Die Erfindung betrifft ein fahrerloses Transportfahrzeug nach Anspruch 1.

Transportfahrzeuge, insbesondere autonome oder fahrerlose Transportfahrzeuge, die als Träger von Waren dienen sind bekannt. So offenbart die US 2013/054005 A1 sogenannte autonome „bots“, die mobile Regale bewegen.

Auch entsprechende Transportfahrzeuge für einzelne Waren oder Ladegüter sind z. B. aus der CN 208018986 U bekannt, bei denen die Ware auf einer Ladefläche auf der Oberseite des Transportfahrzeugs aufliegt.

Die DE 102019 122 055 A1 beschreibt ebenfalls ein kleines autonomes Transportfahrzeug für Einzelwaren, das eine auf einer Ladefläche aufgenommene Ware dadurch auf dem Fahrzeug während der Bewegung stabilisiert, dass an einer Seite der Ladefläche eine erhöhte Wandung vorhanden ist. Das Fahrzeug wird beim Transport der Ware immer so gedreht, dass die Beschleunigung beim Anfahren, bei Kurvenfahrten und beim Verzögern die Ware gegen diese erhöhte Wandung drückt. Somit wird ein Herunterfallen verhindert.

Zur Abgabe der Einzelware wird der Bewegungsvektor des Fahrzeugs unmittelbar vor oder bei Ankunft an einer Entladestation verändert und das Fahrzeug von der Fahrzeugsteuerung und/oder von wenigstens einer im Bereich der Entladestation angeordneten Führungseinrichtung vor Ankunft an der Entladestation so ausgerichtet, dass die Bewegungsbahn der sich aufgrund der Änderung des Geschwindigkeitsvektors von der Ladefläche wegbewegenden Ware in einem Aufnahmebereich der Entladestation endet. Mit anderen Worten, die Ware bewegt sich mit dem ursprünglichen Vektor vor der Veränderung weiter und rutscht so durch die Schwerkraft bzw. Trägheit der Bewegung von der Ladefläche des Transportfahrzeugs ab.

Es wird zusätzlich beschrieben, dass der Reibwert der gesamten Ladefläche durch Rollen aktiv veränderbar ist. Diese liegen zunächst unterhalb der Ladefläche und können zum Entladen relativ zur Ladefläche angehoben werden, so dass sie durch Öffnungen in der Ladefläche in den direkten Kontakt mit der Ware kommen. Dadurch wird die Warenabgabe mittels Trägheit vereinfacht, da die Ware mit geringerer Reibung über die Rollenfläche abgegeben werden kann. Während des Transports sind die Rollen abgesenkt und die Ware wird durch die vergleichsweise höhere Reibung sicher auf der der Ladefläche gehalten.

Das Anheben und das Absenken der Rollen erfordert allerdings einen entsprechenden Mechanismus, der aktiviert und betätigt werden muss. Das erfordert Energie, die (zusätzlich) bereitzustellen ist, z. B. mit einer Batterie. Andererseits erhöhen ein solcher Mechanismus und Energiequellen das Gewicht des Fahrzeugs und verschlechtern damit die Energiebilanz bzw. verringern die Nutzlast. Durch das Anheben und Absenken benötigt der Mechanismus zusätzlichen vertikalen Bauraum. Dadurch wird die Last in größerer Höhe transportiert und damit der Lasttransport instabiler. Auch muss sichergestellt werden, dass der Mechanismus nicht versehentlich während des Transports die Reibung verringert, da damit das Risiko des Verlusts der Last verbunden wäre. Kleine Beschleunigungen - ausgelöst z. B. durch Bodenunebenheiten - könnten zu einem Verrutschen der Ware führen. Somit sind entsprechende Überwachungen und Sicherungen notwendig.

Diese Mechanismen machen das Fahrzeug aufwendiger und komplexer und erhöhen damit die Ausfallwahrscheinlichkeit, wodurch die Zuverlässigkeit sinkt.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein entsprechendes verbessertes Transportfahrzeug bereitzustellen, das die obigen Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Transportfahrzeug gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass, wenn die Oberfläche der Ladefläche mindestens einen Bereich mit herabgesetzter Reibung, vorzugsweise zwei Bereiche mit unterschiedlichen Reibwerten aufweist, es möglich wird, den Entladevorgang zu verbessern.

