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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Steuerung einer Transportvorrichtung (Fördermittel),
bestehend aus einem Aufbau und Rädern, die hintereinander
beidseitig der Mittellinie und in Längsrichtung des Aufbaus an
diesem befestigt sind, wobei für eine Änderung der Fahrtrichtung
der Transportvorrichtung zumindest ein Teil der Räder um
vertikale Schwenkachsen über einen Winkel in bezug auf die
Längsrichtung des Aufbaus derart verschwenkt werden, daß sich
die Drehachsen sämtlicher Räder im wesentlichen auf der selben
vertikalen Verschwenkachse schneiden, wodurch die
Transportvorrichtung beim Fahren um die Verschwenkachse
verschwenkbar ist, wie es z. B. aus US-A 4 456 280 bekannt ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine der Durchführung des
Verfahrens dienende Transportvorrichtung, bestehend aus einem
Aufbau, Rädern, die hintereinander beidseitig der Mittellinie
und in Längsrichtung des Aufbaus an diesem befestigt sind,
wobei für eine Änderung der Fahrtrichtung der
Transportvorrichtung die Räder um eine vertikale Schwenkachse
schwenkbar sind, eine Antriebsvorrichtung zum Schwenken der
Räder und eine Steuervorrichtung, die eine
Einstelleinrichtung zur Steuerung der Antriebsvorrichtung derart
enthält, daß sich die Drehachsen aller Räder im wesentlichen auf
derselben vertikalen Verschwenkachse schneiden, sobald die
Transportvorrichtung ihre Richtung ändert.
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Schwere Gegenstände, wie z. B. Maschinen, Container und
ähnliches, werden gewöhnlich mit Fördermitteln oder Fahrzeugen
transportiert, die mehrere Achsen umfassen. Bei Fördermitteln
werden die Achsen und die an diesen angebrachten Räder an
einem Ende des Fördermittels angeordnet, wobei die Bewegung des
Fördermittels durch eine Schleppervorrichtung gesteuert wird,
die sein anderes Ende trägt und in Bezug auf das Fördermittel
schwenkbar ist. Wenn die Achsen in Bezug auf das Fördermittel
in der gleichen Richtung fest ausgerichtet sind, werden
einige der Räder in Verbindung mit dem Schwenken gezwungen,
entlang der Oberfläche des Untergrundes zu schleifen, wodurch
die Reifen abgenutzt und die Vorrichtung überlastet wird.
Außerdem richtet sich das rückwärtige Ende eines solchen
Fördermittels bei Schwenkungen selbständig aus, wodurch ein
zusätzlicher Sicherheitsabstand der Schleppereinrichtung
gegenüber Hindernissen erforderlich wird.
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Weiterhin ist ein Transportmittel bekannt, bei dem eine
Anzahl von unabhängig um eine vertikale Achse schwenkbaren
Rädern unter einem Fördermittel vorgesehen sind, das wie ein
Fahrzeug funktioniert, wobei, wenn die Richtung des
Fördermittels geändert wird, die Räder an dem vorder- und
rückseitigen Ende des Fördermittels in entgegengesetzte Richtungen
geschwenkt werden, so daß sich sämtliche Räder entlang von
Kreislinien von um einen gemeinsamen Mittelpunkt gezogenen
Kreisen bewegen, wodurch die Räder nicht entlang des
Untergrunds schleifen. Ein Problem einer derartigen Lösung ist die
Steuerung des Transportmittels beim Abstellen, da diese zum
Schwenken an beiden Enden einen gleich großen Abstand
erfordert und eine gleichstarke Bewegung an beiden Enden eine
hochgenaue Steuerung verlangt, um das Fördermittel präzise zu
positionieren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Steuerung einer Transportvorrichtung derart anzugeben, daß
die Transportvorrichtung sowohl einfach während des
Verschiebungstransports gesteuert als auch einfach wie gewünscht
abgestellt werden kann, wobei die Erfindung dadurch
charakterisiert ist, daß alle Räder der Transportvorrichtung
um die vertikalen Achsen geschwenkt werden und daß, wenn der
Schwenkwinkel der Transportvorrichtung mindestens einen
bestimmten Winkel übersteigt, die Räder in bezug aufeinander
derart geschwenkt werden, daß sich die Schwenkachse in
Längsrichtung der Transportvorrichtung im Verhältnis zur Größe des
Schwenkwinkels verschiebt.
