Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regalanlage mit einem Regalbediengerät für Geradeaus- und Kurvenfahrt, wie sie im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist.
Derartige Regalanlagen werden zur Beschickung von Grosslagern, insbesondere Hochregallagern, in vielfältiger Form verwendet.
Während bei geradeaus fahrenden Regalbediengeräten keine besonderen Probleme bezüglich des Abrollverhaltens eines Laufrads auf einer darunter liegenden horizontalen Lauffläche einer Laufschiene zu beachten sind, werden an kurvengängige Regalbediengeräte der genannten Art besondere Anforderungen gestellt, da bei der Kurvenfahrt und speziell beim Wechsel von der Geradeausfahrt zur Kurvenfahrt in typischer Weise ein hoher Verschleiss des Laufrads verursacht wird.
Dieser wird im Wesentlichen dadurch hervorgerufen, dass beim Einfahren in eine Kurve vorauslaufende Seitenführungsrollen eines Drehschemels das Laufrad, während es sich noch auf einem geraden Schienenabschnitt befindet, unter Aufbringung entsprechend hoher Kräfte bereits quer zu dessen Fahrtrichtung verschieben, beispielsweise beim herkömmlichen Kurvenfahren mit zwei vorderen und zwei hinteren Seitenführungsrollen, wo sich das Laufrad aus geometrischen Gründen seitlich verschiebt. Dieses Querversetzen des gesamten Regalbediengeräts verschleisst Laufrad und Laufschiene erheblich.
Allgemein gilt, dass der kleinste Verschleiss eines zylindrischen Rads erfolgt, wenn die Radmitte (zwischen dem linken und rechten Rand) auf der vorgegebenen Lauffläche immer tangential anliegt und ein Schieben in Querrichtung ausgeschlossen werden kann.
Grundsätzlich wird die Führung eines Laufrads in einem Drehschemel mit drei Seitenführungsrollen erreicht, d.h. mit einer Dreipunktführung, wobei sich zwei Seitenführungsrollen auf der einen Längsseite des Drehschemels befinden und die dritte Seitenführungsrolle auf der gegenüberliegenden Längsseite angeordnet ist.
Rollen mit ihren zugehörigen Führungsflächen sind prädestiniert, technische Führungen zu realisieren; prinzipiell sind aber auch andere Lösungen, wie z.B. Gleitführungen, denkbar.
Soll nun ein Laufrad einer beliebigen Kurvenfunktion folgen, kann dies ganz allgemein mit drei Seitenführungsrollen und drei zugehörigen Führungsflächen realisiert werden. Die drei Führungsflächen werden geometrisch ermittelt, indem die Mitte des Laufrads bei senkrecht zur Fahrtrichtung stehender Laufradachse entlang der vorgegebenen Kurve bewegt und die Bewegungen der Seitenführungsrollen bestimmt werden. Ein solch allgemeines Beispiel ist in Fig. 1 mit drei Laufradpositionen dargestellt (Seitenführungsrollen 81, 82, 83, Laufrad 84, Seitenführungsflächen 85, 86, 87).
Die sich ergebenden Seitenführungsflächen, die sich zwischen den Seitenführungsrollen an der Laufschiene oder ausserhalb der Seitenführungsrollen an separaten Führungselementen befinden können, müssen so angeordnet werden, dass jede Seitenführungsrolle genau einer Seitenführungsfläche zugeordnet ist.
Wenn die vertikalen Achsen der Seitenführungsrollen, wie das in der Technik häufig der Fall ist, symmetrisch bezüglich der Drehachse des Laufrads angeordnet werden, so ergeben sich zwangsläufig in Abschnitten mit konstantem Krümmungsradius die gleichen Seitenführungsflächen. Nur in den Übergangsbereichen von einem Krümmungsradius zu einem anderen müssen die drei Seitenführungsrollen auf unterschiedlichen Seitenführungsflächen geführt werden. Das Prinzip ist in Fig. 2 mit drei Laufradpositionen dargestellt (Seitenführungsrollen 91, 92, 93, Laufrad 94, Seitenführungsflächen 95, 96, 97).
