WO2024227212A2 - Drive system for a driverless transport vehicle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a drive system for a driverless transport vehicle, wherein the drive system comprises at least one drive axle with a first wheel unit and with a second wheel unit opposite the drive axle in the axial direction, wherein the at least one drive axle comprises a first electric drive unit for driving the first wheel unit and a second electric drive unit for driving the second wheel unit, that the drive system comprises at least one control unit for controlling the first drive unit and for controlling the second drive unit, that the at least one drive axle comprises a first axis of rotation located centrally between the two wheel units, wherein the at least one drive axle can be fastened to a chassis of the transport vehicle in such a way that the first axis of rotation is aligned vertically and the drive axle can be deflected relative to the chassis at a steering angle about the first axis of rotation, that the drive system comprises a steering angle determination device for determining an actual value of the steering angle of the at least one drive axle and that the at least one control unit is designed to use the actual value of the steering angle and a predetermined
- Automated Guided Vehicles are floor-mounted conveyors with their own drive, which are automatically controlled and usually guided without contact.
- Automated Guided Vehicles are often used to transport materials and are used, for example, to pull unpowered load-handling devices on which the goods to be transported are arranged, similar to a trailer operation. It is of course also possible to carry goods directly with an automated guided vehicle.
- Automated guided vehicles are often used for internal material transport, usually in buildings.
- automated guided vehicles are used in manufacturing processes to transport certain goods, components or to transport tools between process stations.
- Driverless transport vehicles are also increasingly being used in logistics, for example in automated high-bay warehouses, to transport packages or containers between different locations.
- Driverless transport vehicles are also increasingly being used in other areas, for example in agriculture or for passenger transport.
- the drive systems of known driverless transport vehicles usually have one or more electric motors for the drive.
- the drive force is usually transferred to the ground via drive wheels.
- Steering systems with geometric steering angle are often used, in which the steered wheels are connected to the vehicle via suitable wheel suspensions. Each wheel can be steered separately or the wheels on one axle can be steered together.
- the necessary steering forces are usually generated by electromechanical actuators provided in addition to the drive motors and transferred to the steered wheels, which can also be drive wheels, via a suitable steering linkage.
- Steering systems with geometric steering angle are relatively complex and therefore expensive to manufacture.
- differential steering There are also steering systems without geometric steering angle, known as differential steering.
- the direction of the vehicle changes, similar to a tracked vehicle, through different speeds of the drive wheels.
- the wheels are connected to the vehicle via fixed wheel suspensions. There is no steering angle of the wheels.
- these systems are simpler in design than steering systems with geometric steering angle, the flexibility of the steering process is limited.
- US 2016/167706 A1 discloses a self-propelled transport vehicle for luggage, which comprises two pivoting axles, each of which has two wheels driven by drive motors at the outer ends.
- the transport vehicle has a control unit which is designed to control the drive motors for changing the direction of the vehicle in such a way that, in addition to the basic drive torque, an equal but opposing steering torque is applied to the associated wheels.
- the object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a drive system for a driverless transport vehicle which is of simple construction and which enables the most flexible steering process possible and which has the highest possible efficiency, the highest possible torque and the has a low weight.
- This object is achieved in that the first electric drive unit and the second electric drive unit of the at least one drive axle are designed as axial flux motors.
- An axial flux motor requires little installation space in the axial direction, is relatively light and highly efficient, and can provide a relatively high torque.
- a conventional electric motor with comparable torque, for example, is approximately twice as heavy.
- the drive system according to the invention enables both drive and steering in a simple manner, without the need for complex steering geometry as in the prior art.
- the desired steering angle can be set in a simple manner by a differential speed of the electric drive units.
- the drive system can therefore be manufactured much more simply and therefore more cost-effectively, since one or more separate steering actuators are not required in addition to the drive units, as was previously the case. Since the drive system is essentially a self-sufficient system, it can be very easily retrofitted to existing transport vehicles. Compared to pure differential steering, more complex steering processes can be carried out, for example the so-called "crab steering".
- the at least one drive axle comprises at least a second axis of rotation, wherein the drive axle can be fastened to the chassis of the transport vehicle in such a way that the second axis of rotation is aligned parallel to a direction of travel of the drive axle and wherein the drive axle can be deflected relative to the chassis at a pivot angle about the second axis of rotation.
- the at least one drive axle can comprise at least part of a first central joint that forms the first axis of rotation, preferably additionally the second axis of rotation, wherein the first central joint preferably comprises a rotary joint, universal joint or ball joint.
- first central joint preferably comprises a rotary joint, universal joint or ball joint.
- the at least one drive axle can be designed as a rigid axle, wherein a wheel suspension of the first wheel unit and a wheel suspension of the second wheel unit are connected to one another via a rigid axle body and wherein the rigid axle body supports the first rotation axis, in particular at least a part of the first central joint, and preferably additionally comprises the second rotation axis.
- the at least one drive axle can be designed as a pendulum axle having a central axle body that includes the first axis of rotation, in particular the at least part of the first central joint, wherein a wheel suspension of the first wheel units or a first wheel axle body connected to the wheel suspension of the first wheel units is connected to the central axle body via a first pendulum joint and a wheel suspension of the second wheel units or a second wheel axle body connected to the wheel suspension of the second wheel units is connected to the central axle body via a second pendulum joint, wherein the first pendulum joint and the second pendulum joint each have a pivot axis aligned parallel to a direction of travel of the respective wheel unit.
- the wheel units of the at least one drive axle can each comprise a wheel drive with at least one drive wheel for transmitting a driving force to the ground.
- the wheel units of the at least one drive axle can each comprise a crawler drive with at least one drive crawler or a chain drive with at least one drive chain for transmitting a driving force to the ground. This can enable advantageous power transmission to the ground depending on the area of application. While a wheel drive can be advantageous on smooth ground, for example, a crawler drive or chain drive can be advantageous on off-road surfaces, as this has greater traction.
- the drive system can also comprise an electrical energy storage device and/or a current collector for supplying energy to the electrical drive units, the at least one drive axle and/or the at least one control unit and/or the steering angle determination device.
- An energy storage device can enable autonomous operation without an external energy supply.
- the electrical energy storage device can comprise, for example, a battery and/or a supercapacitor.
- a current collector enables an external energy supply without the need for an energy storage device, which can be advantageous, for example, in small installation spaces.
- a combination of energy storage device and current collector can also be provided. This means that, for example, the energy storage device can be connected to the Current collectors can be used to charge the battery.
- the current collector can be designed as a sliding contact or alternatively as an inductive current collector for contactless energy transfer.
- the steering angle determination device can, for example, comprise a rotation angle sensor, preferably a photoelectric incremental encoder, a magnetic incremental encoder or an incremental encoder with sliding contacts.
- the steering angle determination device can, however, have another suitable sensor for detecting a measurement variable representative of the steering angle. The steering angle could then be determined by the control unit from the corresponding measurement variable.
- the wheel units of at least one drive axle can be driven by a direct drive from the respective electric drive unit.
- the direct drive enables improved controllability and thus greater accuracy in setting the steering angle and a faster response to a change in the target value of the steering angle.
- This also enables acceleration commands to be implemented more quickly, since there are no or lower mechanical losses in the power transmission.
- the lack of a gear means that the drive system can be designed more compactly, meaning that the drive system can be used in relatively small vehicles in particular.
- the wheel units can be driven by the respective electric drive unit via a gear. This means that an advantageous gear ratio can be provided depending on the application.
- At least one of the electric drive units of the at least one drive axle is designed for energy recovery. This advantageously allows braking energy to be converted into electrical energy.
- the at least one drive axle comprises a service brake that can be controlled by the at least one control unit, wherein the service brake preferably comprises an electric or electromechanical disc brake or drum brake for at least one wheel unit.
- the electromechanical disc brake is preferably designed as a fixed calliper brake.
- the at least one drive axle can comprise a parking brake, wherein the parking brake is preferably integrated in at least one of the electric drive units. This allows sufficient braking energy which is advantageous, for example, for transporting heavy loads and/or on a slope.
- a parking brake prevents unwanted movement of the drive axle or the transport vehicle.
- the at least one drive axle can be designed as a portal axle, with rotation axes of the electric drive units being spaced apart in the vertical direction from wheel rotation axes of the wheel units. This advantageously makes it possible to realize either a high-floor vehicle or a low-floor vehicle.
- the at least one drive axle comprises at least one impact damper, wherein preferably at least one impact damper is directed in the direction of travel and/or at least one impact damper is directed against the direction of travel.
- at least one impact damper is directed in the direction of travel and/or at least one impact damper is directed against the direction of travel.
- the impact damper can also comprise a contact device that is electrically connected to the at least one control unit and that is designed to transmit a contact signal to the control unit upon contact with a contact device of another drive axle. This makes it easy to detect contact with another vehicle and to take a corresponding action, e.g. acceleration or braking.
- the at least one drive axle can also comprise a first guide device for laterally guiding the drive axle, wherein the first guide device preferably comprises, at least in the region of a wheel unit, a number of first rolling bodies and/or a number of first sliding elements which are designed to interact with a stationary first guide rail.
- the drive axle can thus be guided by an external guide, which, for example, facilitates positioning during a loading or unloading process.
- an outer contour of the first guide device is spaced apart from the first axis of rotation in a radial direction with respect to the first axis of rotation at a guide distance which corresponds at least to a turning radius of the drive axis.
- the at least one drive axle comprises at least one distance sensor and that the at least one control unit is designed to use a sensor signal from the at least one distance sensor to control the electric drive units of the at least one drive axle and/or to control the service brake.
- at least one distance sensor is directed in the direction of travel and/or at least one distance sensor is directed against the direction of travel. This makes it possible, for example, to detect obstacles and initiate a braking process or, if necessary, a steering maneuver. A desired distance from another transport vehicle, e.g. a specified minimum distance, can also be achieved in this way.
- the drive system comprises a plurality of drive axles that can be fastened to the chassis of the transport vehicle such that the first axes of rotation are spaced apart from one another in a longitudinal direction of the transport vehicle by a fixed first axle distance.
- the at least one control unit can be designed to control the electric drive units of the plurality of drive axles or each of the plurality of drive axles can comprise a separate control unit to control its electric drive units. This makes it possible to realize multi-axle transport vehicles with steered drive axles.
- the at least one control unit is designed to simultaneously operate at least one of the drive units of the first drive axle in a drive mode in which the respective electric drive unit exerts a drive torque on the respective wheel unit, and to operate at least one of the drive units of the second drive axle in a braking mode in which the respective electric drive unit exerts a braking torque on the respective wheel unit.
- This enables very flexible operating modes, e.g. an anti-lock braking system or an electronic stability program.
- the drive system comprises at least one non-driven axle with a third wheel unit and a fourth wheel unit located opposite the non-driven axle in the axial direction, wherein the at least one non-driven axle can be fastened to the chassis of the transport vehicle in such a way that it is located in a longitudinal direction of the transport vehicle at a fixed second axle distance from the first axis of rotation of the at least one drive axle.
- the at least one non-driven axle can comprise a vertical third axis of rotation located centrally between the two wheel units and can be fastened to the chassis of the transport vehicle in such a way that it can be rotated about the first axis of rotation relative to the chassis and that the at least one non-driven axle is connected to the at least one drive axle via a mechanical coupling device which is designed to transmit the steering angle from the at least one drive axle to the at least one non-driven axle.
- the at least one non-driven axle preferably has at least part of a second central joint which comprises the third axis of rotation. This makes it possible to provide a transport vehicle with a drive axle and a non-driven axle with forced steering. This allows more flexible steering maneuvers than a fixed axle.
- the at least one drive axle can comprise an axle suspension device for spring-loaded attachment to the chassis of the transport vehicle and/or an axle damping device for damped attachment to the chassis of the transport vehicle.
- the at least one non-driven axle can comprise an axle suspension device for spring-loaded attachment to the chassis of the transport vehicle and/or an axle damping device for damped attachment to the chassis of the transport vehicle. This can be particularly advantageous in rough terrain or on uneven ground in order to protect the goods being transported from vibrations.
- the at least one control unit of the drive system comprises a preferably wireless data interface for transmitting at least the target value for the steering angle.
- a target value for a vehicle speed can also be transmitted. This allows desired steering maneuvers to be controlled wirelessly, e.g. via WLAN, Bluetooth, mobile communications, etc.
- a curve center point can also be specified for the at least one control unit of the drive system and the control unit can be designed to determine the target value for the steering angle of the at least one drive axle from the specified curve center point.
- the curve center point can be specified in the form of coordinates, e.g. as a GPS signal, or e.g. as a distance from the first axis of rotation.
- the at least one drive axle can comprise a positive or non-positive coupling device for detachable coupling with another drive axle or with a non-driven axle.
- the at least one non-driven drive axle can comprise a positive or non-positive coupling device for detachable coupling with another drive axle or with a non-driven axle. This allows several transport vehicles to be coupled via the axles, making it possible to travel in a train consisting of several vehicles. One or more vehicles in the train can, for example, be without drive, at least temporarily.
- the drive system is preferably used in a driverless transport vehicle, wherein the drive system is attached to a chassis of the transport vehicle.
- the chassis preferably has a frame or a base plate.
- the transport vehicle can comprise at least one support wheel for contacting the ground in addition to the drive axle of the drive system.
- the transport vehicle can comprise a second guide device for laterally guiding the transport vehicle, wherein the second guide device preferably comprises a number of second rolling bodies and/or a number of second sliding elements which are designed to interact with a stationary second guide rail.
- the second guide device is preferably attached to the chassis and thus cannot be moved with the steered axles.
- a target value for the steering angle is specified for the at least one control unit of the at least one drive axle of the drive system of the driverless transport vehicle, or a curve center point is specified and the control unit determines the target value for the steering angle based on the curve center point, wherein an actual value of the steering angle is determined by the steering angle determination device and the control unit determines the first manipulated variable for the first drive unit and the second manipulated variable for the second drive unit from the actual value of the steering angle and the target value for the steering angle and controls the first drive unit and the second drive unit with the determined manipulated variables so that the steering angle is set to the specified target value.
- a target value for a vehicle speed is specified for the at least one control unit of the at least one drive axle of the drive system and that the control unit uses the target value for the vehicle speed to determine the first control variable for the first drive unit and to determine the second control variable for the second drive unit, so that the vehicle speed is set to the specified target value.
- An actual value of the vehicle speed can, for example, be measured or determined from the speeds of the drive units.
- control unit can be given the axle distance between the first axes of rotation of the at least two drive axles, the track widths of the at least two drive axles and the effective diameters of the first and second wheel units of the at least two drive axles, and the control unit can use this to determine the control variables for the first and second wheel units of the at least two drive axles, so that the first wheel units roll along the same first curve and the second wheel units roll along the same second curve.
- a lateral offset of the two axles would also be possible, e.g. by specifying a desired correction value.
- Fig. 1 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a first exemplary embodiment in a view in the direction of travel from the rear;
- Fig. 2 shows the drive shaft of the first embodiment in a plan view
- Fig. 3 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a second exemplary embodiment in plan view
- Fig. 4 shows the drive axle of the second exemplary embodiment in a side view
- Fig. 5 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a third exemplary embodiment in a view in the direction of travel from the rear;
- Fig. 6 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a fourth exemplary embodiment in a view in the direction of travel from the rear;
- Fig. 7 shows the drive shaft of the fourth embodiment in a plan view
- Fig. 8 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a fifth exemplary embodiment in a plan view
- Fig. 9 shows a driverless transport vehicle of a first exemplary embodiment in a plan view
- Fig. 10 shows a driverless transport vehicle of a second exemplary embodiment in a plan view
- Fig. 11 shows a driverless transport vehicle of a third exemplary embodiment in a plan view
- Fig. 12 shows an exemplary first operating mode of a driverless transport vehicle
- Fig. 13 shows an exemplary second operating mode of a driverless transport vehicle
- Fig. 14 two coupled driverless transport vehicles of an exemplary embodiment in a curve
- Fig. 15 shows a driverless transport vehicle of an exemplary embodiment during cornering
- Fig. 16 shows a driverless transport vehicle of another exemplary embodiment in a plan view
- Fig. 17 shows a driverless transport vehicle of another exemplary embodiment in a plan view.
- a drive system 1 according to the invention for a driverless transport vehicle 2 is shown in a first exemplary embodiment.
- the drive system 1 comprises a drive axle 3 with a first wheel unit 4 and with a second wheel unit 5 opposite the drive axle 3 in the axial direction.
- the drive axle 3 can be attached to a chassis 11 of the driverless transport vehicle 2.
- Fig.l shows the drive axle 3 in a view in the direction of travel from the rear and
- Fig.2 shows the drive axle 3 in a top view.
- the chassis 11 can, for example, comprise a suitable frame or a suitable base plate, wherein the drive axle 3 is preferably attached to an underside of the base plate or frame facing the ground 15.
- the specific embodiment of the chassis 11 can vary depending on the application of the transport vehicle 2.
- the drive system 1 of the transport vehicle 2 can, for example, also comprise just one of the drive axles 3 described in more detail below.
- the drive system 1 can additionally comprise at least one support wheel or one support roller for contacting the ground 15. This could, for example, in principle also make it possible to create a three-wheeled transport vehicle 2.
- the support wheel or the support roller can, for example, be mounted freely on the chassis 11 so that it can rotate. Several support rollers or support wheels would of course also be possible.
- the drive axle 3 has a first electric drive unit 6 for driving the first wheel unit 4 and a second electric drive unit 7 for driving the second wheel unit 5.
- the first electric drive unit 6 and the second electric drive unit 7 are each designed as an axial flux motor.
- the structure and function of an axial flux motor are known, which is why no detailed description is given here. Description is given.
- axial flux motors Compared to conventional electric motors, axial flux motors have the advantage that they have a relatively short length in the axial direction and that they have a comparatively high maximum torque.
- the drive system 1 further comprises at least one control unit 8 for controlling the first drive unit 6 and for controlling the second drive unit 7.
- the control unit 8 can have suitable hardware and/or software.
- the structure and function of a control unit 8 are known per se, which is why no further description is given here.
- the drive axle 3 comprises a first axis of rotation 10 located centrally between the two wheel units 4, 5.
- the drive axle 3 can be attached to the chassis 11 of the transport vehicle 2 in such a way that it can be deflected relative to the chassis 11 at a steering angle a about the first axis of rotation 10, as indicated in Fig. 2.
- the first axis of rotation 10 is aligned vertically in the assembled state of the drive axle 3 and thus corresponds to a vertical axis of the transport vehicle 2.
- the maximum steering angle a of the drive axle 3 can, for example, be limited by the available installation space or deliberately limited to a certain maximum angle. For example, the maximum steering angle a can be up to 45°.
- the at least one control unit 8 can be arranged on the drive axle 3 and thus be moved with the drive axle 3 when the drive axle 3 is deflected.
- the at least one control unit 8 could also be designed to be attached to the chassis 11 or to another location on the transport vehicle 2. In this case, the control unit 8 would not be moved with the drive axle 3 during a steering movement.
- the at least one control unit 8 can also comprise several separate control units.
- the separate control units could be autonomous or they can communicate with each other in a suitable manner.
- the drive axle 3 could comprise a higher-level axle control unit and each drive unit 6, 7 could have its own drive unit control unit, which communicates with the axle control unit, for example via a suitable wireless or wired communication connection.
- a further system control unit could also be provided for the entire drive system 1, which is higher than the axle control unit and which can communicate in a suitable manner. communicates with the axle control unit and/or with the drive unit control units. This can be particularly advantageous if the drive system 1 comprises more than one drive axle 3.
- the drive system 1 further comprises a steering angle determination device 12 for determining an actual value a_ist of the steering angle a of the drive axle 3.
- the steering angle determination device 12 is indicated in Fig. 1 and can, for example, have one or more suitable sensors for detecting an actual value a_ist of the steering angle a or a measured variable representative of the actual value a_ist of the steering angle a.
- the steering angle determination device 12 can comprise, for example, a rotation angle sensor.
- the rotation angle sensor can be designed, for example, as an incremental encoder, preferably as a photoelectric incremental encoder, magnetic incremental encoder or incremental encoder with sliding contacts. Optical or capacitive detection of the steering angle a would also be conceivable.
- the steering angle determination device 12 could, however, also be designed to determine the steering angle a from another measured variable, e.g. from a path.
- the steering angle determination device 12 could in this case comprise a path sensor.
- a logic could also be implemented in the control unit 8 that determines the steering angle a from a measured variable of a sensor.
- control unit 8 is designed to use the actual value a_ist of the steering angle a determined by the steering angle determination device 12 and a predetermined target value a_soll for the steering angle a to determine a first manipulated variable S 1 for the first drive unit 6 and a second manipulated variable S2 for the second drive unit 7.
- the control unit 8 can control the first drive unit 6 with the determined first manipulated variable S 1 and the second drive unit 7 with the determined second manipulated variable S2, so that the steering angle a can be set to the predetermined target value a_soll.
- a suitable controller can be implemented in the control unit 8, for example, e.g. a known PI controller, PID controller, etc.
- the controller can preferably be implemented as software.
- the desired predetermined steering angle a can thus be set by determining and controlling different speeds of the first drive unit 6 and the second drive unit 7.
- the control variables Sl, S2 can, for example, comprise a current signal or voltage signal that is suitable to set the corresponding speed of the drive units 6, 7.
- control unit 8 can, for example, comprise a wireless data interface 46 for transmitting the target value a_soll for the steering angle a.
- the wireless data interface 46 is indicated schematically in Fig.2.
- the wireless data interface 46 can, for example, comprise a receiving unit for WLAN, radio, Bluetooth, or similar.
- the target value a_soll for the steering angle a can, for example, be transmitted to the control unit 8 via an external signal, such as an RTK signal (“real time kinematic”).
- the target value a_soll for the steering angle a can also be specified by a manual (remote) control, e.g. using a suitable input device such as a joystick or similar.
- control unit 8 can also comprise a physical data interface (not shown) for wired data transmission. This can be advantageous, for example, to carry out a software or firmware update.
- the target value a_target for the steering angle a could, however, also be determined, for example, from a guidance device on the ground 15 over which a driverless transport vehicle 2 comprising the drive system 1 travels.
- a guidance device on the ground 15 over which a driverless transport vehicle 2 comprising the drive system 1 travels.
- Such guidance devices are known in the prior art and can, for example, comprise codes such as barcodes, data matrix codes or QR codes, a painted dot grid, a magnetic tape or an induction loop.
- the drive system 1 can include suitable sensors to determine the target value a_soll for the steering angle a from the respective control devices.
- suitable sensors e.g. suitable cameras, could be provided on the drive axle 3 to read the codes or to identify the dot matrix, which can communicate with the control unit 8 in a suitable manner.
- a GPS sensor for global positioning would also be conceivable.
- the target value a_soll for the steering angle could be determined by the control unit 8 from a predetermined target position.
- a target value for a vehicle speed of the transport vehicle 2 can also be transmitted to the control unit 8.
- the control unit 8 can then use the target value a_soll for the Steering angle a the setpoint for the vehicle speed calculates control variables SI, S2 for the drive units 6, 7 and controls the drive units 6, 7 with them in order to set the desired vehicle speed and the desired steering angle a.
- An actual value of the vehicle speed can, if necessary, be measured using a suitable sensor (not shown) or determined from the speeds of the drive units 6, 7.
- a suitable sensor can, for example, be a GPS sensor.
- a suitable sensor could also be, for example, a speed or angle of rotation sensor for detecting a speed or angle of rotation of the wheel units 4, 5 or a speed or angle of rotation of the drive units 6, 7.
- the control unit 8 can determine the vehicle speed from the speed signal or the angle of rotation signal.
- the drive system 1 can preferably also comprise a suitable electrical energy storage device 17 and/or a current collector (not shown) for supplying energy to the electrical drive units 6, 7 of the drive axle 3, the control unit 8, the steering angle detection device 12 and possibly other electrical consumers, e.g. the available sensors.
- the energy storage device 17 can, for example, comprise a rechargeable battery and/or a super capacitor (so-called “super cap”).
- the drive system 1 can, for example, have a suitable charging socket for charging the energy storage device 17.
- the energy storage device 17 could, for example, be part of the drive axle 3.
- the charging socket can, for example, be arranged directly on the drive axle 3.
- a central energy storage device 17 could also be provided for several drive axles 3.
- the current collector enables an external energy supply.
- the current collector can, for example, be arranged at a point on the drive axle 3 facing the floor 15 during operation and interact with corresponding contacts on the floor 15.
- the current collector can, for example, comprise a first sliding contact that interacts with a corresponding stationary second sliding contact.
- the current collector can also comprise a first induction unit that interacts with a stationary second induction unit for inductive, contactless energy transmission.
- the current collector can be connected directly to the electric drive units 6, 7 via suitable electrical cables, e.g. if no energy storage device 17 is used. is provided. Alternatively, the current collector could also be indirectly connected to the electric drive units 6, 7 via the energy storage unit 17. This allows the energy storage unit 17 to be supplied with energy and charged via the current collector, for example in sections at designated locations. At locations where no current collection is possible, the drive units 6, 7 of the drive axle 3 can then be operated for a certain time without an external energy supply, with the energy being supplied via the energy storage unit 17. When the energy storage unit 17 is discharged, a charging process can take place again, etc. This operation can be advantageous, for example, when using supercapacitors.
- the current collector can also be connected to the drive units 6, 7 as well as to the energy storage unit 17.
- a selective energy supply can take place, i.e. either directly via the current collector or via the energy storage unit 17.
- the selective energy supply can be controlled, for example, by the control unit 8 via a suitable switch.
- the electric drive units 6, 7 of the drive axle 3 can also be advantageously designed for energy recovery or recuperation.
- the electric drive units 6, 7 can be operated in a generator mode to convert braking energy into electrical energy.
- the electrical energy generated can be used, for example, to charge the energy storage device 17.
- the recuperation mode can also be used only as an electrical braking device.
- the electrical energy generated can also be fed directly back into the energy supply of the transport vehicle 2.
- the wheel units 4, 5 of the drive axle 3 can be driven, for example, by a direct drive from the respective electric drive unit 6, 7.
- a direct drive is understood to mean a direct drive without an intermediate gear. If necessary, the wheel units 4, 5 of the drive axle 3 could also be driven indirectly by the respective electric drive unit 6, 7 via a suitable gear (not shown in Fig.l+Fig.2).
- the wheel units 4, 5 of the drive axle 3 can, for example, each comprise a wheel drive with at least one drive wheel 14 for transmitting a driving force to the ground 15.
- the drive wheels 14 can, for example, comprise a rim and a tire.
- the tire can be made of solid rubber, for example.
- the tire could also be designed as a pneumatic tire in a known manner.
- suitable drive wheels 14 can be selected for the wheel drive.
- the drive axle 3 can comprise a service brake 19, which can be controlled by the at least one control unit 8, as shown in Fig. 2.
- the service brake 19 can comprise, for example, a disc brake or a drum brake for at least one wheel unit 4, 5.
- the disc brake is preferably designed as a fixed calliper brake. The structure and function of a disc brake are known, which is why no detailed description is given here.
- a separate disc brake or drum brake is provided for each wheel unit.
- the disc brake or drum brake can be designed as an electromechanical brake, in which the kinetic energy is converted into heat in a known manner by means of friction by pressing brake pads onto the brake disc or brake drum.
- the brake pads can be actuated by electromechanical actuators that can be controlled by the control unit 8.
- the disc brake or drum brake could also be designed as electromagnetic brakes, in which the kinetic energy is converted into electrical energy like in a generator.
- the electrical energy can, for example, be fed to the energy storage device 17 or, if necessary, converted into heat via resistors.
- the drive axle 3 can also comprise a parking brake (not shown), which can preferably also be actuated by the control unit 8. This can prevent undesired movement of the drive axle 3 or the transport vehicle 2, for example on uneven ground such as a slope or an incline.
- the mechanical parking brake can preferably be integrated into at least one of the electric drive units 6, 7.
- the parking brake can, for example, comprise a gear wheel that can be blocked by a locking element.
- the locking element can, for example, be actuated by an electrically controllable actuator that can be controlled by the control unit 8.
- the parking brake can also be implemented in the form of an electric or electromagnetic parking brake.
- the poles of the electric drive units in particular the axial flux motors, can be short-circuited by the control unit 8 in order to achieve maximum recuperation.
