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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Garage für mehrere Zweiräder, insbesondere Fahrräder, mit mindestens einer Einstellebene, wobei die Zweiräder entweder durch den Benutzer in die Einstellebene oder automatisch über einen Manipulator den Ebenen zuführ- und entnehmbar sind und der Manipulator eine Aufnahmeeinrichtung für die zu befördernden Zweiräder aufweist.
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Definitionen
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Unter dem Begriff „Zweiräder” werden in der Regel Fahrzeuge mit zwei Rädern, die in einer Spur hintereinander laufen, bezeichnet. Die Möglichkeit, ein einspuriges Fahrzeug ohne Stützräder oder andere Hilfsmittel stabil in der Hochachse zu fahren, beruht auf einem dynamischen Gleichgewicht. Bei Stillstand oder blockierten Rädern fällt die Stabilisierung weg. Zweiräder können z. B. durch Muskelkraft, Motoren oder Gravitation angetrieben werden. Eine Kombination von Muskel- und Motorkraft findet sich bei Fahrrädern mit Hilfsmotor, Mofas, Elektrofahrrädern und Pedelecs (Fahrräder und Zweiräder mit einem elektrischen Antrieb).
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Eine Garage ist eine abschliessbare überdachte und durch vorzugsweise mindestens im unteren Bereich angeordnete feste Wände (mit mindestens einem abschliessbaren Eingangstor) umschlossene Abstellmöglichkeit für Fahrzeuge, meist Pkws. Aber auch für Zweiräder, wie beispielsweise Fahrräder sind Garagen, beispielsweise Parkgaragen in der Ausbildung von Parkhäusern bekannt. Hier parken auf vorzugsweise mehreren Ebenen die einzelnen Zweiräder nebeneinander. Sie sind überdacht und nur über einen Ein- bzw. Ausgang zugänglich.
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Stand der Technik
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Aus der
EP 0631 027 A2 ist bereits eine mehrstöckige turmartige Garage für Zweiräder in der Form von Fahrrädern bekannt, um diese auf engsten Raum abstellen beziehungsweise einlagern zu können. Hierzu wird eine turmartige Abstellvorrichtung mit mehreren übereinander angeordneten, die Zweiräder in Abstellbereichen aufnehmenden Ebenen vorgeschlagen. Um in kurzen Zugriffszeiten ein automatisches Abstellen beziehungsweise Entnehmen der Fahrräder zu ermöglichen, sind die Fahrräder über einen zentralen Manipulator Manipulatoren den Ebenen zuführbar beziehungsweise entnehmbar.
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Ferner sind Parkhäuser bekannt, die unterschiedliche Arten von Zweirädern aufnehmen können. Hierfür muss der Benutzer mit dem Zweirad einen Eingang passieren und das Zweirad an einem freien Platz abstellen. Im Unterschied zu den turmartigen Garagen betritt der Benutzer das Parkhaus, um sein Zweirad sicher abzustellen.
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Neben den herkömmlichen Fahrrädern hat immer mehr die elektrische Mobilität Zukunft, weswegen bereits die unterschiedlichsten Elektrofahrräder auf dem Markt sind, deren Elektromotor durch einen mitgeführten aufladbaren Akkumulator als Speicher für eine bestimmte Menge an elektrischer Energie seinen Betriebsstrom erhält (nachfolgend auch als Akku oder Batterie bezeichnet). Hierbei ist der Elektroantrieb zum Beispiel bei den so genannten Pedelecs konzipiert, das heisst, der Elektroantrieb ist nicht der ausschliessliche Antrieb, sondern eine Tretunterstützung für das Zweirad. Aber auch Elektromofas oder -motorräder verfügen über einen elektrischen Antrieb, der aber bei diesen Versionen nicht nur unterstützend sondern für den alleinigen Antrieb sorgt.
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Derartig konzipierte Elektrofahrräder oder auch E-Bike genannt, haben jedoch durch die begrenzte Ladekapazität ihres Akkus eine eingeschränkte Reichweite, wodurch gleichzeitig die angestrebte Mobilität ebenfalls eingeschränkt wird. Hinzu kommen EU-Richtlinien, die zum einen die mittlere Leistung eines derartigen Elektroantriebs auf 25 W limitieren und die Unterstützung des Elektromotors eines Pedelecs muss darüber hinaus ab einer Geschwindigkeit von 25 km/h ausser Eingriff gesetzt werden.
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Die mittlere Reichweite von üblichen Elektrofahrrädern beträgt je nach gefahrenen Steigungen zwischen 80 und 110 km, was für einen reinen Stadtverkehr durchaus interessant sein dürfte. Da jedoch ein Akku nur ein Speicher für eine begrenzte elektrische Energie ist, muss dieser Speicher zur Erhöhung der Mobilität immer wieder aufgeladen werden, was einen Schwachpunkt zur Erreichung einer hohen Mobilität darstellt. Bisher benutzt man dafür ein externes Netzkabel oder Netzgerät, das mitgeführt werden muss und mit welchem der Akku an eine entsprechende elektrische Steckdose angeschlossen werden muss, wobei dieser Vorgang zum Aufladen mehrere Stunden dauert, in denen das E-Fahrrad als solches nicht voll benutzt werden kann. Für den Ladevorgang ist in der Regel der Akku aus der Halterung des Zweirads zu nehmen und diesen in der Nähe einer handelsüblichen Steckdose anzuordnen.
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Durch die steigende Zahl an hochwertigen Zweirädern, aber auch an Fahrrädern, Pedelecs und E-Bikes, erhöht sich auch die Erwartung der Nutzer an entsprechend gesicherte Abstellmöglichkeiten. Gerade in Ballungszentren und Bahnhöfen fehlt es oftmals an diesen Möglichkeiten. Die Flächen für die Installation einer entsprechenden Infrastruktur sind teuer oder stehen nicht zur Verfügung. Auch für Bürger, welche gerne mit ihrem hochwertigen Fahrrad zum Bahnhof fahren würden, stellt sich die Frage nach einer sicheren Abstellmöglichkeit hierfür.