Auf diesen mechanischen und mathematischen Prinzipien bauen auch die nachfolgenden Lösungen des Problems des Querversatzes des Laufrads auf.
Aus dem DE-GM 8 409 357 ist ein Lösungsvorschlag mit vier Seitenführungsrollen pro Drehschemel bekannt, welcher darin besteht, Kurvenstücke der Laufschiene in spezieller Weise zu verlängern, sodass z.B. eine Rechtskurve mit einer kurzen Linkskurve angefahren wird. Im Übergangsbereich zwischen dem Geraden- und dem Kurvenstück müssen für die vorderen und hinteren Seitenführungsrollen unterschiedliche Führungsflächen angeordnet werden, damit der Drehschemel dort gegen ungewollte Verdrehungen gesichert ist, was die Bauhöhe vergrössert und die Herstellung und Anordnung zugehöriger Weichen erschwert.
Ein weiterer Vorschlag zur Lösung des Problems ist in der DE-OS 3 808 244 beschrieben. Die Führung des Laufrads wird dort mit drei Seitenführungsrollen erreicht, wobei sich zwei Rollen auf der einen Laufschienenseite befinden und auf der gegenüberliegenden Seite eine Gegenrolle angeordnet ist. Die beschriebene Regalanlage weist aber den Nachteil auf, dass im Übergangsbereich von der geraden Strecke zur Kurve und umgekehrt zusätzliche Führungsflächen erforderlich sind, um das Laufrad stabilisieren zu können. In einer ersten Ausführungsvariante geschieht dies durch das Anordnen von zwei zusätzlichen Aussenführungen und in einer zweiten Ausführungsvariante durch das Anbringen der beiden sich auf derselben Laufschienenseite befindenden Seitenführungsrollen in verschiedenen Höhen, sodass sie im Übergangsbereich unterschiedlich geführt werden können.
Im Übergangsbereich werden bei diesen Regalanlagen drei oder vier verschiedene Seitenführungsflächen benötigt.
Ein dritter Vorschlag zur Lösung des Problems des Querversatzes des Laufrads ist aus der DE-PS 3 808 245 bekannt. Die Führung des Laufrads wird dort mit je drei Seitenführungsrollen auf beiden Seiten der Laufschiene erreicht, wobei die beiden mittleren, etwas grösseren Seitenführungsrollen sicherstellen, dass sich das Laufrad in der Mitte der Laufschiene befindet. Die vordere und die hintere äussere, d.h. der kurvenäusseren Seitenführungsfläche der Laufschiene zugeordnete Seitenführungsrolle bilden mit der mittleren inneren, d.h. der kurveninneren Seitenführungsfläche der Laufschiene zugeordneten Seitenführungsrolle eine zuverlässige Dreipunktführung auf der geraden Strecke. Die vordere und die hintere innere sowie die mittlere äussere Seitenfüh rungsrolle bilden eine zuverlässige Dreipunktführung in der Kurve.
Die beschriebene Regalanlage weist aber ebenfalls den Nachteil auf, dass im Übergangsbereich von der geraden Strecke zur Kurve und umgekehrt zusätzliche Führungsflächen erforderlich sind, um das Laufrad stabilisieren zu können. Diese zusätzlich notwendigen Führungsflächen bedingen, dass die Seitenführungsrollen in verschiedenen horizontalen Ebenen angeordnet werden, was zu einer nachteilig grösseren Bauhöhe führt. Ausserdem ist die Anzahl der Seitenführungsrollen pro Laufrad relativ hoch.
Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben beschriebenen Regalanlagen liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zu Grunde. Zu schaffen ist eine Regalanlage mit einem Regalbediengerät für Geradeaus- und Kurvenfahrt der eingangs erwähnten Art, bei der die Laufräder während der Fahrt so geführt werden, dass eine Abnutzung von Laufrädern und/oder Laufschienen durch ungünstige Laufgeometrie weitgehend vermieden wird. Insbesondere soll kein Querversatz der Laufräder senkrecht zur Fahrtrichtung erfolgen. Die Regalanlage soll zudem mit möglichst wenig Seitenführungsflächen und das Regalbediengerät mit möglichst wenig Seitenführungsrollen pro Drehschemel auskommen. Es soll auch eine kleinere Bauhöhe der Seitenführung erreichbar sein als bei den herkömmlichen Regalbediengeräten.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe Regalanlage gelöst, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass bei einer Regalanlage mit einem Regalbediengerät für Geradeaus- und Kurvenfahrt, das sich mittels mindestens zweier, jeweils mit einem Laufrad versehener und um eine vertikale Achse verstellbarer Drehschemel auf der horizontalen Lauffläche einer Laufschiene abstützt, jeder Drehschemel an den beiden vertikalen Seitenführungsflächen der Laufschiene mittels einer vorderen, mittleren und hinteren inneren Seitenführungsrolle, die der kurveninneren Seitenführungsfläche der Laufschiene zugeordnet sind, und mittels einer vorderen und einer hinteren äusseren Seitenführungsrolle, die der kurvenäusseren Seitenführungsfläche der Laufschiene zugeordnet sind, geführt ist.
Die Laufschiene ist in Kurvenabschnitten auf der kurvenäusseren Seite mit einer Verbreiterung versehen, sodass der Abstand der kurveninneren und der kurvenäusseren Seitenführungsfläche in Kurvenabschnitten grösser ist als in geraden Abschnitten, wobei die Verbreiterung einen mittleren Bereich konstanter Breite aufweist, an den sich beidseitig ein Randbereich anschliesst.
Die Durchmesser und die gegenseitigen Abstände der Seitenführungsrollen sowie die Breiten der Laufschiene und der Verbreiterung sind so aufeinander abgestimmt, dass der Drehschemel bei der Geradeausfahrt und im mittleren Bereich der Kurvenfahrt von der mittleren inneren Seitenführungsrolle und den beiden äusseren Seitenführungsrollen und bei der Kurveneinfahrt und -ausfahrt von der mittleren inneren Seitenführungsrolle und den vorderen oder hinteren inneren und äusseren Seitenführungsrollen geführt wird.
Dank der erfindungsgemässen Anordnung der Seitenführungsrollen und zugehörigen Seitenführungsflächen wird ein Querversatz der Laufräder senkrecht zur Fahrtrichtung bei allen Fahrzuständen verhindert und die Laufräder werden in den Drehschemeln in allen Laufschienenabschnitten im Wesentlichen spielfrei korrekt in der Mitte der Laufschiene geführt. Hierzu werden nur fünf Seitenführungsrollen pro Drehschemel sowie nur zwei Seitenführungsflächen benötigt. Dies ermöglicht einerseits eine vereinfachte Konstruktion der Laufschiene bzw. der Verbreiterung und anderseits, in einer bevorzugten Ausführungsvariante, die Anordnung der Seitenführungsrollen auf einer Höhe, sodass eine niedrige Bauhöhe erreicht werden kann.
Vorzugsweise werden die vordere und hintere innere Seitenführungsrolle mit einem grösseren Abstand zur Drehachse des Laufrads angeordnet als die vordere und hintere äussere Seitenführungsrolle, um bei der Kurvenein- und -ausfahrt eine stabilere Dreipunktführung zu erhalten.
Damit die von aussen auf den Drehschemel wirkenden Drehmomente keine zu grossen Seitenführungskräfte hervorrufen, werden die äusseren Seitenführungsrollen vorteilhafterweise etwa in der Mitte zwischen der mittleren und der vorderen bzw. hinteren inneren Seitenführungsrolle angeordnet.
Mit Vorteil werden der Durchmesser der vorderen und hinteren inneren Seitenführungsrolle, die in erster Linie bei der Kurvenein- und -ausfahrt benötigt werden, und der Abstand ihrer jeweiligen Drehachse zur Drehachse der mittle ren inneren Seitenführungsrolle in Fahrtrichtung und senkrecht zur Fahrtrichtung so gewählt, dass die vordere und hintere innere Seitenführungsrolle im mittleren Bereich der Kurvenfahrt an der kurveninneren Seitenführungsfläche anliegen. Dadurch werden die in Kurvenabschnitten höheren Seitenführungskräfte auf drei innere Seitenführungsrollen verteilt.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die Seitenführungsrollen bezüglich einer die horizontale Drehachse des Laufrads enthaltenden vertikalen Ebene symmetrisch angeordnet. Dies ermöglicht eine einfache und symmetrische Ausgestaltung der Randbereiche der Verbreiterung und verhindert unnötiges Verspreizen der zu den Seitenführungsrollen gehörenden Lagerungen.