- This form of electric parking brake does not allow the drive to be completely blocked due to its function, but this can be sufficient in certain cases, for example on a flat surface.
- the advantage of the electric parking brake is that it can be implemented purely via electrical control, so that no additional components are required. This results in a space-saving design and a reduction in manufacturing costs.
- the drive axle 3 can further comprise at least one impact damper 23 for dampening an impact, as shown in Fig.2 and Fig.8 ff.
- the impact damper 23 can, for example, comprise a spring and/or a damper.
- the spring can, for example, comprise a coil spring or gas spring and the damper can, for example, comprise a hydraulic damper or a friction damper.
- at least one impact damper 23 is directed in the direction of travel of the drive axle 3 and/or at least one impact damper 23 is directed against the direction of travel.
- An exemplary impact damper 23 is shown in Fig.2.
- the impact damper 23 could also comprise a contacting device 28 that is electrically connected to the at least one control unit 8.
- the contacting device 28 is designed to detect contact with a contacting device 28 of a further drive axle 3. In the event of contact, the contacting device 28 can send a corresponding contact signal to the control unit 8.
- the control unit 8 can use the contact signal to control the drive units 6, 7.
- the contacting device 28 can, for example, comprise a curved or convex contact surface 66 on a free end of the impact damper 23 facing away from the drive axle 3, as is indicated in Fig.2.
- the contact surface 66 can, for example, have the shape of a spherical segment. This enables reliable contacting of convex contact surfaces 66 facing each other, even in the event of a lateral offset and/or an angular offset of two drive axles 3.
- the contacting device 28 can, for example, an electrical contact switch which generates or interrupts an electrical signal upon contact.
- the contacting device 28 can also comprise a suitable sensor, for example a pressure sensor or proximity sensor.
- the contacting device 28 can be advantageous, for example, to form a train journey from two (or more) transport vehicles 2 traveling one behind the other, in which the impact dampers 23 of the transport vehicles 2 are in contact with one another “buffer to buffer”.
- the contact signal can be used, for example, to detect whether there is contact between two impact dampers 23 that are in contact with one another. If it is detected that there is no contact, the control unit 8 of the drive system 1 of the drive axle 3 of the front transport vehicle 2 can, for example, reduce the speed of the transport vehicle 2 until contact between the impact dampers 23 is re-established. This can be done, for example, by appropriately controlling the drive units 6, 7 and/or by actuating the service brake 19. Alternatively or additionally, the control unit 8 of the drive system 1 of the drive axle 3 of the rear transport vehicle 2 can increase the speed of the transport vehicle 2 until contact between the impact dampers 23 is re-established.
- one of the middle transport vehicles 2 can, for example, also be moved in the train without propulsion or, if necessary, even be operated in a recuperation mode.
- the drive axle 3 comprises at least one distance sensor 35, which is connected to the control unit 8 via a suitable communication connection.
- the control unit 8 can use a sensor signal from the at least one distance sensor 35 to control the electric drive units 6, 7 and/or to control the service brake 19.
- Analogous to the collision damper 23 it can be advantageous if at least one distance sensor 35 is directed in the direction of travel and/or at least one distance sensor 35 is directed against the direction of travel.
- a minimum distance could be specified or can be specified in the control unit 8.
- the control unit 8 could then, for example, actuate the service brake and/or reduce a speed of the drive units 6, 7 if the distance sensor 35 detects that the specified minimum distance has been undershot.
- More complex dependencies could also be implemented in the control unit 8. For example a temporal change in a distance could be taken into account in order to initiate braking in advance if a certain value of the temporal change in the distance is reached or exceeded.
- the distance sensor 35 can be determined via the change in inductance or the change in capacitance.
- the distance sensor 35 can then be designed as an inductive sensor or capacitive sensor, for example.
- the distance could also be measured using a runtime measurement.
- the distance sensor 35 can then be designed as a laser rangefinder, PMD sensor or photonic mixer detector, LIDAR and sensor or radar sensors or ultrasonic sensors, for example.
- PMD sensor or photonic mixer detector LIDAR and sensor or radar sensors or ultrasonic sensors
- the drive axle 3 can be attached to the chassis 11 of the transport vehicle 2 in such a way that it can be deflected about the second axis of rotation 60 relative to the chassis 11.
- the second axis of rotation 60 is aligned essentially horizontally during operation and is perpendicular to the first axis of rotation 10.
- the drive axle 3 can be pivoted at a pivot angle ß about the second axis of rotation 60. This allows, for example, uneven ground to be better compensated for.
- the drive axle 3 can, for example, comprise at least a first part of a first central joint 9, which forms the first axis of rotation 10.
- a second part of the central joint 9, corresponding to the first part, can be arranged on the chassis 11 of the transport vehicle 2.
- the first part and the second part together form the first central joint 9.
- the first central joint 9 can, if necessary, also form the second axis of rotation 60.
- separate joints could also be provided for the first axis of rotation 10 and for the second axis of rotation 60, which can be arranged at a distance from one another on the drive axle 3.
- the first central joint 9 can, for example, be designed such that the steering angle a and/or the Swivel angle ß can be limited to a maximum value, for example by a mechanical stop.
- the first central joint 9 can be designed in a simple embodiment, e.g. as a rotary joint.
- the first part of the central joint 9 arranged on the drive axle 3 can be a cylindrical pin, for example.
- the second part of the central joint 9 arranged on the chassis 11 can in this case be a cylinder bushing corresponding to the cylindrical pin, in which the cylindrical pin can be received in order to form the rotary joint.
- the first central joint 9 can be designed, e.g. as a universal joint or ball joint. In Fig. 1, the central joint 9 is indicated as a ball joint by way of example. Of course, the entire central joint 9 could also be arranged on the drive axle 3 or on the chassis 11.
- the drive axle 3 can be designed as a rigid axle, as shown in Fig. 1 and Fig. 2.
- a wheel suspension (not shown) of the first wheel unit 4 and a wheel suspension (not shown) of the second wheel unit 5 are essentially rigidly connected to one another via a rigid axle body 13.
- the rigid axle body 13 here comprises the first axis of rotation 10 and possibly also the second axis of rotation 60, in particular the first central joint 9 or at least part of the first central joint 9.
- the rigid axle body 13 can, for example, be essentially cylindrical.
- the rigid axle body 13 can also comprise a cavity in which one or more components of the drive axle 3 or parts thereof are accommodated.
- the drive units 6, 7 can be arranged within the cavity and be firmly connected to the axle body 13.
- the drive axles of the drive units 6, 7 can protrude from the front of the axle body 13 in the axial direction.
- Any sensors and/or the control unit 8 and/or the energy storage device 17 can also be accommodated in the cavity.
- this is only to be understood as an example and one or more components of the drive axle 3 or parts thereof can also be attached to the outside of the axle body 13.
- Fig.3 and Fig.4 a further embodiment of the drive axle 3 is shown.
- Fig.3 shows the drive axle 3 in a top view
- Fig.4 shows the drive axle 3 in a side view.
- the wheel units 4, 5 of the drive axle 3 comprise each have a crawler drive with at least one drive crawler 16 for transmitting a driving force to the ground 15.
- the wheel units 4, 5 can also comprise a chain drive (not shown) with at least one drive chain for transmitting a driving force to the ground 15.
- the drive axle 3 can be designed essentially the same as the drive axle 3 in Fig.1+Fig.2. To avoid repetition, reference is made to the above statements with regard to the individual features.
- the crawler drive and the chain drive have a higher traction, which improves off-road mobility.
- the crawler drive and the chain drive have a lower specific ground pressure. Since the weight of the transport vehicle 2 and any payload is distributed more evenly over a larger area, sinking is reduced on soft soils, which can reduce soil compaction, which is undesirable in agriculture and especially forestry.
- Fig. 4 shows an example of a first wheel unit 4 with a crawler drive.
- the first wheel unit 4 can have a transmission wheel 57 that can be driven by the first drive unit 6, for example via a direct drive or via a gear.
- the transmission wheel 57 is rotatably mounted on a carrier 58 and serves to drive the drive crawler 16.
- a number of rotatable running wheels 59 are also arranged on the carrier 58 and roll on the inner surface of the drive crawler 16.
- a chain drive is essentially constructed in a similar way, except that a drive chain is provided instead of the drive crawler 16. Since the crawler drive and the chain drive are basically known, no detailed description is given here.
- Fig. 5 shows a further advantageous embodiment of the drive axle 3.
- Fig. 5 shows the drive axle 3 in a view in the direction of travel.
- the drive axle 3 is designed here as a portal axle 20.
- the axes of rotation 21 of the electric drive units 6, 7 are spaced vertically from the wheel axes of rotation 22 of the wheel units 4, 5 when the portal axle 20 is mounted.
- a portal axle can be used to either raise or lower the chassis 11.
- the wheel units 4, 5 here only have wheel drives as an example.
- the wheel units 4, 5 could of course in turn have a crawler drive or chain drive as shown in Figs. 3 and 4.
- the drive units 6, 7 are each connected to the wheel units 4, 5 via a suitable gear 18.
- the gear 18 can, for example, comprise a known spur gear, a vertical shaft, a belt drive, a chain drive or the like.
- the portal axle is designed for raising.
- the rotation axes 21 of the electric drive units 6, 7 are located vertically above the wheel rotation axes 22 of the wheel units 4, 5. This allows a higher ground clearance between the chassis 11 of the transport vehicle 2 and the ground 15 to be achieved.
- lowering could also be made possible by having the rotation axes 21 of the electric drive units 6, 7 located vertically below the wheel rotation axes 22 of the wheel units 4, 5. This allows the ground clearance to be reduced, which can be advantageous, for example, for wheel units with a large effective diameter.
- the drive axle 3 according to Fig.5 can again be designed essentially the same as the drive axle 3 in Fig.1+Fig.2. In order to avoid repetition, reference is therefore made to the above statements with regard to the individual features.
- the drive axle 3 can also comprise an axle suspension device 44 for the spring-loaded fastening of the drive axle 3 to the chassis 11 of the transport vehicle 2.
- the drive axle 3 can also comprise an axle damping device 45 for the damped fastening of the drive axle 3 to the chassis 11 of the transport vehicle 2.
- the drive axle 3 can be fastened to the chassis 11 in such a way that a certain relative movement in the vertical direction along the first axis of rotation 10 is possible.
- the first central joint 9 can be designed in such a way that a certain amount of play in the direction of the first axis of rotation 10 is possible.
- the axle suspension device 44 and the axle damping device 45 can also be designed as a common spring/damper unit.
- the axle suspension device 44 can have one or more suitable springs, for example mechanical springs such as coil springs, torsion springs or leaf springs, etc. or also gas springs, e.g. air springs.
- the axle damping device 45 can also have one or more suitable dampers, for example hydraulic dampers, friction dampers, etc. Depending on Depending on the application, the person skilled in the art can select a suitable design of the axle suspension device 44 and/or the axle damping device 45.
- axle suspension device 44 and/or the axle damping device 45 is not limited to the portal axle, but the axle suspension device 44 and/or the axle damping device 45 could of course be provided in the same way in the embodiments of the drive axle described above and below, as is indicated by way of example in Fig. 1.
- FIG.6 shows the drive axle 3 in a view in the direction of travel from the rear and Fig.7 shows the drive axle 3 in a plan view.
- the drive axle 3 is designed here as a pendulum axle.
- the pendulum axle can have a rigid central axle body 24 which comprises the first axis of rotation 10 and possibly the second axis of rotation 60, in particular at least part of the first central joint 9.
- a wheel suspension (not shown) of the first wheel units 4 can be connected to the central axle body 24 via a first pendulum joint 25.
- a wheel suspension (not shown) of the second wheel units 5 can be connected to the central axle body 24 via a second pendulum joint 26.
- the first pendulum joint 25 and the second pendulum joint 26 each have a pivot axis 27 aligned parallel to a direction of travel of the respective wheel unit 4, 5.
- the first wheel unit 4 and the second wheel unit 5 can thus be pivoted about the associated pivot axis 27 relative to the central axle body 24.
- the two pivot axes 27 can also be coaxial if necessary.
- the first pendulum joint 25 and the second pendulum joint 26 can be formed by a common joint.
- the pendulum axle can, for example, comprise a first wheel axle body 62 for the first wheel unit 4, on which the first electric drive unit 6 is provided, and a second wheel axle body 63 for the second wheel unit 5, on which the second electric drive unit 7 is provided.
- the wheel suspension (not shown) of the first wheel unit 4 can be connected essentially rigidly to the first wheel axle body 62.
- the wheel suspension (not shown) of the second wheel unit 5 can also be connected essentially rigidly to the second wheel axle body 63.
- the first wheel axle body 62 can be connected to the central axle body 24 by means of the first pendulum joint 25, and the second Wheel axle body 63 can be connected to the central axle body 24 by means of the second pendulum joint 26.
- the pendulum axle comprises a wheel suspension device 64 which is designed to cushion a pivoting movement of the first wheel unit 4, in particular of the first wheel axle body 62, about the pivot axis 27 of the first pendulum joint 25.
- the pendulum axle can comprise a wheel damping device 65 which is designed to damp a pivoting movement of the first wheel unit 4, in particular of the first wheel axle body 62, about the pivot axis 27 of the first pendulum joint 25.
- the pendulum axle could comprise a wheel suspension device 64 which is designed to cushion a pivoting movement of the second wheel unit 5, in particular of the second wheel axle body 63, about the pivot axis 27 of the second pendulum joint 26 and/or comprise a wheel damping device 65 which is designed to dampen a pivoting movement of the second wheel unit 5, in particular of the second wheel axle body 63, about the pivot axis 27 of the second pendulum joint 26.
- a wheel suspension device 64 which is designed to cushion a pivoting movement of the second wheel unit 5, in particular of the second wheel axle body 63, about the pivot axis 27 of the second pendulum joint 26 and/or comprise a wheel damping device 65 which is designed to dampen a pivoting movement of the second wheel unit 5, in particular of the second wheel axle body 63, about the pivot axis 27 of the second pendulum joint 26.
- the wheel suspension device 64 can, for example, have a suitable mechanical spring, for example a coil spring or torsion spring, or a gas spring.
- the wheel damping device 65 can, analogous to the axle damping device 45, e.g. comprise a suitable hydraulic damper or friction damper.
- the wheel suspension device or wheel damping device 64, 65 could, for example, also be integrated directly in the respective pendulum joint 25, 26, e.g. as a torsion spring or torsion damper.
- the swing axle can in turn have an axle suspension device 44 and/or an axle damping device 45.
- the axle suspension device 44 and/or the axle damping device 45 can be arranged, for example, on the central axle body 24, as indicated in Fig.6.
- an axle suspension device 44 and/or an axle damping device 45 could also be provided on the wheel axle bodies 62, 63 in order to spring and/or dampen the respective wheel axle body 62, 63 in relation to the chassis in the vertical direction.
- Fig.1+Fig.2 please refer to the explanations for Fig.1+Fig.2.
- the drive shaft 3 comprises a first guide device 29 for lateral guidance of the drive axle 3.
- the first guide device 29 can comprise, in the region of the first wheel unit 4 and/or in the region of the second wheel unit 5, a number of first rolling bodies 30 and/or a number of first sliding elements 31 which are designed to interact with a stationary first guide rail 32.
- the first sliding elements 31 can, for example, be made from a suitable plastic with the best possible sliding properties.
- the first rolling bodies 30 can, for example, comprise suitable rollers, wheels, balls, or the like. In the example shown, three schematically indicated curved first sliding elements 31 are arranged on the first wheel unit 4 and three first rolling bodies 30 are arranged on the second wheel unit 5, each of which can rotate about a vertical axis of rotation here. If the guide device 29 comprises first sliding elements 31, then it is advantageous if rolling bodies are provided on the first guide rail 32, on which the first sliding elements 31 can slide. If the guide device 29 comprises first rolling bodies 30, then it is advantageous if the first guide rail 32 has a guide surface on which the first rolling bodies 30 can roll.
- the first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 can, for example, be arranged in a vertical direction above the wheel units 4, 5.
- the first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 can be stationary with respect to the drive axle 3, so that they also carry out the steering movement of the drive axle 3.
- the first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 could, for example, be firmly connected to the rigid axle body 13 of the rigid axle or to the wheel suspensions of the wheel units 4, 5.
- the first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 can, for example, be connected to the rigid central axle body 24 or in turn connected to the wheel suspensions of the wheel units 4, 5 or the wheel axle bodies 62, 63.
- the first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 can optionally also be attached to the drive axle 3 in a spring-loaded and/or damped manner in order to cushion lateral contact with the guide rail 32.
- the attachment is only indicated schematically in Fig. 8. The expert can provide a suitable attachment depending on the application.
- an outer contour of the first guide device 29 in a radial direction with respect to the first axis of rotation 10 is at a guide distance 34 from the first axis of rotation 10, which corresponds at least to a turning radius 33 of the drive axle 3.
- the turning circle is shown in Fig.8 and designates the smallest circle in relation to the parts of the drive axle 3 that protrude furthest outwards in the radial direction.
- the guide distance 34 is slightly larger than the turning circle, so that it is ensured that the first guide rail 32 is first contacted by the guide device 29 and not by the respective wheel unit 4, 5.
- Fig. 9 shows an advantageous embodiment of the drive system 1 according to the invention using a driverless transport vehicle 2 in a top view.
- the transport vehicle 2 has a chassis 11, which is only indicated schematically.
- the chassis 11 can, for example, have a rigid frame or a rigid base plate.
- the drive system 1 here comprises several, in particular two, drive axles 3a, 3b, which are fastened to the chassis 11 of the transport vehicle 2 in such a way that the first axes of rotation 10a, 10b are spaced apart from one another in a longitudinal direction of the transport vehicle 2 at a fixed first axle distance 36.
- the drive axles 3a, 3b can be designed according to one of the embodiments described so far.
- the drive axles 3a, 3b can be identical, but can also differ from one another if necessary.
- the first axle distance 36 is preferably set such that the first wheel units 4a, 4b or the second wheel units 5a, 5b do not touch one another at opposing maximum steering angles aa, ab of the two drive axles 3a, 3b.
- the at least one control unit 8 of the drive system 1 can, for example, be designed to control the electric drive units 6a, 7a; 6b, 7b of both drive axles 3a, 3b (and possibly other components such as the service brakes, parking brakes, etc.).
- each drive axle 3a, 3b could also comprise a separate control unit 8a, 8b for controlling its electric drive units 6a, 7a; 6b, 7b, as indicated in Fig.9 and as already explained with reference to Fig.1+Fig.2.
- the control units 8a, 8b can, for example, be directly connected to one another via a suitable communication connection in order to exchange control signals.
- the control units 8a, 8b could, however, also each be connected to a higher-level control unit (not shown) via a suitable communication connection in order to exchange or receive control signals.
- the at least one control unit 8 can, for example, also be designed to simultaneously operate at least one of the drive units 6a, 7a of the first drive axle 3a in a drive mode in which the respective electric drive units 6a, 7a of the at least one first drive axle 3a exerts a drive torque on the respective wheel units 4, 5 and to operate at least one of the drive units 6b, 7b of the second drive axle 3b in a braking mode in which the respective electric drive units 6b, 7b of the at least one second drive axle 3b exerts a braking torque on the respective wheel units 4b, 5b.
- the braking mode can be used for energy recovery or recuperation.
- the function of a known anti-lock braking system (“ABS”) as well as a known electronic stability program (“ESP”) or a known “torque vectoring” can be implemented.
- Fig. 10 shows a further advantageous embodiment of the drive system 1 according to the invention using a driverless transport vehicle 2 in a top view.
- the drive system 1 has a non-driven axle 37 with a third wheel unit 38 and a fourth wheel unit 39 opposite the non-driven axle 37 in the axial direction.
- the non-driven axle 37 is attached to the chassis 11 of the transport vehicle 2 such that it is spaced apart from the first axis of rotation 10 of the drive axle 3 in a longitudinal direction of the transport vehicle 2 by a fixed second axis distance 40.
- the non-driven axle 37 can be firmly connected to the chassis 11 so that it cannot be deflected relative to the chassis 11.
- the third wheel unit 38 and the fourth wheel unit 39 can be rotatably mounted and driveless.
- the non-driven axle 37 analogous to the drive axle 3, has a third axis of rotation 42 located centrally between the two wheel units 38, 39, which is vertically aligned in the assembled state.
- the non-driven axle 37 is attached to the chassis 11 of the transport vehicle 2 in such a way that it can rotate relative to the chassis 11 about the first axis of rotation 10.
- the non-driven axle 37 can be connected to the drive axle 3 via a mechanical coupling device 43, which is designed to transmit the steering angle a from the drive axle 3 to the non-driven axle 37.
- the mechanical coupling device 43 is shown in simplified form in Fig.
- first end 43a of the handlebar is preferably connected in an articulated manner to the drive axle 3 and an opposite second end 43b of the handlebar is preferably connected in an articulated manner to the non-driven axle 37.
- first end 43 of the handlebar is connected to a first articulation point of the drive axle 3, which lies in an area between the first axis of rotation 10 and the first wheel unit 4.
- the second end 43b of the handlebar is connected to a second articulation point of the non-driven axle 37, which lies in an area between the third axis of rotation 42 and the fourth wheel unit 39. This makes it possible to achieve an opposite steering angle of the two axles 3, 37.
- the steering rod could also be aligned essentially parallel to the longitudinal direction of the chassis 11.
- the first articulation point could, for example, be in an area between the first axis of rotation 10 and the first wheel unit 4, and the second articulation point could be in an area between the third axis of rotation 42 and the third wheel unit 38.
- a parallel steering angle of the two axles 3, 37 can be achieved, whereby, for example, the so-called "crab steering” shown in Fig. 13 can be realized.
- the design of the mechanical coupling device 43 as a steering rod is of course only to be understood as an example.
- the mechanical coupling device 43 could also be designed differently, e.g. in the form of a suitable gear, a suitable belt drive or a suitable chain drive.
- the non-driven axle 37 can also have a fourth axis of rotation 61, which in the assembled state is aligned parallel to the direction of travel of the non-driven axle 37, as shown in Fig. 10.
- the non-driven axle 37 can also have at least part of a second central joint 41, which forms the third axis of rotation 42 and possibly the fourth axis of rotation 61.
- the second central joint 41 reference is made to the above statements on the first central joint 9, which also apply in an analogous manner to the second central joint 41.
- the non-driven axle 37 can also comprise an axle suspension device 44 (not shown in Fig.10) for spring-loaded attachment to the chassis 11 of the transport vehicle 2 and/or a (not shown in Fig.10) Axle damping device 45 for damped attachment to the chassis 11 of the transport vehicle 2.
- axle suspension device 44 not shown in Fig.10
- Axle damping device 45 for damped attachment to the chassis 11 of the transport vehicle 2.
- the non-driven axle 37 could also be designed as a rigid axle or a swing axle.
- the non-driven axle 37 can optionally also have a service brake 19, e.g. in the form of one or more disc brakes.
- the service brake 19 can be actuated via the control unit 8 of the drive system 1, which can e.g. be part of the drive axle 3.
- the service brake 19 reference is also made to the above statements on the drive axle 3, which also apply analogously to the non-driven axle 37.
- a driverless transport vehicle 2 with a drive system 1 of a further embodiment is shown in a top view.
- the drive system 1 comprises three drive axles 3a, 3b, 3c, each of which comprises at least one first axis of rotation 10a, 10b, 10c.
- the drive axles 3a-3c can in turn be designed according to one of the embodiments described.
- a non-driven axle 37 could also be provided instead of a drive axle 3a-3c.
- An additional non-driven axle 37 would of course also be conceivable.
- the non-driven axle 37 could in turn be designed to be steerable or non-steerable.
- a collision damper 23 is arranged on the frontmost drive axle 3a in the direction of travel, which is aligned in the direction of travel, and a collision damper 23 is arranged on the rearmost drive axle 3c in the direction of travel, which is aligned against the direction of travel. It can be seen from this that the drive system 1 according to the invention can be adapted very flexibly to predetermined boundary conditions of the transport vehicle 2, wherein a desired number of drive axles 3 and, if necessary, a desired number of non-driven axles 37 can be combined.
- Fig. 12 and Fig. 13 show two exemplary operating modes that can be implemented with a driverless transport vehicle 2 with two essentially identical drive axles 3a, 3b.
- the transport vehicles 2 are each shown in a top view.
- the steering angle aa of the first drive axle 3a and the steering angle ab of the second drive axle 3b are set in opposite directions by the control unit 8 of the drive system 1 (or possibly by the separate control units 8a, 8b of the drive axles 3a, 3b) by controlling the respective drive units 6a, 7a; 6b, 7b so that the first wheel unit 4a of the first drive axle 3a and the first wheel unit 4b of the second drive axle 3b roll on the same first curve 55 and the second wheel unit 5a of the first drive axle 3a and the second wheel unit 5b of the second drive axle 3b roll on the same second curve 56.
- the example shows a left turn as an example, but of course the operating mode can also be carried out for a right turn.
- the transport vehicle 2 is moved straight ahead, with a direction of travel of the transport vehicle 2 and a longitudinal axis of the chassis 11 of the transport vehicle 2 being aligned at an angle to one another.
- the two drive axles 3a, 3b are aligned parallel to one another here, but are offset from one another in the axial direction by a lateral offset 67.
- the operating mode is also referred to as so-called "crab steering". This can be advantageous in agricultural use, for example, in order to reduce soil compaction, since the wheel units 4b, 5b of the rear drive axle 3b do not travel in the same track as the wheel units 4a, 5a of the front drive axle 3a. In addition, better maneuverability is achieved.
- the operating mode shown can in principle also be carried out with a steered but not driven rear axle.
- a lateral offset 67 can of course also be realized in an analogous manner when cornering according to Fig. 12. In this case, each wheel unit 4a, 5a or 4b, 5b would roll on its own curve.
- FIG. 14 shows two transport vehicles 2a, 2b, each with a drive axle 3a, 3b and a non-driven axle 37a, 37b in a top view.
- the drive axles 3a, 3b and the non-driven axles 37a, 37b each have a coupling device 48 for detachable coupling with a further drive axle 3 or with a further non-driven axle 37.
- the coupling devices 48 can be designed for positive coupling or non-positive coupling.
- the coupling devices 48 are preferably designed identically. In the embodiment shown, the coupling devices 48 have, by way of example only, drawbars that can be detachably connected in a suitable manner, similar to known vehicle trailers.
- the coupling devices 48 could also be designed differently.
- a permanent-magnetic coupling device 48 that automatically creates a magnetic coupling when another permanent-magnetic coupling device 48 approaches.
- an electromagnetic coupling device 48 that can be controlled by the control unit 8.
- the coupling with a permanent-magnetic electromagnetic coupling device 48 could be carried out selectively by the control unit 8.
- the coupling device 48 could also be designed in the manner of a, preferably automatic, central buffer coupling, as is known from railways.
- FIG. 14 several transport vehicles 2 can be mechanically coupled to one another by means of the coupling devices 48 in order to form a train.
- the train is moved along a curve.
- the coupled state for example, only the front transport vehicle 2a could be driven and the rear transport vehicle 2b can be pulled without the drive being activated.
- the coupling can be carried out manually by a user, for example, or it can be carried out automatically, for example by a relative speed between two transport vehicles or, if necessary, by control via the control unit 8.
- the release can also be carried out manually or, if necessary, automatically; for example, the coupling device 48 could comprise an electrically controllable locking device that can be controlled by the control unit 8.
- two or more transport vehicles 2 can also be coupled via a virtual coupling.
- the drive units 6, 7 of the drive axles 3 of the transport vehicles 2 are controlled by the respective control unit 8 so that the transport vehicles 2 are moved directly one behind the other in one go.
- the distance control can be achieved, for example, via the contacting devices 28.
- Fig. 14 also shows a curve center point 47 of the curve along which the train is moved.
- the curve center point 47 does not have to be physically present, of course, but can be a virtual point.
- the curve center point 47 can be specified to the control unit 8 of the drive systems 1 of the two transport vehicles 2 and the control units 8 can use this to determine the target value a_target for the steering angle a of the drive axles 3a, 3b.
- the curve center point 47 can be specified, for example, as a distance from the first axis of rotation 10a, 10b or as coordinates of a fixed coordinate system.
- the curve center point 47 could also be transmitted to the control units 8 in the form of GPS data, for example via the wireless data interface 46 described with reference to Fig. 1 and Fig. 2.