Die Ladefläche umfasst also mindestens einen Bereich mit geringer Reibung, ggf. zwei Bereiche, einen mit hoher Reibung an dem Halteelement und einen Bereich mit geringer Reibung an der Abgabeseite. Bei der Aufnahme wird das Ladegut bzw. die Ware (z. B. durch das Halteelement zur Aufnahme auf der Ladefläche abgestreift) und liegt auf der Ladefläche sowohl im ersten als auch im zweiten Bereich auf.

Während des Transports wird das Fahrzeug, wie in den o. g. Patentanmeldungen beschrieben, immer so gedreht, dass die Ware durch die aufgebrachten Beschleunigungen gegen ein entsprechendes Halteelement (z. B. erhöhte Wandung) gedrückt wird. Ein Verrutschen durch kleine Beschleunigungen, z. B. bei kleinen Bodenunebenheiten, wird durch die hohe Reibung im zweiten Bereich verhindert.

Für die Lastabgabe mittels Trägheit ist eine Abgabe der Ware über die Abgabekante vorgesehen. Dazu fährt das Fahrzeug z. B. die Übergabestation mit der Abgabekante voran an, verzögert kurz vor Erreichen der Lastabgabe stark, so dass die Ware bzw. Ladung bei hinreichend geringer Reibung über die Ladefläche auf die Lastabgabestation rutschen kann.

Mit anderen Worten, es ist erkannt worden, dass durch die (zweigeteilte) Ausgestaltung der Ladefläche mit Bereichen unterschiedlicher Reibung diese Art der Lastabgabe verbessert wird.

Das soll durch das nachfolgend dargestellte Beispiel erläutert werden:

Das homogene Ladegut 20 der Masse m mit einer quadratischen Grundfläche und einer Höhe von einem Viertel der Kantenfläche soll mit einer Verzögerung gleich der Erdbeschleunigung abgegeben werden. Zur Vereinfachung wird angenommen, dass das Ladegut nur an seinen Kanten 21 und 22 auf der Ladefläche 23 aufliegt, im Bild 5 symbolisiert durch die Pfeile.

Im ersten Fall nach dem Stand der Technik ist die gesamte Ladefläche mit einer Oberfläche mit einer bestimmten Reibung versehen. Beim Verzögern muss dann eine (Haft-)Reibkraft überwunden werden, die sich als Produkt aus Reibkoeffizient, Masse des Ladeguts und Erdbeschleunigung berechnen lässt.

Im zweiten vorliegenden Fall gemäß der Erfindung ist der Reibbeiwert auf der der Lastabgabestation zugewandten Seite z. B. auf ein Zehntel des zuvor angenommenen Reibbeiwerts abgesenkt. Dann sinkt die Reibkraft, die zur Abgabe des Ladeguts überwunden werden muss, auf etwa 1/3 der Reibkraft des ersten Falls. Mit dieser Verringerung ist die Ladungsabgabe erheblich vereinfacht.

Mittels der Erfindung können Ladegüter daher mittels Trägheit sicher abgegeben werden, ohne die Masse und die Bauhöhe der Transportfahrzeuge wesentlich zu erhöhen. Gleichzeitig wird ein Verrutschen der Last während des Transports verhindert. Es sind keine Sensoren oder Aktoren notwendig, so dass die Ausfallsicherheit gegeben ist und der Aufbau des Fahrzeugs vereinfacht wird.

Vorzugsweise grenzt der zweite Bereich an das Halteelement an und der erste Bereich ist entsprechend an der dem Halteelement abgewandten Seite der Ladefläche angeordnet. Der erste Bereich ist also derjenige, der beim Entladen die oben beschriebene Entladefunktion vereinfacht und der „Entladekante“ näher liegt.