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Zudem, da viele Nutzer inzwischen auf eine umweltfreundliche Fortbewegung wertlegen, steigt die Anzahl dieser Zweiradfahrzeuge insbesondere an Verkehrsknotenpunkten. Heute schon ist an Bahnhöfen und an Bushaltestellen das Aufkommen von Zweirädern, insbesondere Fahrrädern so hoch, dass es in diesen Bereichen sogar ein Sicherheitsrisiko aufgrund von versperrten Fluchtwegen darstellt.
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Aufgabe der Erfindung
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Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, für eine grössere Anzahl von Zweirädern, wie beispielsweise E-Bikes aber auch andere Zweiräder, eine sichere Abstellmöglichkeit zu schaffen, in der wahlweise entweder nur die Aufbewahrung oder auch gleichzeitig bestimmte Wartungen erfolgen können.
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Lösung der Aufgabe
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Vorteile der Erfindung
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Der Grundgedanke der Lösung der Aufgabe ist es, Fahrräder grundsätzlich Vandalismus sicher aufzubewahren und Raum in engen Abmassen dafür bereitzustellen. Das dabei entwickelte System ist frei skalierbar, sodass die Bereitstellung von Einstellebenen für die Zweiräder je nach Bedarf ausgewählt werden können. Die Skalierung erfolgt in der Grösse der entsprechenden Ebene und dadurch die entsprechende Anzahl der aufzunehmenden Fahrräder aber auch in der Höhe durch die Anzahl der entsprechenden Ebenen. Dabei kann vorgesehen werden, das Zweirad von Hand, d. h. von dem Benutzer in eine dafür vorgesehene Box zu schieben oder es kann vorgesehen werden, dass dieses von einem Manipulator gegriffen und in die Parkstellung überführt wird. Das Entnehmen des Zweirads erfolgt dann entsprechend. Unter einem Manipulator wird ein Handhabungsgerät verstanden, das einem Roboter entspricht. Dieser Manipulator kann ein – oder mehrachsig ausgestaltet sein. Entweder kann ein Antrieb für alle Achsen oder mehrere Antriebe für die jeweiligen Achsen vorgesehen sein. Der Manipulator kann beispielsweise als Hubeinrichtung ausgebildet sein, wobei zur Aufnahme des Zweirads auf die Hubeinrichtung ein Greifarm vorgesehen ist. Zudem weist der Manipulator an seinem freien Ende eine Greifvorrichtung auf, die Teil eines Greifarms sein kann. Diese Greifvorrichtung weist die Eigenschaft auf, das Vorderrad des Zweirads zu greifen und derart anzuheben, dass eine Bodenfreiheit gegeben ist. Um unterschiedliche Grössen von Rädern sowie Dicken von Rädern zu umgreifen, weist die Greifvorrichtung einen sogenannten Greifarm auf, der sich zumindest zum Teil an den Umfang des Rades des Zweirads anlegt und dieses kraftschlüssig umgreift. Innenliegende Dämpfungselemente und Matten sind dafür vorgesehen, Kratzer und sonstige Gebrauchsspuren an den Rädern zu vermeiden, die durch ein Umgreifen entstehen könnten.
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Die einfache Variante sieht vor, eine Einstellebene – vorzugsweise ebenerdig – bereitzustellen. Die Zweiräder werden in auf einer Scheibe angeordneten segmentartig ausgebildeten Boxen an einer oder an mehreren Stellen eingestellt beziehungsweise ausgegeben. Dabei schiebt der Benutzer das Zweirad mit dem Hinterrad zuerst auf eine dafür vorgesehene im Querschnitt vorzugsweise v-förmige Schiene bis das Hinterrad in eine Halterung einfährt. Die Halterung befindet sich vorzugsweise an der von dem Eingang abgewandten Seite, d. h. vorzugsweise in Richtung des Mittelpunkts der Scheibe innerhalb einer Box. Durch die v-förmige Schiene und die Halterung am Hinterrad ist das Zweirad innerhalb der Box fest fixiert, sobald es dort hineingeschoben worden ist. Fest fixiert bedeutet hier, dass das Zweirad lagegerecht bestimmt und dadurch gehalten wird. Auch wenn das Zweirad entsprechende Gepäcktaschen oder auch Ware auf dem Gepäckträger angeordnet hat, kann es durch diese Art sicher gehalten werden, ohne dass das Zweirad, insbesondere die Felge Schaden nimmt. Der Benutzer gibt die Box frei und das Zweirad ist sicher aufbewahrt.
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Vorzugsweise ist bei dieser ebenerdigen Ausgestaltung ein Eingangselement vorgesehen. Dieses Eingangselement dient dazu, dass die jeweilige frei Box, die segmentartig auf der Scheibe angeordnet ist, in diesen Eingangsbereich positioniert wird. Der Benutzer kann dann von Hand das Zweirad rückwärts in diese Box einschieben. Vorteilhafterweise gibt es nur einen Eingang. Die Ausgabe kann an einer weiteren Stelle erfolgen, um so die Bediengeschwindigkeit dieser Ausführungsform zu erhöhen. Um ein schnelles Einstellen und Entnehmen aus diesen Boxen zu ermöglichen, ist ein speziell ausgebildeter Manipulator vorgesehen. Dieser kann auch in der Mitte der Scheibe angeordnet sein und so das Zweirad in die gewünschte Box einziehen.
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Wird mehr Raum benötigt, so sind Einstellplätze auf mehreren Ebenen vorgesehen. Das bereitgestellte System ist somit frei skalierbar und je nach Bedarf anzupassen. Mehrere Ebenen bilden somit eine Garage. Eine solche Garage ist vorzugsweise in Ständerbauweise aufgestellt, wobei an den Ständerelementen die jeweiligen Standkufen angeordnet sind, die dafür vorgesehen sind, jeweils ein Zweirad aufzunehmen. Die Garagen sind siloartig gestaltet und können sich vollständig vom Boden weg in die Höhe oder auch in die Erde erstrecken oder bilden eine Mischung hieraus.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn man die ein- oder mehrstöckige Garage als eine Art Silo mit einem runden oder andersartigen Grundriss ausbildet und baukastenartig aufbaut. Dabei kann der baukastenartige Aufbau des Silos eine einstückige oder mehrteilige Bodenplatte umfassen, welche die Anschlüsse für die Aufnahmeeinrichtung, wie den Manipulator (bereits eingelassene Schraubhülsen) bereits besitzt, wobei der sonstige Aufbau aus Stahlverstrebungen besteht kann, die zusammengeschraubt und/oder zusammengeschweisst werden und dann das Ganze mit einer geeigneten Umhüllung als Witterungsschutz versehen wird. Die Umhüllung kann illuminiert werden und zusätzlich ist auch die Anbringung von Werbung möglich, mit welcher beispielsweise die komplette Garage finanziert werden kann.