Aus wirtschaftlichen Gründen haben die Seitenführungsrollen vorteilhafterweise alle die gleichen Abmessungen.
Im Folgenden werden die erfindungsgemässe Regalanlage sowie die Funktion der erfindungsrelevanten Teile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels detaillierter beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Laufschienenteil mit einem Drehschemel mit drei unregelmässig angeordneten Seitenführungsrollen in drei verschiedenen Positionen;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Laufschienenteil mit drei symmetrisch angeordneten Seitenführungsrollen in drei verschiedenen Positionen;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Laufschienenteil mit einer erfindungsgemässen Anordnung von Seitenführungsrollen eines Drehschemels in einem geraden Abschnitt;
Fig. 4 einen Vertikalschnitt entsprechend Linie A-A in Fig. 3 durch Laufschiene und Drehschemel mit Laufrad und Seitenführungsrollen;
Fig. 5 eine Draufsicht auf Laufschienenteil und Seitenführungsrollen gemäss Fig. 3 bei der Kurveneinfahrt;
Fig. 6 eine Draufsicht auf Laufschienenteil und Seitenführungsrollen gemäss Fig. 3 im mittleren Bereich der Kurvenfahrt;
Fig. 7 einen Vertikalschnitt entsprechend Linie B-B in Fig. 6 durch Laufschiene und Drehschemel mit Laufrad und Seitenführungsrollen und
Fig. 8 eine Draufsicht auf Laufschienenteil und Seitenführungsrollen gemäss Fig. 3 bei der Kurvenausfahrt.
Figuren 3 und 4
Die dargestellte Regalanlage weist eine Laufschiene 3 in Form eines I-Profils mit einer horizontalen Lauffläche 31 für ein Laufrad 2 eines Regalbediengeräts auf. Die beiden Seitenflächen des Mittelstegs der Laufschiene 3 bilden im geraden Laufschienenabschnitt die kurveninnere Seitenführungsfläche 32 und die kurvenäussere Seitenführungsfläche 33.
Das dargestellte Laufschienenprofil ist nur eines unter vielen möglichen. Einsetzbar sind beispielsweise auch typische Schienenprofile, Doppel-T-Träger, Rechteck-, U-, C- oder andere handelsübliche Profile, die fertigungstechnisch einfach in eine Bogenform gebracht werden können.
Die kurveninnere Seitenführungsfläche 32 wird auch im Kurvenabschnitt durch die eine Seitenfläche des Mittelstegs der Laufschiene 3 gebildet, während die kurvenäussere Seitenführungsfläche 33 der äusseren Seitenfläche einer auf der kurvenäusseren Seite des Mittelstegs angebrachten Verbreiterung 4 entspricht. So wird erreicht, dass der Abstand der kurveninneren und der kurvenäusseren Seitenführungsfläche im Kurvenabschnitt grösser ist als im geraden Abschnitt. Die Verbreiterung 4 weist einen mittleren Bereich 41 konstanter Breite auf, an den sich beidseitig ein Randbereich 42 bzw. 43 anschliesst. Die Randbereiche 42, 43 verjüngen sich zu den an den Kurvenabschnitt angrenzenden geraden Abschnitten hin, sodass die kurvenäussere Seitenführungsfläche 33 von den geraden Abschnitten aus in den Kurvenabschnitt hinein um die Länge l gerade verlängert wird.
Die Verbreiterung 4 besteht beispielsweise aus einem in den Randbereichen 42, 43 abgeschrägten Rechteckprofil, das auf den Mittelsteg geschraubt, genietet, geschweisst oder anderswie aufgebracht ist. Es kann aber auch ein im Kurvenabschnitt breiteres Profil als Laufschiene verwendet werden, das in den Kurvenrandbereichen abgefräst ist, sodass Laufschiene 3 und Verbreiterung 4 eine Einheit bilden.
