teilweise gesteuert beweglich ist,
- wenigstens ein damit kuppelbares Gegenelement (1.2) an jedem Anhänger (2),
- einer Hubvorrichtung (5) am Traktor (4) zum Anheben des angekuppelten Anhängers (2) zumindest an dessen Kupplungsseite (2a),
- einer On-Bord-Steuerung (9) im Traktor (4), die zumindest alle beweglichen Teile des Traktors (4) steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kuppelmechanismus (1) so ausgebildet ist, dass im angekuppelten Zustand der Anhänger (2) starr mit dem Traktor (4) verbunden ist.
(Prinzip)
2. Transportfahrzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kuppelmechanismus (1) so ausgebildet ist, dass er im angekuppelten Zustand zwei beabstandete Kontaktstellen (3a, b) aufweist, die insbesondere in Querrichtung (11) zur Längsrichtung (10) beanstandet sind.
3. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kontaktstellen (3a, b) einen Kontaktabstand (KA), insbesondere in Querrichtung (11), zueinander aufweisen, der mindestens 30 %, besser mindestens 50 %, besser mindestens 60 % der Breite B des Anhängers (2) an dessen Kupplungsseite beträgt, und/oder
- der Kontaktabstand (KA) mindestens 10 cm, besser mindestens 15 cm beträgt.
4. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Kupplungsmechanismus (1) in der Horizontalen formschlüssig wirkend ausgebildet ist
und/oder
- die Hubvorrichtung (5) in Abwärtsrichtung des Anhängers (2) formschlüssig wirkend ausgebildet ist
und/oder
- der Kupplungsmechanismus (1) und/oder die Hubvorrichtung (5) in der aktivierten Lage kraftschlüssig gesichert sind.
5. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
an den Kontaktstellen (3a, b) Kuppelelement (1.4) und Gegenelement (1.2) so ausgebildet sind, dass sie beim Ankuppeln relativ zueinander formschlüssig in Querrichtung (11) und/oder in Längsrichtung (10) zunehmend gegeneinander zentriert werden, insbesondere über die Summe an Kupplungs-Elementen und Gegen-Elementen von Traktor (4) und Anhänger (2) betrachtet.
6. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Aufsicht betrachtet
- das wenigstens eine Kuppelelement (1.4) an oder in der nach hinten weisenden Kupplungsseite (4a) des Traktors (4) angeordnet ist,
- das wenigstens eine Gegenelement (1.2) an oder in der nach vorne weisenden Kupplungsseite (2a) des Anhängers (2) angeordnet ist.
7. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von Kuppelelement (1.4) und Gegenelement (1.2)
- das eine eine Kupplungs-Ausnehmung (6) mit zwei in Kupplungsrichtung (1 ') sich gegeneinander annähernden Flanken (6a, b) ist und
das andere ein Kupplungszapfen (7) ist, der in die Kupplungs- Ausnehmung (6) passt,
- insbesondere bei ausreichendem Eintauchen in Kupplungsrichtung (G) an den beiden Flanken (6a, b) anliegt.
(Kupplungs-Ausnehmung)
8. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kupplungsrichtung (G) horizontal in Querrichtung (11) und/oder in der Vertikalen (12), insbesondere nach außen und/oder nach oben gerichtet ist
und/oder
- die durch die Verlaufsrichtung der Flanken (6a, b) definierte Flanken- Ebene (8) horizontal oder vertikal liegt.
9. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kupplungs-Ausnehmung (6) ein Durchbruch (6) in einer Kupplungs- Platte (16) ist, bei dem die Flanken (6a, b) in einer Spitze (6c) ineinander übergehen und
- insbesondere die Kupplungs-Ausnehmung (6) allseits umschlossen ist,
- insbesondere die Kupplungs-Ausnehmung (6) mittensymmetrisch ausgebildet ist, insbesondere ein gleichseitiges Dreieck (6) ist
- insbesondere die Kupplungs-Ausnehmung (6), insbesondere die Kupplungs-Platte (16), insbesondere das Dreieck (6), in der Flanken- Ebene (8) liegt. (Kupplungs-Zapfen)
10. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Kupplungs-Zapfen (7) linear verfahrbar oder verschwenkbar ist,
- insbesondere die beiden Kupplungs-Zapfen (7) der zwei Kupplungsstellen (3a, b) gegen-synchron antreibbar sind,
und/oder
insbesondere der Kupplungs-Zapfen (7) um eine Zapfen-Achse (7') schwenkbar ist und von dieser radial abstrebt.