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Durch die Wahl des Baukastensystems ist es vorteilhaft möglich, den gesamten baukastenartigen Aufbau in einem Container anzuliefern, denn zum Aufstellen der erfindungsgemässen ein- oder mehrstöckigen Garage ist lediglich ein entsprechend befestigter Untergrund und ein Kiesbett oder Ähnliches erforderlich.
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Aufgrund der bei der erfindungsgemässen Garage verwendeten Stahlverstrebungen kann es in Verbindung mit Temperaturschwankungen zweckmässig sein, gelegentlich eine automatische Positionsvermessung der teleskopartigen Führungsschiene der Aufnahmeeinrichtung zu den Standkufen in den Abstellbereichen und deren Anpassung vorzunehmen, wobei dann sichergestellt sein muss, dass während dieser Anpassung keine Einlagerung erfolgen kann. Alternativ können auch Positionsmarker an den jeweiligen Führungsschienen angeordnet sein, die dem Manipulator die jeweilige Position zu erkennen geben (im Vergleich zu der bisherig beschriebenen Ausführung, bei der durch Programmierung die jeweiligen Positionen durch Koordinatenvorgabe eingegeben worden sind).
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Um ein schnelles Einstellen und Entnehmen aus diesen Garagen zu ermöglichen, ist ein speziell ausgebildeter Manipulator vorgesehen. Dieser übernimmt das Entgegennehmen des Zweirads sowie das sachgerechte Abstellen (auf den jeweiligen Standkufen oder den Abstellbereichen) des Zweirads innerhalb der Garage. Das Aufnehmen eines Zweirads und Einstellen dieses Zweirads dauert weniger als 15 Sekunden.
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Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass insbesondere für Fahrräder mit einem zusätzlichen oder eingebauten Elektromotor, der mindestens eine abnehmbare oder feste elektrisch aufladbare Speichereinheit besitzt, eine gegen Diebstahl und Vandalismus sichere Garage geschaffen wird, die wahlweise auch für die elektrische Versorgung von E-Bikes ausgelegt ist. Solche Garagen können auch dafür geeignet sein, alle Arten von Zweirädern, wie beispielsweise Kinderräder, Liegeräder, Rennräder, sehr hochwertige Fahrräder etc. einzustellen. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, bestimmte Plätze speziell für elektrisch angetriebene Zweiräder zu reservieren und mit der entsprechenden Ladetechnik auszustatten.
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Nach Massgabe der vorliegenden Erfindung kann die elektrische Versorgung zum einen dadurch erfolgen, indem für in die Garage einzustellende oder auch nur für an dieser vorbeifahrenden E-Bikes mit einer abnehmbaren elektrisch aufladbaren Speichereinheit eine Wechselstation mit mehreren Lade- und/oder Bevorratungsfächern für die Aufnahme der Speichereinheiten vorgesehen wird. Letztere können dabei elektrische Anschlüsse aufweisen, die mit mindestens einer elektrischen Energiequelle verbunden sind, welche aus einer Solar- oder Windtechnik und/oder einem festen Stromnetz stammt. Dabei kann die Wechselstation innerhalb der Garage oder von aussen an dieser erreichbar sein.
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Die Ladestationen weisen bevorzugt die Eigenschaft auf, dass die eingeschobenen Akkus für den geplanten Ladevorgang zunächst qualifiziert werden. Dies bedeutet, dass die Qualität des Akkus bestimmt wird, sodass dem Missbrauch entgegengetreten wird, einen schlechten Akku einzugeben und einen besseren herauszunehmen. Das System sieht vor, die Qualität anhand eines Programms zu bestimmen und einen gleichwertigen Akku sofort wieder auszugeben, der in dem System vorhanden wird. Sofern kein Akku dieser Qualitätsstufe vorhanden ist, wird dem Nutzer die Wahl überlassen, durch Aufzahlen einen besseren Akku zu erhalten oder zu warten, bis der eigene Akku wieder aufgeladen ist.
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Mit der zunehmenden Anzahl von E-Bikes und anderen elektrisch angetriebenen Zweirädern wird ein Standard festgelegt werden, sodass es möglich sein wird, in Zukunft vermehrt Akkus im Leihsystem zu nutzen.
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Zum anderen ist es auch möglich, dass insbesondere in der mehrstöckigen Garage Einrichtungen für ein drahtloses Aufladen von E-Bikes vorgesehen sind, wobei dann diese selbst mit hierfür geeigneten festen – vorzugsweise induktiv – elektrisch aufladbaren Speichereinheiten ausgerüstet sein müssen, was auch den Vorteil mit sich bringt, dass der Akku nicht mehr vom Rad entfernt werden muss. Induktive Ladungssysteme eignen sich besonders für den Einsatz von Radflotten, das heisst beispielsweise, dass derartige E-Bikes gut als Firmenfahrzeuge oder für Kurierdienste eingesetzt werden können. Auch für die Ausgabe von Leihfahrrädern ist diese Art von Garage geeignet, da diese rund um die Uhr personenlos betrieben werden kann.