Das Regalbediengerät stützt sich mittels mindestens zweier, jeweils mit einem Laufrad 2 mit horizontaler Drehachse 20 versehener und um eine vertikale Achse verstellbarer Drehschemel 1 (hier nur einer dargestellt) auf der horizontalen Lauffläche 31 der Laufschiene 3 ab.
Der Drehschemel 1 ist an den beiden vertikalen Seitenführungsflächen 32, 33 der Laufschiene 3 mittels einer vorderen, mittleren und hinteren inneren Seitenführungsrolle 11, 12 bzw. 13, die der kurveninneren Seitenführungsfläche 32 zugeordnet sind, und mittels einer vorderen und hinteren äusseren Seitenführungsrolle 14 bzw. 15, die der kurvenäusseren Seitenführungsfläche 33 zugeordnet sind, geführt. Die Seitenführungsrollen 11, 12, 13, 14, 15 weisen in der dargestellten Ausführungsvariante alle vertikale Drehachsen und gleiche Abmessungen auf und sind alle auf gleicher Höhe und bezüglich der die horizontale Drehachse 20 des Laufrads 2 enthaltenden vertikalen Ebene symmetrisch angeordnet.
Im geraden Laufschienenabschnitt liegen die beiden äusseren Seitenführungsrollen 14, 15 und die mittlere innere Seitenführungsrolle 12 spielfrei an der kurvenäusseren Seitenführungsfläche 33 bzw. der kurveninneren Seitenführungsfläche 32 an und bilden so eine zuverlässige Dreipunktführung. Damit werden Pendelbewegungen des Drehschemels 1 verunmöglicht. Die vordere innere Seitenführungsrolle 11 und die hintere innere Seitenführungsrolle 13 hingegen berühren die kurveninnere Seitenführungsfläche 32 nicht.
Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, oder umgekehrt, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen.
Figur 5
Hier dargestellt ist die Situation bei der Kurveneinfahrt. Die beiden äusseren Seitenführungsrollen 14, 15 und die mittlere innere Seitenführungsrolle 12 übernehmen die Führung bis zum Ende der Geradeausfahrt, d.h. bis die vordere innere Seitenführungsrolle 11 an die kurveninnere Seitenführungsfläche 32 anzuliegen kommt. Zu diesem Zeitpunkt erreicht die mittlere innere Seitenführungsrolle 12 den gekrümmten Bereich und die vordere äussere Seitenführungsrolle 14 den mittleren Bereich 41 der Verbreiterung 4. Dies wird durch geeignetes Anordnen der Seitenführungsrollen 11, 12, 14 und darauf abgestimmtes Ausbilden der Verbreiterung 4 gewährleistet. So entspricht im vorliegenden Fall die Länge l des Randbereichs 42 dem Abstand der Drehachsen der mittleren inneren Seitenführungsrolle 12 und der vorderen äusseren Seitenführungsrolle 14 in Fahrtrichtung.
Die Führung des Drehschemels 1 wird ab dem genannten Zeitpunkt von der mittleren inneren Seitenführungsrolle 12, der vorderen inneren Seitenführungsrolle 11 und der vorderen äusseren Seitenführungsrolle 14 übernommen. Diese drei Seitenführungsrollen 11, 12, 14 folgen Kreisbögen um den Mittelpunkt der Kurve. Die hintere äussere Seitenführungsrolle 15 wird von der kurvenäusseren Seitenführungsfläche 33 abheben, während die hintere innere Seitenführungsrolle 13 noch nicht an der kurveninneren Seitenführungsfläche 32 anliegt.
Figuren 6 und 7
Sobald die hintere äussere Seitenführungsrolle 15 auf dem mittleren Bereich 41 der Verbreiterung 4 aufsetzt, beginnt der mittlere Bereich der Kurvenfahrt. Ab diesem Zeitpunkt bildet die mittlere innere Seitenführungsrolle 12 zusammen mit den beiden äusseren Seitenführungsrollen 14, 15 wieder eine zuverlässige Dreipunktführung, die das Laufrad 2 in der Kurve in der Mitte der horizontalen Lauffläche 31 der Laufschiene 3 hält und keine Pendelbewegungen des Drehschemels 1 zulässt.
