DE8814583U1 - Antriebseinheit für ein Fahrzeug in einem fahrerlosen Transport-System (FTS) - Google Patents

Description

Antriebseinheit für ein Fahrzeug in einei fahrerlosen Transport-Systea (FTS)

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug in einem fahrerlosen Transport-System (FTS) gemäß dem überbegriff des Hauptanspruchs.

Stand der Technik

Bei Fahrzeugen der genannten Art muß für die Antriebseinheit ein Höhenausgleich relativ zum Fahrgestell möglich sein, uia bei Bodenunebenheiten den Bodenkontakt des

Antriebs- buiw. Lenkrades mit ausreichendem Druck zu

gewährleisten. E sind schon Fahrantriebe ausgeführt worden, bei denen das Antriebs- bzw. Lenkrad an Schwingen aufgehängt und dem erforderlichen Höhenausgleich entsprechend abgefedert ist. In den Figuren 1 bis 3 sind drei bekannte Lösungen dargestellt. Allen ist der Nachteil gemeinsam, daß für das Antriebs- bzw. Lenkrad im Bereich des Höhenausgleichs keine vertikale und lageneutrale Führung gewährleistet ist, die fur ein gutes Fahrverhalten jedoch unerläßlich ist. Bei den Ausführungen nach den Fig. 1 und 2 kommt als weiterer Nachteil die große Bauhöhe hinzu, außerdem muß das Verhältnis Y : Y¹> 1 als sehr ungünstig angesehen werden, wobei Y den Abstand des Schwingen-Anlenkpunktee vom Boden und Y¹ den Radius des Antriebs- bzw. Lenkrades bezeichnen. Mit ihrer geringeren Bauhöhe und einem Verhältnis Y : Y' = 1 weist die Ausführung nach FIg* 3 zwar diese Nachteile nicht auf, aber hier i.it des Federungssystetn, das euch die Lenkbewemitmachen muii, iitx rbewtimm t .

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Aufgabe

Ausgehend von den aufgezeigten Nachteilen bekannter Aus-

jjs führungen soll eine Antriebeeinheit der genannten Art so

j| ausgebildet werden, daß ihre Führung im Bereich der fü~

f 5 den Höhenausgleich erforderlichen Bewegung eine weitest-&psgr; gehend senkrechte und lageneutrale Verlagerung erraög-

; licht, bei der Jedes Verkanten und damit Klemmen ausgeschlossen ist, und daß die ganze Einheit eine niedrige Bauhöhe aufweist.

Lösung

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Antriebseinheit, die die kennzeichnenden Merkmale des -P a I ent Anspruchs 1 aufweist und mit den Merkmalen der t|mSprüche 2 bis 7 in zweckmäßiger Weise weitergebildet wird. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung bestehen insbesondere darin, daß bei niedriger Bauhöhe eine senkrecht verlaufende, verkantungsfreie Höhenanpassung des Antriebsbzw. Lenkrades beim Überfahren von Bodenunebenheiten gewährleistet ist.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in drei Figuren dargestellten Standes der Technik und eines in sechs Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen

Ii^ Kig. 1 schematisch eine bekannte Antriebseinheit für ein Fahrzeug eines FTS-Systems, Fig. 2 und 3 ebenfalls schematisch zwei weitere bekannte Antriebeeinheiten,

KiR. ¹I ebenfalls schemat i sch die er f ind ung sgemulle Antriebe-H) oi iihfi t ,

1· itf. O 'lic At\" riming derartiger Antrifbst'intiri ten in I'iiHMti Fahrzeug ciiips FTS- Sv st cms ,

I* i &kgr; . f) urul 7 zwei Ausführungen iiir «lie Schwinge "nd (J i e Anordnung der Feder, und

Fig. 8 und 9 eine Vorrichtung zum Eineteilen der Federvorepannung in zwei verschiedenen Ausführungen.