Demnach weist der erste Bereich eine im Vergleich zum zweiten Bereich herabgesetzten Reibwert auf.

Insbesondere ist der Reibwert des ersten Bereichs dauerhaft herabgesetzt. Mit anderen Worten, er wird nicht aktiv wie im Stand der Technik verändert, sondern ist statisch niedriger als derjenige des zweiten Bereichs.

Eine geringe Reibung des ersten Bereichs kann z. B. durch die Verwendung von Rollen, Kugeln, speziellen Materialien mit geringer Reibung bzw. glatter Oberfläche erzielt werden. Denkbar ist auch eine geringe Reibung durch Verwendung eines passiven Bandförderers zu erzeugen, bei dem ein Band um zwei passive Rollen geschlungen ist.

Auch ist es möglich, dass der Reibwert des ersten Bereichs lediglich in einer Vorzugsrichtung herabgesetzt ist. Somit könnten dazu seitliche Bewegungen verhindert werden. Die Vorzugsrichtung ist sinnvollerweise die Entladungsrichtung; verläuft also von dem Halteelement weg in Richtung der dem Halteelement abgewandten Seite der Ladefläche. So könnten in dem ersten Bereich fest installierte Rollen mit einer quer zur Vorzugsrichtung ausgerichteten Achse verwendet werden. Auch ist denkbar, die Oberfläche des zweiten Bereichs mit einer schuppenartigen Beschichtung auszustatten, die die Reibung nur in einer Richtung herabsetzt und in anderen Richtungen „sperrt“.

Als besonders geeignet herausgestellt hat sich ein Reibwert der Oberfläche im ersten Bereich von kleiner gleich 5%, vorzugsweise kleiner gleich 3% und besonders bevorzugt kleiner gleich 1%. Diese Werte gelten insbesondere bei der Verwendung von in dem ersten Bereich fest installierten Rollen.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Abgabekante einen dritten Bereich mit nochmals reduziertem Reibwert ausbildet.

Auch ist denkbar, dass der erste Bereich und/oder der dritte Bereich gegenüber dem zweiten Bereich geringfügig tiefer (1 - 3 mm) gesetzt sind, so dass die Abgabe nochmals erleichtert ist.

Es versteht sich, dass die einzelne Ware eine Ware selbst oder ein Behälter oder Tablar usw. mit Ware(n) gefüllt sein kann.

Zusätzlich können Waren als Stapel von zwei Wareneinheiten ausgebildet sein, insbesondere wenn diese jeweils in Behältern vorliegen, die ineinandergreifen und so ein Verrutschen gegeneinander verhindern.

Je nach Größe der Ladefläche bzw. der Ware(n) können auch zwei oder mehr Waren gleichzeitig transportiert bzw. auf der Ladefläche aufgenommen werden.

Das Halteelement kann als einfache erhöhte Wandung an einer (Entladerichtung abgewandten) Seite der Ladefläche ausgebildet sein. Zusätzlich kann das Halteelement auch seitliche Bereiche der Ladefläche angrenzend zu der abgewandten Seite umfassen, so dass auch Querbeschleunigungen der Waren gut abgefangen werden.

Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, in der

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Transportfahrzeugs bei einem Entladevorgang;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erste Variante einer Ausgestaltung der Ladefläche des Transportfahrzeugs aus Figur 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Variante einer Ausgestaltung der Ladefläche des Transportfahrzeugs aus Figur 1; und

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Variante einer Ausgestaltung der Ladefläche des Transportfahrzeugs aus Figur 1 sowie

Fig. 5 eine Erläuterung einer Ladefläche mit zwei Bereichen unterschiedlicher Reibung zeigen.

In den Figuren ist ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes fahrerloses Transportfahrzeug für Einzelwaren mit einer Ladefläche 3 für mindestens eine Einzelware 2, die auf einem angetriebenen Fahrwerk 4 angeordnet ist, gezeigt. Das Transportfahrzeug weist vorliegend eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt auf. Es versteht sich, dass auch Abweichungen davon möglich sind.

