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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit Fahrmodul und hiervon trennbarem Lastmodul.
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Transportfahrzeuge, mit denen eine Last aufgenommen und wieder abgestellt werden kann, sind beispielsweise aus den Patentdokumenten
EP 0 496 309 A1 ,
DE 197 21 121 A1 ,
US 6 139 248 A ,
US 2003 / 0 057 663 A1 ,
WO 2005/ 018 985 A und
DE 10 2013 114 841 A1 bekannt. Letztere zeigt ein automatisch geführtes Fahrzeug, welches im Bereich eines stationären Traggestells einen Container aufnimmt, so dass der Container auf dem Fahrzeug abgelegt ist. Die Übernahme des Containers ist nur mit Hilfe des Traggestells möglich und deshalb apparativ sehr aufwendig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Fahrzeugs mit Fahrmodul und hiervon trennbarem Lastmodul. Das Fahrzeug soll möglichst flexibel einsetzbar sein. Die Übernahme und Abgabe des Lastmoduls soll möglichst einfach durchführbar sein.
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Zur Lösung der Aufgabe weist das erfindungsgemäße Fahrzeug die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Insbesondere ist ein Fahrzeug mit Fahrmodul und hiervon trennbarem Lastmodul und mit folgenden Merkmalen vorgesehen:
- a) das Fahrmodul weist ein Fahrwerk, einen Antriebsmotor und insbesondere einen Energiespeicher hierfür auf und ist zur Aufnahme des Lastmoduls vorgesehen,
- b) das Lastmodul weist eine Stehvorrichtung mit wenigstens drei Tragstützen auf, nämlich zwei seitliche, einander gegenüberliegende Tragstützen und eine mittige Tragstütze mit Abstand zu einer gedachten Linie, welche die beiden seitlichen Tragstützen miteinander verbindet,
- c) in einer Fahrstellung des Fahrzeugs trägt das Fahrmodul das Lastmodul, in einer Parkstellung ruht das Lastmodul auf den Tragstützen,
- d) das Fahrmodul weist eine zu einer Seite des Fahrmoduls offene Aussparung auf, nämlich zum Eintritt der mittigen Tragstütze.
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Durch die Kombination aus mittiger Tragstütze am Lastmodul und zu einer Seite offener Aussparung am Fahrmodul kann das Fahrmodul einfach unter das Lastmodul fahren und letzteres dann aufnehmen. Vorteilhafterweise liegt der Schwerpunkt des Lastmoduls vertikal über dem Fahrmodul bzw. auf dem Fahrmodul auf, insbesondere innerhalb einer durch das Fahrwerk des Fahrmoduls definierten Lastzone.
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Die Stehvorrichtung des Lastmoduls benötigt nur wenig Stellfläche. Bei Verwendung von genau drei Tragstützen sind leichte Bodenunebenheiten unbeachtlich. Vorteilhafterweise bilden die Tragstützen ein insbesondere spitzes Dreieck mit der mittigen Tragstütze an der Spitze. Die sogenannte mittige Tragstütze ist vorzugsweise entlang einer Mittellängsachse oder Mittelquerachse des Lastmoduls angeordnet und mit Abstand zu Seiten des Lastmoduls, insbesondere zu Frontseite und Heckseite. Möglich sind auch Abweichungen von der Mittellängsachse oder Mittelquerachse, je nach vorgesehener Lastverteilung auf dem Lastmodul.
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Anstelle genau einer mittigen Tragstütze können auch mehrere Tragstützen eng beieinander vorgesehen sein. Gleiches gilt für die seitlichen Tragstützen.
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Die Aussparung verläuft vorzugsweise geradlinig und/oder parallel zu einer Längsachse oder Querachse des Fahrmoduls. Die Position der Aussparung am Fahrmodul ist an die Position der mittigen Tragstütze angepasst.