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Bei einem runden Grundriss einer erfindungsgemässen ein- oder mehrstöckigen Garage ist es zweckmässig, wenn die Abstellbereiche für die Zweiräder sternförmig verlaufen, und zwar ausgehend von der jeweiligen zentral Mitte der Garage, wobei dann die Abstellbereiche entsprechend auch strahlenförmig verlaufende, im Querschnitt v-förmige Standkufen für die Aufnahme der Radreifen des jeweiligen Zweirades besitzen können, die an ihrem von der zentralen Mitte abgewandten Ende eine Halteeinrichtung für die Aufnahme des jeweiligen Hinterrades des abzustellenden Zweirades aufweisen können. Eine praktikable Ausführung sieht vor, dass die Standkufen wendelartig nach oben an der Innenseite der Garage verlaufen. Zentrale Bedeutung dabei hat die Anordnung in der Form, dass die jeweiligen Lenker der jeweils benachbarten Zweiräder nicht auf derselben Höhe sind. Eine versetzte Anordnung bringt den Vorteil, dass ein höheres Packmass innerhalb der Garage möglich ist. Zudem kann an den Lenkern und auf den Gepäckträgern das Gepäck verbleiben.
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Vorteilhaft ist es, wenn im Bereich der Haltevorrichtung eine induktive Ladeeinrichtung vorgesehen wird, die dann beispielsweise den hochgeklappten Fahrradständer eines Zweirades beim Einschieben von diesem in die Haltevorrichtung zumindest teilweise umfasst oder in dessen Nähe gelangt, wobei dann die induktiv aufladbare fest installierte Batterie des Zweirades mit dem Fahrradständer einen elektrischen Kontakt haben muss, was mittels eines Kabels möglich ist. Dabei ist der Fahrradständer eingeklappt und weist nach hinten in Richtung des Hinterrades. Hier wird er von einer Induktionsspule berührungslos erfasst.
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Besonders zweckmässig ist es, wenn die für die Zweiräder vorgesehene Aufnahmeeinrichtung eine teleskopartig in ihrer Länge veränderbare im Querschnitt v-förmige Führungsschiene für die Aufnahme von jeweils unterschiedlich ausgebildeten Radreifen und Radlängen besitzt, wobei die Länge der Führungsschiene in Abhängigkeit von bestimmten Radabmessungen und/oder vorbestimmten Gewichten der jeweils zu befördernden Zweiräder automatisch einstellbar ist. In diesem Zusammenhang ist es dann möglich, dass bei Zweirädern, welche die vorbestimmten Abmessungen und/oder Gewichte über- oder unterschreiten, von der Aufnahmeeinrichtung automatisch abgewiesen werden. Es ist aber auch denkbar, dass die jeweiligen Führungsschienen eine Standardlänge aufweisen. Die Länge des Zweirades wird nach dem Aufnehmen durch den Manipulator elektronisch bestimmt, sodass der Verfahrweg, den der Greifarm für das Überführen des Zweirads auf die Standkufe bekannt ist. Dies bedeutet, dass der Manipulator genau die Strecke zurücklegt, bis das Zweirad in der Halterung mit seinem Hinterrad eingeführt ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeeinrichtung einen mittels eines Manipulators entlang der Führungsschiene verfahrbaren Greifarm für die Aufnahme verschieden grosser Vorderräder der jeweiligen Zweiräder besitzt, der quer zu diesen bewegliche Spannbacken aufweist. Damit können unterschiedliche Vorderräder mit Grössen zwischen 20 und 28 Zoll problemlos eingespannt und das jeweilige Zweirad durch den Greifarm mit Hilfe des Manipulators auf die jeweiligen ausgewählten Standkufen geschoben werden, und zwar bis das jeweilige Hinterrad in der Haltevorrichtung im Abstellbereich zu stehen kommt.
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Um Unfälle zu vermeiden, ist es zweckmässig, dass der Greifarm in seinem Inneren einen Anschlagbolzen besitzt, der durch das jeweilige Vorderrad eines Zweirades niederdrückbar ist, wodurch erst die beweglichen Spannbacken des Greifarmes das Vorderrad einklemmen. Der Greifarm greift erst dann zu, wenn das Vorderrad gegen den im Greifarm befindlichen Anschlagbolzen geführt wird. Es genügt dabei, wenn die Greifkraft maximal 20 kg beträgt, weswegen es nicht erforderlich ist, zusätzliche Vorkehrungen für einen Einklemmschutz zu treffen, denn 20 kg entsprechen quasi dem Schliessmechanismus eines Fensters, bei dem auch kein besonderer Vorkehrungsschutz notwendig ist. Deswegen ist es vorteilhaft möglich, dass der Greifarm ungeschützt im Eingangsbereich der ein- oder mehrstöckigen Garage herausfahren kann, um das jeweilige Fahrrad „in Empfang” zu nehmen, wobei die Bediendung hierfür sowohl lokal über eine EC-Karte, als auch durch Buchungen über das Internet und Apps von Apple und Android erfolgen kann.
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Ferner kann die Sicherheit auch noch dadurch erhöht werden, wenn ein Platzieren des durch den Greifarm gehaltenen Zweirades innerhalb der ein- oder mehrstöckigen Garage erst durchführbar ist, wenn kein Zutritt einer Person in die Garage mehr möglich ist, das heisst, erst wenn das jeweilige Fahrrad durch den Greifarm mit Hilfe des Manipulators in das Innere der Garage gezogen worden ist und daraufhin der Eingangsbereich geschlossen wurde. Hierfür eignet sich auch eine Sicherheitstrittmatte, ein Bewegungsmelder, eine Lichtschranke oder eine Doppelschleuse im Eingangsbereich.
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Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass nach Einstellen des Zweirads in den Greifarm der Benutzer den Bereich des Zweirads verlassen muss. Eine im Boden eingelassene Kontaktmatte detektiert, ob der Bereich frei ist.