Beschreibung

In der Großserienfertigung werden vielfach fahrerlose Transportsysteme (FTS) eingesetzt, sei es zum Transport von Werkstücken zu oder von den FetSigungseinrichtungen oder als Träger für Aggregate, die mehrere Montageetationen durchlaufen. Die Fahrzeuge 1 (Figur 5) mit einem nicht dargestellten, dem Jeweiligen Verwendungszweck angepaßten Aufbau oder mit einer Ladefläche 2 laufen auf vier Rädern 3· Zusätzlich sind ein oder zwei Antriebeeinheiten &Iacgr; vorhanden, die, wie die Räder 3i en der Unterseite des Fahrzeuge angeordnet sind. Die in einem Drehkranzlager um eine vertikale Achse 9 schwenkbar aufgenommene Antriebseinheit k besteht im wesentlichen aus einem Elektro-Motor 5> einem Getriebe 6 und einem Antriebsrad 7, das gleichzeitig zur Lenkung des Fahrzeugs 1 dient. Beim Überfahren von Bodenunebenheiten kann eines der vier Rader 3 ohne Bodenkontekt sein, beim Antriebebzw. Lenkrad 7 darf das jedoch keinesfalls vorkommen, da das Fahrzeug sonst stehen bliebe oder aus der vorgesehenen Fahrspur rollen könnte. Das Antriebs- bzw. Lenkrad ist deshalb dem erforderlichen Höhenausgleich entsprechend abgefedert. Bekannte Federsysteme sind in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.

An der Unterseite des Fahrzeugs 1 ist eine Schwinge 11

(Figur l) um eine horizontale Achse A schwenkbar gelagert

und mitteln eitHT oder mehrerer Kederii 12 at" Fahrzeug abgestützt. Di·· Schwinge 11 nimmt an ihrer Unterseite rl en einen Hing eines Drehkranzlagers 13 auf, dessen anderer Hing ar» einer Stützplatte \k angeordnet ist, die an der Antriebseinheit k befestigt lat. Der Motor 5, das von ihm verdeckte, dahinterliegende Getriebe und das Antriebs- bzw. Lenkrad 7 sind - wie auch bei den anderen Ausführungen - koaxial mit einer gemeinsamen Achse 3

SM ZCCrdrS St DlS ScHuSnliSChSS A lis^ft -t nun or· nsral lal ?·*_·»*

Achse 8. Beim Überfahren von Bodenunebenheit«n macht die Schwinge 11, Je nachdem, ob es sich um eine Vertiefung oder um eine Erhöhung des Bodens handelt, eine Schwenkbewegung um die Achse A im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt. Im enteren Fall werden die Federn 12 entspannt, im letzten Fall zusammengedrückt. Der gesamte Federweg muß so groß sein, daß der erforderliche Hb'henausgleich des Antriebs- bzw. Lenkrades 7 sichergestellt ist. Außerdem müssen die Federn so ausgelegt sein, daß das Antriebsbzw. Lenkrad immer mit dem erforderlichen Druck gegen den Boden gedruckt werden, ohne daß es, wenn die Federn 12 zusammengedrückt werden, zu einem Abheben der der

Äri tri euBpiuhei &idiagr;. uefiöcnuärvcri SäucF 3 &idigr;&idigr;&udiagr;&idigr;&idigr;&udigr;&pgr;&thgr;&Ggr;· &Igr;&ngr;&agr;&Ggr;&idigr;&Pgr;.

Der Aufbau der Antriebseinheit und die Anlenkung am Fahrzeug entsprechen bei der Ausführung nach Fig. 2 ganz der nach Fig. 1, lediglich die Feder ist anders angeordnet. Am Fahrzeug 1 ist ein sich nach unten erstreckender Arm 17 angebracht, der bis unter die Schwinge 11 reicht, die sich über ein oder mehrere Zugfedern l8 auf dem Arm 1? abstützt. Hei dieser Ausführung steht für die Federn laehr

Bauraum zur Verfügung, so daö die Auslegung der Feder

charakteristik einfacher ist. Die Verwendung von Zugfedern ist andrerseits nicht ohne Probleme.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist das Drehkranzlager zwischen dem Fahrzeug 1 und einer Stützplatte 21 angeordnet. Die Antriebseinheit ist mit einer sich in (oder gegen) Fahrtrichtung von ihr weg weisenden, doppelt abge-

winkelten und die Antriebseinheit untergreifenden Schwinge 22 ausgestattet. Beiderseits dfs Mo* re 5 bzw. des Getrie bee kind Druckfedern 23 zwischen der Stützplatte 21 und dem die Antriebseinheit untergreifenden Ausleger 2k der

^r> Schwinge 22 angeordnet. Die Schwenkachse A ist hier identisch mit der Achse 8.