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Das Fahrwerk des Fahrmoduls ist vorteilhafterweise mit Rädern, Kufen, Ketten oder einer Kombination derselben versehen. Das Lastmodul ist vorzugsweise Frachtmodul mit Frachtraum zur Aufnahme von Gütern oder Fahrgastmodul mit Sitzplätzen, insbesondere Fahrersitz, oder einer Kombination aus Frachtmodul und Fahrgastmodul.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Aussparung zu einer Heckseite des Fahrmoduls offen sein. Das Fahrmodul kann dann rückwärts unter das Lastmodul fahren und dabei die mittige Tragstütze in der offenen Aussparung aufnehmen.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Aussparung wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweisen:
- a) die Aussparung erstreckt sich über wenigstens ein Viertel der Länge des Fahrmoduls oder über ein Drittel der Länge des Lastmoduls,
- b) die Aussparung ist schlitzförmig, mit abschnittsweise, überwiegend oder insgesamt zueinander parallelen Rändern,
- c) die Aussparung ist abschnittsweise, überwiegend oder insgesamt konisch ausgebildet, mit enger werdender Weite, ausgehend von der Seite des Fahrmoduls.
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Durch die beschriebenen Eigenschaften der Aussparung kann das Lastmodul sicher vom Fahrmodul aufgenommen werden. Die vorzugsweise konische Ausbildung der Aussparung hat zudem eine Zentrierungswirkung beim Eintritt der mittigen Tragstütze durch Relativbewegung entlang der Aussparung.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können die Tragstützen aus einer Abwärtsstellung in eine Aufwärtsstellung bewegbar sein und sind hierzu insbesondere anhebbar, anklappbar oder teleskopierbar. Natürlich können die Tragstützen auch wieder zurückbewegbar sein in die Abwärtsstellung.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Fahrmodul mit einem Fahrwerk versehen sein, welches relativ zu einem Tragchassis höhenveränderlich ist, zumindest zwischen einer unteren Position und einer oberen Position. In der unteren Position des Fahrwerks weist das Tragchassis eine größere Bodenfreiheit auf als in der oberen Position.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Fahrmodul Akkus als Energiespeicher aufweisen, welche teilweise oder überwiegend unterhalb des Lastmoduls vorgesehen sind, insbesondere ohne dass sich das Lastmodul auf den Akkus abstützt. Der Antriebsmotor des Fahrmoduls ist dann vorzugsweise ein Elektromotor. Die Akkus sind relativ flach ausgebildet und verteilen sich über ein bis drei Viertel der Fläche des Tragchassis und sind vorzugsweise durch das Lastmodul abgedeckt, also auch geschützt.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Fahrmodul ein Tragchassis mit seitlichen Aussparungen zur Aufnahme von Teilen eines Fahrwerks aufweisen. Die seitlichen Aussparungen sind vorzugsweise zur Aufnahme von Radkästen vorgesehen. Auch kann das Fahrmodul Stützorgane zur Aufnahme des Lastmoduls aufweisen.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Fahrmodul seitliche Stützen oder Fortsätze zur Begrenzung eines für das Lastmodul vorgesehenen freien Querschnitts aufweisen. Auf dem Fahrmodul ist ein definierter freier Querschnitt zur Aufnahme des Lastmoduls vorgesehen. Die seitlichen Stützen begrenzen diesen freien Querschnitt. Teile des Lastmoduls können so an den seitlichen Stützen zur Anlage kommen oder als Führung dienen, wenn das Fahrmodul unter das Lastmodul fährt.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Lastmodul einen vorzugsweise T-förmigen Hauptträger mit Längsbalken und Querbalken aufweisen, insbesondere mit mehreren Tragstützen am Querbalken und einer Tragstütze am Längsbalken. Vorteilhafterweise sind die Tragstützen an den Enden oder nahe der Enden von Querbalken und Längsbalken vorgesehen, oder unter den Enden.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Fahrmodul Absätze aufweisen, auf denen der Hauptträger teilweise zu liegen kommt. Insbesondere können Absätze als Begrenzung der zu einer Seite des Fahrmoduls offenen Aussparung vorgesehen sein. Die Absätze können auch gebildet sein durch die Kombination aus Tragchassis und Akkus bzw. Akkugehäuse.