- Fig. 15 shows a transport vehicle 2 with a drive system 1 with two drive axles 3a, 3b in plan view.
- the transport vehicle 2 is moved along a curve with a curve center point 47.
- the control unit 8 (not shown) can be specified the axle distance 36 between the first axes of rotation 10a, 10b of the two drive axles 3a, 3b, the track width 53a between the wheel units 4a, 5a of the first drive axle 3a, the track width 53b between the wheel units 4b, 5b of the second drive axle 3b, the effective diameters 54a of the wheel units 4a, 5a of the first drive axle 3a and the effective diameters 54b of the wheel units 4b, 5b of the second drive axle 3b.
- the control unit 8 can determine the control variables SI, S2 for the drive units 6a, 7a of the first drive axle 3a and the control variables SI, S2 for the drive units 6b, 7b of the second drive axle 3b, so that the first wheel units 4a, 4b roll along the same first curve 55 and the second wheel units 5a, 5b roll along the same second curve 56.
- control unit 8 can optionally additionally be given a correction factor by which the offset can be adjusted.
- a further advantageous embodiment of a transport vehicle 2 is shown in plan view.
- the transport vehicle 2 has a second guide device 49 for lateral guidance of the transport vehicle 2.
- the second guide device 49 is fixed to the vehicle and therefore cannot be moved with the drive axle 3.
- the second guide device 49 comprises a number of second sliding elements 51, each of which is designed to interact with a stationary second guide rail 52.
- the second sliding elements 51 can in turn be made of a suitable plastic with the best possible sliding properties.
- Rolling bodies (not shown) arranged one behind the other in the longitudinal direction can also be provided on the second guide rail 52, which interact with the second sliding elements 51.
- the transport vehicle 2 is here accommodated in the transverse direction between the two second guide rails 52 and is limited by them. This essentially enables forced guidance of the transport vehicle 2 to be implemented, for example during a loading or unloading process.
- the second sliding elements 51 can be attached, for example, to a frame or a base plate of the chassis 11 of the transport vehicle 2.
- a second sliding element 51 with a rounded sliding surface is arranged on each side.
- the second sliding elements 51 could also have a different shape.
- more than one second sliding element 51 could of course be provided per side.
- the second guide device 49 comprises a number of second rolling bodies 50, each of which is designed to interact with a stationary second guide rail 52.
- a guide surface can be provided on the second guide rail 52, on which the second rolling bodies 50 can roll.
- the second rolling bodies 50 can, for example, be rotatably mounted on the frame or on the base plate of the chassis 11 of the transport vehicle 2.
- four second rolling bodies 50 are arranged on each side, each of which can rotate about a substantially vertical axis of rotation.
- the second rolling bodies 50 could also have a different shape and/or a differently oriented axis of rotation.
- spherical second rolling bodies 50 could be used.
- Transport vehicle 32 First guide rail
- Second wheel unit 35 distance sensor
- Second drive unit 37 Non-driven axle
- Control unit 38 Third wheel unit
- Steering angle determination device 42 Third axis of rotation 43 mechanical coupling device
- shock absorber 53 track width
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Abstract
Description
ANTRIEBSSYSTEM FÜR EIN FAHRERLQSES TRANS PQRTFAHRZEUG DRIVE SYSTEM FOR A DRIVER-LOADED TRANSPORT VEHICLE
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein fahrerloses Transportfahrzeug, wobei das Antriebssystem zumindest eine Antriebsachse mit einer ersten Rad-einheit und mit einer in Achsrichtung der Antriebsachse gegenüberliegenden zweiten Radeinheit umfasst, wobei die zumindest eine Antriebsachse eine erste elektrische Antriebseinheit zum Antrieb der ersten Radeinheit und eine zweite elektrische Antriebseinheit zum Antrieb der zweiten Radeinheit umfasst, dass das Antriebssystem zumindest eine Steuerungseinheit zur Steuerung der ersten Antriebseinheit und zur Steuerung der zweiten Antriebseinheit umfasst, dass die zumindest eine Antriebsachse eine zentral zwischen den beiden Radeinheiten liegende erste Drehachse umfasst, wobei die zumindest eine Antriebsachse so an einem Chassis des Transportfahrzeugs befestigbar ist, dass die erste Dreh-achse vertikal ausgerichtet ist und die Antriebsachse relativ zum Chassis in einem Lenkwinkel um die erste Drehachse auslenkbar ist, dass das Antriebssystem eine Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung eines Istwerts des Lenk- Winkels der zumindest einen Antriebsachse umfasst und dass die zumindest ei-ne Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, den Istwert des Lenkwinkels und einen vorgegebenen Sollwert für den Lenkwinkel zur Ermittlung einer ersten Stell-größe für die erste Antriebseinheit und einer zweiten Stellgröße für die zweite Antriebseinheit zu verwenden und die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit mit den ermittelten Stellgrößen anzusteuern, sodass der Lenkwinkel auf den vorgegebenen Sollwert einstellbar ist. Die Erfindung betrifft zudem ein fahrerloses Transportfahrzeug mit einem solchen Antriebssystem sowie eine Verwendung des fahrerlosen Transportfahrzeugs. The invention relates to a drive system for a driverless transport vehicle, wherein the drive system comprises at least one drive axle with a first wheel unit and with a second wheel unit opposite the drive axle in the axial direction, wherein the at least one drive axle comprises a first electric drive unit for driving the first wheel unit and a second electric drive unit for driving the second wheel unit, that the drive system comprises at least one control unit for controlling the first drive unit and for controlling the second drive unit, that the at least one drive axle comprises a first axis of rotation located centrally between the two wheel units, wherein the at least one drive axle can be fastened to a chassis of the transport vehicle in such a way that the first axis of rotation is aligned vertically and the drive axle can be deflected relative to the chassis at a steering angle about the first axis of rotation, that the drive system comprises a steering angle determination device for determining an actual value of the steering angle of the at least one drive axle and that the at least one control unit is designed to use the actual value of the steering angle and a predetermined target value for the steering angle to determine a first manipulated variable for the first drive unit and a second control variable for the second drive unit and to control the first drive unit and the second drive unit with the determined control variables so that the steering angle can be set to the predetermined target value. The invention also relates to a driverless transport vehicle with such a drive system and a use of the driverless transport vehicle.
Fahrerlose Transportfahrzeuge (englisch Automated Guided Vehicles „AGV“) sind flurge- bundene Fördermittel mit eigenem Fahrantrieb, die automatisch gesteuert und in der Regel berührungslos geführt werden. Fahrerlose Transportfahrzeuge dienen oftmals dem Materialtransport und werden beispielsweise verwendet, um antriebslose Lastaufnahmemitteln, auf welchen das zu transportierende Transportgut angeordnet ist, zu ziehen, ähnlich einem Anhängerbetrieb. Auch das direkte Tragen von Fördergut mit einem fahrerlosen Transportfahrzeug ist natürlich möglich. Automated Guided Vehicles (AGVs) are floor-mounted conveyors with their own drive, which are automatically controlled and usually guided without contact. Automated Guided Vehicles are often used to transport materials and are used, for example, to pull unpowered load-handling devices on which the goods to be transported are arranged, similar to a trailer operation. It is of course also possible to carry goods directly with an automated guided vehicle.
Fahrerlose Transportfahrzeuge werden oftmals für den innerbetrieblichen Materialtransport verwendet, in der Regel in Gebäuden. Beispielsweise kommen fahrerlose Transportfahrzeuge im Rahmen von Herstellungsprozessen zum Einsatz, um bestimmte Waren, Komponenten oder Werkzeuge zwischen Prozessstationen zu transportieren. Auch in der Logistik, beispielsweise in automatisierten Hochregallagem, kommen vermehrt fahrerlose Transportfahrzeuge zum Einsatz, um z.B. Pakete oder Behälter zwischen verschiedenen Orten zu transportieren. Zunehmend werden fahrerlose Transportfahrzeuge aber auch in anderen Gebieten eingesetzt, beispielsweise in der Landwirtschaft oder für den Personentransport. Automated guided vehicles are often used for internal material transport, usually in buildings. For example, automated guided vehicles are used in manufacturing processes to transport certain goods, components or to transport tools between process stations. Driverless transport vehicles are also increasingly being used in logistics, for example in automated high-bay warehouses, to transport packages or containers between different locations. Driverless transport vehicles are also increasingly being used in other areas, for example in agriculture or for passenger transport.
Die Antriebssysteme von bekannten fahrerlosen Transportfahrzeugen weisen üblicherweise einen oder mehrere Elektromotoren für den Fahrantrieb auf. Die Antriebskraft wird dabei in der Regel über Antriebsräder auf den Boden übertragen. Bei der Lenkung werden oftmals Lenksysteme mit geometrischem Lenkeinschlag verwendet, bei welchen die gelenkten Räder über geeignete Radaufhängungen mit dem Fahrzeug verbunden sind. Jedes Rad kann separat gelenkt werden oder die Räder einer Achse können gemeinsam gelenkt werden. Die nötigen Lenkkräfte werden in der Regel mittels zusätzlich zu den Antriebsmotoren vorgesehenen elektromechanischer Aktuatoren erzeugt und über ein geeignetes Lenkgestänge auf die gelenkten Räder übertragen, die ggf. auch Antriebsräder sein können. Lenksysteme mit geometrischem Lenkeinschlag sind relativ komplex aufgebaut und daher teuer in der Herstellung. The drive systems of known driverless transport vehicles usually have one or more electric motors for the drive. The drive force is usually transferred to the ground via drive wheels. Steering systems with geometric steering angle are often used, in which the steered wheels are connected to the vehicle via suitable wheel suspensions. Each wheel can be steered separately or the wheels on one axle can be steered together. The necessary steering forces are usually generated by electromechanical actuators provided in addition to the drive motors and transferred to the steered wheels, which can also be drive wheels, via a suitable steering linkage. Steering systems with geometric steering angle are relatively complex and therefore expensive to manufacture.
Daneben gibt es Lenksysteme ohne geometrischen Lenkeinschlag, die sogenannte Differentiallenkung. Hierbei erfolgt die Richtungsänderung des Fahrzeugs, ähnlich wie bei einem Kettenfahrzeug, durch unterschiedliche Drehzahlen der Antriebsräder. Die Räder sind hierbei über fixe Radaufhängungen mit dem Fahrzeug verbunden. Ein Lenkeinschlag der Räder erfolgt nicht. Diese Systeme sind zwar einfacher aufgebaut als Lenksysteme mit geometrischem Lenkeinschlag, jedoch ist die Flexibilität des Lenkvorgangs eingeschränkt. There are also steering systems without geometric steering angle, known as differential steering. Here, the direction of the vehicle changes, similar to a tracked vehicle, through different speeds of the drive wheels. The wheels are connected to the vehicle via fixed wheel suspensions. There is no steering angle of the wheels. Although these systems are simpler in design than steering systems with geometric steering angle, the flexibility of the steering process is limited.
US 2016/167706 Al offenbart ein selbstfahrendes Transportfahrzeug für Gepäckstücke, das zwei schwenkbaren Achsen umfasst, die an den äußeren Enden jeweils zwei mit Antriebsmotoren angetriebene Räder aufweisen. Das Transportfahrzeug weist eine Steuereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, die Antriebsmotoren zur Richtung sänderung des Fahrzeuges so zu steuern, dass zusätzlich zu dem Grundantriebsmoment auf die zugeordneten Räder ein gleichgroßes, aber gegenläufiges Lenkmoment aufgebracht wird. US 2016/167706 A1 discloses a self-propelled transport vehicle for luggage, which comprises two pivoting axles, each of which has two wheels driven by drive motors at the outer ends. The transport vehicle has a control unit which is designed to control the drive motors for changing the direction of the vehicle in such a way that, in addition to the basic drive torque, an equal but opposing steering torque is applied to the associated wheels.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Antriebssystem für ein fahrerloses Transportfahrzeug bereitzustellen, das einfach aufgebaut ist, und das einen möglichst flexiblen Lenkvorgang ermöglicht und das einen möglichst hohen Wirkungsgrad, ein möglichst hohes Drehmoment sowie ein möglichst geringes Gewicht aufweist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die erste elektrische Antriebseinheit und die zweite elektrische Antriebseinheit der zumindest einen Antriebsachse als Axialflussmotor ausgebildet sind. Ein Axialflussmotor benötigt wenig Bauraum in axialer Richtung, hat ein relativ geringes Gewicht sowie einen hohen Wirkungsgrad und kann ein relativ hohes Drehmoment zur Verfügung stellen. Ein herkömmlicher Elektromotor mit vergleichbarem Drehmoment ist beispielsweise ca. doppelt so schwer. Das erfindungsgemäße Antriebssystem ermöglicht in einfacher Weise zugleich einen Antrieb und eine Lenkung, ohne dass eine komplexe Lenkgeometrie wie im Stand der Technik erforderlich ist. Der gewünschte Lenkwinkel kann in einfacher Weise durch eine Differenzdrehzahl der elektrischen Antriebseinheiten eingestellt werden. Das Antriebssystem kann dadurch deutlich einfacher und damit kostengünstiger hergestellt werden, da nicht wie bisher üblich zusätzlich zu den Antriebseinheiten ein oder mehrere separate Lenk- Aktuatoren erforderlich sind. Da das Antriebssystem im Wesentlichen ein autarkes System und kann sehr einfach an bestehenden Transportfahrzeugen nachgerüstet werden. Gegenüber der reinen Differentiallenkung können komplexere Lenkvorgänge durchgeführt werden, beispielsweise der sogenannte „Hundegang“. The object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a drive system for a driverless transport vehicle which is of simple construction and which enables the most flexible steering process possible and which has the highest possible efficiency, the highest possible torque and the has a low weight. This object is achieved in that the first electric drive unit and the second electric drive unit of the at least one drive axle are designed as axial flux motors. An axial flux motor requires little installation space in the axial direction, is relatively light and highly efficient, and can provide a relatively high torque. A conventional electric motor with comparable torque, for example, is approximately twice as heavy. The drive system according to the invention enables both drive and steering in a simple manner, without the need for complex steering geometry as in the prior art. The desired steering angle can be set in a simple manner by a differential speed of the electric drive units. The drive system can therefore be manufactured much more simply and therefore more cost-effectively, since one or more separate steering actuators are not required in addition to the drive units, as was previously the case. Since the drive system is essentially a self-sufficient system, it can be very easily retrofitted to existing transport vehicles. Compared to pure differential steering, more complex steering processes can be carried out, for example the so-called "crab steering".
Es kann vorteilhaft sein, wenn die zumindest eine Antriebsachse zumindest eine zweite Drehachse umfasst, wobei die Antriebsachse so am Chassis des Transportfahrzeugs befestigbar ist, dass die zweite Drehachse parallel zu einer Fahrtrichtung der Antriebsachse ausgerichtet ist und wobei die Antriebsachse relativ zum Chassis in einem Schwenkwinkel um die zweite Drehachse auslenkbar ist. Dadurch können beispielsweise des Bodenunebenheiten besser ausgeglichen werden. It can be advantageous if the at least one drive axle comprises at least a second axis of rotation, wherein the drive axle can be fastened to the chassis of the transport vehicle in such a way that the second axis of rotation is aligned parallel to a direction of travel of the drive axle and wherein the drive axle can be deflected relative to the chassis at a pivot angle about the second axis of rotation. This allows, for example, uneven ground to be better compensated for.
Die zumindest eine Antriebsachse kann zumindest einen Teil eines ersten Zentralgelenks umfassen, das die erste Drehachse ausbildet, vorzugsweise zusätzlich die zweite Drehachse, wobei das erste Zentralgelenk vorzugsweise ein Drehgelenk, Kreuzgelenk oder Kugelgelenk umfasst. Dadurch kann eine einfache konstruktive Ausführungsform zur Realisierung der ersten und zweiten Drehachsen bereitgestellt werden. Es können jedoch auch separate Gelenke für die erste und die zweite Drehachse vorgesehen sein. The at least one drive axle can comprise at least part of a first central joint that forms the first axis of rotation, preferably additionally the second axis of rotation, wherein the first central joint preferably comprises a rotary joint, universal joint or ball joint. This makes it possible to provide a simple structural embodiment for realizing the first and second axes of rotation. However, separate joints can also be provided for the first and second axes of rotation.
Die zumindest eine Antriebsachse kann als Starrachse ausgebildet sein, wobei eine Radaufhängung der ersten Radeinheit und eine Radaufhängung der zweiten Radeinheit über einen starren Achskörper miteinander verbunden sind und wobei der starre Achskörper die erste Drehachse umfasst, insbesondere den zumindest einen Teil des ersten Zentralgelenks, und vorzugsweise zusätzlich die zweite Drehachse umfasst. Dadurch wird eine robuste, einfache und folglich kostengünstige Ausführungsform bereitgestellt. The at least one drive axle can be designed as a rigid axle, wherein a wheel suspension of the first wheel unit and a wheel suspension of the second wheel unit are connected to one another via a rigid axle body and wherein the rigid axle body supports the first rotation axis, in particular at least a part of the first central joint, and preferably additionally comprises the second rotation axis. This provides a robust, simple and consequently cost-effective embodiment.
Alternativ kann die zumindest eine Antriebsachse als Pendelachse ausgebildet sein, die einen Zentralachskörper aufweist, der die erste Drehachse umfasst, insbesondere den zumindest einen Teil des ersten Zentralgelenks, wobei eine Radaufhängung der ersten Radeinheiten oder ein mit der Radaufhängung der ersten Radeinheiten verbundener erster Radachskörper über ein erstes Pendelgelenk mit dem Zentralachskörper verbunden ist und eine Radaufhängung der zweiten Radeinheiten oder ein mit der Radaufhängung der zweiten Radeinheiten verbundener zweiter Radachskörper über ein zweites Pendelgelenk mit dem Zentralachskörper verbunden ist, wobei das erste Pendelgelenk und das zweite Pendelgelenk jeweils eine parallel zu einer Fahrtrichtung der jeweiligen Radeinheit ausgerichtete Schwenkachse aufweisen. Alternatively, the at least one drive axle can be designed as a pendulum axle having a central axle body that includes the first axis of rotation, in particular the at least part of the first central joint, wherein a wheel suspension of the first wheel units or a first wheel axle body connected to the wheel suspension of the first wheel units is connected to the central axle body via a first pendulum joint and a wheel suspension of the second wheel units or a second wheel axle body connected to the wheel suspension of the second wheel units is connected to the central axle body via a second pendulum joint, wherein the first pendulum joint and the second pendulum joint each have a pivot axis aligned parallel to a direction of travel of the respective wheel unit.
Dadurch kann eine vorteilhafte Einzelradaufhängung bereitgestellt werden. This allows an advantageous independent suspension to be provided.
Die Radeinheiten der zumindest einen Antriebsachse können jeweils einen Radantrieb mit zumindest einem Antriebsrad zur Übertragung einer Antriebskraft auf den Boden umfassen. Alternativ können die Radeinheiten der zumindest einen Antriebsachse jeweils einen Raupenantrieb mit zumindest einer Antriebsraupe oder eine Kettenantrieb mit zumindest einer Antriebskette zur Übertragung einer Antriebskraft auf den Boden umfassen. Dadurch kann je nach Anwendungsgebiet eine vorteilhafte Kraftübertragung auf den Boden ermöglicht werden. Während auf glatten Böden beispielsweise ein Radantrieb vorteilhaft sein kann, kann ein Raupenantrieb bzw. Kettenantrieb im Gelänge vorteilhaft sein, da dieser eine höhere Traktion aufweist. The wheel units of the at least one drive axle can each comprise a wheel drive with at least one drive wheel for transmitting a driving force to the ground. Alternatively, the wheel units of the at least one drive axle can each comprise a crawler drive with at least one drive crawler or a chain drive with at least one drive chain for transmitting a driving force to the ground. This can enable advantageous power transmission to the ground depending on the area of application. While a wheel drive can be advantageous on smooth ground, for example, a crawler drive or chain drive can be advantageous on off-road surfaces, as this has greater traction.
Das Antriebssystem kann auch einen elektrischen Energiespeicher und/oder einen Stromabnehmer zur Energieversorgung der elektrischen Antriebseinheiten, der zumindest einen Antriebsachse und/oder der zumindest einen Steuerungseinheit und/oder der Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung umfassen. Durch einen Energiespeicher kann ein autarker Betrieb ohne externe Energieversorgung ermöglicht werden. Der elektrische Energiespeicher kann z.B. eine Batterie und/oder einen Superkondensator umfassen. Ein Stromabnehmer ermöglicht eine externe Energieversorgung ohne, dass ein Energiespeicher erforderlich ist, was z.B. bei kleinem Bauraum vorteilhaft sein kann. Auch eine Kombination von Energiespeicher und Stromabnehmer kann vorgesehen sein. Dadurch kann z.B. der Energiespeicher über den Stromabnehmer geladen werden. Der Stromabnehmer kann beispielsweise als Schleifkontakt ausgebildet sein oder alternativ als induktiver Stromabnehmer zur berührungslosen Energieübertragung. The drive system can also comprise an electrical energy storage device and/or a current collector for supplying energy to the electrical drive units, the at least one drive axle and/or the at least one control unit and/or the steering angle determination device. An energy storage device can enable autonomous operation without an external energy supply. The electrical energy storage device can comprise, for example, a battery and/or a supercapacitor. A current collector enables an external energy supply without the need for an energy storage device, which can be advantageous, for example, in small installation spaces. A combination of energy storage device and current collector can also be provided. This means that, for example, the energy storage device can be connected to the Current collectors can be used to charge the battery. The current collector can be designed as a sliding contact or alternatively as an inductive current collector for contactless energy transfer.
Die Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung kann beispielsweise einen Drehwinkelsensor umfassen, vorzugsweise einen photoelektrischen Inkrementalgeber, einen magnetischen Inkrementalgeber oder einen Inkrementalgeber mit Schleifkontakten. Die Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung kann aber einen anderen geeigneten Sensor zur Erfassung einer für den Lenkwinkel repräsentativen Messgröße aufweisen. Der Lenkwinkel könnte dann von der Steuerungseinheit aus der entsprechenden Messgröße ermittelt werden. The steering angle determination device can, for example, comprise a rotation angle sensor, preferably a photoelectric incremental encoder, a magnetic incremental encoder or an incremental encoder with sliding contacts. The steering angle determination device can, however, have another suitable sensor for detecting a measurement variable representative of the steering angle. The steering angle could then be determined by the control unit from the corresponding measurement variable.
In einer einfachen Ausführungsform können die Radeinheiten der zumindest einen Antriebsachse durch einen Direktantrieb von der jeweiligen elektrischen Antriebseinheit angetrieben sein. Der Direktantrieb ermöglicht gegenüber bekannten Antrieben, welche ein Getriebe zwischen Antrieb und Rädern aufweisen, eine verbesserte Regelbarkeit und dadurch eine höhere Genauigkeit der Einstellung des Lenkwinkels sowie schnellere Reaktion auf eine Veränderung des Sollwertes des Lenkwinkels. Auch eine raschere Umsetzung von Beschleunigung sbefehlen ist dadurch möglich, da keine bzw. geringere mechanische Verluste in der Kraftübertragung vorliegen. Zudem kann aufgrund des fehlenden Getriebes eine kompaktere Bauweise des Antriebssystems erreicht werden, wodurch das Antriebssystem insbesondere bei relativ kleinen Fahrzeugen angewendet werden kann. Alternativ können die Radeinheiten über ein Getriebe von der jeweiligen elektrischen Antriebseinheit angetrieben sein. Dadurch kann je nach Anwendung ein vorteilhaftes Übersetzungsverhältnis bereitgestellt werden. In a simple embodiment, the wheel units of at least one drive axle can be driven by a direct drive from the respective electric drive unit. Compared to known drives that have a gear between the drive and the wheels, the direct drive enables improved controllability and thus greater accuracy in setting the steering angle and a faster response to a change in the target value of the steering angle. This also enables acceleration commands to be implemented more quickly, since there are no or lower mechanical losses in the power transmission. In addition, the lack of a gear means that the drive system can be designed more compactly, meaning that the drive system can be used in relatively small vehicles in particular. Alternatively, the wheel units can be driven by the respective electric drive unit via a gear. This means that an advantageous gear ratio can be provided depending on the application.
Vorzugsweise ist zumindest eine der elektrischen Antriebseinheiten der zumindest einen Antriebsachse zur Energierückgewinnung ausgebildet. Dadurch kann in vorteilhafter Weise Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt werden. Preferably, at least one of the electric drive units of the at least one drive axle is designed for energy recovery. This advantageously allows braking energy to be converted into electrical energy.
Vorzugsweise umfasst die zumindest eine Antriebsachse eine Betriebsbremse, die von der zumindest einen Steuerungseinheit steuerbar ist, wobei die Betriebsbremse vorzugsweise zumindest für eine Radeinheit eine elektrische oder elektromechanische Scheibenbremse oder Trommelbremse umfasst. Die elektromechanische Scheibenbremse ist vorzugsweise als Festsattelbremse ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die zumindest eine Antriebsachse eine Parkbremse umfassen, wobei die Parkbremse vorzugsweise in zumindest einer der elektrischen Antriebseinheiten integriert ist. Dadurch kann ausreichend Bremsenergie bereitgestellt werden, was z.B. für den Transport schwerer Lasten und/oder auf einem Gefälle vorteilhaft ist. Eine Parkbremse verhindert ein unerwünschtes Bewegen der Antriebsachse bzw. des Transportfahrzeugs. Preferably, the at least one drive axle comprises a service brake that can be controlled by the at least one control unit, wherein the service brake preferably comprises an electric or electromechanical disc brake or drum brake for at least one wheel unit. The electromechanical disc brake is preferably designed as a fixed calliper brake. Alternatively or additionally, the at least one drive axle can comprise a parking brake, wherein the parking brake is preferably integrated in at least one of the electric drive units. This allows sufficient braking energy which is advantageous, for example, for transporting heavy loads and/or on a slope. A parking brake prevents unwanted movement of the drive axle or the transport vehicle.
Die zumindest eine Antriebsachse kann als Portalachse ausgebildet sein, wobei Drehachsen der elektrischen Antriebseinheiten in vertikaler Richtung von Raddrehachsen der Radeinheiten beabstandet sind. Dadurch kann in vorteilhafter Weise entweder ein Hochflurfahrzeug oder ein Niederflurfahrzeug realisiert werden. The at least one drive axle can be designed as a portal axle, with rotation axes of the electric drive units being spaced apart in the vertical direction from wheel rotation axes of the wheel units. This advantageously makes it possible to realize either a high-floor vehicle or a low-floor vehicle.
Vorzugsweise umfasst die zumindest eine Antriebsachse zumindest einen Auffahrdämpfer, wobei vorzugsweise zumindest ein Auffahrdämpfer in Fahrtrichtung gerichtet ist und/oder zumindest ein Auffahrdämpfer entgegen der Fahrtrichtung gerichtet ist. Dadurch kann ein Aufprall eines anderen Fahrzeugs oder ein Aufprall auf ein Hindernis gedämpft werden, wodurch das Transportfahrzeug und ggf. auch die Last vor Beschädigung geschützt werden können. Preferably, the at least one drive axle comprises at least one impact damper, wherein preferably at least one impact damper is directed in the direction of travel and/or at least one impact damper is directed against the direction of travel. This allows an impact from another vehicle or an impact on an obstacle to be dampened, whereby the transport vehicle and possibly also the load can be protected from damage.
Der Auffahrdämpfer kann auch eine Kontaktierungseinrichtung umfassen, die mit der zumindest einen Steuerungseinheit elektrisch verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, einen bei Kontakt mit einer Kontaktierungseinrichtung einer weiteren Antriebsachse ein Kontaktsignal an die Steuerungseinheit zu übermitteln. Dadurch kann in einfacher weise ein Kontakt mit einem anderen Fahrzeug erkannt werden und eine entsprechende Aktion gesetzt werden, z.B. eine Beschleunigung oder eine Bremsung. The impact damper can also comprise a contact device that is electrically connected to the at least one control unit and that is designed to transmit a contact signal to the control unit upon contact with a contact device of another drive axle. This makes it easy to detect contact with another vehicle and to take a corresponding action, e.g. acceleration or braking.
