DE102013019726A1 - Fahrzeug, insbesondere AGV oder FTS, mit Gestell und zumindest einer Lenkeinheit - Google Patents

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Abstract

Fahrzeug, insbesondere AGV oder FTS, mit Gestell und zumindest einer Lenkeinheit, insbesondere zum Verfahren auf einer Verfahrfläche, wobei die oder jede Lenkeinheit drehbar gelagert ist am Gestell des Fahrzeugs mittels Drehkranz.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere AGV oder FTS, mit Gestell und zumindest einer Lenkeinheit.
  • Es ist allgemein bekannt, dass ein Fahrzeug eine Lenkung aufweist, wobei die Radachse der Lenkräder verschwenkbar ist gegen das Fahrzeuggestell.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes einfaches Fahrzeug auszubilden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Fahrzeug nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Fahrzeug, insbesondere AGV oder FTS, sind, dass es mit Gestell und zumindest einer Lenkeinheit, insbesondere zum Verfahren auf einer Verfahrfläche, ausgeführt ist, wobei die oder jede Lenkeinheit drehbar gelagert ist am Gestell des Fahrzeugs mittels Drehkranz.
  • Von Vorteil ist dabei, dass kein zusätzlicher Aktuator für das Einstellen des Lenkwinkels notwendig ist sondern nur die beiden Trägerräder entsprechend zu bewegen sind. Außerdem muss nicht das komplette Fahrzeuggestell gedreht werden sondern nur die Lenkeinheit. Die Lenkeinheit ist quasiomnidirektional und verfahrflächenangepasst beweglich ausführbar und bestimmt somit nicht nur die Fahrtrichtung sondern treibt das Fahrzeug auch an. Die Lenkeinheit hat ein Lenkverhalten wie ein einzelnes gelenktes Rad bei sehr kleiner Störkontur.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Drehkranz einen Außenring und einen hierzu drehbar gelagerten Innenring auf,
    wobei die Lenkeinheit ein Antriebsrad aufweist, dessen Radachse drehbar gelagert ist in einem Radachsträger, welcher mittels einer Pendelachse drehbar gelagert ist am Innenring des Drehkranzes,
    wobei der Außenring drehfest verbunden ist mit dem Gestell des Fahrzeugs. Von Vorteil ist dabei, dass der Radachsträger verschwenkbar um die Pendelachse ist und somit eine Anpassung an Bodenunebenheiten ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenring an einer Flanschplatte befestigt, welche am Gestell des Fahrzeugs befestigt, insbesondere schraubverbunden, ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Befestigung der Lenkeinheit ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der Radachse ein weiteres Antriebsrad angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Lenkeinheit zwei Antriebsräder aufweist und somit als differential-Antrieb wirksam machbar ist. Somit ist durch den Schlupf, also Drehzahlunterschied, der beiden Räder der Lenkwinkel auf seinen Sollwert hin regelbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein jeweiliges Antriebsrad von einem jeweiligen Motor antreibbar. Von Vorteil ist dabei, dass ein hohes Drehmoment erreichbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das jeweilige Antriebsrad ein jeweiliges Trägerrad auf, das drehfest mit einer jeweiligen Zahnriemenscheibe verbunden ist, insbesondere einstückig mit der Zahnriemenscheibe ausgeführt ist,
    insbesondere wobei das Trägerrad von einem drehfest mit dem Trägerrad verbundenen jeweiligen Laufbelag radial umgeben ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein kompakter Antrieb ermöglicht ist
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das jeweilige Antriebsrad über einen Riementrieb, insbesondere Zahnriementrieb, von einem Elektromotor antreibbar,
    wobei ein Ritzel oder Zahnrad mit einer Rotorwelle des Elektromotors drehfest verbunden ist,
    wobei die Rotorwelle in einem Gehäuse des Motors drehbar gelagert ist,
    wobei das Gehäuse mit dem Radachsträger verbunden ist, insbesondere mittels einer Motorhalterung,