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die zu einer Seite des Fahrmoduls offene Aussparung mit Abstand zu dieser Seite eine Verbreiterung aufweisen, insbesondere an einem geschlossenen Ende der Aussparung. Bei Unterfahren des Lastmoduls gelangt die mittige Tragstütze in die Aussparung, nämlich in Richtung auf das geschlossene Ende der Aussparung. Zum Manövrieren bzw. Feinjustieren der Position ist die Verbreiterung in diesem Bereich besonders vorteilhaft. Vorzugseise beträgt die Weite der Aussparung im Bereich der Verbreiterung 150% bis 300% der Weite im Übrigen.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können eine oder mehrere der Tragstützen mit Rädern versehen sein, insbesondere zwei von drei Tragstützen. Vorzugsweise ist die dritte Tragstütze oder ein Fuß derselben drehbar um eine Hochachse. Dies erleichtert das Positionieren des Lastmoduls zur Aufnahme durch das Fahrmodul.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können das Lastmodul und/oder das Fahrmodul Verbindungsmittel zur festen aber lösbaren Verbindung der beiden Module aufweisen. Hierfür geeignete Verbindungsmittel sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise die zur Befestigung von Containern vorgesehenen Twistlocks oder verriegelbare Bolzen oder Verbindungsmittel anderer Art.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können das Lastmodul und/oder das Fahrmodul Zentriermittel zur besseren Positionierung des Lastmoduls auf dem Fahrmodul aufweisen. Mit Hilfe der Zentriermittel kann eine genau definierte Position des Lastmoduls auf dem Fahrmodul erreicht werden. Die Zentriermittel können zugleich Verbindungsmittel sein, beispielsweise verriegelbare konische Bolzen in konisch gestalteten Aufnahmen.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können Lastmodul und Fahrmodul Anschlüsse zur Übertragung elektrischer Energie und/oder von Signalen aufweisen. Eine Übertragung von Signalen dient insbesondere der Steuerung von Funktionen im jeweils anderen Modul. Vorzugsweise wird elektrische Energie vom Fahrmodul zum Lastmodul übertragen, etwa für Beleuchtung, Heizung und/oder Kühlung.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Fahrmodul autonom oder teilautonom fahrend sein. Die hierfür erforderliche Technik ist bereits bekannt und/oder in der Erprobung.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Lastmodul mit Stehvorrichtung und drei Tragstützen, nämlich mit zwei seitlichen, einander gegenüberliegenden Tragstützen und einer mittigen Tragstütze mit Abstand zu einer gedachten Linie, welche die beiden seitlichen Tragstützen miteinander verbindet, und zur Verwendung mit einem Fahrmodul mit Fahrwerk und Antriebsmotor.
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Weiterhin Gegenstand der Erfindung ist auch ein Fahrmodul mit Fahrwerk, Antriebsmotor und einer zu einer Seite offenen Aussparung, insbesondere zu einer Heckseite, und zur Verwendung mit einem Lastmodul, wie voranstehend beschrieben.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Fahrmodul und Lastmodul getrennt voneinander in Parkstellung,
- 2 Fahrmodul und Lastmodul entsprechend 1 zusammengefügt zu einem Fahrzeug, also in Fahrstellung,
- 3 Fahrmodul und Lastmodul entsprechend 1, jedoch ohne Aufbauten,
- 4 das vereinfachte Fahrmodul gemäß 3,
- 5 das Lastmodul gemäß 1, jedoch mit von einem Hauptträger abgenommener Frachtzelle,
- 6a den Hauptträger des Lastmoduls gemäß 5,
- 6b den Hauptträger entsprechend 6a, jedoch mit abgewandelter Stehvorrichtung,
- 7a eine Draufsicht auf ein Tragchassis des Fahrmoduls,
- 7b eine Abwandlung des Tragchassis gemäß 7a,
- 7c eine Abwandlung des Tragchassis gemäß 7a,
- 8a eine weitere Abwandlung des Tragchassis in der Draufsicht,
- 8b eine weitere Abwandlung des Tragchassis in der Draufsicht,
- 9 einen Querschnitt durch Tragchassis des Fahrmoduls und Hauptträger des Lastmoduls,
- 10a eine Abwandlung des Querschnitts von Fahrmodul und Lastmodul gemäß 9,
- 10b eine weitere Abwandlung des Querschnitts von Fahrmodul und Lastmodul gemäß 9.