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Der Manipulator weist die Eigenschaft auf, durch einen Greifarm das Zweirad an seinem Vorderrad zu greifen. Um das Vorderrad gut führen zu können, wird dieses nach dem Greifen geringfügig angehoben, sodass dieses nicht mehr durch das Hineinziehen in Drehung versetzt wird. Bei sicherem Greifen wird das Zweirad durch eine Messeinrichtung geführt, die zur Verifizierung des Gegenstands geeignet ist. So soll vermieden werden, dass andere Gegenstände als Zweiräder in der Garage geparkt werden. Der Greifarm zieht das Zweirad auf eine v-förmige Schiene, die auf dem Manipulator angeordnet ist, auf und hält das Zweirad an dem Greifarm fixiert. Durch eine Vertikal- und eine Drehbewegung wird die Schiene mit dem Zweirad an die gewünschte freie Schiene, die für das Parken des Zweirads vorgesehen ist, gebracht. Der Greifarm bleibt weiterhin an dem Vorderrad und das Hinterrad wird bis in den Anschlag der v-förmigen Führungsschiene gefahren. Da unmittelbar nach Aufnahme des Zweirads durch den Greifarm während des Einziehvorgangs das Zweirad exakt vermessen wird, ist für den Manipulator die Position des Greifarms bekannt, an dem er dann das Zweirad loslassen kann. Denn die Länge, die er benötigt, um das Zweirad von der eigenen Führungsschiene auf die Standkufe zu überführen, ist dann vorbestimmt. Alternativ können auch Sensoren die sachgerechte Positionierung des Zweirads feststellen. Da Zweiräder unterschiedlicher Grössen aufgenommen werden und unabhängig davon, ob diese mit Gepäckstücke, Satteltaschen oder vergleichbaren Anbauten versehen sind, ist es von Vorteil, diese zuvor zu vermessen, bevor diese von dem Manipulator aufgenommen werden. Die gewonnenen Daten geben dann an, ob das Zweirad in der Garage aufgenommen werden kann oder nicht. Dadurch wird vermieden, dass zu einer Kollision führende Zweiräder, oder Zweiräder mit einem Menschen oder mit übergrossen Gepäckstücken aufgenommen werden.
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Alternativ kann besonders die einstöckige Garage auch einstückig in einer Ebene ausgebildet sein, wobei dann diese eine Art Drehscheibe besitzt, die auf Rollen gelagert wird und einen Antrieb mit einem aussen angeordneten Zahnrad aufweist, das vorzugsweise einteilig mit einem Bodenblech ausgestaltet und antreibbar ist. Auch hier ist ein Eingangsbereich vorgesehen, durch den die entsprechenden Zweiräder ein- und ausgegeben werden, wobei eine Ladestation sowohl als Wechselstation als auch als induktive Ladungseinrichtung denkbar ist. Aufgrund der von oben gesehenen kuchenförmigen Aufteilung kann zentrisch diese induktive Ladeeinrichtung für alle entsprechenden Einstellslots sehr praktisch angeordnet werden.
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Alternativ zur Rollenlagerung können auch gleichwertige Lagerungen vorgesehen sein, die ein Drehen der Drehscheibe relativ zum Eingangsbereich ermöglichen.
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Schliesslich ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemässe Garage ein Elektronikmanagement in der Form einer Ladeelektronik, einer Steuerelektronik, einer Steuerung der Lade- und/oder Bevorratungsfächer und dergleichen besitzt sowie ein Ein- und Ausgabemanagement für die Zweiräder aufweist, wobei letzteres hierfür RFID-Chip, GPS oder sonstige Erkennungsmittel für das Feststellen der jeweiligen Zweiräder benutzen kann.
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Zeichnungen
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
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Es zeigen:
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1 in perspektivischer Darstellung eine mehrstöckige, freistehend aufgestellte erfindungsgemässe Garage mit einer Solartechnik auf dem Dach unter anderem für die Ladung von Akkus von „E-Bikes”,
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2 in perspektivischer Darstellung einer einstöckigen Garage mit ebenfalls einer Solartechnik auf dem Dach,
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3 in Schrägansicht eine erste Ebene der mehrstöckigen Garage entsprechend der Linie III-III in 1, ohne eine äussere Verkleidung,
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4 eine Draufsicht auf die Darstellung gemäss 3,
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5 eine prinzipielle Darstellung der mehrstöckigen Garage gemäss 1, ohne Verkleidung und Dach,
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6 eine prinzipielle Darstellung eines Teil eines Manipulators mit einer Aufnahmeeinrichtung für Zweiräder,
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7 eine perspektivische Darstellung der Aufnahmeeinrichtung gemäss 6 mit einem Greifarm, in welchem das Vorderrad eines Zweirads (hier Fahrrad) gehalten ist, und zwar in einer Anfangsstellung, in der das Fahrrad mit der Lenkstange nach vorne in die Garage eingeschoben beziehungsweise eingezogen werden soll,
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8 die gleich Darstellung wie in 7, jedoch in einer weiter fortgeschrittenen Stellung, bei der sich der Gleitschuh bereits mit einem normalen Fahrrad auf einer Führungsschiene in Richtung Mitte der Garage mit Hilfe eines Manipulators bewegt hat,
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9 eine gemäss 7 und 8 gezeigte Darstellung, jedoch in einer Endstellung mit einem voll eingezogenen Fahrrad,,
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10 einen Ausschnitt, auf dem eine Ladeeinrichtung für eine induktive Aufladung eines entsprechenden Elektrofahrrades gezeigt ist, an welche dieses gerade angeschlossen ist, in einem vergrösserten Massstab,
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11a eine Ansicht auf eine in der erfindungsgemässen Garage gemäss 1 aufgestellten Wechselstation mit Fächern für Akkus und
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11b einen Ausschnitt der Fächer der Wechselstation gemäss 11a.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Bei der in den 1, 3 4 und 5 dargestellten „Garage handelt es sich um eine mehrstöckige Garage 1 für das Einstellen von einer Vielzahl an Zweirädern, wobei diese hier allgemein mit Z bezeichnet werden, wenn darunter normale Fahrräder zu verstehen sind und wenn an ein Elektrofahrrad mit Akku, dieser gewechselt werden muss, dann wird die Bezeichnung ZE verwendet, wogegen die Bezeichnung ZI benutzt wird, wenn eine induktive Aufladung infrage kommt. Grundsätzlich sind die Ausführungen zuvor und auch die nachstehenden Beschreibungen für eine Vielzahl von Zweirädern vorsehbar.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in 1 dargestellt. Die mehrstöckige Garage 1 besitzt auf ihrem Dach eine Solartechnik 2 und hat einen Eingangsbereich 3, in dem gerade ein Zweirad Z zur Aufnahme in die Garage 1 bereit steht. Die Garage 1 ist als ein zylindrisches Silo ausgebildet und aussen durch Brettelemente verkleidet. Die in der Garage 1 angeordnete Technik des Manipulators wird nachfolgend näher erläutert.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Gegensatz zu 1 handelt es sich um eine Garage 4 zur Aufnahme von Zweirädern Z, ZE, ZI in einer Ebene. Eine nicht näher dargestellte Drehscheibe weist Boxen auf, die mit entsprechenden Haltevorrichtungen zur sicheren Aufnahme von Zweirädern ausgestattet ist. Die jeweils freie Box wird zur Aufnahme eines Zweirads dann dem Benutzer im Eingangsbereich 6 durch Verdrehen der Drehschreibe zur Verfügung gestellt. Je nach Ausführungsform dieser Garage kann der Benutzer entweder das Zweirad in die entsprechend bereitgestellte Box von Hand einführen, oder ein dafür vorgesehener Manipulator übernimmt die Aufgabe und zieht das Zweirad in die entsprechend freie Box. Auf ihrem Dach ist eine Solartechnik 5 angeordnet. Im Inneren dieser Garage 4 sind die einzelnen Abstellplätze/Boxen 7 jeweils komplett geschlossen und verlaufen sternförmig zur Mitte.