Die zumindest eine Antriebsachse kann auch eine erste Führungseinrichtung zur seitlichen Führung der Antriebsachse umfassen, wobei die erste Führungseinrichtung vorzugsweise zumindest im Bereich einer Radeinheit eine Anzahl von ersten Rollkörpern und/oder eine Anzahl von ersten Gleitelementen umfasst, die dazu ausgebildet sind mit einer ortsfesten ersten Führungsschiene zu sammenzu wirken. Dadurch kann die Antriebsachse durch eine externe Führung geführt werden, was beispielsweise die Positionierung während eines Belade- oder Entladevorgangs erleichtert. The at least one drive axle can also comprise a first guide device for laterally guiding the drive axle, wherein the first guide device preferably comprises, at least in the region of a wheel unit, a number of first rolling bodies and/or a number of first sliding elements which are designed to interact with a stationary first guide rail. The drive axle can thus be guided by an external guide, which, for example, facilitates positioning during a loading or unloading process.
Es kann vorteilhaft sein, wenn eine Außenkontur der ersten Führungseinrichtung in einer radialen Richtung bezüglich der ersten Drehachse in einem Führungsabstand von der ersten Drehachse beabstandet ist, der zumindest einem Wenderadius der Antriebsachse entspricht. It may be advantageous if an outer contour of the first guide device is spaced apart from the first axis of rotation in a radial direction with respect to the first axis of rotation at a guide distance which corresponds at least to a turning radius of the drive axis.
Dadurch wird gewährleistet, dass zuerst die erste Führungseinrichtung kontaktiert wird und es zu keinem Kontakt mit der Radeinheit kommt. Es kann vorteilhaft sein, wenn die zumindest eine Antriebsachse zumindest einen Abstandssensor umfasst und dass die zumindest eine Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal des zumindest einen Abstandssensors zur Steuerung der elektrischen Antriebseinheiten der zumindest einen Antriebsachse und/oder zur Steuerung der Betriebsbremse zu verwenden. Vorzugsweise ist zumindest ein Abstandssensor in Fahrtrichtung gerichtet ist und/oder zumindest ein Abstandssensor entgegen der Fahrtrichtung gerichtet. Dadurch können z.B. Hindernisse erkannt werden und ein Bremsvorgang oder ggf. ein Eenkmanöver eingeleitet werden. Auch ein gewünschter Abstand zu einem weiteren Transportfahrzeug, z.B. ein festgelegter Minimalabstand, kann dadurch realisiert werden. This ensures that the first guide device is contacted first and there is no contact with the wheel unit. It can be advantageous if the at least one drive axle comprises at least one distance sensor and that the at least one control unit is designed to use a sensor signal from the at least one distance sensor to control the electric drive units of the at least one drive axle and/or to control the service brake. Preferably, at least one distance sensor is directed in the direction of travel and/or at least one distance sensor is directed against the direction of travel. This makes it possible, for example, to detect obstacles and initiate a braking process or, if necessary, a steering maneuver. A desired distance from another transport vehicle, e.g. a specified minimum distance, can also be achieved in this way.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Antriebssystem mehrere Antriebsachsen, die so am Chassis des Transportfahrzeugs befestigbar sind, dass die ersten Drehachsen in einer Längsrichtung des Transportfahrzeugs in einem festgelegten ersten Achsabstand voneinander beabstandet sind. Die zumindest eine Steuerungseinheit kann zur Steuerung der elektrischen Antriebseinheiten der mehreren Antriebsachsen ausgebildet sein oder jede der mehreren Antriebsachsen kann eine separate Steuerungseinheit zur Steuerung ihrer elektrischen Antriebseinheiten umfassen. Dadurch können mehrachsige Transportfahrzeuge mit gelenkten Antriebsachsen realisiert werden. According to an advantageous embodiment, the drive system comprises a plurality of drive axles that can be fastened to the chassis of the transport vehicle such that the first axes of rotation are spaced apart from one another in a longitudinal direction of the transport vehicle by a fixed first axle distance. The at least one control unit can be designed to control the electric drive units of the plurality of drive axles or each of the plurality of drive axles can comprise a separate control unit to control its electric drive units. This makes it possible to realize multi-axle transport vehicles with steered drive axles.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die zumindest eine Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, gleichzeitig zumindest eine der Antriebseinheiten der ersten Antriebsachse in einem Antriebsmodus zu betreiben, in dem die jeweilige elektrische Antriebseinheit ein Antriebsmoment auf die jeweilige Radeinheit , ausübt und zumindest eine der Antriebseinheiten der zweiten Antriebsachse in einem Bremsmodus zu betreiben, in dem die jeweilige elektrische Antriebseinheit ein Bremsmoment auf die jeweilige Radeinheit ausübt. Dadurch können sehr flexible Betriebsmodi ermöglicht werden, z.B. ein Antiblockiersystem oder ein elektronisches Stabilitätsprogramm. It can be advantageous if the at least one control unit is designed to simultaneously operate at least one of the drive units of the first drive axle in a drive mode in which the respective electric drive unit exerts a drive torque on the respective wheel unit, and to operate at least one of the drive units of the second drive axle in a braking mode in which the respective electric drive unit exerts a braking torque on the respective wheel unit. This enables very flexible operating modes, e.g. an anti-lock braking system or an electronic stability program.
Es kann vorteilhaft sein, wenn das Antriebssystem zumindest eine nicht angetriebene Achse mit einer dritten Radeinheit und einer in Achsrichtung der nicht angetriebenen Achse gegenüberliegenden vierten Radeinheit umfasst, wobei die zumindest eine nicht angetriebene Achse so am Chassis des Transportfahrzeugs befestigbar ist, dass sie in einer Längsrichtung des Transportfahrzeugs in einem festgelegten zweiten Achsabstand von der ersten Drehachse der zumindest einen Antriebsachse beabstandet ist. Dadurch kann ein Transportfahrzeug mit einer Antriebsachse und einer nicht angetriebenen und nicht gelenkten Achse bereitgestellt werden. It may be advantageous if the drive system comprises at least one non-driven axle with a third wheel unit and a fourth wheel unit located opposite the non-driven axle in the axial direction, wherein the at least one non-driven axle can be fastened to the chassis of the transport vehicle in such a way that it is located in a longitudinal direction of the transport vehicle at a fixed second axle distance from the first axis of rotation of the at least one drive axle. This makes it possible to provide a transport vehicle with a drive axle and a non-driven and non-steered axle.
Die zumindest eine nicht angetriebene Achse kann eine zentral zwischen den beiden Radeinheiten liegende vertikale dritte Drehachse umfassen und so am Chassis des Transportfahrzeugs befestigbar sein, dass sie relativ zum Chassis um die erste Drehachse drehbar ist und dass die zumindest eine nicht angetriebene Achse über eine mechanische Kopplungseinrichtung mit der zumindest einen Antriebsachse verbunden ist, die dazu ausgebildet ist, den Lenkwinkel von der zumindest einen Antriebsachse auf die zumindest eine nicht angetriebene Achse zu übertragen. Die zumindest eine nicht angetriebene Achse weist dabei vorzugsweise zumindest einen Teil eines zweiten Zentralgelenks auf, das die dritte Drehachse umfasst. Dadurch kann ein Transportfahrzeug mit einer Antriebsachse und einer nicht angetriebenen Achse mit Zwangslenkung bereitgestellt werden. Dies erlaubt flexiblere Lenkmanöver als eine fixe Achse. The at least one non-driven axle can comprise a vertical third axis of rotation located centrally between the two wheel units and can be fastened to the chassis of the transport vehicle in such a way that it can be rotated about the first axis of rotation relative to the chassis and that the at least one non-driven axle is connected to the at least one drive axle via a mechanical coupling device which is designed to transmit the steering angle from the at least one drive axle to the at least one non-driven axle. The at least one non-driven axle preferably has at least part of a second central joint which comprises the third axis of rotation. This makes it possible to provide a transport vehicle with a drive axle and a non-driven axle with forced steering. This allows more flexible steering maneuvers than a fixed axle.
Die zumindest eine Antriebsachse kann eine Achsfederungseinrichtung zur gefederten Befestigung am Chassis des Transportfahrzeugs umfassen und/oder eine Achsdämpfungseinrichtung zur gedämpften Befestigung am Chassis des Transportfahrzeugs umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die zumindest eine nicht angetriebene Achse eine Achsfederungseinrichtung zur gefederten Befestigung am Chassis des Transportfahrzeugs umfassen und/oder eine Achsdämpfungseinrichtung zur gedämpften Befestigung am Chassis des Transportfahrzeugs umfassen. Dies kann insbesondere im unwegsamen Gelände oder bei Bodenunebenheiten vorteilhaft sein, um das Transportgut vor Erschütterungen zu schützen. The at least one drive axle can comprise an axle suspension device for spring-loaded attachment to the chassis of the transport vehicle and/or an axle damping device for damped attachment to the chassis of the transport vehicle. Alternatively or additionally, the at least one non-driven axle can comprise an axle suspension device for spring-loaded attachment to the chassis of the transport vehicle and/or an axle damping device for damped attachment to the chassis of the transport vehicle. This can be particularly advantageous in rough terrain or on uneven ground in order to protect the goods being transported from vibrations.
Vorzugsweise umfasst die zumindest eine Steuerungseinheit des Antriebssystems eine vorzugsweise drahtlose Datenschnittstelle zur Übermittlung zumindest des Sollwerts für den Lenkwinkel. Vorzugsweise kann zusätzlich ein Sollwert für eine Fahrzeuggeschwindigkeit übermittelt werden. Dadurch können gewünschte Lenkmanöver drahtlos gesteuert werden, z.B. über WLAN, Bluetooth, Mobilfunk, usw. Preferably, the at least one control unit of the drive system comprises a preferably wireless data interface for transmitting at least the target value for the steering angle. Preferably, a target value for a vehicle speed can also be transmitted. This allows desired steering maneuvers to be controlled wirelessly, e.g. via WLAN, Bluetooth, mobile communications, etc.
Der zumindest einen Steuerungseinheit des Antriebssystems kann auch ein Kurvenmittelpunkt vorgegeben werden und die Steuerungseinheit kann dazu ausgebildet sein, den Sollwert für den Lenkwinkel der zumindest einen Antriebsachse aus dem vorgegebenen Kurvenmittelpunkt zu ermitteln. Der Kurvenmittelpunkt kann z.B. in Form von Koordinaten, z.B. als GPS- Signal, vorgegeben werden oder z.B. auch als Abstand von der ersten Drehachse. Die zumindest eine Antriebsachse kann eine formschlüssige oder kraftschlüssige Kuppeleinrichtung zum lösbaren Kuppeln mit einer weiteren Antriebsachse oder mit einer nicht angetriebenen Achse umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die die zumindest eine nicht angetriebene Antriebsachse eine formschlüssige oder kraftschlüssige Kuppeleinrichtung zum lösbaren Kuppeln mit einer weiteren Antriebsachse oder mit einer nicht angetriebenen Achse umfassen. Dadurch können mehrere Transportfahrzeuge über die Achsen gekoppelt werden, wodurch eine Zugfahrt aus mehreren Fahrzeugen möglich ist. Ein oder mehrere Fahrzeuge im Zug können dabei beispielsweise zumindest temporär antriebslos sein. A curve center point can also be specified for the at least one control unit of the drive system and the control unit can be designed to determine the target value for the steering angle of the at least one drive axle from the specified curve center point. The curve center point can be specified in the form of coordinates, e.g. as a GPS signal, or e.g. as a distance from the first axis of rotation. The at least one drive axle can comprise a positive or non-positive coupling device for detachable coupling with another drive axle or with a non-driven axle. Alternatively or additionally, the at least one non-driven drive axle can comprise a positive or non-positive coupling device for detachable coupling with another drive axle or with a non-driven axle. This allows several transport vehicles to be coupled via the axles, making it possible to travel in a train consisting of several vehicles. One or more vehicles in the train can, for example, be without drive, at least temporarily.
Das Antriebssystem wird vorzugsweise in einem fahrerlosen Transportfahrzeug verwendet, wobei das Antriebssystem an einem Chassis des Transportfahrzeugs befestigt ist. Das Chassis weist vorzugsweise einen Rahmen oder eine Grundplatte auf. The drive system is preferably used in a driverless transport vehicle, wherein the drive system is attached to a chassis of the transport vehicle. The chassis preferably has a frame or a base plate.
In einer einfachen Ausführungsform kann das Transportfahrzeug zusätzlich zur Antriebsachse des Antriebssystems zumindest ein Stützrad zur Kontaktierung des Bodens umfassen. In a simple embodiment, the transport vehicle can comprise at least one support wheel for contacting the ground in addition to the drive axle of the drive system.
Dadurch kann z.B. ein Dreirad bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Transportfahrzeug eine zweite Führungseinrichtung zur seitlichen Führung des Transportfahrzeugs umfassen, wobei die zweite Führungseinrichtung vorzugsweise eine Anzahl von zweiten Rollkörpern und/oder eine Anzahl von zweiten Gleitelementen umfasst, die dazu ausgebildet sind mit einer ortsfesten zweiten Führungsschiene zu sammenzu wirken. Die zweite Führung seinrichtung ist vorzugsweise am Chassis befestigt und kann somit nicht mit den gelenkten Achsen mitbewegt werden. This makes it possible to provide, for example, a tricycle. Alternatively or additionally, the transport vehicle can comprise a second guide device for laterally guiding the transport vehicle, wherein the second guide device preferably comprises a number of second rolling bodies and/or a number of second sliding elements which are designed to interact with a stationary second guide rail. The second guide device is preferably attached to the chassis and thus cannot be moved with the steered axles.
Gemäß eines bevorzugten Verfahrens wird der zumindest einen Steuerungseinheit der zumindest einen Antriebsachse des Antriebssystems des fahrerlosen Transportfahrzeugs ein Sollwert für den Eenkwinkel vorgegeben oder es wird ein Kurvenmittelpunkt vorgegeben und die Steuerungseinheit ermittelt den Sollwert für den Eenkwinkel anhand des Kurvenmittelpunkts, wobei von der Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung ein Istwerts des Lenkwinkels ermittelt wird und die Steuerungseinheit aus dem Istwert des Lenkwinkels und dem Sollwert für den Lenkwinkel die erste Stellgröße für die erste Antriebseinheit und die zweite Stellgröße für die zweite Antriebseinheit ermittelt und die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit mit den ermittelten Stellgrößen ansteuert, sodass der Lenkwinkel auf den vorgegebenen Sollwert eingestellt wird. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, dass der zumindest einen Steuerungseinheit der zumindest einen Antriebsachse des Antriebssystems ein Sollwert für eine Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben wird und dass die Steuerungseinheit den Sollwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Ermittlung der ersten Stellgröße für die erste Antriebseinheit und zur Ermittlung der zweiten Stellgröße für die zweite Antriebseinheit verwendet, sodass die Fahrzeuggeschwindigkeit auf den vorgegebenen Sollwert eingestellt wird. Ein Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit kann z.B. gemessen werden oder aus Drehzahlen der Antriebseinheiten ermittelt werden.According to a preferred method, a target value for the steering angle is specified for the at least one control unit of the at least one drive axle of the drive system of the driverless transport vehicle, or a curve center point is specified and the control unit determines the target value for the steering angle based on the curve center point, wherein an actual value of the steering angle is determined by the steering angle determination device and the control unit determines the first manipulated variable for the first drive unit and the second manipulated variable for the second drive unit from the actual value of the steering angle and the target value for the steering angle and controls the first drive unit and the second drive unit with the determined manipulated variables so that the steering angle is set to the specified target value. In addition, it can be advantageous that a target value for a vehicle speed is specified for the at least one control unit of the at least one drive axle of the drive system and that the control unit uses the target value for the vehicle speed to determine the first control variable for the first drive unit and to determine the second control variable for the second drive unit, so that the vehicle speed is set to the specified target value. An actual value of the vehicle speed can, for example, be measured or determined from the speeds of the drive units.
Dadurch kann der gewünschte Lenkwinkel bei einer gewünschten Geschwindigkeit eingestellt werden. This allows the desired steering angle to be set at a desired speed.
Der Steuerungseinheit können z.B. der Achsabstand zwischen den ersten Drehachsen der zumindest zwei Antriebsachsen, die Spurweiten der zumindest zwei Antriebsachsen und die effektive Durchmesser der ersten und zweiten Radeinheiten der zumindest zwei Antriebsachsen vorgegeben werden und die Steuerungseinheit kann daraus die Stellgrößen für die ersten und zweiten Radeinheiten der zumindest zwei Antriebsachsen ermittelt, sodass die ersten Radeinheiten entlang derselben ersten Kurve abrollen und die zweiten Radeinheiten entlang derselben zweiten Kurve abrollen. Auch ein seitlicher Versatz der beiden Achsen wäre möglich, z.B. durch Vorgabe eines gewünschten Korrekturwerts. For example, the control unit can be given the axle distance between the first axes of rotation of the at least two drive axles, the track widths of the at least two drive axles and the effective diameters of the first and second wheel units of the at least two drive axles, and the control unit can use this to determine the control variables for the first and second wheel units of the at least two drive axles, so that the first wheel units roll along the same first curve and the second wheel units roll along the same second curve. A lateral offset of the two axles would also be possible, e.g. by specifying a desired correction value.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. For a better understanding of the invention, it is explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: They show in a highly simplified, schematic representation:
Fig. 1 eine Antriebsachse des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer ersten beispielhaften Ausführungsform in einer Ansicht in Fahrtrichtung von hinten; Fig. 1 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a first exemplary embodiment in a view in the direction of travel from the rear;
Fig. 2 die Antriebsachse der ersten Ausführungsform in einer Draufsicht; Fig. 2 shows the drive shaft of the first embodiment in a plan view;
Fig. 3 eine Antriebsachse des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer zweiten beispielhaften Ausführungsform in Draufsicht; Fig. 3 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a second exemplary embodiment in plan view;
Fig. 4 die Antriebsachse der zweiten beispielhaften Ausführungsform in einer Seitenansicht; Fig. 5 eine Antriebsachse des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer dritten beispielhaften Ausführungsform in einer Ansicht in Fahrtrichtung von hinten; Fig. 4 shows the drive axle of the second exemplary embodiment in a side view; Fig. 5 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a third exemplary embodiment in a view in the direction of travel from the rear;
Fig. 6 eine Antriebsachse des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer vierten beispielhaften Ausführungsform in einer Ansicht in Fahrtrichtung von hinten; Fig. 6 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a fourth exemplary embodiment in a view in the direction of travel from the rear;
Fig. 7 die Antriebsachse der vierten Ausführungsform in einer Draufsicht; Fig. 7 shows the drive shaft of the fourth embodiment in a plan view;
Fig. 8 eine Antriebsachse des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer fünften beispielhaften Ausführungsform in einer Draufsicht; Fig. 8 shows a drive axle of the drive system according to the invention in a fifth exemplary embodiment in a plan view;
Fig. 9 ein fahrerloses Transportfahrzeug einer ersten beispielhaften Ausführungsform in einer Draufsicht; Fig. 9 shows a driverless transport vehicle of a first exemplary embodiment in a plan view;
Fig. 10 ein fahrerloses Transportfahrzeug einer zweiten beispielhaften Ausführungsform in einer Draufsicht; Fig. 10 shows a driverless transport vehicle of a second exemplary embodiment in a plan view;
Fig. 11 ein fahrerloses Transportfahrzeug einer dritten beispielhaften Ausführungsform in einer Draufsicht; Fig. 11 shows a driverless transport vehicle of a third exemplary embodiment in a plan view;
Fig. 12 einen beispielhaften ersten Betriebsmodus eines fahrerlosen Transportfahrzeugs; Fig. 12 shows an exemplary first operating mode of a driverless transport vehicle;
Fig. 13 einen beispielhaften zweiten Betriebsmodus eines fahrerlosen Transportfahrzeugs; Fig. 13 shows an exemplary second operating mode of a driverless transport vehicle;
Fig. 14 zwei gekuppelte fahrerlose Transportfahrzeuge einer beispielhaften Ausführungsform in einer Kurvenfahrt; Fig. 14 two coupled driverless transport vehicles of an exemplary embodiment in a curve;
Fig. 15 ein fahrerloses Transportfahrzeug einer beispielhaften Ausführungsform in einer Kurvenfahrt; Fig. 15 shows a driverless transport vehicle of an exemplary embodiment during cornering;
Fig. 16 ein fahrerloses Transportfahrzeug einer weiteren beispielhaften Ausführungsform in einer Draufsicht; Fig. 16 shows a driverless transport vehicle of another exemplary embodiment in a plan view;
Fig. 17 ein fahrerloses Transportfahrzeug einer weiteren beispielhaften Ausführungsform in einer Draufsicht. Fig. 17 shows a driverless transport vehicle of another exemplary embodiment in a plan view.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Sofern es nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, sind die verschiedenen Ausführungsformen beliebig kombinierbar. By way of introduction, it should be noted that in the various embodiments described, identical parts are provided with identical reference symbols or identical component designations. The disclosures contained in the entire description can be transferred analogously to the same parts with the same reference symbols or the same component designations. The position information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc., also refers to the figure directly described and shown, and these position information must be transferred analogously to the new position if the position changes. Unless expressly excluded, the various embodiments can be combined as desired.
In Fig.l und Fig.2 ist ein erfindungsgemäßes Antriebssystem 1 für ein fahrerloses Transportfahrzeug 2 in einer ersten beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Das Antriebssystem 1 umfasst eine Antriebsachse 3 mit einer ersten Radeinheit 4 und mit einer in Achsrichtung der Antriebsachse 3 gegenüberliegenden zweiten Radeinheit 5. Die Antriebsachse 3 kann an einem Chassis 11 des fahrerlosen Transportfahrzeugs 2 befestigt werden. Fig.l zeigt die Antriebsachse 3 in einer Ansicht in Fahrtrichtung von hinten und Fig.2 zeigt die Antriebsachse 3 in einer Draufsicht. Das gesamte Transportfahrzeug 2 ist der Einfachheit halber in Fig.l nicht dargestellt, lediglich das Chassis 11 ist gestrichelt angedeutet. Das Chassis 11 kann beispielsweise einen geeigneten Rahmen oder eine geeignete Grundplatte umfassen, wobei die Antriebsachse 3 vorzugsweise an einer dem Boden 15 zugewandten Unterseite der Grundplatte oder des Rahmens befestigt ist. Die konkrete Ausführungsform des Chassis 11 kann je nach Anwendung des Transportfahrzeugs 2 variieren. In Fig.l and Fig.2, a drive system 1 according to the invention for a driverless transport vehicle 2 is shown in a first exemplary embodiment. The drive system 1 comprises a drive axle 3 with a first wheel unit 4 and with a second wheel unit 5 opposite the drive axle 3 in the axial direction. The drive axle 3 can be attached to a chassis 11 of the driverless transport vehicle 2. Fig.l shows the drive axle 3 in a view in the direction of travel from the rear and Fig.2 shows the drive axle 3 in a top view. For the sake of simplicity, the entire transport vehicle 2 is not shown in Fig.l, only the chassis 11 is indicated by dashed lines. The chassis 11 can, for example, comprise a suitable frame or a suitable base plate, wherein the drive axle 3 is preferably attached to an underside of the base plate or frame facing the ground 15. The specific embodiment of the chassis 11 can vary depending on the application of the transport vehicle 2.
Das Antriebssystem 1 des Transportfahrzeugs 2 kann im einfachsten Fall beispielsweise auch lediglich eine einzige der nachfolgend noch näher beschriebenen Antriebsachse 3 umfassen. In diesem Fall kann das Antriebssystem 1 zusätzlich zumindest ein Stützrad oder eine Stützrolle zur Kontaktierung des Bodens 15 umfassen. Dadurch könnte z.B. grundsätzlich auch ein dreirädriges Transportfahrzeug 2 realisiert werden. Das Stützrad oder die Stützrolle können dabei beispielsweise drehbar am Chassis 11 freilaufend gelagert sein. Auch mehrere Stützrollen oder Stützräder wären natürlich möglich. In the simplest case, the drive system 1 of the transport vehicle 2 can, for example, also comprise just one of the drive axles 3 described in more detail below. In this case, the drive system 1 can additionally comprise at least one support wheel or one support roller for contacting the ground 15. This could, for example, in principle also make it possible to create a three-wheeled transport vehicle 2. The support wheel or the support roller can, for example, be mounted freely on the chassis 11 so that it can rotate. Several support rollers or support wheels would of course also be possible.
Im Rahmen der Erfindung weist die Antriebsachse 3 eine erste elektrische Antriebseinheit 6 zum Antrieb der ersten Radeinheit 4 auf und eine zweite elektrische Antriebseinheit 7 zum Antrieb der zweiten Radeinheit 5 auf. Die erste elektrische Antriebseinheit 6 und die zweite elektrische Antriebseinheit 7 sind jeweils als Axialflussmotor ausgebildet. Der Aufbau und die Funktion eines Axialflussmotors sind bekannt, weshalb an dieser Stelle keine detaillierte Beschreibung erfolgt. Axialflussmotoren haben gegenüber herkömmlichen Elektromotoren unter anderem den Vorteil, dass sie eine relativ geringe Baulänge in axialer Richtung aufweisen und dass sie ein vergleichsweise hohes maximales Drehmoment aufweisen. Within the scope of the invention, the drive axle 3 has a first electric drive unit 6 for driving the first wheel unit 4 and a second electric drive unit 7 for driving the second wheel unit 5. The first electric drive unit 6 and the second electric drive unit 7 are each designed as an axial flux motor. The structure and function of an axial flux motor are known, which is why no detailed description is given here. Description is given. Compared to conventional electric motors, axial flux motors have the advantage that they have a relatively short length in the axial direction and that they have a comparatively high maximum torque.
Das Antriebssystem 1 umfasst weiters zumindest eine Steuerungseinheit 8 zur Steuerung der ersten Antriebseinheit 6 und zur Steuerung der zweiten Antriebseinheit 7. Die Steuerungseinheit 8 kann eine geeignete Hardware und/oder Software aufweisen. Der Aufbau und die Funktion einer Steuerungseinheit 8 sind an sich bekannt, weshalb an dieser Stelle keine nähere Beschreibung erfolgt. The drive system 1 further comprises at least one control unit 8 for controlling the first drive unit 6 and for controlling the second drive unit 7. The control unit 8 can have suitable hardware and/or software. The structure and function of a control unit 8 are known per se, which is why no further description is given here.
Weiters umfasst die Antriebsachse 3 eine zentral zwischen den beiden Radeinheiten 4, 5 liegende erste Drehachse 10. Die Antriebsachse 3 kann so am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 befestigt werden, dass sie relativ zum Chassis 11 in einem Lenkwinkel a um die erste Drehachse 10 auslenkbar ist, wie in Fig.2 angedeutet ist. Die erste Drehachse 10 ist im montierten Zustand der Antriebsachse 3 vertikal ausgerichtet und entspricht somit einer Hochachse des Transportfahrzeugs 2. Der maximale Lenkwinkel a der Antriebsachse 3 kann beispielsweise durch den verfügbaren Bauraum begrenzt sein oder bewusst auf einen bestimmten maximalen Winkel begrenzt sein. Beispielsweise kann maximale Lenkwinkel a bis zu 45° betragen. Furthermore, the drive axle 3 comprises a first axis of rotation 10 located centrally between the two wheel units 4, 5. The drive axle 3 can be attached to the chassis 11 of the transport vehicle 2 in such a way that it can be deflected relative to the chassis 11 at a steering angle a about the first axis of rotation 10, as indicated in Fig. 2. The first axis of rotation 10 is aligned vertically in the assembled state of the drive axle 3 and thus corresponds to a vertical axis of the transport vehicle 2. The maximum steering angle a of the drive axle 3 can, for example, be limited by the available installation space or deliberately limited to a certain maximum angle. For example, the maximum steering angle a can be up to 45°.
Die zumindest eine Steuerungseinheit 8 kann an der Antriebsachse 3 angeordnet sein und somit bei der Auslenkung der Antriebsachse 3 mit der Antriebsachse 3 mit bewegt werden. Alternativ könnte die zumindest eine Steuerungseinheit 8 ggf. auch dazu ausgebildet sein, am Chassis 11 oder an einer anderen Stelle des Transportfahrzeugs 2 befestigt zu werden. In diesem Fall würde die Steuerungseinheit 8 bei einer Lenkbewegung nicht mit der Antriebsachse 3 mitbewegt werden. The at least one control unit 8 can be arranged on the drive axle 3 and thus be moved with the drive axle 3 when the drive axle 3 is deflected. Alternatively, the at least one control unit 8 could also be designed to be attached to the chassis 11 or to another location on the transport vehicle 2. In this case, the control unit 8 would not be moved with the drive axle 3 during a steering movement.