    insbesondere wobei die Motorhalterung den Achsabstand zwischen Rotorwelle und Radachse zumindest mitbestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass ein hohes Drehmoment aufbringbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Zahnriemenscheibe in oder entgegen der Radachsrichtung neben dem Laufbelag des zugeordneten Trägerrads angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass Laufbelag und Zahnriemen sich nicht stören.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Motoren auf der zur Berührfläche des Laufbelags mit einer Verfahrfläche gegenüberliegenden Seite des Antriebsrad und/oder des Radachsträgers angeordnet,
    und/oder der Drehkranz ist zwischen den Motoren und der Berührfläche des Laufbelags mit einer Verfahrfläche angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Motoren im Innenbereich des Fahrzeugs anordenbar sind.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug zumindest eine Rolle, wie Lenkrolle, Bockrolle oder Stützrolle, auf, insbesondere wobei die Roll am Gestell des Fahrzeugs angeordnet ist und Gewichtskraft auf die Verfahrfläche ableitet,
    insbesondere wobei die Rolle von einem weiteren Elektromotor angetrieben ist. Von Vorteil ist dabei, dass zwei Lenkeinheiten in denselben Lenkwinkel ausrichtbar sind und eine Abstützung des Fahrzeuggewichts über die Rolle oder über die Rollen ausführbar ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass am Fahrzeug ein Mittel zur Erfassung des Lenkwinkels angeordnet ist, wobei das Mittel abgestützt ist am Gestell des Fahrzeugs,
    insbesondere wobei das Mittel ein Winkellagensensor ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Istwert des Lenkwinkels erfassbar ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass Pendelachse und Radachse senkrecht zueinander ausgerichtet sind und voneinander beabstandet sind, insbesondere mittels des Radachsträgers. Von Vorteil ist dabei, dass ein stabiles Fahrverhalten erreichbar ist und ein Anpassen an Unebenheiten des Bodens erreichbar ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
  • In der 1 sind mögliche Einbaupositionen einer erfindungsgemäßen Lenkeinheit 20 an einem Gestell 1 eines Fahrzeugs, insbesondere eines AGV oder FTS, gezeigt, wobei das Fahrzeug vorzugsweise zum intralogistischen Transport geeignet ausgeführt ist.
  • In der 2 ist ein erstes erfindungsgemäßes Fahrzeug in Draufsicht auf die Unterseite des Fahrzeugs gezeigt, das vier Lenkeinheiten in Rechteckanordnung aufweist.
  • In der 3 ist ein erstes erfindungsgemäßes Fahrzeug in Draufsicht auf die Unterseite des Fahrzeugs gezeigt, das zwei Lenkeinheiten 20 und zwei Lenkrollen 30 in Rechteckanordnung aufweist, wobei die Lenkrollen 30 an der Vorderseite des Rechtecks angeordnet sind und die Lenkeinheiten 20 an der Hinterseite.
  • In der 4 sind im Unterschied zur 3 die Lenkeinheiten 20 sich am Rechteck diagonal gegenüberstehend angeordnet und die Lenkrollen 30 ebenso.
  • In der 5 ist mittig zu jeder Seite des Fahrzeugs eine Lenkeinheit 20 angeordnet.
  • 6 zeigt eine erfindungsgemäße Lenkeinheit 20 in Schrägansicht.
  • 7 zeigt einen abstrahierten Querschnitt durch die Lenkeinheit 20
  • 8 zeigt die Lenkeinheit 20 in explodierter Darstellung.
  • Wie in den 1 bis 5 gezeigt, an welchen Positionen 1 des Gestells 2 eines Fahrzeugs, wie AGV oder FTS, eine Lenkeinheit 20 anordenbar ist. Hierbei sind die Lenkeinheiten 20 mit Antriebsrädern ausgestattet und drehbar gelagert am Gestell 2 des Fahrzeugs.
  • Jede Lenkeinheit weist einen Winkellagensensor 82 auf, so dass die Winkellage der Lenkeinheiten 20 parallel ausrichtbar ist. Außerdem sind die Antriebsräder synchron antreibbar.
  • Wie in den 6 bis 8 gezeigt, weist jede Lenkeinheit mindestens ein Trägerrad 71 auf, das radial von einem Laufbelag 67 umgeben ist und mit dem das Drehmoment auf die Verfahrfläche übertragen wird. Vorzugsweise sind Trägerrad 71 und Laufbelag 67 als Verbundteil ausgeführt.