(Hubvorrichtung)
11. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hubvorrichtung (5) funktionsvereinigt mit dem Kupplungs-Mechanismus (1) ist.
12. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Umfangsfläche als Hubfläche (5”), über die der Kupplungs-Zapfen (7) radial vorsteht, wenigstens teilweise um die Zapfen-Achse (7') herum angeordnet ist mit einem in Umfangsrichtung sich, insbesondere kontinuierlich, ändernden Radius (R) zur Zapfen-Achse (7'),
- insbesondere die Hubfläche (5”) parallel zur Zapfen-Achse (7') verläuft,
- insbesondere die Hubfläche (5”) die Mantelfläche eines exzentrisch zur Zapfen-Achse (7') drehfest mit dieser verbundener Hubzylinder (15) ist.
13. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der kleinste Radius (Rmin) geringer und der größte Radius (Rmax) größer ist als der Abstand der Zapfen-Achse (7') zur Unterseite der Kupplungs-Platte (16) eines auf dem Untergrund abgestellten Anhängers
(2),
- insbesondere die Radius-Veränderung so gewählt ist dass sie gegenüber einer darauf aufliegenden Last selbsthemmend ist.
(Grundform)
14. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Aufsicht betrachtet der Traktor (4)
eine gerade, hintere Kupplungsseite (4a) aufweist, an der die Kupplungs- Elemente (1.4) angeordnet sind,
und/oder
- eine konvex gewölbte, insbesondere halbkreisförmige, vordere Frontseite (4b) aufweist,
und/oder
- im Wesentlichen mittelsymmetrisch zur Längsrichtung (10) aufgebaut ist, insbesondere mit Ausnahme nur einfach vorhandener Traktor-Bauteile.
15. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
an oder in der Kupplungsseite (4a) des Traktors (4)
- mindestens ein Zentrier-Element, insbesondere ein Weitzentrier-Element (17) und/oder ein Mittelzentrier-Element (18) (definieren), insbesondere in Querrichtung (11) im mittleren Bereich, insbesondere mittig, angeordnet ist,
und/oder
- beidseits der Längsmitte (10'), insbesondere symmetrisch dazu, je ein Abstands-Sensor (13), insbesondere je ein Abstands-Taster (13), angeordnet ist
und/oder
- auf der einen Seite der Längsmitte (10') wenigstens ein Linien-Laser (21a, b) und dazu beanstandet, insbesondere auf der anderen Seite der Längsmitte (10'), wenigstens eine Triangulations-Kamera (22), die zum Aufnehmen und Auswerten der vom Linien-Laser (21a,b) erzeugten Lichtlinie (23) geeignet ist, vorhanden ist,
und/oder
- eine Annäherungs-Kamera (26) vorhanden ist, insbesondere mit einer variablen Brennweite und/oder einer Schärfentiefe von mindestens 3 cm, besser mindestens 5 cm, besser mindestens 10 cm.
16. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Aufsicht betrachtet
- mindestens drei, vorzugsweise nur drei, gesteuert antreibbare Rad- Einheiten (24) mit insbesondere jeweils einem omnidirektionalen Rad (14) vorhanden sind,
- davon zwei insbesondere nahe der Kupplungs-Seite (4a), insbesondere mit lotrecht zur Längsrichtung (10) liegenden Radachsen (14'), und eines nahe dem vorderen Ende des Traktors (4), insbesondere auf der Längsmitte (10'), und/oder insbesondere mit in Längsrichtung (10) liegender Radachse (14'),
- wobei die Rad-Einheiten (24) auch den das Rad (14) jeweils antreibenden Rad-Motor (25) umfassen und insbesondere die Rad- Einheiten (24) in das Grundgestell (40) des Traktors (4), insbesondere von der Seite her, einschiebbar sind.
17. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine nach unten gerichtete Boden-Kamera (27), insbesondere zum Navigieren mittels auf dem Untergrund aufgebrachter Markierungen, abseits der Längsmitte (10'), insbesondere von außen in das Grundgestell (40) einschiebbar, vorhanden ist,
- in der Aufsicht betrachtet um die Boden-Kamera (27) herum und/oder in der Höhe von der Boden-Kamera (27) bis zur Unterseite des Traktors (4) eine lichtdichte, insbesondere zylindrische, aufrecht stehende Licht- Abschirmung (28) vorhanden ist.
(Triangulations-System)
18. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
an oder in der dem Traktor (4), insbesondere dessen Kupplungsseite (4a)
- wenigstens ein Linien-Laser (21a, b) angeordnet ist mit Abstrahlrichtung (21') der Mittelachse eines von ihm abgegebenen Lichtfächers (21") in der Aufsicht betrachtet nach schräg hinten, zur Längsmitte (10') hin,
- in Querrichtung (11 ) davon beabstandet eine Triangulations-Kamera (22) mit Blickrichtung (22') in der Aufsicht betrachtet nach schräg hinten, zur Längsmitte (10') hin angeordnet ist,
insbesondere zur Verwendung als Weit-Zentrierelement (17) und/oder als
Abstandssensor (13).
19. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der eine Linien-Laser (21a) in einer solchen Höhe angeordnet ist, dass seine etwa horizontale Lichtfächer-Ebene (21") unterhalb der etwa horizontal liegenden Flankenebene (8), insbesondere der
Kupplungsplatte (16), eines aus dem Untergrund abgestellten Anhängers (2) verläuft,
und/oder
- der Linien-Laser (21b) so angeordnet ist, dass der Lichtfächer (21") seiner etwa vertikalen Lichtfächer-Ebene (21") im angekuppelten und/oder im abgekuppelten Zustand zumindest den Höhenbereich der Bodenplatte (2.1) des Anhängers (2), insbesondere auch der Flankenebene (8) insbesondere der Kupplungsplatte (16), überstreicht. (Anhänger)
20. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Anhänger (2)
- eine Bodenplatte (2.1) umfasst und ein Gegenelement (1.2) an seiner Kupplungs-Seite (2a)
und/oder
- zwei aus der Unterseite vorstehenden Rädern (29) oder Rollen in der von der Kupplungs-Seite (2a) abgewandten hinteren Hälfte der Bodenplatte (2.1),
und/oder
- auf der Bodenplatte (2.1) ein Aufbau (2.2) fixiert ist, insbesondere in Form von nach oben offenen, insbesondere matrixförmig angeordneten, Gefachen (31).
21. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gegenelement (1.2) an oder in einem doppelt in unterschiedliche Richtungen geköpften, Z-Profil (30) mit insbesondere jeweils rechtwinkligem Kröpfungswinkel ausgebildet ist,
dessen einer Endschenkel (30c) auf Kupplungs-Seite (2a) an der Bodenplatte (2.1) befestigt ist,
und/oder
- dessen mittlerer Schenkel (30b), insbesondere an der kupplungsseitigen Schmalfläche, der Bodenplatte (2.1) anliegt und
und/oder
- in dessen anderem Endschenkel (30a) dass wenigstens eine Gegenelement (1.2), insbesondere die beiden Kupplungs- Ausnehmungen (6) angeordnet sind.
22. Transportfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (1.2)
- ein in Querrichtung (11 ) wirkendes, insbesondere formschlüssiges,
Mittel-Gegenelement (18') umfasst
und/oder
- ein in Querrichtung (11 ) wirkendes, insbesondere berührungslos, insbesondere optisch, abtastbares Weit-Gegenelement (17') umfasst.
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