Die zumindest eine Steuerungseinheit 8 kann auch mehrere separate Steuerungseinheiten umfassen. Die separaten Steuerungseinheiten könnten autark sein oder sie können in geeigneter Weise miteinander kommunizieren. Beispielsweise könnte die Antriebsachse 3 eine übergeordnete Achs-Steuerungseinheit umfassen und je Antriebseinheit 6, 7 eine eigene Antriebseinheits-Steuerungseinheit aufweisen, die mit der Achs-Steuerungseinheit, beispielsweise über eine geeignete drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsverbindung, kommunizieren. Es könnte aber z.B. auch eine weitere, der Achs-Steuerungseinheit übergeordnete System- Steuerungseinheit für das gesamte Antriebssystem 1 vorgesehen sein, die in geeigneter Weise mit der Achs-Steuerungseinheit und/oder mit den Antriebseinheits-Steuerungseinheiten kommuniziert. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Antriebssystem 1 mehr als eine Antriebsachse 3 umfasst. The at least one control unit 8 can also comprise several separate control units. The separate control units could be autonomous or they can communicate with each other in a suitable manner. For example, the drive axle 3 could comprise a higher-level axle control unit and each drive unit 6, 7 could have its own drive unit control unit, which communicates with the axle control unit, for example via a suitable wireless or wired communication connection. However, for example, a further system control unit could also be provided for the entire drive system 1, which is higher than the axle control unit and which can communicate in a suitable manner. communicates with the axle control unit and/or with the drive unit control units. This can be particularly advantageous if the drive system 1 comprises more than one drive axle 3.
Das Antriebssystem 1 umfasst weiters eine Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 12 zur Ermittlung eines Istwerts a_ist des Lenkwinkels a der Antriebsachse 3. Die Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 12 ist in Fig.l angedeutet und kann beispielsweise einen oder mehrere geeignete Sensoren zur Erfassung eines Istwerts a_ist des Lenkwinkels a oder einer für den Istwerts a_ist des Lenkwinkels a repräsentativen Messgröße aufweisen. The drive system 1 further comprises a steering angle determination device 12 for determining an actual value a_ist of the steering angle a of the drive axle 3. The steering angle determination device 12 is indicated in Fig. 1 and can, for example, have one or more suitable sensors for detecting an actual value a_ist of the steering angle a or a measured variable representative of the actual value a_ist of the steering angle a.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 12 beispielsweise einen Drehwinkelsensor umfassen. Der Drehwinkelsensor kann z.B. als Inkrementalgeber ausgebildet sein, vorzugsweise als photoelektrischer Inkrementalgeber, magnetischer Inkrementalgeber oder Inkrementalgeber mit Schleifkontakten. Auch eine optische oder kapazitive Erfassung des Lenkwinkels a wäre denkbar. Die Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 12 könnte aber auch dazu ausgebildet sein, den Lenkwinkel a aus einer anderen Messgröße zu ermitteln, z.B. aus einem Weg. Die Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 12 könnte in diesem Fall einen Wegesensor umfassen. Es könnte auch in der Steuerungseinheit 8 eine Logik implementiert sein, die den Lenkwinkel a aus einer Messgröße eines Sensors ermittelt. In an advantageous embodiment, the steering angle determination device 12 can comprise, for example, a rotation angle sensor. The rotation angle sensor can be designed, for example, as an incremental encoder, preferably as a photoelectric incremental encoder, magnetic incremental encoder or incremental encoder with sliding contacts. Optical or capacitive detection of the steering angle a would also be conceivable. The steering angle determination device 12 could, however, also be designed to determine the steering angle a from another measured variable, e.g. from a path. The steering angle determination device 12 could in this case comprise a path sensor. A logic could also be implemented in the control unit 8 that determines the steering angle a from a measured variable of a sensor.
Im Rahmen der Erfindung ist die Steuerungseinheit 8 dazu ausgebildet, den von der Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 12 ermittelten Istwert a_ist des Lenkwinkels a und einen vorgegebenen Sollwert a_soll für den Lenkwinkel a zur Ermittlung einer ersten Stellgröße S 1 für die erste Antriebseinheit 6 und einer zweiten Stellgröße S2 für die zweite Antriebseinheit 7 zu verwenden. Die Steuerungseinheit 8 kann die erste Antriebseinheit 6 mit der ermittelten ersten Stellgröße S 1 und die zweite Antriebseinheit 7 mit der ermittelten zweiten Stellgröße S2 an- steuem, sodass der Lenkwinkel a auf den vorgegebenen Sollwert a_soll einstellbar ist. Within the scope of the invention, the control unit 8 is designed to use the actual value a_ist of the steering angle a determined by the steering angle determination device 12 and a predetermined target value a_soll for the steering angle a to determine a first manipulated variable S 1 for the first drive unit 6 and a second manipulated variable S2 for the second drive unit 7. The control unit 8 can control the first drive unit 6 with the determined first manipulated variable S 1 and the second drive unit 7 with the determined second manipulated variable S2, so that the steering angle a can be set to the predetermined target value a_soll.
Zur Ermittlung der Stellgrößen SI, S2 kann in der Steuerungseinheit 8 beispielsweise ein geeigneter Regler implementiert sein, z.B. ein bekannter PI-Regler, PID-Regler, usw. Der Regler kann vorzugsweise als Software implementiert sein. Der gewünschte vorgegebene Lenkwinkel a kann somit durch Ermittlung und Steuerung verschiedener Drehzahlen der ersten Antriebseinheit 6 und der zweiten Antriebseinheit 7 eingestellt werden. Die Stellgrößen Sl, S2 können beispielsweise ein Stromsignal oder Spannungssignal umfassen, das geeignet ist, um die entsprechende Drehzahl der Antriebseinheiten 6, 7 einzustellen. Die Stellgrößen Sl, S2 können beispielsweise jeweils ein PWM-Signal sein (PWM = Pulsweitenmodulation). To determine the control variables SI, S2, a suitable controller can be implemented in the control unit 8, for example, e.g. a known PI controller, PID controller, etc. The controller can preferably be implemented as software. The desired predetermined steering angle a can thus be set by determining and controlling different speeds of the first drive unit 6 and the second drive unit 7. The control variables Sl, S2 can, for example, comprise a current signal or voltage signal that is suitable to set the corresponding speed of the drive units 6, 7. The control variables Sl, S2 can each be a PWM signal (PWM = pulse width modulation).
Weiters kann die Steuerungseinheit 8 beispielsweise eine drahtlose Datenschnittstelle 46 zur Übermittlung des Sollwerts a _soll für den Lenkwinkel a umfassen. Die drahtlose Datenschnittstelle 46 ist in Fig.2 schematisch angedeutet. Die drahtlose Datenschnittstelle 46 kann z.B. eine Empfangseinheit für WLAN, Funk, Bluetooth, o.ä. umfassen. Der Sollwert a _soll für den Lenkwinkel a kann z.B. über ein externes Signal an die Steuerungseinheit 8 übermittelt werden wie z.B. ein RTK-Signal („real time kinematic“). Der Sollwert a _soll für den Lenkwinkel a kann auch durch eine manuelle (Fern-) Steuerung vorgegeben werden, z.B. mittels eines geeigneten Eingabegeräts wie z.B. einem Joystick o.ä. Furthermore, the control unit 8 can, for example, comprise a wireless data interface 46 for transmitting the target value a_soll for the steering angle a. The wireless data interface 46 is indicated schematically in Fig.2. The wireless data interface 46 can, for example, comprise a receiving unit for WLAN, radio, Bluetooth, or similar. The target value a_soll for the steering angle a can, for example, be transmitted to the control unit 8 via an external signal, such as an RTK signal (“real time kinematic”). The target value a_soll for the steering angle a can also be specified by a manual (remote) control, e.g. using a suitable input device such as a joystick or similar.
Alternativ oder zusätzlich zur drahtlosen Datenschnittstelle 46 kann die Steuerungseinheit 8 auch eine (nicht dargestellte) physische Datenschnittstelle zur kabelgebundenen Datenübertragung umfassen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, um ein Software- oder Firmware Update durchzuführen. Alternatively or in addition to the wireless data interface 46, the control unit 8 can also comprise a physical data interface (not shown) for wired data transmission. This can be advantageous, for example, to carry out a software or firmware update.
Der Sollwert a _soll für den Lenkwinkel a könnte aber z.B. auch aus einer Leiteinrichtung am Boden 15 ermittelt werden, über den ein, das Antriebssystem 1 umfassende, fahrerlose Transportfahrzeug 2 fährt. Derartige Leiteinrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und können beispielsweise Codes, wie z.B. Barcodes, Data-Matrix-Codes oder QR-Codes, ein aufgemaltes Punktraster, ein magnetisches Band oder eine Induktions schleife umfassen. The target value a_target for the steering angle a could, however, also be determined, for example, from a guidance device on the ground 15 over which a driverless transport vehicle 2 comprising the drive system 1 travels. Such guidance devices are known in the prior art and can, for example, comprise codes such as barcodes, data matrix codes or QR codes, a painted dot grid, a magnetic tape or an induction loop.
Je nach Technologie kann das Antriebssystem 1 eine geeignete Sensorik umfassen, um aus der jeweiligen Leiteinrichtungen den Sollwert a _soll für den Lenkwinkel a zu ermitteln. Beispielsweise könnten an der Antriebsachse 3 ein oder mehrere (nicht dargestellte) optische Sensoren, z.B. geeignete Kameras, zum Auslesen der Codes oder zur Identifikation des Punktrasters vorgesehen sein, die in geeigneter Weise mit der Steuerungseinheit 8 kommunizieren können. Auch ein GPS-Sensor zur globalen Positionsbestimmung wäre denkbar. Der Sollwert a _soll für den Lenkwinkel könnte hierbei von der Steuerungseinheit 8 aus einer vorgegebenen Soll-Position ermittelt werden. Depending on the technology, the drive system 1 can include suitable sensors to determine the target value a_soll for the steering angle a from the respective control devices. For example, one or more optical sensors (not shown), e.g. suitable cameras, could be provided on the drive axle 3 to read the codes or to identify the dot matrix, which can communicate with the control unit 8 in a suitable manner. A GPS sensor for global positioning would also be conceivable. The target value a_soll for the steering angle could be determined by the control unit 8 from a predetermined target position.
Neben dem Sollwert a _soll für den Lenkwinkel a kann beispielsweise auch zusätzlich ein Sollwert für eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Transportfahrzeugs 2 an die Steuerungseinheit 8 übermittelt werden. Die Steuerungseinheit 8 kann dann aus dem Sollwert a _soll für den Lenkwinkel a dem Sollwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit Stellgrößen SI, S2 für die Antrieb seinheiten 6, 7 berechnen und die die Antriebseinheiten 6, 7 damit ansteuern, um die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit und den gewünschten Lenkwinkel a einzustellen. Ein Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit kann ggf. mittels eines geeigneten (nicht dargestellten Sensors gemessen werden oder aus den Drehzahlen der Antriebseinheiten 6, 7 ermittelt werden. Ein geeigneter Sensor kann z.B. wiederum ein GPS-Sensor sein. Ein geeigneter Sensor könnte z.B. auch ein Drehzahl- oder Drehwinkelgeber zur Erfassung einer Drehzahl oder eines Drehwinkels der Radeinheiten 4, 5 oder Drehzahl oder eines Drehwinkels der Antriebseinheiten 6, 7 sein. Aus dem Drehzahlsignal oder dem Drehwinkelsignal kann die Steuerungseinheit 8 die Fahrzeuggeschwindigkeit ermitteln. In addition to the target value a_soll for the steering angle a, a target value for a vehicle speed of the transport vehicle 2 can also be transmitted to the control unit 8. The control unit 8 can then use the target value a_soll for the Steering angle a the setpoint for the vehicle speed calculates control variables SI, S2 for the drive units 6, 7 and controls the drive units 6, 7 with them in order to set the desired vehicle speed and the desired steering angle a. An actual value of the vehicle speed can, if necessary, be measured using a suitable sensor (not shown) or determined from the speeds of the drive units 6, 7. A suitable sensor can, for example, be a GPS sensor. A suitable sensor could also be, for example, a speed or angle of rotation sensor for detecting a speed or angle of rotation of the wheel units 4, 5 or a speed or angle of rotation of the drive units 6, 7. The control unit 8 can determine the vehicle speed from the speed signal or the angle of rotation signal.
Das Antriebssystem 1 kann vorzugsweise auch einen geeigneten elektrischen Energiespeicher 17 und/oder einen (nicht dargestellten) Stromabnehmer zur Energieversorgung der elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 der Antriebsachse 3, der Steuerungseinheit 8, der Lenkwinkel- Ermittlungseinrichtung 12 und ggf. weiterer elektrischer Verbraucher, z.B. der verfügbaren Sensorik, umfassen. Der Energiespeicher 17 kann beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie und/oder einen Superkondensator (sogenannter „Super-Cap“) umfassen. Das Antriebssystem 1 kann z.B. eine geeignete Ladebuchse zum Aufladen des Energiespeichers 17 aufweisen. Der Energiespeicher 17 könnte z.B. Teil der Antriebsachse 3 sein. Die Ladebuchse kann in diesem Fall z.B. direkt an der Antriebsachse 3 angeordnet sein. Es könnte aber auch ein zentraler Energiespeicher 17 für mehrere Antriebsachsen 3 vorgesehen sein. The drive system 1 can preferably also comprise a suitable electrical energy storage device 17 and/or a current collector (not shown) for supplying energy to the electrical drive units 6, 7 of the drive axle 3, the control unit 8, the steering angle detection device 12 and possibly other electrical consumers, e.g. the available sensors. The energy storage device 17 can, for example, comprise a rechargeable battery and/or a super capacitor (so-called “super cap”). The drive system 1 can, for example, have a suitable charging socket for charging the energy storage device 17. The energy storage device 17 could, for example, be part of the drive axle 3. In this case, the charging socket can, for example, be arranged directly on the drive axle 3. However, a central energy storage device 17 could also be provided for several drive axles 3.
Der Stromabnehmer ermöglicht eine externe Energieversorgung. Der Stromabnehmer kann beispielsweise an einer im Betrieb dem Boden 15 zugewandten Stelle der Antriebsachse 3 angeordnet sein und mit korrespondierenden Kontakten am Boden 15 Zusammenwirken. Der Stromabnehmer kann beispielsweise einen ersten Schleifkontakt umfassen, der mit einem korrespondierenden stationären zweiten Schleifkontakt zusammenwirkt. Alternativ kann der Stromabnehmer auch eine erste Induktionseinheit umfassen, die mit einer stationären zweiten Induktionseinheit zur induktiven, berührungslosen, Energieübertragung zusammenwirkt. Der Aufbau und die Funktion beider Technologien sind grundsätzlich bekannt, weshalb an dieser Stelle keine detaillierte Beschreibung erfolgt. The current collector enables an external energy supply. The current collector can, for example, be arranged at a point on the drive axle 3 facing the floor 15 during operation and interact with corresponding contacts on the floor 15. The current collector can, for example, comprise a first sliding contact that interacts with a corresponding stationary second sliding contact. Alternatively, the current collector can also comprise a first induction unit that interacts with a stationary second induction unit for inductive, contactless energy transmission. The structure and function of both technologies are basically known, which is why no detailed description is given here.
Der Stromabnehmer kann z.B. über geeignete elektrische Leitungen unmittelbar mit den elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 verbunden sein, z.B. wenn kein Energiespeicher 17 vorgesehen ist. Alternativ könnte der Stromabnehmer auch über den Energiespeicher 17 mittelbar mit den elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 verbunden sein. Dadurch kann der Energiespeicher 17 z.B. abschnittsweise an dafür vorgesehenen Stellen über den Stromabnehmer mit Energie versorgt und aufgeladen werden. An Stellen, an denen keine Stromabnahme möglich ist, können die Antriebseinheiten 6, 7 der Antriebsachse 3 danach für eine gewisse Zeit ohne externe Energiezufuhr betrieben werden, wobei die Energieversorgung über den Energiespeicher 17 erfolgt. Wenn der Energiespeicher 17 entladen ist, kann wieder ein Ladevorgang erfolgen usw. Dieser Betrieb kann beispielsweise bei Verwendung von Superkondensatoren vorteilhaft sein. The current collector can be connected directly to the electric drive units 6, 7 via suitable electrical cables, e.g. if no energy storage device 17 is used. is provided. Alternatively, the current collector could also be indirectly connected to the electric drive units 6, 7 via the energy storage unit 17. This allows the energy storage unit 17 to be supplied with energy and charged via the current collector, for example in sections at designated locations. At locations where no current collection is possible, the drive units 6, 7 of the drive axle 3 can then be operated for a certain time without an external energy supply, with the energy being supplied via the energy storage unit 17. When the energy storage unit 17 is discharged, a charging process can take place again, etc. This operation can be advantageous, for example, when using supercapacitors.
Der Stromabnehmer kann aber auch sowohl mit den Antriebseinheiten 6, 7 verbunden sein, als auch mit dem Energiespeicher 17. In diesem Fall kann z.B. eine selektive Energieversorgung erfolgen, d.h. entweder unmittelbar über den Stromabnehmer oder über den Energiespeicher 17. Die selektive Energieversorgung kann z.B. von der Steuerungseinheit 8 über einen geeigneten Schalter gesteuert werden. However, the current collector can also be connected to the drive units 6, 7 as well as to the energy storage unit 17. In this case, for example, a selective energy supply can take place, i.e. either directly via the current collector or via the energy storage unit 17. The selective energy supply can be controlled, for example, by the control unit 8 via a suitable switch.
Die elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 der Antriebsachse 3 können in vorteilhafter Weise auch zur Energierückgewinnung bzw. Rekuperation ausgebildet sein. In diesem Fallkönnen die elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 in einem Generatorbetrieb betrieben werden, um Bremsenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Die erzeugte elektrische Energie kann beispielsweise genutzt werden, um den Energiespeicher 17 zu laden. Der Rekuperationsbe- trieb kann auch lediglich als elektrische Bremseinrichtung verwendet werden. Die erzeugte elektrische Energie kann auch direkt in die Energieversorgung des Transportfahrzeugs 2 zurück geliefert werden. The electric drive units 6, 7 of the drive axle 3 can also be advantageously designed for energy recovery or recuperation. In this case, the electric drive units 6, 7 can be operated in a generator mode to convert braking energy into electrical energy. The electrical energy generated can be used, for example, to charge the energy storage device 17. The recuperation mode can also be used only as an electrical braking device. The electrical energy generated can also be fed directly back into the energy supply of the transport vehicle 2.
Wie in Fig.l und Fig.2 angedeutet ist, können die Radeinheiten 4, 5 der Antriebsachse 3 beispielsweise durch einen Direktantrieb von der jeweiligen elektrischen Antriebseinheit 6, 7 angetrieben sein. Unter einem Direktantrieb ist ein unmittelbarer Antrieb ohne dazwischenliegendes Getriebe zu verstehen. Ggf. könnten die Radeinheiten 4, 5 der Antriebsachse 3 aber auch mittelbar über ein geeignetes (in Fig.l+Fig.2 nicht dargestelltes) Getriebe von der jeweiligen elektrischen Antriebseinheit 6, 7 angetrieben sein. As indicated in Fig.l and Fig.2, the wheel units 4, 5 of the drive axle 3 can be driven, for example, by a direct drive from the respective electric drive unit 6, 7. A direct drive is understood to mean a direct drive without an intermediate gear. If necessary, the wheel units 4, 5 of the drive axle 3 could also be driven indirectly by the respective electric drive unit 6, 7 via a suitable gear (not shown in Fig.l+Fig.2).
Die Radeinheiten 4, 5 der Antriebsachse 3 können beispielsweise jeweils einen Radantrieb mit zumindest einem Antriebsrad 14 zur Übertragung einer Antriebskraft auf den Boden 15 umfassen. Die Antriebsräder 14 können z.B. eine Felge und einen Reifen umfassen. In einer einfachen Ausführungsform kann der Reifen z.B. aus Vollgummi bestehen. Der Reifen könnte aber in bekannter Weise auch als Luftreifen ausgeführt sein. Je nach Anwendungsgebiet des Transportfahrzeugs 2 können geeignete Antriebsräder 14 für den Radantrieb gewählt werden. The wheel units 4, 5 of the drive axle 3 can, for example, each comprise a wheel drive with at least one drive wheel 14 for transmitting a driving force to the ground 15. The drive wheels 14 can, for example, comprise a rim and a tire. In a In a simple embodiment, the tire can be made of solid rubber, for example. However, the tire could also be designed as a pneumatic tire in a known manner. Depending on the application area of the transport vehicle 2, suitable drive wheels 14 can be selected for the wheel drive.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Antriebsachse 3 eine Betriebsbremse 19 umfassen, die von der zumindest einen Steuerungseinheit 8 steuerbar ist, wie in Fig.2 dargestellt ist. Die Betriebsbremse 19 kann beispielsweise zumindest für eine Radeinheit 4, 5 eine Scheibenbremse oder eine Trommelbremse umfassen. Die Scheibenbremse ist vorzugsweise als Festsattelbremse ausgebildet. Der Aufbau und die Funktion einer Scheibenbremse sind bekannt, weshalb an dieser Stelle keine detaillierte Beschreibung erfolgt. Vorzugsweise ist je Radeinheit eine separate Scheibenbremse oder Trommelbremse vorgesehen. According to an advantageous embodiment, the drive axle 3 can comprise a service brake 19, which can be controlled by the at least one control unit 8, as shown in Fig. 2. The service brake 19 can comprise, for example, a disc brake or a drum brake for at least one wheel unit 4, 5. The disc brake is preferably designed as a fixed calliper brake. The structure and function of a disc brake are known, which is why no detailed description is given here. Preferably, a separate disc brake or drum brake is provided for each wheel unit.
Besonders bevorzugt können die Scheibenbremse oder Trommelbremse als elektromechanische Bremse ausgebildet sein, bei der die kinetische Energie in bekannter Weise mittels Reibung durch Anpressen von Bremsbelägen an die Bremsscheibe bzw. Bremstrommel in Wärme umgewandelt wird. Die Bremsbeläge können durch elektromechanische Aktuatoren betätigt werden, die von der Steuerungseinheit 8 angesteuert werden können. Dadurch ist im Gegensatz zu herkömmlichen hydraulischen Bremsen keine Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung der Betriebsbremse erforderlich. Particularly preferably, the disc brake or drum brake can be designed as an electromechanical brake, in which the kinetic energy is converted into heat in a known manner by means of friction by pressing brake pads onto the brake disc or brake drum. The brake pads can be actuated by electromechanical actuators that can be controlled by the control unit 8. As a result, in contrast to conventional hydraulic brakes, no hydraulic fluid is required to actuate the service brake.
Die Scheibenbremse oder Trommelbremse könnten aber auch als elektromagnetische Bremsen ausgebildet sein, bei der die kinetische Energie wie bei einem Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Die elektrische Energie kann beispielsweise dem Energiespeicher 17 zugeführt werden oder ggf. über Widerstände in Wärme umgewandelt werden. The disc brake or drum brake could also be designed as electromagnetic brakes, in which the kinetic energy is converted into electrical energy like in a generator. The electrical energy can, for example, be fed to the energy storage device 17 or, if necessary, converted into heat via resistors.
Die Antriebsachse 3 kann zudem eine (nicht dargestellte) Parkbremse umfassen, die vorzugsweise ebenfalls von der Steuerungseinheit 8 betätigbar ist. Dadurch kann ein unerwünschtes Bewegen der Antriebsachse 3 bzw. des Transportfahrzeugs 2 verhindert werden, beispielsweise auf einem unebenen Boden wie einem Gefälle oder einer Steigung. Vorzugsweise kann die mechanische Parkbremse in zumindest einer der elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 integriert sein. Die Parkbremse kann z.B. ein Zahnrad umfassen, das durch ein Sperrelement blockiert werden kann. Das Sperrelement kann z.B. von einem elektrisch ansteuerbaren Aktuator betätigt werden, der von der Steuerungseinheit 8 steuerbar ist. Die Parkbremse kann auch in Form einer elektrischen bzw. elektromagnetischen Parkbremse realisiert sein. Hierzu können die Pole der elektrischen Antriebseinheiten, insbesondere der Axialflussmotoren, von der Steuerungseinheit 8 kurzgeschlossen werden, um eine maximale Rekuperation zu erreichen. Diese Form der elektrischen Parkbremse ermöglicht funktionsbedingt zwar kein vollständiges Blockieren, des Antriebs, dies kann jedoch in gewissen Fällen ausreichend sein, beispielsweise in der Ebene. Der Vorteil der elektrischen Parkbremse liegt darin, dass sie rein über die elektrische Ansteuerung realisiert werden kann, sodass keine zusätzlichen Bauteile nötig sind. Daraus folgen eine platzsparende Bauweise und eine Reduktion der Herstellkosten. The drive axle 3 can also comprise a parking brake (not shown), which can preferably also be actuated by the control unit 8. This can prevent undesired movement of the drive axle 3 or the transport vehicle 2, for example on uneven ground such as a slope or an incline. The mechanical parking brake can preferably be integrated into at least one of the electric drive units 6, 7. The parking brake can, for example, comprise a gear wheel that can be blocked by a locking element. The locking element can, for example, be actuated by an electrically controllable actuator that can be controlled by the control unit 8. The parking brake can also be implemented in the form of an electric or electromagnetic parking brake. To do this, the poles of the electric drive units, in particular the axial flux motors, can be short-circuited by the control unit 8 in order to achieve maximum recuperation. This form of electric parking brake does not allow the drive to be completely blocked due to its function, but this can be sufficient in certain cases, for example on a flat surface. The advantage of the electric parking brake is that it can be implemented purely via electrical control, so that no additional components are required. This results in a space-saving design and a reduction in manufacturing costs.
Die Antriebsachse 3 kann weiters zumindest einen Auffahrdämpfer 23 zur Dämpfung eines Aufpralls umfassen, wie in Fig.2 und Fig.8 ff. dargestellt ist. Mittels des Auffahrdämpfers 23 kann beispielsweise ein Aufprall einer Antriebsachse 3 eines anderen Transportfahrzeugs 2 gedämpft werden oder ggf. einen Aufprall der Antriebsachse 3 gegen ein Hindernis. Der Auffahrdämpfer 23 kann z.B. eine Feder und/oder einen Dämpfer umfassen. Die Feder kann z.B. eine Schraubenfeder oder Gasfeder umfassen und der Dämpfer kann z.B. einen hydraulischen Dämpfer oder einen Reibungsdämpfer umfassen. Vorzugsweise ist zumindest ein Auffahrdämpfer 23 in Fahrtrichtung der Antriebsachse 3 gerichtet ist und/oder es ist zumindest ein Auffahrdämpfer 23 entgegen der Fahrtrichtung gerichtet. Ein beispielhafter Auffahrdämpfer 23 ist in Fig.2 dargestellt. The drive axle 3 can further comprise at least one impact damper 23 for dampening an impact, as shown in Fig.2 and Fig.8 ff. By means of the impact damper 23, for example, an impact of a drive axle 3 of another transport vehicle 2 can be dampened or, if necessary, an impact of the drive axle 3 against an obstacle. The impact damper 23 can, for example, comprise a spring and/or a damper. The spring can, for example, comprise a coil spring or gas spring and the damper can, for example, comprise a hydraulic damper or a friction damper. Preferably, at least one impact damper 23 is directed in the direction of travel of the drive axle 3 and/or at least one impact damper 23 is directed against the direction of travel. An exemplary impact damper 23 is shown in Fig.2.