  • Das Trägerrad 71 ist mit einer koaxial an ihm angeordneten Zahnriemenscheibe 61 verbunden, insbesondere zusammen einstückig, also einteilig, ausgeführt.
  • Das Zahnriemenscheibe 61 ist über einen Zahnriemen 62 von einem von einem Elektromotor 63 angetriebenen Ritzel angetrieben.
  • Der jeweilige Elektromotor 63 ist vorzugsweise als Synchronmotor ausgeführt und mit einer Motorhalterung, 64 verbunden, die an einem Radachsträger 83 fest verbunden ist, insbesondere mit diesem Radachsträger 83 schraubverbunden ist.
  • Die mit dem Antriebsrad, insbesondere also mit dem Trägerrad 71 verbundene Radachse 70, ist im Radachsträger 83 mittels Lager 84, insbesondere Gleitlager oder Kugellager, gelagert.
  • Der Radachsträger 83 ist drehbar gelagert an einer Pendelachse 65, insbesondere welche durch eine Ausnehmung des Radachsträgers 83 geführt ist. Vorzugsweise ist die Pendelachse 65 im Radachsträger 83 gelagert, insbesondere Mittels Gleitlager gelagert.
  • Die Pendelachse 65 ist senkrecht zur Radachse 70 ausgerichtet und beabstandet zur Radachse 70. Die Pendelachse 65 ist in einem Tragteil 66 drehbar gelagert, welches mit dem Innenring 85 eines Drehkranzlagers verbunden ist. Der Drehkranz weist einen Außenring 68 auf, in welchem der Innenring 85 drehbar gelagert ist.
  • Der außenring 68 des Drehkranzlagers ist mit einer Flanschplatte 69 verbunden, die am Gestell 2 des Fahrzeugs fest verbunden ist, insbesondere mit dem Gestell 2 des Fahrzeugs schraubverbunden ist. Alternativ ist der Außenring 68 direkt mit dem Gestell 2 des Fahrzeugs verbunden.
  • Mittels des Winkellagensensors 82 ist der Lenkwinkel der Lenkeinheit relativ zum Gestell 2 des Fahrzeugs bestimmbar. Hierzu ist eine in einem Gehäuseteil des Winkellagensensors 82 drehbar gelagerte Welle des Winkellagensensors 82 mit der Lenkeinheit verbunden und das Gehäuseteil des Winkellagensensors 82 am Gestell 2 des Fahrzeugs abgestützt.
  • Somit ist die gesamte Vorrichtung nach 8 als Lenkeinheit mit dem Gestell 2 des Fahrzeugs verbindbar. Wahlweise sind mehrere solcher gleichartig aufgebauten Lenkeinheiten am Gestellt vorsehbar, wie in den 1 bis 5 gezeigt.
  • Die Zahnriemenscheibe 61 ist mittels Lager 81 auf der Radachse gelagert und axial gesichert mittels Sicherungsringen 80.
  • Die Motoren 63 der Lenkeinheit 20 werden vorzugsweise synchron betrieben. Somit werden über die Zahnriementriebe die jeweiligen Räder mit im Wesentlichen gleicher Umdrehungszahl angetrieben. Da die Laufbeläge 67 gleichen Außendurchmesser aufweisen, ist auch dieselbe Geschwindigkeit vorhanden und somit der Lenkwinkel konstant. Eine Lenkwinkeländerung ist durch entsprechend unterschiedliche Ansteuerung der Motoren 63 bewirkbar. Dabei wird der Istwert des mittels des Sensors 82 erfassten Winkellagenwertes auf einen vorgegebenen Sollwert hingeregelt, indem die Drehzahldifferenz zwischen den beiden Motoren 63 entsprechend von einem Regler gestellt wird. Bei Erreichen des Sollwertes wird also diese Differenz auf Null gebracht und somit Geradeausfahrt ermöglicht.
  • Mittels der Pendelachse 65 ist es ermöglicht, beide Laufbeläge 67 in Kontakt zu halten mit dem Boden, auch wenn der Boden, also die Verfahrfläche, uneben ist. Die Lenkeinheit 20 wird dabei entsprechend der Neigung der Verfahrfläche um die Pendelachse 65 geschwenkt.
  • Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das jeweilige Trägerrad nicht von einem jeweiligen Zahnriementrieb angetrieben sondern direkt, beispielsweise von einem Radnabenantrieb oder einem anderen im Trägerrad integriert angeordneten Antrieb.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    mögliche Einbauposition für Lenkeinheit
    2
    Gestell des Fahrzeugs, insbesondere des AGV oder FTS
    20
    Lenkeinheit
    30
    Lenkrolle
    61
    Zahnriemenscheibe
    62
    Zahnriemen
    63
    Elektromotor
    64
    Motorhalterung
    65
    Pendelachse
    66
    Tragteil
    67
    Laufbelag
    68
    Außenring des Drehkranzlagers
    69
    Flanschplatte
    70
    Radachse
    71
    Trägerrad
    80
    Sicherungsring
    81
    Lager
    82
    Winkellagensensor
    83
    Radachsträger
    84
    Lager, insbesondere Gleitlager
    85
    Innenring des Drehkranzlagers

Claims (12)

  1. Fahrzeug, insbesondere AGV oder FTS, mit Gestell und zumindest einer Lenkeinheit, insbesondere zum Verfahren auf einer Verfahrfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Lenkeinheit drehbar gelagert ist am Gestell des Fahrzeugs mittels Drehkranz.
  2. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkranz einen Außenring und einen hierzu drehbar gelagerten Innenring aufweist, wobei die Lenkeinheit ein Antriebsrad aufweist, dessen Radachse drehbar gelagert ist in einem Radachsträger, welcher mittels einer Pendelachse drehbar gelagert ist am Innenring des Drehkranzes, wobei der Außenring drehfest verbunden ist mit dem Gestell des Fahrzeugs.
  3. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring an einer Flanschplatte befestigt ist, welche am Gestell des Fahrzeugs befestigt, insbesondere schraubverbunden, ist.
  4. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Radachse ein weiteres Antriebsrad angeordnet ist.
  5. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Antriebsrad von einem jeweiligen Motor antreibbar ist.
  6. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Antriebsrad ein jeweiliges Trägerrad aufweist, das drehfest mit einer jeweiligen Zahnriemenscheibe verbunden ist, insbesondere einstückig mit der Zahnriemenscheibe ausgeführt ist, insbesondere wobei das Trägerrad von einem drehfest mit dem Trägerrad verbundenen jeweiligen Laufbelag radial umgeben ist.
  7. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Antriebsrad über eine Riementrieb, insbesondere Zahnriementrieb, von einem Elektromotor antreibbar ist, wobei ein Ritzel oder Zahnrad mit einer Rotorwelle des Elektromotors drehfest verbunden ist, wobei die Rotorwelle in einem Gehäuse des Motors drehbar gelagert ist, wobei das Gehäuse mit dem Radachsträger verbunden ist, insbesondere mittels einer Motorhalterung, insbesondere wobei die Motorhalterung den Achsabstand zwischen Rotorwelle und Radachse zumindest mitbestimmt.
  8. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnriemenscheibe in oder entgegen der Radachsrichtung neben dem Laufbelag des zugeordneten Trägerrads angeordnet ist.
  9. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren auf der zur Berührfläche des Laufbelags mit einer Verfahrfläche gegenüberliegenden Seite des Antriebsrad und/oder des Radachsträgers angeordnet sind, und/oder wobei der Drehkranz zwischen den Motoren und der Berührfläche des Laufbelags mit einer Verfahrfläche angeordnet ist.
  10. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugen zumindest eine Rolle, wie Lenkrolle, Bockrolle oder Stützrolle, aufweist, insbesondere wobei die Roll am Gestell des Fahrzeugs angeordnet ist und Gewichtskraft auf die Verfahrfläche ableitet, insbesondere wobei die Rolle von einem weiteren Elektromotor angetrieben ist.
  11. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrzeug ein Mittel zur Erfassung des Lenkwinkels angeordnet ist, wobei das Mittel abgestützt ist am Gestell des Fahrzeugs, insbesondere wobei das Mittel ein Winkellagensensor ist.
  12. Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Pendelachse und Radachse senkrecht zueinander ausgerichtet sind und voneinander beabstandet sind, insbesondere mittels des Radachsträgers.
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