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Ein vorzugsweise autonom fahrendes Fahrzeug 20 besteht hier zumindest aus einem Fahrmodul 21 und einem darauf zur Ablage kommenden Lastmodul 22. Gemäß 1 weist das Fahrmodul ein Fahrwerk mit vier Rädern 23, einem Tragchassis 24, Karosserieaufbauten 25, einer Akkuanordnung 26 als Energiespeicher und einem nicht gezeigten Antriebsmotor auf. Ferner können vorhanden sein Steuerungselektronik, elektrische und elektronische Anschlüsse zur Verbindung mit korrespondierenden Anschlüssen des Lastmoduls 22, Verbindungsmittel zur festen aber lösbaren Verbindung mit dem Lastmodul 22 und Zentriermittel zur Vereinfachung der Positionierung des Fahrmoduls 21 unter dem Lastmodul 22.
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Die Räder 23 bilden zusammen eine rechteckige Lastzone, innerhalb der vorzugsweise ein Schwerpunkt des Lastmoduls 22 auf dem Fahrmodul 21 aufliegt.
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Das Lastmodul 22 weist eine Stehvorrichtung 27 auf, mit einer vorderen, mittigen Tragstütze 28 und hinteren, seitlichen Tragstützen 29, 30. Die Stehvorrichtung 27 beinhaltet hier einen T-förmigen Hauptträger 31 mit hinterem Querbalken 32 und mittigem Längsbalken 33. Auf der Stehvorrichtung 27 ist fest aber lösbar eine Frachtzelle 34 gehalten. Diese ist wie die meisten anderen Bauteile nur schematisch dargestellt und kann als einfacher Frachtraum für Stückgüter vorgesehen sein oder beispielsweise als Fahrgastzelle mit Sitzen und Gepäckablage. Dabei kann die Frachtzelle 34 einen Boden 35 aufweisen, der auf der Stehvorrichtung 27, nämlich auf dem Hauptträger 31 befestigt ist.
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Zwischen Frachtzelle 34 und Stehvorrichtung 27 kann eine nicht gezeigte Kupplungsvorrichtung vorgesehen sein, etwa eine Kupplungsplatte. Entsprechend können Frachtzelle 34 und Stehvorrichtung 27 direkt miteinander verbunden sein oder mittels der Kupplungsvorrichtung.
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Die mittige Tragstütze 28 ist unter einer Mittellängsachse ML der Frachtzelle 34 positioniert und vor einer Mittelquerachse MQ, siehe 5.
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Ferner können am Lastmodul 22 vorhanden sein Steuerungselektronik, elektrische und elektronische Anschlüsse zur Verbindung mit korrespondierenden Anschlüssen des Fahrmoduls 21, Verbindungsmittel zur festen aber lösbaren Verbindung mit dem Fahrmodul 21 und Zentriermittel zur Vereinfachung der Positionierung des Lastmoduls 22 auf dem Fahrmodul 21.
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Die Tragstützen 28, 29, 30 sind vorzugsweise klappbar aus der in den 1, 3, 5, 6a, 6b gezeigten vertikalen Abwärtsstellung in eine horizontale Aufwärtsstellung oder in eine gegenüber der Horizontalen schräggerichtete Aufwärtsstellung. Sowohl in Abwärtsstellung als auch in Aufwärtsstellung sollen die Tragstützen 28, 29, 30 arretierbar sein.