Zum Lenken wird die Antriebseinheit k Jeweils um die Achse 9 geschwenkt, wozu an der Stützplatte \k, 21 eine nicht dargestellte Kette befestigt ist, die von einer im Fahrzeug untergebrachten Lenkeinrichtung bewegt wird. Solche Lenkeinrichtungen sind bekannt, z.B. von der Dt-PS 3'* 20-1^6, so daß hier nicht darauf eingegangen zu werden braucht.

Die erfindungsgemäße Ausführung einer Antriebseinheit ist in Fig. k gezeigt, und zwar in einer den Fig. 1 bis 3 entsprechenden schematischen Darstellung. An der Unterseite des Fahrzeugs 1 ist der eine Ring des Drehkranzlagers 13 befestigt, der andere Ring ist an einer Stützplatte 26 angeordnet. Von der Stützplatte 26 erstreckt sich ein Arm 27 nach unten, und zwar in Fahrtrichtung gesehen vor oder hinter der Antriebseinheit. Am unteren Ende des Armes 27 ist ein Ende einer Schwinge 28 angelenkt (Schwenkachse AK Am anderen Ende der Schwinge 28, die etwa in ihrer Mitte mit dem Gehäuse des Motors 5 und/ oder des Getriebes 6 drehfest verbunden ist, stützt sich die Schwinge 28 und damit die ganze Antriebseinheit über eine oder mehrere Federn 29 an der Stützplatte 26 ab.

&igr; Gegenüber den bekannten Ausführungen gemäß Fig. 1 bis 3

&igr; ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung nach Fig. k die

Drehachse A so gewählt, daß am Umfang des Antriebsrades 7 beim Bremsen oder Beschleunigen auftretende Rückstellkraft F_u sehr klein wird, und zwar unabhängig von der Fahrtrichtung. Durch diese Anordnung der Drehachse A wird ein sogenanntes "Nicken" des Antriebsrades 7, d.h. ein

Abheben rl e &ogr; Antr i ebsrad es von d?r Fahrbahn, vermieden. iJpfnndc sich die Drehachse A auf gleicher Höhe nut, dem Ueriilirpunkt B drs Antriebsradrs 7 auf der Fahrbahn, so würde sich die Rückstel Ikrn' t F auf den Wert Null ver-

ringern.

Außtr der Rückstellkraft F wirken noch andere Kräfte auf

das Antriebsrad 7 ein, nämlich die Federkraft F-, voti der

Feder 12, t8, 29 und die sogenannte "wirksam«? Bodenaufstandskraft F . Ganz allgemein gilt, daß die Summe der von diesen Kräften hervorgerufenen Momente Null oder kleiner sein soll, oder, mathematisch ausgedrückt

&Sgr;&Mgr; = - F_f . (X₊X' ) - F_w . X¹ * F_u . Y = 0, wobei linksdrehende Momente ein positives, rechtsdrehende Momente ein negatives Vorzeichen haben.

Vergleicht man die Längen der Hebelarme bei den Figuren 1 bis k miteinander, so zeigt sich, daß bei den Fig. 1 bis 3 jeweils mindestens ein Hebelarm langer ist als bei Fig. &Iacgr;, also ungünstiger. Denn, wie schon erwähnt, wenn die Länge des Hebelarmes Y gegen Null geht, so geht auch das Produkt F .Y "S^sn Null iicdurchi d:: S^siera frei von Rückstellkräiten wird. Ginge der Hebelarm Y dagegen Unendlich, würde das Antrieberad beim Bremsen oder Beschleunigen, je nach Fahrtrichtung, von der Fahrbahn abheben.

Figur 6 zeigt ef--e der verschiedenen möglichen Ausführungen für die Schwinge 28: ein scheibenförmiges, zwei Ansätze 58 59 aufweisendes bauteil 57» das in einer Bohrung 60 das Gehäuse des Motors 5 oder des Getriebes 6 auf= nimmt und ^n Bohrungen &1 mit diesem verschraubt wird. Atf Ansatz 58 ist die Schwinge mittels eines Zapfens 3^ schwenkbar am Arm 27 gelagert und am Ansatz 59 ist Federteller 36 mittels eines Zapfens 35 angelenkt, worauf noch eingegangen wird.