Optional könnte der Auffahrdämpfer 23 auch eine Kontaktierungseinrichtung 28 umfassen, die mit der zumindest einen Steuerungseinheit 8 elektrisch verbunden ist. Die Kontaktierungseinrichtung 28 ist dazu ausgebildet, einen Kontakt mit einer Kontaktierungseinrichtung 28 einer weiteren Antriebsachse 3 zu erkennen. Bei Kontakt kann die Kontaktierungseinrichtung 28 ein entsprechendes Kontaktsignal an die Steuerungseinheit 8 senden. Die Steuerungseinheit 8 kann das Kontaktsignal zur Steuerung der Antriebseinheiten 6, 7 verwenden. Optionally, the impact damper 23 could also comprise a contacting device 28 that is electrically connected to the at least one control unit 8. The contacting device 28 is designed to detect contact with a contacting device 28 of a further drive axle 3. In the event of contact, the contacting device 28 can send a corresponding contact signal to the control unit 8. The control unit 8 can use the contact signal to control the drive units 6, 7.
Die Kontaktierungseinrichtung 28 kann z.B. an einem der Antriebsachse 3 abgewandten freien Ende des Auffahrdämpfers 23 eine bombierte bzw. konvexe Kontaktfläche 66 umfassen, wie in Fig.2 angedeutet ist. Die Kontaktfläche 66 kann z.B. die Form eines Kugelsegments aufweisen. Dadurch ist auch bei einem seitlichen Versatz und/oder bei einem Winkelversatz zweier Antriebsachsen 3 eine zuverlässige Kontaktierung einander zugewandter konvexer Kontaktflächen 66 möglich. Die Kontaktierungseinrichtung 28 kann beispielsweise einen elektrischen Kontaktschalter umfassen, der bei Kontakt ein elektrisches Signal erzeugt oder unterbricht. Die Kontaktierungseinrichtung 28 kann auch einen geeigneten Sensor, beispielsweise einen Drucksensor oder Näherungssensor, umfassen. The contacting device 28 can, for example, comprise a curved or convex contact surface 66 on a free end of the impact damper 23 facing away from the drive axle 3, as is indicated in Fig.2. The contact surface 66 can, for example, have the shape of a spherical segment. This enables reliable contacting of convex contact surfaces 66 facing each other, even in the event of a lateral offset and/or an angular offset of two drive axles 3. The contacting device 28 can, for example, an electrical contact switch which generates or interrupts an electrical signal upon contact. The contacting device 28 can also comprise a suitable sensor, for example a pressure sensor or proximity sensor.
Die Kontaktierungseinrichtung 28 kann beispielsweise vorteilhaft sein, um eine Zugfahrt aus zwei (oder mehreren) hintereinanderfahrenden Transportfahrzeugen 2 zu bilden, bei der die Auffahrdämpfer 23 der Transportfahrzeuge 2 „Puffer an Puffer“ aneinander anliegen. Das Kontaktsignal kann hierbei z.B. verwendet werden, um zu erkennen, ob ein Kontakt zwischen zwei aneinander anliegenden Auffahrdämpfem 23 besteht. Wenn erkannt wird, dass kein Kontakt besteht, kann beispielsweise die Steuerungseinheit 8 des Antriebssystems 1 der Antriebsachse 3 des vorderen Transportfahrzeugs 2 die Geschwindigkeit des Transportfahrzeugs 2 reduzieren, bis der Kontakt zwischen den Auffahrdämpfem 23 wieder hergestellt ist. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Ansteuerung der Antriebseinheiten 6, 7 und/oder durch Betätigung der Betriebsbremse 19 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerungseinheit 8 des Antriebssystems 1 der Antriebsachse 3 des hinteren Transportfahrzeugs 2 die Geschwindigkeit des Transportfahrzeugs 2 erhöhen, bis der Kontakt zwischen den Auffahrdämpfern 23 wieder hergestellt ist. The contacting device 28 can be advantageous, for example, to form a train journey from two (or more) transport vehicles 2 traveling one behind the other, in which the impact dampers 23 of the transport vehicles 2 are in contact with one another “buffer to buffer”. The contact signal can be used, for example, to detect whether there is contact between two impact dampers 23 that are in contact with one another. If it is detected that there is no contact, the control unit 8 of the drive system 1 of the drive axle 3 of the front transport vehicle 2 can, for example, reduce the speed of the transport vehicle 2 until contact between the impact dampers 23 is re-established. This can be done, for example, by appropriately controlling the drive units 6, 7 and/or by actuating the service brake 19. Alternatively or additionally, the control unit 8 of the drive system 1 of the drive axle 3 of the rear transport vehicle 2 can increase the speed of the transport vehicle 2 until contact between the impact dampers 23 is re-established.
Wenn ein Zug aus mehr als zwei Transportfahrzeugen 2 besteht, dann kann eines der mittleren Transportfahrzeuge 2 beispielsweise auch antriebslos im Zug mitbewegt werden oder ggf. sogar in einem Rekuperationsmodus betrieben werden. If a train consists of more than two transport vehicles 2, then one of the middle transport vehicles 2 can, for example, also be moved in the train without propulsion or, if necessary, even be operated in a recuperation mode.
Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn die Antriebsachse 3 zumindest einen Abstandssensor 35 umfasst, der über eine geeignete Kommunikationsverbindung mit der Steuerungseinheit 8 verbunden ist. Die Steuerungseinheit 8 kann ein Sensorsignal des zumindest einen Abstandssensors 35 zur Steuerung der elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 verwenden und/oder zur Steuerung der Betriebsbremse 19. Analog, wie beim Auffahrdämpfer 23 kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Abstandssensor 35 in Fahrtrichtung gerichtet ist und/oder zumindest ein Abstandssensor 35 entgegen der Fahrtrichtung gerichtet ist. Furthermore, it can be advantageous if the drive axle 3 comprises at least one distance sensor 35, which is connected to the control unit 8 via a suitable communication connection. The control unit 8 can use a sensor signal from the at least one distance sensor 35 to control the electric drive units 6, 7 and/or to control the service brake 19. Analogous to the collision damper 23, it can be advantageous if at least one distance sensor 35 is directed in the direction of travel and/or at least one distance sensor 35 is directed against the direction of travel.
Beispielsweise könnte in der Steuerungseinheit 8 ein Minimalab stand festgelegt oder festlegbar sein. Die Steuerungseinheit 8 könnte dann beispielsweise die Betriebsbremse betätigen und/oder eine Drehzahl der Antriebseinheiten 6, 7 reduzieren, wenn der Ab stands sensor 35 detektiert, dass der vorgegebener Minimalabstand unterschritten ist. Es könnten ggf. auch komplexere Abhängigkeiten in der Steuerungseinheit 8 implementiert sein. Beispielsweise könnte eine zeitliche Änderung eines Abstands berücksichtigt werden, um ggf. vorausschauend eine Bremsung einzuleiten, wenn ein bestimmter Wert der zeitlichen Änderung des Abstands erreicht oder überschritten wird. For example, a minimum distance could be specified or can be specified in the control unit 8. The control unit 8 could then, for example, actuate the service brake and/or reduce a speed of the drive units 6, 7 if the distance sensor 35 detects that the specified minimum distance has been undershot. More complex dependencies could also be implemented in the control unit 8. For example a temporal change in a distance could be taken into account in order to initiate braking in advance if a certain value of the temporal change in the distance is reached or exceeded.
Im Stand der Technik sind verschiedene Messprinzipien bekannt, die für den Abstandssensoren 35 verwendet werden können. Beispielsweise könnte der Abstand über die Veränderung einer Induktivität oder die Veränderung einer Kapazität ermittelt werden. Der Abstandssensor 35 kann dann z.B. als induktiver Sensor oder kapazitiver Sensor, ausgebildet sein. Die Messung des Abstands könnte aber auch über eine Laufzeitmessung erfolgen. Abstandssensor 35 kann dann z.B. einen Laserentfernungsmesser, PMD-Sensor bzw. Photomischdetektor, LI- DAR und-Sensor oder Radarsensoren oder Ultraschallsensoren ausgebildet sein. Natürlich wäre es auch denkbar, dass mehrere Abstandssensor 35 mit dem gleichen oder mit unterschiedlichen Messprinzipien an der Antriebsachse 3 vorgesehen sind. Various measuring principles are known in the prior art that can be used for the distance sensor 35. For example, the distance could be determined via the change in inductance or the change in capacitance. The distance sensor 35 can then be designed as an inductive sensor or capacitive sensor, for example. The distance could also be measured using a runtime measurement. The distance sensor 35 can then be designed as a laser rangefinder, PMD sensor or photonic mixer detector, LIDAR and sensor or radar sensors or ultrasonic sensors, for example. Of course, it would also be conceivable for several distance sensors 35 with the same or different measuring principles to be provided on the drive axle 3.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Antriebsachse 3 zusätzlich zur vertikalen ersten Drehachse 10 auch eine zweite Drehachse 60 umfasst, die im Betrieb parallel zu einer Fahrtrichtung der zumindest einen Antriebsachse 3 ausgerichtet ist, wie in Fig.l und Fig.2 angedeutet ist. Die Antriebsachse 3 kann so am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 befestigt werden, dass sie relativ zum Chassis 11 um die zweite Drehachse 60 auslenkbar ist. Die zweite Drehachse 60 ist im Betrieb im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und steht normal auf die erste Drehachse 10. Wie in Fig.l angedeutet ist, kann die Antriebsachse 3 in einem Schwenkwinkel ß um die zweite Drehachse 60 geschwenkt werden. Dadurch können z.B. Bodenunebenheiten besser ausgeglichen werden. It can be advantageous if the drive axle 3, in addition to the vertical first axis of rotation 10, also comprises a second axis of rotation 60 which, during operation, is aligned parallel to a direction of travel of the at least one drive axle 3, as is indicated in Fig. 1 and Fig. 2. The drive axle 3 can be attached to the chassis 11 of the transport vehicle 2 in such a way that it can be deflected about the second axis of rotation 60 relative to the chassis 11. The second axis of rotation 60 is aligned essentially horizontally during operation and is perpendicular to the first axis of rotation 10. As is indicated in Fig. 1, the drive axle 3 can be pivoted at a pivot angle ß about the second axis of rotation 60. This allows, for example, uneven ground to be better compensated for.
Die Antriebsachse 3 kann beispielsweise zumindest einen ersten Teil eines ersten Zentralgelenks 9 umfassen, das die erste Drehachse 10 ausbildet. Ein mit dem ersten Teil korrespondierender zweiter Teil des Zentralgelenks 9 kann am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 angeordnet sein. Der erste Teil und der zweite Teil bilden zusammen das erste Zentralgelenk 9 aus. Wenn die Antriebsachse 3 eine zweite Drehachse 60 umfasst, dann kann das erste Zentralgelenk 9 ggf. zusätzlich auch die zweite Drehachse 60 ausbilden. Grundsätzlich könnten aber auch für die erste Drehachse 10 und für die zweite Drehachse 60 separate Gelenke vorgesehen sein, die voneinander beabstandet an der Antriebsachse 3 angeordnet sein können. Das erste Zentralgelenk 9 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass der Lenkwinkel a und/oder der Schwenkwinkel ß auf einen maximalen Wert begrenzt werden, beispielsweise durch einen mechanischen Anschlag. The drive axle 3 can, for example, comprise at least a first part of a first central joint 9, which forms the first axis of rotation 10. A second part of the central joint 9, corresponding to the first part, can be arranged on the chassis 11 of the transport vehicle 2. The first part and the second part together form the first central joint 9. If the drive axle 3 comprises a second axis of rotation 60, then the first central joint 9 can, if necessary, also form the second axis of rotation 60. In principle, however, separate joints could also be provided for the first axis of rotation 10 and for the second axis of rotation 60, which can be arranged at a distance from one another on the drive axle 3. The first central joint 9 can, for example, be designed such that the steering angle a and/or the Swivel angle ß can be limited to a maximum value, for example by a mechanical stop.
Wenn die Antriebsachse 3 nur die erste Drehachse 10 umfasst, dann kann das erste Zentralgelenk 9 in einer einfachen Ausführung z.B. als Drehgelenk ausgebildet sein. Der an der Antriebsachse 3 angeordnete erste Teil des Zentralgelenks 9 kann hierbei beispielsweise ein zylindrischer Zapfen sein. Der am Chassis 11 angeordnete zweite Teil des Zentralgelenks 9 kann in diesem Fall eine mit dem zylindrischen Zapfen korrespondierende Zylinderbuchse sein, in der der zylindrische Zapfen aufgenommen werden kann, um das Drehgelenk auszubilden. Wenn die Antriebsachse 3 zusätzlich die zweite Drehachse 60 umfasst, dann kann das erste Zentralgelenk 9 z.B. als Kreuzgelenk oder Kugelgelenk ausgebildet sein. In Fig.l ist das Zentralgelenk 9 beispielhaft als Kugelgelenk angedeutet. Natürlich könnte auch das gesamte Zentralgelenk 9 an der Antriebsachse 3 oder am Chassis 11 angeordnet sein. If the drive axle 3 only comprises the first axis of rotation 10, then the first central joint 9 can be designed in a simple embodiment, e.g. as a rotary joint. The first part of the central joint 9 arranged on the drive axle 3 can be a cylindrical pin, for example. The second part of the central joint 9 arranged on the chassis 11 can in this case be a cylinder bushing corresponding to the cylindrical pin, in which the cylindrical pin can be received in order to form the rotary joint. If the drive axle 3 additionally comprises the second axis of rotation 60, then the first central joint 9 can be designed, e.g. as a universal joint or ball joint. In Fig. 1, the central joint 9 is indicated as a ball joint by way of example. Of course, the entire central joint 9 could also be arranged on the drive axle 3 or on the chassis 11.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Antriebsachse 3 als Starrachse ausgebildet sein, wie in Fig.l und Fig.2 dargestellt ist. Eine (nicht dargestellte) Radaufhängung der ersten Radeinheit 4 und eine (nicht dargestellte) Radaufhängung der zweiten Radeinheit 5 sind hierbei über einen starren Achskörper 13 im Wesentlichen starr miteinander verbunden. Der starre Achskörper 13 umfasst hier die erste Drehachse 10 und ggf. zusätzlich die zweite Drehachse 60, insbesondere das erste Zentralgelenk 9 oder zumindest einen Teil des ersten Zentralgelenks 9. In an exemplary embodiment, the drive axle 3 can be designed as a rigid axle, as shown in Fig. 1 and Fig. 2. A wheel suspension (not shown) of the first wheel unit 4 and a wheel suspension (not shown) of the second wheel unit 5 are essentially rigidly connected to one another via a rigid axle body 13. The rigid axle body 13 here comprises the first axis of rotation 10 and possibly also the second axis of rotation 60, in particular the first central joint 9 or at least part of the first central joint 9.
Der starre Achskörper 13 kann beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. Der starre Achskörper 13 kann auch einen Hohlraum umfassen, in welchem eine oder mehrere Komponenten der Antriebsachse 3 oder Teile davon aufgenommen sind. Z.B. können die Antriebseinheiten 6, 7 innerhalb des Hohlraums angeordnet sein und fest mit dem Achskörper 13 verbunden sein. Die Antriebsachsen der Antriebseinheiten 6, 7 können in axialer Richtung stimseitig aus dem Achskörper 13 ragen. Auch allfällige Sensoren und/oder die Steuerungseinheit 8 und/oder der Energiespeicher 17 können im Hohlraum aufgenommen sein. Natürlich ist dies nur beispielhaft zu verstehen und eine oder mehrere Komponenten der Antriebsachse 3 oder Teile davon können auch an der Außenseite des Achskörpers 13 befestigt sein. The rigid axle body 13 can, for example, be essentially cylindrical. The rigid axle body 13 can also comprise a cavity in which one or more components of the drive axle 3 or parts thereof are accommodated. For example, the drive units 6, 7 can be arranged within the cavity and be firmly connected to the axle body 13. The drive axles of the drive units 6, 7 can protrude from the front of the axle body 13 in the axial direction. Any sensors and/or the control unit 8 and/or the energy storage device 17 can also be accommodated in the cavity. Of course, this is only to be understood as an example and one or more components of the drive axle 3 or parts thereof can also be attached to the outside of the axle body 13.
In Fig.3 und Fig.4 ist eine weitere Ausführungsform der Antriebsachse 3 dargestellt. Fig.3 zeigt die Antriebsachs 3 in einer Draufsicht und Fig.4 zeigt die Antriebsachse 3 in einer Seitenansicht. In dieser Ausführungsform umfassen die Radeinheiten 4, 5 der Antriebsachse 3 jeweils einen Raupenantrieb mit zumindest einer Antriebsraupe 16 zur Übertragung einer Antriebskraft auf den Boden 15. Alternativ können die Radeinheiten 4, 5 auch einen (nicht dargestellten) Kettenantrieb mit zumindest einer Antriebskette zur Übertragung einer Antriebskraft auf den Boden 15 umfassen. Abgesehen von den Radeinheiten 4, 5 kann die Antriebsachse 3 im Wesentlichen gleich ausgebildet sein, wie die Antriebsachse 3 in Fig.l+Fig.2. Um eine Wiederholung zu vermeiden, wird hinsichtlich der einzelnen Merkmale auf die obigen Ausführungen verwiesen. In Fig.3 and Fig.4, a further embodiment of the drive axle 3 is shown. Fig.3 shows the drive axle 3 in a top view and Fig.4 shows the drive axle 3 in a side view. In this embodiment, the wheel units 4, 5 of the drive axle 3 comprise each have a crawler drive with at least one drive crawler 16 for transmitting a driving force to the ground 15. Alternatively, the wheel units 4, 5 can also comprise a chain drive (not shown) with at least one drive chain for transmitting a driving force to the ground 15. Apart from the wheel units 4, 5, the drive axle 3 can be designed essentially the same as the drive axle 3 in Fig.1+Fig.2. To avoid repetition, reference is made to the above statements with regard to the individual features.
Gegenüber dem Radantrieb (wie in Fig.1+2 dargestellt) weisen der Raupenantrieb und der Kettenantrieb einerseits eine höhere Traktion auf, wodurch die Geländegängigkeit verbessert wird. Zudem weisen der Raupenantrieb und der Kettenantrieb einen geringeren spezifischen Bodendruck auf. Da sich die Gewichtskraft des Transportfahrzeugs 2 und ggf. einer Zuladung gleichmäßiger auf eine größere Fläche verteilt, wird auf weichen Böden ein Einsinken verringert, wodurch die in Landwirtschaft und vor allem Forstwirtschaft unerwünschte Bodenverdichtung reduziert werden kann. Compared to the wheel drive (as shown in Fig. 1+2), the crawler drive and the chain drive have a higher traction, which improves off-road mobility. In addition, the crawler drive and the chain drive have a lower specific ground pressure. Since the weight of the transport vehicle 2 and any payload is distributed more evenly over a larger area, sinking is reduced on soft soils, which can reduce soil compaction, which is undesirable in agriculture and especially forestry.
In Fig.4 ist eine beispielhafte erste Radeinheit 4 mit einem Raupenantrieb dargestellt. Die erste Radeinheit 4 kann ein Übertragungsrad 57 aufweisen, das von der ersten Antriebseinheit 6 angetrieben werden kann, beispielsweise über einen Direktantrieb oder über ein Getriebe. Das Übertragungsrad 57 ist an einem Träger 58 drehbar gelagert und dient dazu, die treibt die Antriebsraupe 16 anzutreiben. Am Träger 58 sind weiters mehrere drehbare Laufräder 59 angeordnet, die auf der Innenfläche der Antriebsraupe 16 abrollen. Ein Kettenantrieb ist im Wesentlichen ähnlich aufgebaut, nur dass anstatt der Antriebsraupe 16 eine Antriebskette vorgesehen ist. Da der Raupenantrieb und der Kettenantrieb grundsätzlich bekannt sind, erfolgt an dieser Stelle keine detaillierte Beschreibung. Fig. 4 shows an example of a first wheel unit 4 with a crawler drive. The first wheel unit 4 can have a transmission wheel 57 that can be driven by the first drive unit 6, for example via a direct drive or via a gear. The transmission wheel 57 is rotatably mounted on a carrier 58 and serves to drive the drive crawler 16. A number of rotatable running wheels 59 are also arranged on the carrier 58 and roll on the inner surface of the drive crawler 16. A chain drive is essentially constructed in a similar way, except that a drive chain is provided instead of the drive crawler 16. Since the crawler drive and the chain drive are basically known, no detailed description is given here.
In Fig.5 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Antriebsachse 3 dargestellt. Fig.5 zeigt die Antriebsachse 3 in einer Ansicht in Fahrtrichtung. Die Antriebsachse 3 ist hier als Portalachse 20 ausgebildet. Die Drehachsen 21 der elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 sind dabei im montierten Zustand der Portalachse 20 in vertikaler Richtung von den Raddrehachsen 22 der Radeinheiten 4, 5 beabstandet. Mittels einer Portalachse kann entweder eine Höherlegung oder eine Tieferlegung des Chassis 11 erreicht werden. Die Radeinheiten 4, 5 weisen hier lediglich beispielhaft Radantriebe auf. Die Radeinheiten 4, 5 könnten natürlich wiederum einen Raupenantrieb oder Kettenantrieb gemäß Fig.3+4 aufweisen. Um das Antriebsmoment bzw. Bremsmoment der Antriebseinheiten 6, 7 auf die Radeinheiten 4, 5 zu übertragen, sind die Antriebseinheiten 6, 7 jeweils über ein geeignetes Getriebe 18 mit den Radeinheiten 4, 5 verbunden. Das Getriebe 18 kann beispielsweise ein bekanntes Stirnradgetriebe, eine Königswelle, einen Riemenantrieb, einen Kettenantrieb o.ä. umfassen. Fig. 5 shows a further advantageous embodiment of the drive axle 3. Fig. 5 shows the drive axle 3 in a view in the direction of travel. The drive axle 3 is designed here as a portal axle 20. The axes of rotation 21 of the electric drive units 6, 7 are spaced vertically from the wheel axes of rotation 22 of the wheel units 4, 5 when the portal axle 20 is mounted. A portal axle can be used to either raise or lower the chassis 11. The wheel units 4, 5 here only have wheel drives as an example. The wheel units 4, 5 could of course in turn have a crawler drive or chain drive as shown in Figs. 3 and 4. In order to transmit the drive torque or braking torque of the drive units 6, 7 to the wheel units 4, 5, the drive units 6, 7 are each connected to the wheel units 4, 5 via a suitable gear 18. The gear 18 can, for example, comprise a known spur gear, a vertical shaft, a belt drive, a chain drive or the like.
Im dargestellten Beispiel ist die Portalachse für eine Höherlegung ausgebildet. Die Drehachsen 21 der elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 liegen hierbei im montierten Zustand in vertikaler Richtung oberhalb der Raddrehachsen 22 der Radeinheiten 4, 5. Dadurch kann eine höhere Bodenfreiheit zwischen dem Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 und dem Boden 15 erreicht werden. Grundsätzlich könnte aber auch eine Tieferlegung ermöglicht werden, indem die Drehachsen 21 der elektrischen Antriebseinheiten 6, 7 in vertikaler Richtung unterhalb der Raddrehachsen 22 der Radeinheiten 4, 5 liegen. Dadurch kann die Bodenfreiheit reduziert werden, was beispielsweise bei Radeinheiten mit großem effektivem Durchmesser vorteilhaft sein kann. In the example shown, the portal axle is designed for raising. In the assembled state, the rotation axes 21 of the electric drive units 6, 7 are located vertically above the wheel rotation axes 22 of the wheel units 4, 5. This allows a higher ground clearance between the chassis 11 of the transport vehicle 2 and the ground 15 to be achieved. In principle, however, lowering could also be made possible by having the rotation axes 21 of the electric drive units 6, 7 located vertically below the wheel rotation axes 22 of the wheel units 4, 5. This allows the ground clearance to be reduced, which can be advantageous, for example, for wheel units with a large effective diameter.
Abgesehen von der Ausführung als Portalachse kann die Antriebsachse 3 gemäß Fig.5 im Wesentlichen wiederum gleich ausgebildet sein, wie die Antriebsachse 3 in Fig.l+Fig.2. Um eine Wiederholung zu vermeiden, wird hinsichtlich der einzelnen Merkmale daher auf die obigen Ausführungen verwiesen. Apart from the design as a portal axle, the drive axle 3 according to Fig.5 can again be designed essentially the same as the drive axle 3 in Fig.1+Fig.2. In order to avoid repetition, reference is therefore made to the above statements with regard to the individual features.
Die Antriebsachse 3 kann auch eine Achsfederungseinrichtung 44 zur gefederten Befestigung der Antriebsachse 3 am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Antriebsachse 3 auch eine Achsdämpfungseinrichtung 45 zur gedämpften Befestigung der Antriebsachse 3 am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 umfassen. Die Antriebsachse 3 kann in diesem Fall so am Chassis 11 befestigbar sein, dass eine gewisse Relativbewegung in vertikaler Richtung entlang der ersten Drehachse 10 möglich ist. Beispielsweise kann das erste Zentralgelenk 9 so ausgebildet sein, dass ein gewisses Spiel in Richtung der ersten Drehachse 10 ermöglicht. The drive axle 3 can also comprise an axle suspension device 44 for the spring-loaded fastening of the drive axle 3 to the chassis 11 of the transport vehicle 2. Alternatively or additionally, the drive axle 3 can also comprise an axle damping device 45 for the damped fastening of the drive axle 3 to the chassis 11 of the transport vehicle 2. In this case, the drive axle 3 can be fastened to the chassis 11 in such a way that a certain relative movement in the vertical direction along the first axis of rotation 10 is possible. For example, the first central joint 9 can be designed in such a way that a certain amount of play in the direction of the first axis of rotation 10 is possible.
Die Achsfederungseinrichtung 44 und die Achsdämpfungseinrichtung 45 können auch als gemeinsame Feder-/Dämpfereinheit ausgebildet sein. Die Achsfederungseinrichtung 44 kann eine oder mehrere geeignete Federn aufweisen, beispielsweise mechanische Federn wie Schraubenfeder, Drehfedem oder Blattfedern, usw. oder auch Gasfedern, z.B. Luftfedern. Gleichfalls kann auch die Achsdämpfungseinrichtung 45 einen oder mehrere geeignete Dämpfer aufweisen, beispielsweise hydraulische Dämpfer, Reibungsdämpfer, usw. Je nach Anwendung kann der Fachmann eine geeignete konstruktive Ausführung der Achsfederungseinrichtung 44 und/oder der Achsdämpfungseinrichtung 45 auswählen. The axle suspension device 44 and the axle damping device 45 can also be designed as a common spring/damper unit. The axle suspension device 44 can have one or more suitable springs, for example mechanical springs such as coil springs, torsion springs or leaf springs, etc. or also gas springs, e.g. air springs. Likewise, the axle damping device 45 can also have one or more suitable dampers, for example hydraulic dampers, friction dampers, etc. Depending on Depending on the application, the person skilled in the art can select a suitable design of the axle suspension device 44 and/or the axle damping device 45.
Natürlich ist die Anwendung der Achsfederungseinrichtung 44 und/oder der Achsdämpfungseinrichtung 45 nicht auf die Portalachse beschränkt, sondern die Achsfederungseinrichtung 44 und/oder die Achsdämpfungseinrichtung 45 könnten natürlich in gleicher Weise bei den zuvor und nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Antriebsachse vorgesehen sein, wie beispielhaft in Fig.l angedeutet ist. Of course, the application of the axle suspension device 44 and/or the axle damping device 45 is not limited to the portal axle, but the axle suspension device 44 and/or the axle damping device 45 could of course be provided in the same way in the embodiments of the drive axle described above and below, as is indicated by way of example in Fig. 1.
In Fig.6 und Fig.7 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Antriebsachse 3 dargestellt. Fig.6 zeigt die Antriebsachse 3 in einer Ansicht in Fahrtrichtung von hinten und Fig.7 zeigt die Antriebsachse 3 in einer Draufsicht. Die Antriebsachse 3 ist hier als Pendelachse ausgebildet. Die Pendelachse kann einen starren Zentralachskörper 24 aufweisen, der die erste Drehachse 10 und ggf. die zweite Drehachse 60 umfasst, insbesondere zumindest einen Teil des ersten Zentralgelenks 9. Eine (nicht dargestellte) Radaufhängung der ersten Radeinheiten 4 kann über ein erstes Pendelgelenk 25 mit dem Zentralachskörper 24 verbunden sein. A further advantageous embodiment of the drive axle 3 is shown in Fig.6 and Fig.7. Fig.6 shows the drive axle 3 in a view in the direction of travel from the rear and Fig.7 shows the drive axle 3 in a plan view. The drive axle 3 is designed here as a pendulum axle. The pendulum axle can have a rigid central axle body 24 which comprises the first axis of rotation 10 and possibly the second axis of rotation 60, in particular at least part of the first central joint 9. A wheel suspension (not shown) of the first wheel units 4 can be connected to the central axle body 24 via a first pendulum joint 25.