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Alternativ können die Tragstützen anhebbar, teleskopierbar oder auf andere Weise in ihrer absoluten Höhe verstellbar sein.
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An ihren unteren Enden sind die Tragstützen 28, 29, 30 mit breiteren Füßen 36, 37, 38 versehen, siehe insbesondere 6a. Wie in 6b dargestellt, können alternativ Rollen RL, RM an den Enden der Tragstützen vorgesehen sein, hier an der mittigen Tragstütze 28 und an der in Haupt-Fahrtrichtung (Pfeil 39) linken Tragstütze 30. Außerdem ist der Fuß 36 der rechten Tragstütze 29 in dieser Ausführungsform um eine Hochachse drehbar.
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Die Rolle RL der linken Tragstütze 30 ist in Fahrtrichtung ausgerichtet, die Rolle RM der mittigen Tragstütze 28 quer zur Fahrtrichtung. Dadurch kann das Lastmodul 22 mit geringem Kraftaufwand, also auch manuell, um die rechte hintere Tragstütze 29 gedreht werden. Dies ist beispielsweise vorteilhaft beim Abstellen und Aufnehmen des Lastmoduls 22 an einem rechten Fahrbahnrand, vorzugsweise anwendbar in Ländern mit Rechtsverkehr. In Ländern mit Linksverkehr ist vorteilhafterweise an der rechten Tragstütze 36 eine in Fahrtrichtung ausgerichtete Rolle vorgesehen.
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Der Ablauf sieht beispielsweise wie folgt aus:
- Das Fahrzeug mit Fahrmodul 21 und Lastmodul 22 fährt rückwärts schräg an einen rechten Fahrbahnrand heran. Die Tragstützen 28, 29, 30 werden aus der Aufwärtsstellung in ihre Abwärtsstellung bewegt. Das Fahrwerk des Fahrmoduls 21 ist verstellbar, so dass die Räder 23 relativ zum Tragchassis 24 angehoben werden. Dadurch berühren der Fuß 36 und die Rollen RL, RM den Boden und das Lastmodul 22 hebt (relativ zum Fahrmodul) ein Stück weit vom Fahrmodul 21 ab. Anschließend fährt das Fahrmodul 21 vorwärts in Richtung des Längsbalkens 33. Nachdem das Lastmodul 22 freisteht, kann es um die Tragstütze 29 bis zu einer Ausrichtung parallel zum Fahrbahnrand verschwenkt werden.
- Diese Schwenkbewegung kann manuell durchgeführt werden. Zum Aufnehmen des Lastmoduls 22 werden die genannten Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
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Das Fahrmodul 21 bzw. das Tragchassis 24 und vorzugsweise auch die Akkuanordnung 26 weisen eine zur Heckseite des Fahrzeugs offene Aussparung 40 auf, die in den 3, 4, 7a, 7b, 7c als gerader, längs gerichteter Schlitz ausgebildet ist. Dabei erstreckt sich die Aussparung vorzugsweise über ein Drittel bis eine Hälfte der Länge des Tragchassis 24. Auch andere Längenverhältnisse sind möglich. Außerdem kann die Aussparung 40, anders als in den Figuren dargestellt, konisch ausgebildet sein, mit enger werdender Weite, ausgehend von der Heckseite des Fahrzeugs.