EtIC ft

Figur 7 zeigt eine andere, herstellungsmäßig einfachere Ausführung der Schwinge 28 und die Anordnung der Feder 29· Arn Gehäuse 35 des Getriebes 6 sind zwei Laschen 32_t 33 angegossen, von denen die eine (32) mittels des Zapfens "}k schwenkbar am Arm 27 gelagert ist. An der anderen Lasche 33 ist mittels des Zapfens 35 der Federteller 36 angelenkt, gegen den sich das eine Ende der Feder 29 abstützt. Die Schwinge 28 ist somit vom Gehäuse 31 mit den beiden Laschen 32, 33 gebildet. Das andere Ende der Feder 29 stützt sich an einem Federteller 37 ab, der mittels eines Zapfens 38 an einer Nase 39 der Stützplatte 26 angelenkt ist. Um die Feder 29 am Ausknicken zu hindern, ist am Federteller 37 ein Führungsrohr kO angebracht, das über einer im Federteller 36 befestigten Stange k1 längsverschiebbar aufgenommen ist. Die Stange kl und das Führungsrohr kO sind so innerhalb der Windungen der Feder angeordnet, daß nur wenig radialer Abstand zwischen der Feder und dem Führungsrohr besteht.

In verschiedenen Fällen ist es erwünscht, daß die Länge bzw. die Kraft der Feder 29 einstellbar ist. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in Fig. 8 dargestellt. Der Federteller an der Stützplatte 26 ist hier mit &Oacgr; bezeichnet. An seiner Oberseite weist er einen kugelförmigen Ansatz kk auf, der in eine entsprechende Ausnehmung &Iacgr;6 einer in die Stützplatte 26 eingeschraubten Einstellschraube ^5 ragt und mit einem Sprengring k7 gegen Herausrutschen gesichert ist. Wird die Einstellschraube *»5 weiter in die Stützplatte 26 eingeschraubt, wird die Feder 29 entspannt und damit langer. Andrerseits wird die Feder 29 mehr vorgespannt, wenn die Einstellschraube k$ weniger weit in die Stiitzplatte 26 eingeschraubt wird. Nach dem Einstellen der Feder 29 wird die Einstellschraube 45 mit einer Maden- »chraubp &Iacgr;&Mgr; oder in anderer Weise gegen ungewolltes Verst. f 1 1 &rgr; &pgr; y. <· &eegr; 1 r.hert .

Anstelle der vorstehend beschriebenen Ausführung mit dem etwas schwierig herstellbaren kugelförmigen Ansatz kann auch die in Fig. 9 gezeigte Ausführung angewendet werden, die ebenfalls auf dem Prinzip eines sphärischen Axiallagers basiert« Zwischen der Stützplatte 26 und einem Federteller 50 ist ein wartungsfreies Axial-Gelenklager angeordnet: der konkave Ring 51 dieses Gelenklager» ist in einer Ausnehmung des Federtellers aufgenommen und der konvexe Ring 52 von einen Zapfen ^k. an einer Einstellschraube 53· Die Funktion der Einstellschraube 53 entspricht der der Einstellschraube &Iacgr;5. Zum Sichern ist hier eine Kontermutter 55 vorgesehen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So sind z.B. für die Form der Schwinge 28 nach Fig. 6 viele Varianten denkbar, auch für die Art der Befestigung am Gehäuse des Getriebes oder des Motors, die übrigens auch in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein können. Die in den Fig. 8 und 9 gezeigten Einrichtungen zum Verändern der Federspannung können sinngemäß auch an dem an d>*r Schwinge 28 angelenkten Federteller vorgesehen sein.