Eine (nicht dargestellte) Radaufhängung der zweiten Radeinheiten 5 kann über ein zweites Pendelgelenk 26 mit dem Zentralachskörper 24 verbunden sein. Das erste Pendelgelenk 25 und das zweite Pendelgelenk 26 weisen jeweils eine parallel zu einer Fahrtrichtung der jeweiligen Radeinheit 4, 5 ausgerichtete Schwenkachse 27 auf. Die erste Radeinheit 4 und die zweite Radeinheit 5 können dadurch um die zugehörige Schwenkachse 27 relativ zum Zentralachskörper 24 verschwenkt werden. Die beiden Schwenkachsen 27 können ggf. auch koaxial sein. Das erste Pendelgelenk 25 und das zweite Pendelgelenk 26 können hierbei durch ein gemeinsames Gelenk ausgebildet sein. A wheel suspension (not shown) of the second wheel units 5 can be connected to the central axle body 24 via a second pendulum joint 26. The first pendulum joint 25 and the second pendulum joint 26 each have a pivot axis 27 aligned parallel to a direction of travel of the respective wheel unit 4, 5. The first wheel unit 4 and the second wheel unit 5 can thus be pivoted about the associated pivot axis 27 relative to the central axle body 24. The two pivot axes 27 can also be coaxial if necessary. The first pendulum joint 25 and the second pendulum joint 26 can be formed by a common joint.
Die Pendelachse kann beispielsweise einen ersten Radachskörper 62 für die erste Radeinheit 4 umfassen, an dem die erste elektrische Antriebseinheit 6 vorgesehen ist und einen zweiten Radachskörper 63 für die zweite Radeinheit 5 umfassen, an dem die zweite elektrische Antriebseinheit 7 vorgesehen ist. Die (nicht dargestellte) Radaufhängung der ersten Radeinheit 4 kann im Wesentlichen starr mit dem ersten Radachskörper 62 verbunden sein. Die (nicht dargestellte) Radaufhängung der zweiten Radeinheit 5 kann ebenfalls im Wesentlichen starr mit dem zweiten Radachskörper 63 verbunden sein. Der erste Radachskörper 62 kann mittels des ersten Pendelgelenks 25 mit dem Zentralachskörper 24 verbunden sein und der zweite Radachskörper 63 kann mittels des zweiten Pendelgelenks 26 mit dem Zentralachskörper 24 verbunden sein. The pendulum axle can, for example, comprise a first wheel axle body 62 for the first wheel unit 4, on which the first electric drive unit 6 is provided, and a second wheel axle body 63 for the second wheel unit 5, on which the second electric drive unit 7 is provided. The wheel suspension (not shown) of the first wheel unit 4 can be connected essentially rigidly to the first wheel axle body 62. The wheel suspension (not shown) of the second wheel unit 5 can also be connected essentially rigidly to the second wheel axle body 63. The first wheel axle body 62 can be connected to the central axle body 24 by means of the first pendulum joint 25, and the second Wheel axle body 63 can be connected to the central axle body 24 by means of the second pendulum joint 26.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Pendelachse eine Radfederungseinrichtung 64 umfasst, die dazu ausgebildet ist eine Schwenkbewegung der ersten Radeinheit 4, insbesondere des ersten Radachskörpers 62, um die Schwenkachse 27 des ersten Pendelgelenks 25 zu federn. Alternativ oder zusätzlich kann die Pendelachse eine Raddämpfungseinrichtung 65 umfassen, die die dazu ausgebildet ist eine Schwenkbewegung der ersten Radeinheit 4, insbesondere des ersten Radachskörpers 62, um die Schwenkachse 27 des ersten Pendelgelenks 25 zu dämpfen. In gleicher Weise könnte die Pendelachse eine Radfederungseinrichtung 64 umfassen, die dazu ausgebildet ist eine Schwenkbewegung der zweiten Radeinheit 5, insbesondere des zweiten Radachskörpers 63, um die Schwenkachse 27 des zweiten Pendelgelenks 26 zu federn und/oder eine Raddämpfungseinrichtung 65 umfassen, die die dazu ausgebildet ist eine Schwenkbewegung der zweiten Radeinheit 5, insbesondere des zweiten Radachskörpers 63, um die Schwenkachse 27 des zweiten Pendelgelenks 26 zu dämpfen. It can be advantageous if the pendulum axle comprises a wheel suspension device 64 which is designed to cushion a pivoting movement of the first wheel unit 4, in particular of the first wheel axle body 62, about the pivot axis 27 of the first pendulum joint 25. Alternatively or additionally, the pendulum axle can comprise a wheel damping device 65 which is designed to damp a pivoting movement of the first wheel unit 4, in particular of the first wheel axle body 62, about the pivot axis 27 of the first pendulum joint 25. In the same way, the pendulum axle could comprise a wheel suspension device 64 which is designed to cushion a pivoting movement of the second wheel unit 5, in particular of the second wheel axle body 63, about the pivot axis 27 of the second pendulum joint 26 and/or comprise a wheel damping device 65 which is designed to dampen a pivoting movement of the second wheel unit 5, in particular of the second wheel axle body 63, about the pivot axis 27 of the second pendulum joint 26.
Analog wie die Achsfederungseinrichtung 44 kann die Radfederungseinrichtung 64 z.B. eine geeignete mechanische Feder, beispielsweise Schraubenfeder oder Torsionsfeder, oder eine Gasfeder aufweisen. Die Raddämpfungseinrichtung 65 kann analog wie die Achsdämpfungseinrichtung 45 z.B. einen geeigneten hydraulischen Dämpfer oder Reibungsdämpfer umfassen. Die Radfederungseinrichtung bzw. Raddämpfungseinrichtung 64, 65 könnte beispielsweise auch direkt im jeweiligen Pendelgelenk 25, 26 integriert sein, z.B. als Drehfeder bzw. Drehdämpfer Analogous to the axle suspension device 44, the wheel suspension device 64 can, for example, have a suitable mechanical spring, for example a coil spring or torsion spring, or a gas spring. The wheel damping device 65 can, analogous to the axle damping device 45, e.g. comprise a suitable hydraulic damper or friction damper. The wheel suspension device or wheel damping device 64, 65 could, for example, also be integrated directly in the respective pendulum joint 25, 26, e.g. as a torsion spring or torsion damper.
Alternativ oder zusätzlich kann die Pendelachse wiederum eine Achsfederungseinrichtung 44 und/oder eine Achsdämpfungseinrichtung 45 aufweisen. Die Achsfederungseinrichtung 44 und/oder die Achsdämpfungseinrichtung 45 kann beispielsweise am Zentralachskörper 24 angeordnet sein, wie in Fig.6 angedeutet ist. Grundsätzlich könnte jedoch auch an den Radachs- körpem 62, 63 jeweils eine Achsfederungseinrichtung 44 und/oder eine Achsdämpfungseinrichtung 45 vorgesehen sein, um den jeweiligen Radachskörper 62, 63 gegenüber dem Chassis in vertikaler Richtung zu federn und/oder zu dämpfen. Für Details wird auf die Ausführungen zu Fig.l+Fig.2 verwiesen. Alternatively or additionally, the swing axle can in turn have an axle suspension device 44 and/or an axle damping device 45. The axle suspension device 44 and/or the axle damping device 45 can be arranged, for example, on the central axle body 24, as indicated in Fig.6. In principle, however, an axle suspension device 44 and/or an axle damping device 45 could also be provided on the wheel axle bodies 62, 63 in order to spring and/or dampen the respective wheel axle body 62, 63 in relation to the chassis in the vertical direction. For details, please refer to the explanations for Fig.1+Fig.2.
In Fig.8 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Antriebsachse 3 in einer Draufsicht dargestellt. Die Antriebsachse 3 umfasst hierbei eine erste Führungseinrichtung 29 zur seitlichen Führung der Antriebsachse 3. Die erste Führungseinrichtung 29 kann im Bereich der ersten Radeinheit 4 und/oder im Bereich der zweiten Radeinheit 5 eine Anzahl von ersten Rollkörpern 30 und/oder eine Anzahl von ersten Gleitelementen 31 umfassen, die dazu ausgebildet sind mit einer ortsfesten ersten Führungsschiene 32 zu sammenzu wirken. In Fig.8, a further advantageous embodiment of the drive shaft 3 is shown in a top view. The drive shaft 3 comprises a first guide device 29 for lateral guidance of the drive axle 3. The first guide device 29 can comprise, in the region of the first wheel unit 4 and/or in the region of the second wheel unit 5, a number of first rolling bodies 30 and/or a number of first sliding elements 31 which are designed to interact with a stationary first guide rail 32.
Die ersten Gleitelemente 31 können beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff mit möglichst guten Gleiteigenschaften ausgebildet sein. Die ersten Rollkörper 30 können beispielsweise geeignete Rollen, Räder, Kugeln, o.ä. umfassen. Im dargestellten Beispiel sind an der ersten Radeinheit 4 drei schematisch angedeutete gekrümmte erste Gleitelemente 31 angeordnet und an der zweiten Radeinheit 5 sind drei erste Rollkörper 30 angeordnet, die jeweils um eine hier vertikale Drehachse drehbar sind. Wenn die Führungseinrichtung 29 erste Gleitelemente 31 umfasst, dann ist es vorteilhaft, wenn an der ersten Führungsschiene 32 Rollkörper vorgesehen sind, an denen die ersten Gleitelemente 31 abgleiten können. Wenn die Führungseinrichtung 29 erste Rollkörper 30 umfasst, dann ist es vorteilhaft, wenn an der ersten Führungsschiene 32 eine Führungsfläche aufweist, an der die ersten Rollkörper 30 abrollen können. The first sliding elements 31 can, for example, be made from a suitable plastic with the best possible sliding properties. The first rolling bodies 30 can, for example, comprise suitable rollers, wheels, balls, or the like. In the example shown, three schematically indicated curved first sliding elements 31 are arranged on the first wheel unit 4 and three first rolling bodies 30 are arranged on the second wheel unit 5, each of which can rotate about a vertical axis of rotation here. If the guide device 29 comprises first sliding elements 31, then it is advantageous if rolling bodies are provided on the first guide rail 32, on which the first sliding elements 31 can slide. If the guide device 29 comprises first rolling bodies 30, then it is advantageous if the first guide rail 32 has a guide surface on which the first rolling bodies 30 can roll.
Die ersten Gleitelemente 31 oder die ersten Rollkörper 30 können beispielsweise in vertikaler Richtung oberhalb der Radeinheiten 4, 5 angeordnet sein. Die ersten Gleitelemente 31 oder die ersten Rollkörper 30 können bezüglich der Antriebsachse 3 ortsfest sein, sodass sie die Lenkbewegung der Antriebsachse 3 mit ausführen. Im Falle einer Starrachse könnten die ersten Gleitelemente 31 oder die ersten Rollkörper 30 beispielsweise fest mit dem starren Achskörper 13 der Starrachse verbunden sein oder mit den Radaufhängungen der Radeinheiten 4, 5. Wenn die Antriebsachse 3 als Pendelachse ausgebildet ist, dann können die ersten Gleitelemente 31 oder die ersten Rollkörper 30 beispielsweise mit dem starren Zentralachskörper 24 verbunden sein oder wiederum mit den Radaufhängungen der Radeinheiten 4, 5 oder den Radachskörpern 62, 63 verbunden sein. The first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 can, for example, be arranged in a vertical direction above the wheel units 4, 5. The first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 can be stationary with respect to the drive axle 3, so that they also carry out the steering movement of the drive axle 3. In the case of a rigid axle, the first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 could, for example, be firmly connected to the rigid axle body 13 of the rigid axle or to the wheel suspensions of the wheel units 4, 5. If the drive axle 3 is designed as a pendulum axle, then the first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 can, for example, be connected to the rigid central axle body 24 or in turn connected to the wheel suspensions of the wheel units 4, 5 or the wheel axle bodies 62, 63.
Die ersten Gleitelemente 31 bzw. die ersten Rollkörper 30 können ggf. auch gefedert und/oder gedämpft an der Antriebsachse 3 befestigt sein, um einen seitlichen Kontakt mit der Führungsschiene 32 abzufedem. Die Befestigung ist in Fig.8 lediglich schematisch angedeutet. Der Fachmann kann je nach Anwendungsfall eine geeignete Befestigung vorsehen. The first sliding elements 31 or the first rolling bodies 30 can optionally also be attached to the drive axle 3 in a spring-loaded and/or damped manner in order to cushion lateral contact with the guide rail 32. The attachment is only indicated schematically in Fig. 8. The expert can provide a suitable attachment depending on the application.
Es kann vorteilhaft sein, wenn eine Außenkontur der ersten Führungseinrichtung 29 in einer radialen Richtung bezüglich der ersten Drehachse 10 in einem Führungsabstand 34 von der ersten Drehachse 10 beabstandet ist, der zumindest einem Wenderadius 33 der Antriebsachse 3 entspricht. Der Wendekreis ist in Fig.8 eingezeichnet und bezeichnet den kleinsten Kreis bezogen auf die in radialer Richtung am weitesten nach außen ragenden Teile der Antriebsachse 3. Vorzugsweise ist der Führungsabstand 34 geringfügig größer als der Wendekreis, sodass gewährleistet wird, dass die erste Führungsschiene 32 zuerst von der Führungseinrichtung 29 und nicht von der jeweiligen Radeinheit 4, 5 kontaktiert wird. It may be advantageous if an outer contour of the first guide device 29 in a radial direction with respect to the first axis of rotation 10 is at a guide distance 34 from the first axis of rotation 10, which corresponds at least to a turning radius 33 of the drive axle 3. The turning circle is shown in Fig.8 and designates the smallest circle in relation to the parts of the drive axle 3 that protrude furthest outwards in the radial direction. Preferably, the guide distance 34 is slightly larger than the turning circle, so that it is ensured that the first guide rail 32 is first contacted by the guide device 29 and not by the respective wheel unit 4, 5.
Fig.9 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 anhand eines fahrerlosen Transportfahrzeugs 2 in einer Draufsicht. Das Transportfahrzeug 2 weist ein Chassis 11 auf, das lediglich schematisch angedeutet ist. Das Chassis 11 kann beispielsweise einen starren Rahmen oder eine starre Grundplatte aufweisen. Das Antriebssystems 1 umfasst hier mehrere, insbesondere zwei, Antriebsachsen 3a, 3b, die so am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 befestigt sind, dass die ersten Drehachsen 10a, 10b in einer Längsrichtung des Transportfahrzeugs 2 in einem festgelegten ersten Achsabstand 36 voneinander beabstandet sind. Fig. 9 shows an advantageous embodiment of the drive system 1 according to the invention using a driverless transport vehicle 2 in a top view. The transport vehicle 2 has a chassis 11, which is only indicated schematically. The chassis 11 can, for example, have a rigid frame or a rigid base plate. The drive system 1 here comprises several, in particular two, drive axles 3a, 3b, which are fastened to the chassis 11 of the transport vehicle 2 in such a way that the first axes of rotation 10a, 10b are spaced apart from one another in a longitudinal direction of the transport vehicle 2 at a fixed first axle distance 36.
Die Antriebsachsen 3a, 3b können gemäß einer der bisher beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein. Die Antriebsachsen 3a, 3b können identisch sein, können sich aber ggf. auch voneinander unterscheiden. Der erste Achsabstand 36 ist vorzugsweise so festgelegt, dass sich die ersten Radeinheiten 4a, 4b oder die zweiten Radeinheiten 5a, 5b bei gegenläufigen maximalen Lenkwinkeln aa, ab der beiden Antriebsachsen 3a, 3b nicht berühren. The drive axles 3a, 3b can be designed according to one of the embodiments described so far. The drive axles 3a, 3b can be identical, but can also differ from one another if necessary. The first axle distance 36 is preferably set such that the first wheel units 4a, 4b or the second wheel units 5a, 5b do not touch one another at opposing maximum steering angles aa, ab of the two drive axles 3a, 3b.
Die zumindest eine Steuerungseinheit 8 des Antriebssystems 1 kann beispielsweise zur Steuerung der elektrischen Antriebseinheiten 6a, 7a; 6b, 7b beider Antriebsachsen 3a, 3b (und ggf. weiterer Komponenten wie den Betriebsbremsen, Parkbremsen, usw.) ausgebildet sein. Alternativ könnte aber auch jede Antriebsachse 3a, 3b eine separate Steuerungseinheit 8a, 8b zur Steuerung seiner elektrischen Antriebseinheiten 6a, 7a; 6b, 7b umfassen, wie in Fig.9 angedeutet ist und wie bereits anhand Fig.l+Fig.2 ausgeführt wurde. Die Steuerungseinheiten 8a, 8b können beispielsweise über eine geeignete Kommunikationsverbindung unmittelbar miteinander verbunden sein, um Steuerungssignale auszutauschen. Die Steuerungseinheiten 8a, 8b könnten aber beispielsweise auch jeweils über eine geeignete Kommunikationsverbindung mit einer (nicht dargestellten) übergeordneten Steuerungseinheit verbunden sein, um Steuerungssignale auszutauschen oder zu erhalten. Die zumindest eine Steuerungseinheit 8 kann beispielsweise auch dazu ausgebildet sein, gleichzeitig zumindest eine der Antriebseinheiten 6a, 7a der ersten Antriebsachse 3a in einem Antriebsmodus zu betreiben, in dem die jeweilige elektrischen Antriebseinheiten 6a, 7a der zumindest einen ersten Antriebsachse 3a ein Antriebsmoment auf die jeweilige Radeinheiten 4, 5 ausübt und zumindest eine der Antriebseinheiten 6b, 7b der zweiten Antriebsachse 3b in einem Bremsmodus zu betreiben, in dem die jeweilige elektrischen Antriebseinheiten 6b, 7b der zumindest einen zweiten Antriebsachse 3b ein Bremsmoment auf die jeweilige Radeinheiten 4b, 5b ausübt. Der Bremsmodus kann zur Energierückgewinnung bzw. Rekuperation genutzt werden. Zudem kann dadurch die Funktion eines bekannten Antiblockiersystems („ABS“) sowie eines bekannten elektronischen Stabilitätsprogramms („ESP“) oder eines bekannten „Torque Vectorings“ umgesetzt werden. The at least one control unit 8 of the drive system 1 can, for example, be designed to control the electric drive units 6a, 7a; 6b, 7b of both drive axles 3a, 3b (and possibly other components such as the service brakes, parking brakes, etc.). Alternatively, each drive axle 3a, 3b could also comprise a separate control unit 8a, 8b for controlling its electric drive units 6a, 7a; 6b, 7b, as indicated in Fig.9 and as already explained with reference to Fig.1+Fig.2. The control units 8a, 8b can, for example, be directly connected to one another via a suitable communication connection in order to exchange control signals. The control units 8a, 8b could, however, also each be connected to a higher-level control unit (not shown) via a suitable communication connection in order to exchange or receive control signals. The at least one control unit 8 can, for example, also be designed to simultaneously operate at least one of the drive units 6a, 7a of the first drive axle 3a in a drive mode in which the respective electric drive units 6a, 7a of the at least one first drive axle 3a exerts a drive torque on the respective wheel units 4, 5 and to operate at least one of the drive units 6b, 7b of the second drive axle 3b in a braking mode in which the respective electric drive units 6b, 7b of the at least one second drive axle 3b exerts a braking torque on the respective wheel units 4b, 5b. The braking mode can be used for energy recovery or recuperation. In addition, the function of a known anti-lock braking system (“ABS”) as well as a known electronic stability program (“ESP”) or a known “torque vectoring” can be implemented.
Fig.10 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 anhand eines fahrerlosen Transportfahrzeugs 2 in einer Draufsicht. Das Antriebssystem 1 weist hierbei zusätzlich zur Antriebsachse 3 eine nicht angetriebene Achse 37 mit einer dritten Radeinheit 38 und einer in Achsrichtung der nicht angetriebenen Achse 37 gegenüberliegenden vierten Radeinheit 39 auf. Die nicht angetriebene Achse 37 ist so am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 befestigt, dass sie in einer Längsrichtung des Transportfahrzeugs 2 in einem festgelegten zweiten Achsabstand 40 von der ersten Drehachse 10 der Antriebsachse 3 beabstandet ist. In einer einfachen Ausführungsform kann die nicht angetriebene Achse 37 fest mit dem Chassis 11 verbunden sein, sodass sie relativ zum Chassis 11 nicht ausgelenkt werden kann. Die dritte Radeinheit 38 und die vierte Radeinheit 39 können dabei drehbar gelagert und antriebslos sein. Fig. 10 shows a further advantageous embodiment of the drive system 1 according to the invention using a driverless transport vehicle 2 in a top view. In addition to the drive axle 3, the drive system 1 has a non-driven axle 37 with a third wheel unit 38 and a fourth wheel unit 39 opposite the non-driven axle 37 in the axial direction. The non-driven axle 37 is attached to the chassis 11 of the transport vehicle 2 such that it is spaced apart from the first axis of rotation 10 of the drive axle 3 in a longitudinal direction of the transport vehicle 2 by a fixed second axis distance 40. In a simple embodiment, the non-driven axle 37 can be firmly connected to the chassis 11 so that it cannot be deflected relative to the chassis 11. The third wheel unit 38 and the fourth wheel unit 39 can be rotatably mounted and driveless.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die nicht angetriebene Achse 37 jedoch analog zur Antriebsachse 3 eine zentral zwischen den beiden Radeinheiten 38, 39 liegende dritte Drehachse 42 auf, die im montierten Zustand vertikal ausgerichtet ist. Die nicht angetriebene Achse 37 ist so am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 befestigt, dass sie relativ zum Chassis 11 um die erste Drehachse 10 drehbar ist. Die nicht angetriebene Achse 37 kann in diesem Fall über eine mechanische Kopplungseinrichtung 43 mit der Antriebsachse 3 verbunden sein, die dazu ausgebildet ist, den Lenkwinkel a von der Antriebsachse 3 auf die nicht angetriebene Achse 37 zu übertragen. Die mechanische Kopplungseinrichtung 43 ist in Fig.10 vereinfacht angedeutet und umfasst hierbei einen Lenker, wobei ein erstes Ende 43a des Lenkers vorzugsweise gelenkig mit der Antriebsachse 3 verbunden ist und ein gegenüberliegendes zweites Ende 43b des Lenkers vorzugsweise gelenkig mit der nicht angetriebenen Achse 37 verbunden ist. Im dargestellten Beispiel ist das erste Ende 43 des Lenkers mit einem ersten Anlenkpunkt der Antriebsachse 3 verbunden, der in einem Bereich zwischen der ersten Drehachse 10 und der ersten Radeinheit 4 liegt. Das zweite Ende 43b des Lenkers ist mit einem zweiten Anlenkpunkt der nicht angetriebenen Achse 37 verbunden, der in einem Bereich zwischen der dritten Drehachse 42 und der vierten Radeinheit 39 liegt. Dadurch kann ein gegenläufiger Lenkeinschlag der beiden Achsen 3, 37 erreicht werden. According to an advantageous embodiment, however, the non-driven axle 37, analogous to the drive axle 3, has a third axis of rotation 42 located centrally between the two wheel units 38, 39, which is vertically aligned in the assembled state. The non-driven axle 37 is attached to the chassis 11 of the transport vehicle 2 in such a way that it can rotate relative to the chassis 11 about the first axis of rotation 10. In this case, the non-driven axle 37 can be connected to the drive axle 3 via a mechanical coupling device 43, which is designed to transmit the steering angle a from the drive axle 3 to the non-driven axle 37. The mechanical coupling device 43 is shown in simplified form in Fig. 10 and comprises a handlebar, wherein a first end 43a of the handlebar is preferably connected in an articulated manner to the drive axle 3 and an opposite second end 43b of the handlebar is preferably connected in an articulated manner to the non-driven axle 37. In the example shown, the first end 43 of the handlebar is connected to a first articulation point of the drive axle 3, which lies in an area between the first axis of rotation 10 and the first wheel unit 4. The second end 43b of the handlebar is connected to a second articulation point of the non-driven axle 37, which lies in an area between the third axis of rotation 42 and the fourth wheel unit 39. This makes it possible to achieve an opposite steering angle of the two axles 3, 37.
Grundsätzlich könnte der Lenker aber auch im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Chassis 11 ausgerichtet sein. Das erste Anlenkpunkt könnte hierbei beispielsweise in einem Bereich zwischen der ersten Drehachse 10 und der ersten Radeinheit 4 liegen und der zweite Anlenkpunkt könnte in einem Bereich zwischen der dritten Drehachse 42 und der dritten Radeinheit 38 liegen. In diesem Fall kann ein gleichläufiger Lenkeinschlag der beiden Achsen 3, 37 erreicht werden, wodurch z.B. der in Fig.13 dargestellte sogenannte „Hundegang“ realisiert werden kann. Die Ausführung der mechanischen Kopplungseinrichtung 43 als Lenker ist aber natürlich nur beispielhaft zu verstehen. Die mechanische Kopplungseinrichtung 43 könnte auch konstruktiv anders ausgebildet sein, z.B. in Form eines geeigneten Getriebes, eines geeigneten Riementriebs oder eines geeigneten Kettentriebs. In principle, however, the steering rod could also be aligned essentially parallel to the longitudinal direction of the chassis 11. The first articulation point could, for example, be in an area between the first axis of rotation 10 and the first wheel unit 4, and the second articulation point could be in an area between the third axis of rotation 42 and the third wheel unit 38. In this case, a parallel steering angle of the two axles 3, 37 can be achieved, whereby, for example, the so-called "crab steering" shown in Fig. 13 can be realized. The design of the mechanical coupling device 43 as a steering rod is of course only to be understood as an example. The mechanical coupling device 43 could also be designed differently, e.g. in the form of a suitable gear, a suitable belt drive or a suitable chain drive.
Analog wie die Antriebsachse 3 kann auch die nicht angetriebene Achse 37 zusätzlich eine vierte Drehachse 61 aufweisen, die im montierten Zustand parallel zur Fahrtrichtung der nicht angetriebenen Achse 37 ausgerichtet ist, wie in Fig.10 dargestellt ist. Analog wie die Antriebsachse 3 kann auch die nicht angetriebene Achse 37 zumindest einen Teil eines zweiten Zentralgelenks 41 aufweisen, das die dritte Drehachse 42 und ggf. die vierte Drehachse 61 ausbildet. Um Wiederholungen zu vermeiden wird bzgl. des zweiten Zentralgelenks 41 auf die obigen Ausführungen zum ersten Zentralgelenk 9 verwiesen, die in analoger Weise auch auf das zweite zweiten Zentralgelenk 41 zu treffen. Analogous to the drive axle 3, the non-driven axle 37 can also have a fourth axis of rotation 61, which in the assembled state is aligned parallel to the direction of travel of the non-driven axle 37, as shown in Fig. 10. Analogous to the drive axle 3, the non-driven axle 37 can also have at least part of a second central joint 41, which forms the third axis of rotation 42 and possibly the fourth axis of rotation 61. In order to avoid repetition, with regard to the second central joint 41, reference is made to the above statements on the first central joint 9, which also apply in an analogous manner to the second central joint 41.
Analog wie die Antriebsachse 3 kann auch die nicht angetriebene Achse 37 eine (in Fig.10 nicht dargestellte) Achsfederungseinrichtung 44 zur gefederten Befestigung am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 umfassen und/oder eine (in Fig.10 nicht dargestellte) Achsdämpfungseinrichtung 45 zur gedämpften Befestigung am Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 umfassen. Hierzu wird auf die obigen Ausführungen zur Antriebsachse 3 verwiesen, die in analoger Weise auch auf die nicht angetriebene Achse 37 zutreffen. Analogous to the drive axle 3, the non-driven axle 37 can also comprise an axle suspension device 44 (not shown in Fig.10) for spring-loaded attachment to the chassis 11 of the transport vehicle 2 and/or a (not shown in Fig.10) Axle damping device 45 for damped attachment to the chassis 11 of the transport vehicle 2. In this regard, reference is made to the above statements regarding the drive axle 3, which also apply analogously to the non-driven axle 37.