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Alternativ zu diesem Ausführungsbeispiel kann diese einstöckige Garage 4 aus derart ausgestattet sein, dass innerhalb der Garage ein Manipulator angeordnet ist. Dieser Manipulator kann dann das Zweirad aufnehmen und in einer freien Box abstellen. Eine solche Ausführung ist beispielsweise in 3 gezeigt. Diese Darstellung entspricht auch gleichzeitig einer ersten Ebene einer mehrstöckigen Garage, wie sie in 1 dargestellt ist.
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Die in den 3 und 4 dargestellte Ausführungsform zeigt eine kreisrunde Anordnung von Standkufen 15, die in ihrem Querschnitt u- oder v-förmig ausgebildet sind. Sie sind derart gestaltet, dass sie Räder von Zweirädern unterschiedlicher Dicke aufnehmen kann. Die Standkufen 15 sind in einer Ebene anzuordnen. Um jedoch eine höhere Packungsdichte zu erzielen, ist es von Vorteil, die Standkufen 15 wechselweise in unterschiedlichen Höhen an der Innenwandung der Garage 1 anzuordnen. Eine kreisrunde Anordnung bildet eine Ebene. Sofern mehrere Stockwerke gebildet werden, sind diese Anordnungen der einen Ebene in dem nächsten Stockwerk wieder anzuordnen.
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Die Aussenhülle der Garage 1 ist vorzugsweise in Ständerbauweise konzipiert. Ein senkrecht ausgerichtetes Skelett gibt die notwendige Steifigkeit, die Standkufen 15 aufzunehmen. Diese sind vorzugsweise an den senkrechten Stangenelementen 15a befestigt. Dies bedeutet, dass die Standkufen 15 freitragend in den Innenraum der Garage 1 reichen. Die Stangenelemente 15a sind je nach Anwendungsfall hinsichtlich ihrer Länge zu bestimmen. Daher können bis zu 6 Stockwerde ohne weitere statische Besonderheiten realisiert werden. In 5 ist beispielsweise eine Garage 1 dargestellt, die eine erste Ebene 8, eine zweite Ebene 9 und eine dritte Ebene 10 sowie eine vierte Ebene 11. Die Einrichtungen, wie der Manipulator 12, die Standkufen 15, Haltevorrichtungen 16 sind identisch mit der Ausführung einer Garage 1 nur in einer Ebene.
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Insbesondere bezogen auf die Darstellungen in den 3 bis 5 ist zentrisch ein Manipulator 12 angeordnet, der das zu parkende Zweirad in die jeweiligen Parkelemente, bestehend aus den Standkufen 12 und entsprechenden Haltevorrichtungen 16 befördert. Die Halteeinrichtung 16 ist vorgesehen, um das Hinterrad eines Zweirads sicher aufzunehmen. Durch eine definierte Anpresskraft, die von dem Manipulator (oder auch Benutzer) ausgeübt wird, bleibt das Zweirad sicher in der u- oder v-förmigen Standkufe 12 stehen. Da zuvor beim Einziehen des Zweirads die Länge des Zweirads vermessen worden ist, ist für den Manipulator die Strecke bekannt, die er zurücklegen muss, um das Zweirad sicher in der Halteeinrichtung 16 zu platzieren.
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Ferner weist die Garage 1 einen Eingangsbereich 3 auf. Dieser Eingangsbereich 3 dient dazu, das Zweirad sicher aufzunehmen, damit es lagegerecht durch den Manipulator 12 in eine Standkufe 15 platziert werden kann. Ferner dient der Eingangsbereich 3 dazu, zu kontrollieren, ob es sich tatsächlich um ein Zweirad handelt und dass die Person, die das Zweirad abstellt, sich nicht mehr im Eingangsbereich befindet, wenn der Manipulator 12 die Tätigkeit aufnimmt.
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Hierfür ist eine Schleuse vorgesehen, die eine Innentür 30 und eine Aussentür 31 aufweist (in 3 nur angedeutet).
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Zudem ist – vorteilhafterweise im Eingangsbereich 3 – eine Wechselstation 32 für aufladbare Akkus vorgesehen, welche gemäss 11a und 11b beispielsweise zehn Ladefächer 33 und zehn Bevorratungsfächer 34 (von oben nach unten betrachtet) besitzt, welche jeweils Zugangsklappen 35 mit einem Griff 36 aufweisen, die verriegelbar ausgebildet sind. Ferner sind innerhalb der Lade- und Bevorratungsfächer 33 und 34 nicht näher gezeigte elektrische Anschlüsse für Speichereinheiten (Akkus) vorgesehen, die elektrisch mit der Solartechnik 5 der Garage 1 oder anderen elektrischen Stromführungen verbunden sind. Die Ansteuerung dieser Wechselstation 32 sowie der übrigen Handhabung über ein nicht näher dargestelltes Display, das dem Benutzer interaktiv über den Gebrauch und die Anwendung bis hin zur Reservierung und Bezahlung führt. Hinsichtlich der Wechselstation 32 sind auch Vorrichtungen vorgesehen, die die eingeschobenen Akkus qualifizieren, analysieren und auch aufladen.