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Begriffsliste

1 Fahrzeug

2 Ladefläche

3 Rad

4 Antriebseinheit

5 Motor

6 Getriebe

7 Antriebsrad

8 Achse

9 Achse 10

11 Schwinge

12 Feder

13 Drehkranzlager

14 Stützplatte ld

17 Arm

18 Zugfeder 19

21 Stützplatte ?,?. Schwinge

23 Druckfeder

24 Ausleger

26 Stützplatte

27 Arm

28 Schwinge 2&Iacgr; Feder

31 Gehäuse

32 Lasche '! 1 Lasche

3k Zapfen

35 Zapfen

36 Federteller

37 Federteller

38 Zapfen

39 Nase

40 Führungsrohr kl Stange 42

43 Federteller

44 Ansatz

45 Einstellschraube

46 Ausnehmung

47 Sprengring

48 Madenschraube 49

50 Federteller

51 konkaver Ring

52 konvexer Ring

53 Einstellschraube

54 Zapfen

55 Kontermutter 56

57 Bauteil

58 Ansatz

59 Ansatz

60 Bohrung

61 Bohrung

Claims (1)

1. CABiI. HURTH :·&igr;.&igr;&igr;.&igr;«)»&EEgr;

   An sprii ch e

   1) Antriebeeinheit für ein Fahrzeug in einem fahrerloeen Transport-System (FTS), bei dem die im wesentlichen aus &Egr;-Motor, Getriebe und Antriebsrad mit gemeinsamer

   nötötiuMääCnse uräiillinue /ui iFi iuir &Igr;&iacgr;&idiagr;&idiagr;&igr;&bgr;&khgr;&idiagr; &agr;&Pgr; urT uiltSF-

   ^r> seite des Fahrzeuge in einem Drehkranzlager um eine

   vertikale Achse schwenkbar aufgenommen ist und nur dem Antrieb und der Lenkung dient, während das Fahrzeug auf separaten Losrädern fahrt, dadurch gekennzeichnet, dall neben dem Antriebsrad (7) uni unterhalb der Rota-O tionsechse (8) eine im wesentlichen horizontale, am

   Getriebe- und/oder Motorgehäuse in Fahrtrichtung beiderseits vorstehende Schwinge (28) vorgesehen ist, deren eines Ende an einem sich von einer am Drehkranzlager (13) befestigten Stutzplatte (26) nach unten erstreckenden Arm (27) um eine parallel zur Rotations

   achse (8) gerichtete Achse (A) angelenkt ist, "und deren anderes Ende über eine iis wesentlichen vertikal wirkende, an der Schwinge (28) und/oder an der Stützplatte (26) angelenkte Federanordnung (Feder 29) am

   Drehkranzlager (13) abgestützt ist.

   2) Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (28) mit dem Motor- und/oder Getriebegehäuse (31) einstückig ausgeführt ist.

   3) Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-J25 net, daß die als separates Bauteil (57) ausgeführte

   Schwinge (28) das Motor- und/oder Getriebegehäuse in einer entsprechenden Bohrung (6o) verdrehgesichert aufnimmt.

   &Iacgr;) Antriebseinheit nach *H. nem der Anspruch*» 1 bi« 3» dadurch gekennzeichnet, dafl die Federanordnung im wesentlichen von einer gegen Ausknicken gesicherten Schraubenfeder (29) gebildet ist, die sich an an der Schwinge (28) bzw. an der Stutzplatte (26)

   angelenkten Federtellern (36,37; 43; 50) abstützt.

   5) Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der beiden Federteller (43, 50) über ein im Sinne einer Veränderung der Federvorspannung verstellbares sphärisches Axiallager an der

   Stützplatte (26) bzw. an der Schwinge (28) angelenkt ist.

   6) Antriebseinheit nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (43) auf der der Schraubenfeder (29) «bgewendeten Seite einen kugelförmigen

   Ansatz (44) aufweist, der in einer entsprechenden Ausnehmung (46) einer in der Stützplatte (26) bzw. in der Schwinge (28) höhenverstellbaren Einstell-

   &squ; ifiii &agr; u w ^ \ ~t J t au& ^Vi*WHSmd&kgr;

   7) Antriebseinheit nach Anspruch 5· dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (50) auf der der Schraubenfeder (29) abgewendeten Seite den einen Ring (51) eines Axial-Gelenklagers (Kalottenlager) aufweist, dessen anderer Ring (52) von einer ir. der Stützplatte

   (26) bzw. in der Schwinge (28) höhenverstellbaren

   Einstellschraube (53) aufgenommen ist.