Die Ladefläche 3 ist an der Oberseite als ebene Fläche ausgeführt und weist wenigstens an einer Seite ein Halteelement 6 in Gestalt einer erhöhten Wandung auf.

Das Transportfahrzeug umfasst auch eine Fahrzeugsteuerung 5, die eingerichtet ist, um das Fahrzeug beim Transport der Ware immer so auszurichten, dass die Beschleunigung beim Anfahren, bei Kurvenfahrten und beim Verzögern die mindestens eine Einzelware gegen das Halteelement 6 drückt. Die Fahrzeugsteuerung 5 umfasst dazu neben der Antriebssteuerung auch eine entsprechende Sensorik.

Das Haltelement 6 ist vorliegend als teilkreisförmige Wandung ausgebildet und bietet so auch gewisse Rückhaltekräfte gegen seitliches Verrutschen der Ware.

Das Fahrwerk 4 umfasst entsprechend angedeutete einzeln angetriebene Räder usw. die eine omnidirektionale Bewegung des Transportfahrzeugs 1 erlauben.

Wie in Figur 1 gezeigt, bewegt sich das Transportfahrzeug 1 mit hoher Geschwindigkeit in Richtung einer Entladestation 7, wo die Ware 2 abgegeben wird. Dazu verzögert bzw. bremst das Transportfahrzeug 1 kurz vor Erreichen der Entladestation 7 stark ab, so dass die Ware 2 auf der Ladefläche 3 aufgrund der Trägheit beginnt in Richtung der Entladestation 7 über die Ladefläche 3 zu rutschen (siehe Pfeil 8 - Entladerichtung) und landet letztendlich auf bzw. in der Entladestation 7.

Erfindungsgemäß ist die Oberfläche der Ladefläche 3 in mehrere Bereiche aufgeteilt.

Diese unterscheiden sich in dem Reibwert bzw. der Reibung, die die Ware dort erfährt.

Dazu werden in den Figuren 2 bis 4 verschieden beispielhafte Ausführungsformen bzw. Varianten erläutert.

Die Ladefläche 3 weist in allen Varianten einen ersten Bereich Y mit einem ersten Reibwert und einen zweiten Bereich X mit einem zweiten Reibwert auf, wobei der erste Reibwert im Vergleich zum zweiten Reibwert verringert oder herabgesetzt ist, so dass die Ware in diesem Bereich weniger Reibung erfährt bzw. schneller und besser gleitet beim Verzögern zur Abgabe.

Der zweite Bereich X grenzt an das Halteelement 6 an und der erste Bereich Y ist an der dem Halteelement 6 abgewandten Seite der Ladefläche 3 angeordnet, liegt also in Entladerichtung 8.

Zusätzlich kann, wie im Bespiel der Figur 2, ein dritter Bereich in Gestalt der Abgabekante Z vorgesehen sein, in dem der Reibwert noch stärker herabgesetzt ist.

Die Reibwerte sind vorliegend dauerhaft herabgesetzt, d. h. sie verändern sich nicht aktiv wie im Stand der Technik, wo ein aktiver Mechanismus Rollen etc. anhebt.

In der Ausführungsform der Figur 2 ist zur Einstellung des verringerten Reibwerts bzw. Verringerung der Reibung eine glatte Teflonbeschichtung im ersten Bereich X aufgebracht und eine glatte Edelstahloberfläche im dritten Bereich Z. Diese sind alle auf dem selben Niveau.

In der Ausführungsform der Figur 3 ist die verringerte Reibung mittels einer Vielzahl fest in die Oberfläche des ersten Bereichs Y eingebauter Rollen 9 erreicht, deren Ausrichtung bzw. Achse 10 derart ausgestaltet ist, dass sie nur in die Vorzugsrichtung der Entladerichtung 8 drehen. In der Ausführungsform der Figur 3 wird die verringerte Reibung mittels einer Vielzahl von Schuppen 11 aus Teflon erreicht, die im Bereich Y angeordnet sind, der zudem um 2 mm niedriger vom Niveau angesiedelt ist im Vergleich zum zweiten Bereich X am Halteelement 6.