Die nicht angetriebene Achse 37 könnte auch wiederum als Starrachse oder Pendelachse ausgebildet sein. Auch hierzu wird auf die obigen Ausführungen zur Antriebsachse 3 verwiesen, die in analoger Weise auch auf die nicht angetriebene Achse 37 zutreffen. The non-driven axle 37 could also be designed as a rigid axle or a swing axle. In this regard, reference is also made to the above statements on the drive axle 3, which also apply analogously to the non-driven axle 37.
Wie in Fig.10 angedeutet ist, kann die nicht angetriebene Achse 37 ggf. auch eine Betriebsbremse 19, z.B. in Form einer oder mehrerer Scheibenbremsen, aufweisen. Die Betätigung der Betriebsbremse 19 kann über die Steuerungseinheit 8 des Antriebssystems 1 erfolgen, die z.B. Teil der Antriebsachse 3 sein kann. Auch bzgl. der Betriebsbremse 19 wird auf die obigen Ausführungen zur Antriebsachse 3 verwiesen, die in analoger Weise auch auf die nicht angetriebene Achse 37 zutreffen. As indicated in Fig. 10, the non-driven axle 37 can optionally also have a service brake 19, e.g. in the form of one or more disc brakes. The service brake 19 can be actuated via the control unit 8 of the drive system 1, which can e.g. be part of the drive axle 3. With regard to the service brake 19, reference is also made to the above statements on the drive axle 3, which also apply analogously to the non-driven axle 37.
In Fig.11 ist ein fahrerloses Transportfahrzeug 2 mit einem Antriebssystem 1 einer weiteren Ausführungsform in einer Draufsicht dargestellt. In dieser Ausführung umfasst das Antriebssystem 1 drei Antriebsachsen 3a, 3b 3c die jeweils zumindest eine erste Drehachse 10a, 10b, 10c umfassen. Die Antriebsachsen 3a-3c können wiederum gemäß einer der beschriebene Ausführungsformen ausgebildet sein. Es könnte aber auch anstatt einer Antriebsachse 3a-3c eine nicht angetriebene Achse 37 vorgesehen sein. Auch eine zusätzliche nicht angetriebene Achse 37 wäre natürlich denkbar. In Fig. 11, a driverless transport vehicle 2 with a drive system 1 of a further embodiment is shown in a top view. In this embodiment, the drive system 1 comprises three drive axles 3a, 3b, 3c, each of which comprises at least one first axis of rotation 10a, 10b, 10c. The drive axles 3a-3c can in turn be designed according to one of the embodiments described. However, a non-driven axle 37 could also be provided instead of a drive axle 3a-3c. An additional non-driven axle 37 would of course also be conceivable.
Die nicht angetriebene Achse 37 könnte wiederum lenkbar oder nicht lenkbar ausgeführt sein. An der in Fahrtrichtung vordersten Antriebsachse 3a ist ein Auffahrdämpfer 23 angeordnet, der in Fahrtrichtung ausgerichtet ist und an der in Fahrtrichtung hintersten Antriebsachse 3c ist ein Auffahrdämpfer 23 angeordnet, der entgegen der Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Daraus ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 sehr flexibel an vorgegebene Randbedingungen des Transportfahrzeugs 2 angepasst werden kann, wobei eine gewünschte Anzahl von Antriebsachsen 3 und ggf. eine gewünschte Anzahl von nicht angetriebenen Achsen 37 kombiniert werden können. The non-driven axle 37 could in turn be designed to be steerable or non-steerable. A collision damper 23 is arranged on the frontmost drive axle 3a in the direction of travel, which is aligned in the direction of travel, and a collision damper 23 is arranged on the rearmost drive axle 3c in the direction of travel, which is aligned against the direction of travel. It can be seen from this that the drive system 1 according to the invention can be adapted very flexibly to predetermined boundary conditions of the transport vehicle 2, wherein a desired number of drive axles 3 and, if necessary, a desired number of non-driven axles 37 can be combined.
In Fig.12 und Fig.13 sind zwei beispielhafte Betriebsmodi dargestellt, die mit einem fahrerlosen Transportfahrzeug 2 mit zwei im Wesentlichen identischen Antriebsachsen 3a, 3b realisierbar sind. Die Transportfahrzeuge 2 sind jeweils in einer Draufsicht dargestellt. Im Beispiel gemäß Fig.12 werden der Lenkwinkel aa der ersten Antriebsachse 3a und der Lenkwinkel ab der zweiten Antriebsachse 3b von der Steuerungseinheit 8 des Antriebssystems 1 (oder ggf. von den separaten Steuerungseinheiten 8a, 8b der Antriebsachsen 3a, 3b) durch Ansteuerung der jeweiligen Antriebseinheiten 6a, 7a; 6b, 7b so gegenläufig eingestellt, dass die erste Radeinheit 4a der ersten Antriebsachse 3a und die erste Radeinheit 4b der zweiten Antriebsachse 3b auf derselben ersten Kurve 55 abrollen und die zweite Radeinheit 5a der ersten Antriebsachse 3a und die zweite Radeinheit 5b der zweiten Antriebsachse 3b auf derselben zweiten Kurve 56 abrollen. Das Beispiel zeigt beispielhaft eine Linkskurve, natürlich kann der Betriebsmodus auch für eine Rechtskurve durchgeführt werden. Fig. 12 and Fig. 13 show two exemplary operating modes that can be implemented with a driverless transport vehicle 2 with two essentially identical drive axles 3a, 3b. The transport vehicles 2 are each shown in a top view. In the example according to Fig. 12, the steering angle aa of the first drive axle 3a and the steering angle ab of the second drive axle 3b are set in opposite directions by the control unit 8 of the drive system 1 (or possibly by the separate control units 8a, 8b of the drive axles 3a, 3b) by controlling the respective drive units 6a, 7a; 6b, 7b so that the first wheel unit 4a of the first drive axle 3a and the first wheel unit 4b of the second drive axle 3b roll on the same first curve 55 and the second wheel unit 5a of the first drive axle 3a and the second wheel unit 5b of the second drive axle 3b roll on the same second curve 56. The example shows a left turn as an example, but of course the operating mode can also be carried out for a right turn.
Im Betriebsmodus gemäß Fig.13 wird das Transportfahrzeug 2 geradeaus bewegt, wobei eine Fahrtrichtung des Transportfahrzeugs 2 und eine und eine Längsachse des Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind. Die beiden Antriebsachsen 3a, 3b sind hier parallel zueinander ausgerichtet, sind jedoch in Achsrichtung einem seitlichen Versatz 67 zueinander versetzt. Der Betriebsmodus wird auch als sogenannter „Hundegang“ bezeichnet. Dies kann z.B. im landwirtschaftlichen Einsatz vorteilhaft sein, um eine geringere Bodenverdichtung, da die Radeinheiten 4b, 5b der hinteren Antriebsachse 3b nicht in derselben Spur fahren, wie die Radeinheiten 4a, 5a der vorderen Antriebsachse 3a. Zudem wird eine bessere Manövrierfähigkeit erreicht. Der dargestellte Betriebsmodus kann grundsätzlich auch mit einer gelenkten, aber nicht angetriebenen hinteren Achse durchgeführt werden. Ein seitlicher Versatz 67 kann in analoger weise natürlich auch bei der Kurvenfahrt gemäß Fig.12 realisiert werden. In diesem Fall würde jede Radeinheit 4a, 5a bzw. 4b, 5b auf einer eigenen Kurve abrollen. In the operating mode according to Fig. 13, the transport vehicle 2 is moved straight ahead, with a direction of travel of the transport vehicle 2 and a longitudinal axis of the chassis 11 of the transport vehicle 2 being aligned at an angle to one another. The two drive axles 3a, 3b are aligned parallel to one another here, but are offset from one another in the axial direction by a lateral offset 67. The operating mode is also referred to as so-called "crab steering". This can be advantageous in agricultural use, for example, in order to reduce soil compaction, since the wheel units 4b, 5b of the rear drive axle 3b do not travel in the same track as the wheel units 4a, 5a of the front drive axle 3a. In addition, better maneuverability is achieved. The operating mode shown can in principle also be carried out with a steered but not driven rear axle. A lateral offset 67 can of course also be realized in an analogous manner when cornering according to Fig. 12. In this case, each wheel unit 4a, 5a or 4b, 5b would roll on its own curve.
Anhand von Fig.14 wird eine weitere vorteilhafte Ausführung des Antriebssystems 1 beschrieben. Fig.14 zeigt zwei Transportfahrzeuge 2a, 2b mit jeweils einer Antriebsachse 3a, 3b und einer nicht angetriebenen Achse 37a, 37b in einer Draufsicht. Die Antriebsachsen 3a, 3b und die nicht angetriebenen Achsen 37a, 37b weisen jeweils eine Kuppeleinrichtung 48 zum lösbaren Kuppeln mit einer weiteren Antriebsachse 3 oder mit einer weiteren nicht angetriebenen Achse 37 auf. Die Kuppeleinrichtungen 48 können zum formschlüssigen Kuppeln oder kraftschlüssigen Kuppeln ausgebildet sein. Die Kuppeleinrichtungen 48 sind vorzugsweise identisch ausgeführt. In der dargestellten Ausführungsform weisen die Kuppeleinrichtungen 48 lediglich beispielhaft Deichseln auf, die in geeigneter Weise lösbar verbunden werden können, ähnlich wie bei bekannten Fahrzeug-Anhängern. Natürlich ist dies nicht einschränkend zu verstehen und die Kuppeleinrichtungen 48 könnten auch konstruktiv anders ausgebildet sein. Denkbar wäre z.B. eine permanentmagnetische Kuppeleinrichtung 48, die bei Annäherung einer anderen permanentmagnetischen Kuppeleinrichtung 48 automatisch eine magnetische Kupplung herstellt. Denkbar wäre z.B. eine elektromagnetische Kuppeleinrichtung 48, die von der Steuerungseinheit 8 angesteuert werden kann. Hierbei könnte die Kupplung mit einer permanentmagnetischen elektromagnetischen Kuppeleinrichtung 48 durch die Steuerungseinheit 8 selektiv erfolgen. Die Kuppeleinrichtung 48 könnte auch in der Art einer, vorzugsweise automatischen, Mittelpufferkupplung ausgebildet sein, wie sie von Eisenbahnen bekannt ist. A further advantageous embodiment of the drive system 1 is described with reference to Fig. 14. Fig. 14 shows two transport vehicles 2a, 2b, each with a drive axle 3a, 3b and a non-driven axle 37a, 37b in a top view. The drive axles 3a, 3b and the non-driven axles 37a, 37b each have a coupling device 48 for detachable coupling with a further drive axle 3 or with a further non-driven axle 37. The coupling devices 48 can be designed for positive coupling or non-positive coupling. The coupling devices 48 are preferably designed identically. In the embodiment shown, the coupling devices 48 have, by way of example only, drawbars that can be detachably connected in a suitable manner, similar to known vehicle trailers. Of course, this is not to be understood as restrictive and the coupling devices 48 could also be designed differently. One possibility would be, for example, a permanent-magnetic coupling device 48 that automatically creates a magnetic coupling when another permanent-magnetic coupling device 48 approaches. One possibility would be, for example, an electromagnetic coupling device 48 that can be controlled by the control unit 8. In this case, the coupling with a permanent-magnetic electromagnetic coupling device 48 could be carried out selectively by the control unit 8. The coupling device 48 could also be designed in the manner of a, preferably automatic, central buffer coupling, as is known from railways.
Wie in Fig.14 ersichtlich ist, können durch die Kuppeleinrichtungen 48 mehrere Transportfahrzeuge 2 mechanisch miteinander gekuppelt werden, um einen Zug auszubilden. Im dargestellten Beispiel wird der Zug entlang einer Kurve bewegt. Im gekoppelten Zustand könnte beispielsweise lediglich das vordere Transportfahrzeug 2a angetrieben werden und das hintere Transportfahrzeug 2b kann gezogen werden, ohne dass der Antrieb aktiviert ist. As can be seen in Fig. 14, several transport vehicles 2 can be mechanically coupled to one another by means of the coupling devices 48 in order to form a train. In the example shown, the train is moved along a curve. In the coupled state, for example, only the front transport vehicle 2a could be driven and the rear transport vehicle 2b can be pulled without the drive being activated.
Je nach konstruktiver Ausführung der Kuppeleinrichtungen 48 kann die Kupplung beispielsweise manuell durch einen Benutzer erfolgen oder sie kann automatisch erfolgen, beispielsweise durch eine Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Transportfahrzeugen oder ggf. durch Steuerung über die Steuerungseinheit 8. Das Lösen kann ebenfalls manuell oder ggf. automatisch erfolgen, beispielsweise könnte die Kuppeleinrichtung 48 eine elektrisch ansteuerbare Arretierungseinrichtung umfassen, die von der Steuerungseinheit 8 angesteuert werden kann. Es ist ersichtlich, dass es eine Vielzahl von möglichen konstruktiven Ausführungsformen gibt, aus denen der Fachmann je nach Anwendungsfall eine geeignete Variante auswählen kann. Depending on the design of the coupling devices 48, the coupling can be carried out manually by a user, for example, or it can be carried out automatically, for example by a relative speed between two transport vehicles or, if necessary, by control via the control unit 8. The release can also be carried out manually or, if necessary, automatically; for example, the coupling device 48 could comprise an electrically controllable locking device that can be controlled by the control unit 8. It is clear that there are a large number of possible design embodiments from which the expert can select a suitable variant depending on the application.
Alternativ zur mechanischen Kupplung über die Kuppeleinrichtungen 48 kann eine Kupplung von zwei oder mehreren Transportfahrzeugen 2 auch über eine virtuelle Kupplung erfolgen. Hierbei werden die Antriebseinheiten 6, 7 der Antriebsachsen 3 der Transportfahrzeuge 2 so von der jeweiligen Steuerungseinheit 8 gesteuert, dass die Transportfahrzeuge 2 unmittelbar hintereinander in einem Zug bewegt werden. Die Abstandsregelung kann beispielsweise über die Kontaktierungseinrichtungen 28 erfolgen. Wie bereits anhand von Fig.2 beschrieben wurde. As an alternative to the mechanical coupling via the coupling devices 48, two or more transport vehicles 2 can also be coupled via a virtual coupling. In this case, the drive units 6, 7 of the drive axles 3 of the transport vehicles 2 are controlled by the respective control unit 8 so that the transport vehicles 2 are moved directly one behind the other in one go. The distance control can be achieved, for example, via the contacting devices 28. As already described with reference to Fig.2.
In Fig.14 ist weiters ein Kurvenmittelpunkt 47 der Kurve dargestellt, entlang der der Zug bewegt wird. Der Kurvenmittelpunkt 47 muss natürlich nicht physisch vorhanden sein, sondern es kann ein virtueller Punkt sein. Der Kurvenmittelpunkt 47 kann der Steuerungseinheit 8 der Antriebssysteme 1 der beiden Transportfahrzeuge 2 vorgegeben werden und die Steuerungseinheiten 8 können daraus den Sollwert a _soll für den Lenkwinkel a der Antriebsachsen 3a, 3b ermitteln. Der Kurvenmittelpunkt 47 kann beispielsweise als Abstand von der ersten Drehachse 10a, 10b vorgegeben werden oder als Koordinaten eines festgelegten Koordinatensystems. Der Kurvenmittelpunkt 47 könnte beispielsweise auch in Form von GPS -Daten an die Steuerungseinheiten 8 übermittelt werden, beispielsweise über anhand von Fig.l+Fig.2 beschriebene drahtlose Datenschnittstelle 46. Fig. 14 also shows a curve center point 47 of the curve along which the train is moved. The curve center point 47 does not have to be physically present, of course, but can be a virtual point. The curve center point 47 can be specified to the control unit 8 of the drive systems 1 of the two transport vehicles 2 and the control units 8 can use this to determine the target value a_target for the steering angle a of the drive axles 3a, 3b. The curve center point 47 can be specified, for example, as a distance from the first axis of rotation 10a, 10b or as coordinates of a fixed coordinate system. The curve center point 47 could also be transmitted to the control units 8 in the form of GPS data, for example via the wireless data interface 46 described with reference to Fig. 1 and Fig. 2.
Fig.15 zeigt ein Transportfahrzeug 2 mit einem Antriebssystem 1 mit zwei Antriebsachen 3a, 3b in Draufsicht. Das Transportfahrzeug 2 wird entlang einer Kurve mit einem Kurvenmittelpunkt 47 bewegt. Der (nicht dargestellten) Steuerungseinheit 8 können der Achsabstand 36 zwischen den ersten Drehachsen 10a, 10b der zwei Antriebsachsen 3a, 3b, die Spurweite 53a zwischen den Radeinheiten 4a, 5a der ersten Antriebsachse 3a, die Spurweite 53b zwischen den Radeinheiten 4b, 5b der zweiten Antriebsachse 3b, die effektiven Durchmesser 54a der Radeinheiten 4a, 5a der ersten Antriebsachse 3a und die effektiven Durchmesser 54b der Radeinheiten 4b, 5b der zweiten Antriebsachse 3b vorgegeben werden. Die Steuerungseinheit 8 kann die Stellgrößen SI, S2 für die Antriebseinheiten 6a, 7a der ersten Antriebsachse 3a und die Stellgrößen SI, S2 für die Antriebseinheiten 6b, 7b der zweiten Antriebsachse 3b ermitteln, sodass die ersten Radeinheiten 4a, 4b entlang derselben ersten Kurve 55 abrollen und die zweiten Radeinheiten 5a, 5b entlang derselben zweiten Kurve 56 abrollen. Fig. 15 shows a transport vehicle 2 with a drive system 1 with two drive axles 3a, 3b in plan view. The transport vehicle 2 is moved along a curve with a curve center point 47. The control unit 8 (not shown) can be specified the axle distance 36 between the first axes of rotation 10a, 10b of the two drive axles 3a, 3b, the track width 53a between the wheel units 4a, 5a of the first drive axle 3a, the track width 53b between the wheel units 4b, 5b of the second drive axle 3b, the effective diameters 54a of the wheel units 4a, 5a of the first drive axle 3a and the effective diameters 54b of the wheel units 4b, 5b of the second drive axle 3b. The control unit 8 can determine the control variables SI, S2 for the drive units 6a, 7a of the first drive axle 3a and the control variables SI, S2 for the drive units 6b, 7b of the second drive axle 3b, so that the first wheel units 4a, 4b roll along the same first curve 55 and the second wheel units 5a, 5b roll along the same second curve 56.
Wenn es gewünscht ist, dass die die beiden Antriebsachsen 3a, 3b mit einem gewissen seitlichen Versatz 67 um den Kurvenmittelpunkt 47 fahren (siehe Fig.13), dann kann der Steuerungseinheit 8 ggf. zusätzlich ein Korrekturfaktor vorgegeben werden, durch welchen der Versatz einstellbar ist. If it is desired that the two drive axles 3a, 3b travel with a certain lateral offset 67 around the curve center 47 (see Fig. 13), then the control unit 8 can optionally additionally be given a correction factor by which the offset can be adjusted.
In Fig.16 und Fig.17 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines Transportfahrzeugs 2 in Draufsicht dargestellt. Das Transportfahrzeug 2 weist eine zweite Führungseinrichtung 49 zur seitlichen Führung des Transportfahrzeugs 2 auf. Im Gegensatz zur achsfesten ersten Führungseinrichtung 29 (siehe Fig.8) ist die zweite Führungseinrichtung 49 fahrzeugfest und kann somit nicht mit der Antriebsachse 3 mitbewegt werden. In Fig.16 and Fig.17, a further advantageous embodiment of a transport vehicle 2 is shown in plan view. The transport vehicle 2 has a second guide device 49 for lateral guidance of the transport vehicle 2. In contrast to the axle-fixed first Guide device 29 (see Fig.8), the second guide device 49 is fixed to the vehicle and therefore cannot be moved with the drive axle 3.
Im Beispiel gemäß Fig.16 umfasst die zweite Führungseinrichtung 49 eine Anzahl von zweiten Gleitelementen 51, die jeweils dazu ausgebildet sind, mit einer ortsfesten zweiten Führungsschiene 52 zu sammenzu wirken. Die zweiten Gleitelemente 51 können wiederum aus einem geeigneten Kunststoff mit möglichst guten Gleiteigenschaften hergestellt sein. An der zweiten Führungsschiene 52 können auch (nicht dargestellte) in Längsrichtung hintereinander angeordnete Rollkörper vorgesehen sein, die mit den zweiten Gleitelementen 51 Zusammenwirken. Das Transportfahrzeug 2 ist hier in Querrichtung zwischen den zwei zweiten Führungsschienen 52 aufgenommen und wird durch diese begrenzt. Dadurch kann im Wesentlichen eine Zwangsführung des Transportfahrzeugs 2 realisiert werden, beispielsweise während eines Belade- oder Entladevorgangs. In the example according to Fig. 16, the second guide device 49 comprises a number of second sliding elements 51, each of which is designed to interact with a stationary second guide rail 52. The second sliding elements 51 can in turn be made of a suitable plastic with the best possible sliding properties. Rolling bodies (not shown) arranged one behind the other in the longitudinal direction can also be provided on the second guide rail 52, which interact with the second sliding elements 51. The transport vehicle 2 is here accommodated in the transverse direction between the two second guide rails 52 and is limited by them. This essentially enables forced guidance of the transport vehicle 2 to be implemented, for example during a loading or unloading process.
Die zweiten Gleitelemente 51 können beispielsweise an einem Rahmen oder einer Grundplatte des Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 befestigt sein. Im dargestellten Beispiel ist an jeder Seite ein zweites Gleitelement 51 mit einer abgerundeten Gleitfläche angeordnet. Natürlich ist das nur beispielhaft zu verstehen und die zweiten Gleitelemente 51 könnten auch eine andere Form aufweisen. Gleichfalls könnten natürlich auch mehr als ein zweites Gleitelement 51 je Seite vorgesehen sein. The second sliding elements 51 can be attached, for example, to a frame or a base plate of the chassis 11 of the transport vehicle 2. In the example shown, a second sliding element 51 with a rounded sliding surface is arranged on each side. Of course, this is only an example and the second sliding elements 51 could also have a different shape. Likewise, more than one second sliding element 51 could of course be provided per side.
Im Beispiel gemäß Fig.17 umfasst die zweite Führungseinrichtung 49 eine Anzahl von zweiten Rollkörpern 50, die dazu ausgebildet sind jeweils mit einer ortsfesten zweiten Führungsschiene 52 zu sammenzu wirken. An der zweiten Führungsschiene 52 kann dazu eine Führungsfläche vorgesehen sein, auf der die zweiten Rollkörper 50 abrollen können. Die zweiten Rollkörper 50 können beispielsweise wiederum am Rahmen oder an der Grundplatte des Chassis 11 des Transportfahrzeugs 2 drehbar gelagert befestigt sein. Im dargestellten Beispiel sind an jeder Seite vier zweite Rollkörper 50 angeordnet, die jeweils um eine im Wesentlichen vertikale Drehachse drehbar sind. Natürlich ist das nur beispielhaft zu verstehen und die zweiten Rollkörper 50 könnten auch eine andere Form und/oder eine anders orientierte Drehachse aufweisen. Beispielsweise könnten kugelförmige zweite Rollkörper 50 verwendet werden. Gleichfalls könnten natürlich auch mehr oder weniger als vier zweite Rollkörper 50 je Seite vorgesehen sein. Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. In the example according to Fig. 17, the second guide device 49 comprises a number of second rolling bodies 50, each of which is designed to interact with a stationary second guide rail 52. For this purpose, a guide surface can be provided on the second guide rail 52, on which the second rolling bodies 50 can roll. The second rolling bodies 50 can, for example, be rotatably mounted on the frame or on the base plate of the chassis 11 of the transport vehicle 2. In the example shown, four second rolling bodies 50 are arranged on each side, each of which can rotate about a substantially vertical axis of rotation. Of course, this is only to be understood as an example and the second rolling bodies 50 could also have a different shape and/or a differently oriented axis of rotation. For example, spherical second rolling bodies 50 could be used. Likewise, more or fewer than four second rolling bodies 50 could of course be provided on each side. The embodiments show possible embodiment variants, whereby it should be noted at this point that the invention is not restricted to the specifically illustrated embodiment variants thereof, but rather various combinations of the individual embodiment variants with each other are also possible and this possibility of variation lies within the skill of the person skilled in the art in this technical field due to the teaching of technical action through objective invention.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. The scope of protection is determined by the claims. However, the description and the drawings must be used to interpret the claims. Individual features or combinations of features from the different embodiments shown and described can represent independent inventive solutions in themselves. The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10. All information on value ranges in the description in question is to be understood as including any range and all subranges thereof, e.g. the information 1 to 10 is to be understood as including all subranges starting from the lower limit 1 and the upper limit 10, i.e. all subranges start with a lower limit of 1 or greater and end with an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Finally, for the sake of clarity, it should be noted that, in order to better understand the structure, some elements have been shown not to scale and/or enlarged and/or reduced.
B e z u g s z e i c h e n a u f s t e l l u n g REFERENCE SIGNS LISTING
Antriebssystem 31 Erstes GleitelementDrive system 31 First sliding element
Transportfahrzeug 32 Erste FührungsschieneTransport vehicle 32 First guide rail
Antriebsachse 33 Wenderadius drive axle 33 turning radius
Erste Radeinheit 34 Führungsabstand First wheel unit 34 guide distance
Zweite Radeinheit 35 Abstandssensor Second wheel unit 35 distance sensor
Erste Antriebseinheit 36 Erster AchsabstandFirst drive unit 36 First axle distance
Zweite Antriebseinheit 37 Nicht angetriebene AchseSecond drive unit 37 Non-driven axle
S teuerung seinheit 38 Dritte Radeinheit Control unit 38 Third wheel unit
Erstes Zentralgelenk 39 Vierte Radeinheit First central joint 39 Fourth wheel unit
Erste Drehachse 40 Zweiter AchsabstandFirst axis of rotation 40 Second axis distance
Chassis 41 Zweites ZentralgelenkChassis 41 Second central joint
Lenkwinkel-Ermittlungseinrich42 Dritte Drehachse tung 43 mechanische Kopplungseinrich¬Steering angle determination device 42 Third axis of rotation 43 mechanical coupling device
Achskörper tung axle beam
Antriebsrad 44 Achsfederungseinrichtungdrive wheel 44 axle suspension device
Boden 45 AchsdämpfungseinrichtungFloor 45 axle damping device
Antriebsraupe 46 Datenschnittstelledrive track 46 data interface
Energiespeicher 47 Kurvenmittelpunktenergy storage 47 curve center
Getriebe 48 Mechanische KuppeleinrichtungGearbox 48 Mechanical coupling device
Betriebsbremse 49 Zweite FührungseinrichtungService brake 49 Second guide device
Portalachse 50 Zweiter RollkörperPortal axle 50 Second rolling element
Drehachse der Antriebseinheit 51 Zweites GleitelementRotation axis of the drive unit 51 Second sliding element
Raddrehachse 52 Zweite FührungsschieneWheel rotation axis 52 Second guide rail
Auffahrdämpfer 53 Spurweiteshock absorber 53 track width
Zentralachskörper 54 Effektiver DurchmesserCentral axle body 54 Effective diameter
Erstes Pendelgelenk 55 Erste Kurve First pendulum joint 55 First curve
Zweites Pendelgelenk 56 Zweite KurveSecond pendulum joint 56 Second curve
Schwenkachse 57 Übertragungsradswivel axis 57 transmission wheel
Kontaktierung seinrichtung 58 Träger contacting device 58 carriers
Erste Führungseinrichtung 59 Laufrad First guide device 59 wheel
Erster Rollkörper 60 Zweite Drehachse 61 Vierte Drehachse First rolling element 60 Second axis of rotation 61 Fourth axis of rotation
62 Erster Radachskörper62 First wheel axle body
63 Zweiter Radachskörper63 Second wheel axle body
64 Radfederungseinrichtung64 wheel suspension system
65 Raddämpfung seinrichtung65 wheel damping device
66 Kontaktfläche 66 contact surface
67 Seitlicher Versatz 67 Lateral offset
SI erste Stellgröße SI first manipulated variable
S2 Zweite Stellgröße a Lenkwinkel ß Schwenkwinkel S2 Second control variable a Steering angle ß Swivel angle
Claims
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