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Die Grundidee der Erfindung besteht darin, daß sich während
der Transportphase, wenn die Schwenkwinkel relativ gering
sind, die Räder der Transportvorrichtung entlang von
Kreislinien bewegen, die um ein Schwenkzentrum gezogen sind, das auf
der Seite des Mittelpunktes der Transportvorrichtung
angeordnet ist, wobei normale Sicherheitsabstände zu deren Steuerung
genügen, und daß sich bei der Abstell-(Park)-Phase das
Schwenkzentrum der Transportvorrichtung zu dem rückwärtigen
Ende hin bewegt, wenn sich der Schwenkwinkel vergrößert,
wobei das vorder- und rückseitige Ende entlang ungleicher Bögen
schwenken und das Abstellen leicht auszuführen ist.
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Die Erfindung wird im einzelnen anhand der beigefügten
Figuren erläutert, wobei
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Fig. 1 eine schematische Draufsicht der
erfindungsgemäß den Transportvorrichtung,
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Fig. 2 eine Seitenansicht der Transportvorrichtung
gemäß Fig. 1,
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Fig. 3 bis 5 Draufsichten auf das Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1, wenn dieses unter verschiedenen
Schwenkwinkeln bewegt wird, und
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Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Anordnung
zur Steuerung der Transportvorrichtung
beinhaltet.
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Fig. 1 ist eine Draufsicht und Fig. 2 eine Seitenansicht
einer Transportvorrichtung 1, die einen Aufbau 2 und paarweise
Räder 3a bis 3h umfaßt, die an dem rückseitigen Ende des
Aufbaus angeordnet und um die vertikalen Achsen 4a bis 4h
schwenkbar sind. An dem vorderseitigen Ende des Aufbaus 2 ist
eine Schwenkverbindung 5 vorgesehen, mit der die
Transportvorrichtung 1 schwenkbar mit einer separaten
Schleppereinrichtung 6 verbunden werden kann. Die Schwenkverbindung 5 ist
mit einem Steuersensor 7 versehen, der den Winkel zwischen
der Längsachse der Schleppereinrichtung 6 und dem der
Transportvorrichtung 1 (d. h. den Schwenkwinkel α) angibt.
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Der Schwenkwinkel zeigt an, wie stark sich die
Bewegungsrichtung der Transportvorrichtung über eine bestimmte Entfernung
ändert, das heißt die Größe des Winkels, der bestimmt wird
zwischen der ursprünglichen Längsrichtung der
Transportvorrichtung und der Längsrichtung der Transportvorrichtung,
nachdem sich der Schnitt der Mittellinie und eines
Linienabschnittes, der senkrecht zur Längs-Mittellinie der
Transportvorrichtung durch das Schwenkzentrum der Transportvorrichtung
führt, um eine bestimmte Entfernung bewegt hat.
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Sofern darauf in der Beschreibung und in den Patentansprüchen
Bezug genommen wird, besitzt der Schwenkwinkel die oben
beschriebene Bedeutung.
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Wenn die Bewegungsrichtung der Transportvorrichtung 1
verändert wird, schwenkt die Schleppereinrichtung 6, wobei der
Steuersensor 7 den Schwenkwinkel α anzeigt. Mittels einer
Einstelleinrichtung 8, deren Aufbau und Wirkungsweise im
einzelnen anhand von Fig. 6 beschrieben wird, werden die Räder
3a bis 3h auf verschiedenen Wegen entsprechend der Größe des
Schwenkwinkels α geschwenkt. Wenn der Schwenkwinkel α gering
ist (d. h. nicht größer als 20º, wird die
Transportvorrichtung 1 gemäß Fig. 3 derart gesteuert, daß sie um das
Schwenkzentrum 9 schwenkt, welches sich am Mittelpunkt in
Längsrichtung der Transportvorrichtung befindet, wobei sich beide
Enden der Transportvorrichtung 1 im wesentlichen entlang dem
gleichen Kreisbogen bewegen und die Steuerung der
Transportvorrichtung 1 z. B. beim Verschiebungsbetrieb vereinfacht
sich. In diesem Fall fällt eine Linie, die senkrecht zu der
Mittellinie der Transportvorrichtung 1 durch das
Schwenkzentrum 9 verläuft (d. h. eine Trennlinie 10), durch den
Mittelpunkt in Längsrichtung der Transportvorrichtung 1. Die Räder
3a bis 3h werden um die vertikalen Achsen 4a bis 4h
geschwenkt, so daß die Drehachse 11a bis 11h eines jeden Rades
durch das Schwenkzentrum 9 ähnlich der Linie 12 verläuft, die
senkrecht auf der Längsachse der Schleppereinrichtung 6 durch
die Schwenkverbindung 5 verläuft.