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Die Akkuanordnung 26 weist in der Draufsicht einen ähnlichen Außenumfang, auch im Bereich der Aussparung, wie das Tragchassis 24 auf. Allerdings ist der Außenumfang der Akkuanordnung 26 gegenüber dem Außenumfang des Tragchassis 24 geringfügig einwärts versetzt, insbesondere im Bereich der Aussparung 40. Dadurch ist rings um die Aussparung 40 ein Absatz 41 oder Überstand des Tragchassis 24 gebildet, siehe auch 9. Durch den Absatz 41 oder Überstand ist die Akkuanordnung 26 gegen mechanische Belastung besser geschützt. Außerdem kann der Längsbalken 33 auf dem Absatz 41 zu liegen kommen. Die Aussparung 40 ist außerdem für die Aufnahme der mittigen Tagstütze 28 beim Zusammenführen von Fahrmodul 21 und Lastmodul 22 vorgesehen.
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7a zeigt in der Draufsicht die einfachste Form von Tragchassis 24 und Akkuanordnung 26, nämlich ein einfaches Rechteck mit Aussparung an der Heckseite. Gemäß 7b können zusätzlich vorn und hinten seitliche Aussparungen 42, 43 für die Räder 23 vorgesehen sein. 7c zeigt eine weitere Abwandlung. Dort weist das Tragchassis 24 an seiner Heckseite seitliche, rückwärtsgerichtete Fortsätze 44 auf, die die Funktion von Seitenstützen für das Lastmodul 22 haben können. Auch kann zwischen den Fortsätzen 44 oder auf denselben aufliegend der Querbalken 32 des Lastmoduls 22 vorgesehen sein.
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8a zeigt eine Abwandlung zum Ausführungsbeispiel der 7a. Die Aussparung 40 ist an ihrem geschlossenen Ende mit einer Verbreiterung 49 versehen, welche eine rechteckige Umfangsgestalt aufweist. Die Verbreiterung 49 erleichtert das Manövrieren der mittigen Tagstütze 28 bei der Aufnahme und beim Absetzen des Lastmoduls 22.
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8b zeigt am geschlossenen Ende der Aussparung 40 eine Verbreiterung 50 von runder bzw. elliptischer Umfangsgestalt. Auch hier dient die Verbreiterung 50 der besseren Handhabbarkeit der mittigen Tragstütze 28.
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10a zeigt eine Abwandlung zu 9 im Profil des Längsbalkens 33. Dieser ist hier im Querschnitt gestuft ausgebildet mit einem oberen breiteren Teil 45 und einem unteren schmaleren Teil 46. Dadurch ist seitlich am breiteren Profilteil 45 ein nach unten weisender Absatz 47 gebildet, der auf dem Absatz 41 aufliegen kann. Dabei soll möglichst eine Auflage des Bodens 35 auf der Akkuanordnung 26 vermieden werden.
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In der Ausführungsform gemäß 10b ist gegenüber der Ausführungsform gemäß 10a zusätzlich ein seitliches Profil 48 unter dem Boden 35 vorgesehen, welches sich auf dem Tragchassis 24 randseitig abstützen kann. Diese Variante ist besonders gut geeignet für ein Lastmodul 22 zur Aufnahme schwerer Lasten.
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Bezugszeichenliste
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- 20
- Fahrzeug
- 21
- Fahrmodul
- 22
- Lastmodul
- 23
- Räder
- 24
- Tragchassis
- 25
- Karosserieaufbauten
- 26
- Akkuanordnung
- 27
- Stehvorrichtung
- 28
- mittige Tragstütze
- 29
- hintere Tragstütze
- 30
- hintere Tragstütze
- 31
- Hauptträger
- 32
- Querbalken
- 33
- Längsbalken
- 34
- Frachtzelle
- 35
- Boden
- 36
- Fuß
- 37
- Fuß
- 38
- Fuß
- 39
- Fahrtrichtung
- 40
- Aussparung
- 41
- Absatz
- 42
- Aussparungen
- 43
- Aussparungen
- 44
- Fortsätze
- 45
- breiteres Profilteil
- 46
- schmaleres Profilteil
- 47
- Absatz
- 48
- seitliche Profile
- 49
- Verbreiterung
- 50
- Verbreiterung
- ML
- Mittellängsachse
- MQ
- Mittelquerachse
- RL
- Rolle
- RM
- Rolle