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Funktionsweise
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Das Zweirad, welches zum Parken in einer Garage vorgesehen ist, wird in den Eingangsbereich 3 eingeführt. Eine solche Situation ist beispielsweise in 3 dargestellt. Um das Zweirad nun zu analysieren und in einen Abstellbereich zu bringen, ist bei den in den 1, 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der mittig angeordnete Manipulator 12 vorgesehen. Eine vergrösserte Darstellung dieses Manipulators 12 ist in 6 dargestellt. Dieser Manipulator 12 weist eine Aufnahmeeinrichtung 13, die schienenartig ausgeführt ist. Diese Aufnahmeeinrichtung umfasst eine Führungsschiene 14, in die das zu transportierende Zweirad aufgenommen wird. Um das Zweirad von dem Eingangsbereich 3 auf die Führungsschiene 14 zu überführen, ist vorgesehen, dass zumindest ein Greifarm 21, der schlittenartig parallel zur Führungsschiene 14 fahrbar ist, das Zweirad greifen kann. Sollte die Reichweite des Gleitschuhs 21 nicht ausreichen, so ist vorgesehen, die Führungsschiene 14 teleskopartig auf einem vorteilhafterweise unter der Führungsschiene 14 angeordneten Schlitten auszufahren. Der Gleitschuh 21 ist dann um dieselbe Länge weiter ausfahrbar. Ein Antrieb 22 sorgt für die entsprechenden Bewegungen von Gleitschuh bzw. Führungsschlitten.
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Der Greifarm 21 hat zwei sichelförmige, quer zur Führungsschiene 14 bewegbare Spannbacken 23 und 24, zwischen denen verschieden grosse Vorderreifen von Zweirädern Z, ZE und ZI aufgenommen und zur Mitnahme eingeklemmt werden können. Hierbei kommen Reifengrössen von 20 bis 28 Zoll und Greifkräfte bis maximal 20 kg infrage. Ferner befindet sich zwischen den Spannbacken 23 und 24 ein in der Zeichnung nicht ersichtlicher Anschlagbolzen, der erst durch einen Radreifen niedergedrückt werden muss, bevor die Spannbacken 23 und 24 diesen einklemmen, was wesentlich zur Sicherheit beiträgt.
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Ferner umfasst der Manipulator 12 (6) einen Hubmechanismus 25, der beidseitig in vertikalen Profilschienen 26 und 27 geführt ist und die Aufnahmeeinrichtung 13 trägt, wobei der Hubmechanismus 25 für die vertikale Positionierung der Aufnahmeeinrichtung, d. h. das Verfahren in die jeweiligen Ebenen vorgesehen ist. Die Kraftübertragung von einem Antrieb auf die Aufnahmeeinrichtung erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über Zahnriemen 28.
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Jegliche andere Arten der Verschiebung des Hubmechanismus 25 sind denkbar. Diese Ausführungsform bringt den Vorteil mit sich, dass ein Zusammenwirken mit elektrischen Stellmotoren eine hohe Positioniergenauigkeit und eine hohe Transportgeschwindigkeit erreicht wird.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das zu parkende und zu sichernde Zweirad in einem vordefinierten Bereich abzustellen ist. Bevor das Zweirad nun durch den Manipulator bewegt wird, hat der Benutzer diesen Bereich zu verlassen. Hierzu, um eine sichere automatische Abhandlung zu ermöglichen, ist vorgesehen, diesen Bereich automatisch zu kontrollieren. Erst wenn die Person ausreichend Abstand zum Zweirad hat, wird dieses bewegt. Eine Lösung kann darin bestehen, dass das Zweirad in einer Art Vorschleuse abgestellt wird. Erst wenn der Benutzer diese Vorschleuse verlassen hat, was durch Kontaktmatte bzw. Bewegungsmelder festgestellt wird, kann das Zweirad eingezogen werden.
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Der Greifarm 21 ergreift nun das Vorderrad V des Zweirads ZE wie beispielsweise einen Schuh. Die Spannbacken 23, 24 fahren zusammen, sodass das Vorderrad geklemmt wird. Anschliessend wird durch den Greifarm 21 das Vorderrad V leicht angehoben, sodass dieses keinen Bodenkontakt mehr hat. Grund hierfür ist, dass das Vorderrad V sich aufgrund der Klemmwirkung des Greifarms 21 nicht drehen kann.
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Dieser Vorgang wird aber nur dann ausgelöst, wenn das Vorderrad innerhalb des Greifarms 21 einen Kontakt auslöst, der bestätigen soll, dass das Vorderrad V richtig positioniert ist und die Person, die das Zweirad abgestellt hat, den Bereich verlassen hat. Während des Bewegens des Greifarms 21 in Pfeilrichtung 38 (7) wird das Zweirad durch eine Vermessungseinheit 37 vermessen. Sofern keine korrekten, datenbankkonformen Daten erfasst werden, wird das Zweirad wieder ausgegeben.
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Gemäss der Darstellung in 8 wird das Zweirad ZE weiter in Richtung des Pfeils 38 auf die Führungsschiene 14 gezogen, bis dieses vollständig, wie in 9 dargestellt, aufgenommen worden ist.
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Der Manipulator 12 verfährt nun an einen freien Abstellbereich 7 und setzt die Führungsschiene 14 auf dieselbe Höhe an, wie eine freie Standkufe 15 aufweist. Sobald diese Position eingenommen ist, verfährt der Greifarm 21 entgegen des Pfeils 38 und schiebt das Zweirad von der Führungsschiene 14 auf die Standkufe 15. Da durch die Vermessungseinheit 37 die Länge des Zweirads ZE exakt vermessen worden ist, ist für den Greifarm 21 die Verfahrlänge entgegen der Pfeilrichtung 38 bekannt, bis das Hinterrad H in die Haltevorrichtung 16 (exemplarisch in 3 dargestellt) gelangt. Alternativ hierzu kann auch ein Sensor das Aufnehmen in der Haltevorrichtung 16 detektieren, um den Vorschub des Greifarms 21 entgegen der Pfeilrichtung 38 zu stoppen.