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Der Schwenkwinkel α übersteigt gewöhnlich bei
Einparksituationen 20º, wobei es notwendig ist, daß einerseits der
Schwenkradius der Transportvorrichtung 1 gering ist und diese
anderseits einfach zu steuern sein soll. Daher wird die Lage
des Schwenkzentrums 9 in Längsrichtung der
Transportvorrichtung 1 verschoben, wenn der Schwenkwinkel α wächst, um die
Steuerbarkeit der Transportvorrichtung in der gewünschten
Weise zu erhalten.
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In bezug auf die beschriebene Transportvorrichtung 1, die
mittels der Schleppereinrichtung 6 bewegt werden soll, ist es
vorteilhaft, das Schwenkzentrum 9 in Richtung des
rückseitigen
Endes der Transportvorrichtung 1 gemäß den Fig. 4 und 5
zu verschieben, wobei der Abstand des Schwenkzentrums 9 von
dem rückseitigen Ende der Transportvorrichtung 1 um so kürzer
wird, je größer der Schwenkwinkel α ist. Gemäß Fig. 4 beträgt
der Schwenkwinkel 45º, wobei das Schwenkzentrum 9 über einen
Abstand a zum rückseitigen Ende der Transportvorrichtung 1
verschoben ist. Gleichzeitig haben sich die Schwenkradien der
rück- und vorderseitigen Enden der Transportvorrichtung 1
verringert, was jedoch im Fall des Schwenkradiuses des
rückseitigen Endes in einem beträchtlichen größerem Maße erfolgt.
In Fig. 3 wurden sämtliche Räder 3a bis 3h, wenn auch um
verschiedene Winkel, in der gleichen Richtung in bezug auf den
Aufbau 2 der Transportvorrichtung 1 geschwenkt, während gemäß
Fig. 4 die Räder 3g und 3h bezüglich des Aufbaus 2 bereits in
verschiedenen Richtungen angeordnet sind und die Räder 3e und
3f nahezu parallel mit dem Aufbau 2 geschwenkt werden, wobei
die Achse 11a bis 11h eines jeden Rades 3a bis 3h noch das
Schwenkzentrum 9 schneidet.
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Gemäß Fig. 5 beträgt der Schwenkwinkel α 700, wobei das
Schwenkzentrum 9 über einen Abstand b weiter rückwärts
verschoben und im wesentlichen in der Mitte zwischen den Rädern
3a bis 3h angeordnet wird. Die Schwenkradien des vorder- und
rückseitigen Endes der Transportvorrichtung 1 sind noch
geringer als in Fig. 4 dargestellt, wobei der Schwenkradius
am rückseitigen Ende erneut in einem stärkeren Maß verkürzt
wurde. Fig. 1 stellt einerseits die Verschiebung des
Schwenkzentrums in Längsrichtung der Transportvorrichtung 1 und
andererseits die Änderungen der Schwenkradien entsprechend dem
Schwenkradius α der, wobei sich das Schwenkzentrum entlang
dem Bogen 9' bewegt. Fig. 1 stellt außerdem die Verschiebung
der Trennlinie 10 mit dem Schwenkzentrum 9 dar. Aus den Fig.
4 und 5 geht hervor, wie die Räder, die auf den
gegenüberliegenden Seiten der Trennlinie angeordnet sind, in relativ
zueinander entgegengesetzte Richtungen geschwenkt werden, so
daß sich die Achsen der Räder 3a bis 3h im Schwenkzentrum 9
schneiden.