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Für die Entnahme des Zweirads aus einer Standkufe 16 ist derselbe Verfahrensweg in umgekehrter Reihenfolge vorgesehen.
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Ladetechnik
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Bei der in 3 bis 5 dargestellten Ausführungen ist neben den Halteeinrichtungen 16 an einigen Standkufen jeweils eine Ladeeinrichtung 17 vorgesehen. Wahlweise können auch mehrere oder keine oder nur wenige Plätze mit einer solchen Ladeeinrichtungen ausgestattet sein. Der Benutzer gibt beim Einstellvorgang vor, welche Art von Parkplatz er wünscht. Sofern dieser frei ist, wird ihm auch ein solcher zugewiesen. Diese Ladeeinrichtungen 17 haben den Zweck, während des Einstellvorgangs ein eingestelltes elektrisch angetriebenes Zweirad zu laden. Hierfür können unterschiedliche Ladetechniken vorgesehen sein, beispielsweise solche mit einer Steckverbindung aber auch solche, die induktiv den Akku mit Strom versorgen. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass es nicht notwendig ist, den Akku separat der Wechselstation 32, wie sie in den 3 bis 5 dargestellt ist, zuzuführen.
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Die Ladeeinrichtung 17, die in 10 näher dargestellt ist, ist bei diesem dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass diese vorzugsweise beidseitig federbelastete induktive Kopplungselemente 18 aufweist, in welche zumindest ein Arm eines hochgeklappten Fahrradständers 19 berührungslos eingreifen kann und somit praktisch den Ferritkern der aufladbaren elektrischen Speichereinheit (Akku) – bezeichnet mit 20.1 – bildet. In diesem Fall ist die Speichereinheit 20.1 mittels eines nicht näher dargestellten Kabels mit dem Fahrradständer 19 elektrisch verbunden. Bei dem in 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils schwarze Boxen symbolhaft für eine induktive Ladeeinrichtung 17 dargestellt.
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Weitere Ausbildungen der Erfindung
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Weitere Kontrollmechanismen, die vorgesehen sein, stellen zusätzlich die Sicherheit bereit, dass diese Garage für Zweiräder vollautomatisch betrieben werden kann.
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So wird beim Einstellen in den vordefinierten Bereich das Gewicht des Zweirads bestimmt. Überschreitet das einzustellende Zweirad einen definierten Grenzwert, so wird es nicht angenommen. Zusätzlich können während des Einziehens des Zweirads auf den Manipulator Messungen vorgenommen werden, die mit Grössen, die in Datenbanken abgelegt worden sind, verglichen werden. So wird vermieden, dass ein unförmiger Gegenstand eingeführt wird, der nicht dem Nutzen der Einrichtung entspricht.
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Ferner ist vorgesehen, die Position des Fahrradständers zu kontrollieren. Zum einen ist dies für E-Bikes wichtig, da diese hierüber geladen werden. Durch automatische handelsübliche Einrichtungen wird die Position festgestellt und je nach Ausführung der passende Ladeplatz innerhalb der Garage zugewiesen. Da die Zweiräder rückwärts in die jeweiligen Parkpositionen gefahren werden, bewegen sich die Pedalen des Zweirads, insbesondere bei Fahrrädern, ebenfalls rückwärts. Ist dann der Fahrradständer ausgefahren, blockiert das Rad und ein Einstellen des Zweirads in die Garage ist nicht möglich. Daher wird schon beim Einziehen des Zweirads, insbesondere sodass ein Rückwärtsschieben noch möglich ist, die Position des Fahrradständers kontrolliert.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Mit der in 1 gezeigten mehrstöckigen Garage 1 ist eine automatisch arbeitende Parkgarage für normale Fahrräder, Pedelecs und E-Bikes geschaffen worden, in welche die jeweiligen Zweiräder vollautomatisch eingelagert und an Kunden wieder ausgegeben werden können. Diese Garage hat vorteilhaft einen modularen Aufbau und kann beispielsweise bei einer Grundfläche von 28,5 m2 bis zu 112 Zweiräder aufnehmen. Durch diesen geringen Platzbedarf eignet sich die Garage optimal für Städte, Bahnhöfe oder für ein Firmengelände zur Unterbringung der Zweiräder. Mit der vorgeschlagenen Wechselstation 32 zum Laden und Entnehmen von bereits aufgeladenen Akkus beziehungsweise der Möglichkeit einer induktiven Aufladung, bietet die vorliegende Erfindung eine optimale Infrastruktur insbesondere für Pedelecs und E-Bikes.
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Zusammenfassend erhält man somit folgende Vorteile:
- – Vollautomatische Parkgarage und/oder Vermietstation
- – Platzsparende Parklösung für Zweiräder
- – Alle Fahrradtypen sind möglich (Fahrrad/Pedelecs/E-Bike
- – Diebstahl- und Vandalismussicherheit
- – Integrierte Akku-Ladestation für E-Bikes
- – Induktives Laden von Elektrofahrzeugen, insbesondere von Zweirädern
- – Freitragende Stahlkonstruktion
- – Verkleidung in Polykarbonat oder anderen vorzugsweise Vandalismus sicheren Bauelementen
- – Sicherheitstechnik in der Personenüberwachung
- – Bedienung über Smartphone oder an einem Terminal oder über einen Personalcomputer über Internet (Parkplatz buchen, Ausleihen von Zweirädern, Inanspruchnahme von Dienstleistungen (beispielsweise Zweiradreparaturen)
- – Zugangskontrolle und Zugangssteuerung über RFID
- – Fernwartung und Zugriff über GSM/TCPIP
- – Aufstellung auf geraden festen Untergrund, ohne tiefgründige Vorbereitung des Terrains
- – Anschluss für Entsorgung Regenwasser vom Dach
- – Blitzschutz nach Vorschriften
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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