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Fig. 6 zeigt eine Anordnung zur Steuerung der Räder 3a bis 3h
der Transportvorrichtung 1. Dabei sind zur Erhöhung der
Klarheit nur die Komponenten in der Figur dargestellt, die das
Schwenken des Rades 3a betreffen, wobei die Verbindungen und
Wirkung der anderen Räder 3b bis 3h ähnlich zu den
beschriebenen erfolgen. Der Steuersensor 7, der den Schwenkwinkel α
anzeigt, ist über eine Steuerleitung 13 mit der
Einstelleinrichtung 8 verbunden, die eine Logikeinheit 14 und eine
von der Logikeinheit 14 gesteuerte Hydraulikeinheit 15
umfaßt. Die Hydraulikeinheit 15 ist mittels der hydraulischen
Flüssigkeitsleitungen 16a und 17a mit einem Zylinder 18a
verbunden, dessen Kolbenstange 19a angeschlossen ist, um mittels
eines Hebels 20a das Rad 3a um seine Schwenkachse 4a zu
schwenken. Die Schwenkachse 4a enthält einen Winkelmesser
21a, der den Schwenkwinkel β der Rotationsachse 11a des Rades
3a bezüglich der Normalanordnung der Achse 11a angibt, d. h.
in bezug auf eine Position senkrecht zu der Längsrichtung des
Aufbaus 2. Der Winkelmesser 21a ist mittels einer
Rückkopplungsleitung 22a mit der Logikeinheit 14 verbunden, so
daß in dieser Position die Position des Rades 3a festgestellt
wird.
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Die Anordnung arbeitet derart, daß, wenn eine
Schleppereinrichtung 6 bezüglich der Transportvorrichtung schwenkt, der
Steuersensor 7 einen Schwenkwinkel α feststellt, dessen
Information über die Steuerleitung 13 zu der Logikeinheit 14
übertragen wird. Auf der Basis des ermittelten Winkelwertes
berechnet der Computer der Logikeinheit 14 für jedes Rad 3a
bis 3h den erforderlichen Schwenkwinkel βa bis βh, bei dem
die Rotationsachsen 11a bis 11h sämtlicher Räder 3a bis 3h
das Schwenkzentrum schneiden, wobei die Hydraulikeinheit 15
angeschlossen wird, um die hydraulische Flüssigkeit in die
Hydraulikleitungen 16 oder 17 eines jeden Rades 3a bis 3h zu
leiten, so daß die Räder 3a bis 3h mittels des Zylinders 18
zu den berechneten Winkeln βa bis βh geschwenkt werden. Die
Winkelmesser 21 bestimmen die Schwenkwinkel βa
bis βh eines
jeden Rades 3a bis 3h, und wenn die Verbindungslinien 22
anzeigen, daß jedes Rad 3a bis 3h zu dem berechneten Winkel
geschwenkt wurde, beendet die Logikeinheit 14 das Schwenken der
betreffenden Räder. Wenn sich der Schwenkwinkel ändert, wird
die oben beschriebene Wirkungsweise wiederholt, bzw. der
Ablauf findet praktisch kontinuierlich statt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf das hier
beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch
auf anderen Wegen realisiert werden. Die Räder der
Transportvorrichtung können einzelne oder paarweise Räder sein und es
können mehrere derartige Räder an der gleichen Achse
vorgesehen sein, die um eine einzelne Schwenkachse schwenkbar ist.
Es ist nicht notwendig, daß die Räder sich bei der
Geradeausbewegung auf dem gleichen Weg bewegen, sondern möglich,
aufeinanderfolgende Räder bezüglich der Querrichtung der
Transportvorrichtung auf verschiedenen Bahnen anzuordnen. Auch
wenn die Figuren eine Lösung zeigen, bei der mehrere
aufeinanderfolgende Räder auf der selben Seite an einem Ende des
Fördermittels angeordnet sind, ist es ebenso möglich die
Erfindung bei einer Lösung anzuwenden, bei der jeweils nur zwei
aufeinander folgende Räder vorgesehen sind. Neben einer
Transportvorrichtung, die mit einer Schleppereinrichtung
gezogen wird, kann die Transportvorrichtung auch ein
unabhängiges Fahrzeug sein, dessen Bewegungsrichtung z. B. mittels
eines Steuerrades o. a. gesteuert wird. Dabei steuert das
Steuersystem das Schwenken eines jeden Rades entsprechend der
vorangegangenen Beschreibung. In einem derartigen Fall ist es
möglich, den Steuersensor zur Anzeige des Winkels des
Steuerrades oder eines mittels eines Steuerrades gesteuerten
separaten Rades anzuschließen. Die Räder können mittels jeder
geeigneten Antriebseinrichtung und Konstruktionen an Stelle
von hydraulischen Komponenten geschwenkt werden. Auf die den
Schwenkwinkel der Räder anzeigenden Sensoren kann verzichtet
werden, falls die Steuereinrichtung und die
Schwenkeinrichtung anderweitig hinreichend genau betrieben werden.