Die vordere innere Seitenführungsrolle 11 und die hintere innere Seitenführungsrolle 13 liegen bei der dargestellten Ausführungsvariante in weiten Bereichen des Kurvenabschnitts auch an der kurveninneren Seitenführungsfläche 32 an, sodass die im Kurvenabschnitt höheren Seitenkräfte auf drei innere Seitenführungsrollen verteilt sind.
Die Breite des mittleren Bereichs 41 der Verbreiterung 4 ergibt sich aus einfachen geometrischen Überlegungen und hängt im Wesentlichen vom Krümmungsradius der Kurve und den Abmessungen und der Anordnung der beiden äusseren Seitenführungsrollen 14, 15 ab.
Die an der kurveninneren Seitenführungsfläche 32 anliegende mittlere innere Seitenführungsrolle 12 gewährleistet, dass die Mitte des Laufrads 2 und die Drehachse des Drehschemels 1 genau auf dem theoretischen Krümmungsradius der Kurve verlaufen, sodass ein Schieben des Laufrads 2 quer zur Fahrtrichtung verhindert wird.
Figur 8
Sobald die vordere äussere Seitenführungsrolle 14 den mittleren Bereich 41 der Verbreiterung 4 verlässt, beginnt die Kurvenausfahrt. Ab diesem Zeitpunkt bilden die mittlere innere Seitenführungsrolle 12, die hintere innere Seitenführungsrolle 13 und die hintere äussere Seitenführungsrolle 15 die Dreipunktführung für den Drehschemel 1. Die vorderen Seitenführungsrollen 11 und 14 heben ab. Sobald die mittlere innere Seitenführungsrolle 12 wieder den geraden Bereich erreicht hat, übernehmen die beiden äusseren Seitenführungsrollen 14, 15 und die mittlere innere Seitenführungsrolle 12 die Dreipunktführung des Drehschemels. Damit die hintere äussere Seitenführungsrolle 15 ihre Funktion wahrnehmen kann, ist der Randbereich 43 der Verbreiterung 4 so ausgebildet, dass er den angrenzenden geraden Laufschienenabschnitt in den Kurvenabschnitt hinein verlängert.
Bei symmetrischer Anordnung der Seitenführungsrollen 11, 12, 13, 14, 15 wie bei der dargestellten Ausführungsvariante sind auch die Randbereiche 42, 43 der Verbreiterung 4 symmetrisch.
Es ist klar, dass die Kurve auch von der anderen Seite her gefahren werden kann. Die vorderen Seitenführungsrollen werden dann einfach zu hinteren Seitenführungsrollen und umgekehrt.
Zu der vorbeschriebenen Regalanlage sind weitere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei noch, dass es unter Umständen sinnvoll sein kann, die mittlere innere Seitenführungsrolle 12 grösser auszubilden als die äusseren Seitenführungsrollen 14, 15, da sie bei der Geradeausfahrt etwa gleich viel Seitenkräfte aufzuneh men hat wie die beiden äusseren Seitenführungsrollen 14, 15 zusammen.
The present invention relates to a rack system with a rack operating device for straight ahead and cornering, as defined in the preamble of independent claim 1.
Shelf systems of this type are used in a variety of forms for loading large stores, in particular high-bay stores.
While there are no particular problems with the straight-ahead storage and retrieval machines regarding the rolling behavior of an impeller on a horizontal running surface of a running track underneath, curvilinear storage and retrieval machines of the type mentioned are subject to special requirements, because when cornering and especially when changing from straight-ahead to cornering in typically causes high wear of the impeller.
This is essentially caused by the fact that, when entering a corner, leading guide rollers of a turntable, while still on a straight rail section, move the wheel transversely to its direction of travel with the application of correspondingly high forces, for example in conventional cornering with two front and two rear side guide rollers, where the wheel moves laterally for geometric reasons. This transverse displacement of the entire storage and retrieval machine wears down the running wheel and running track considerably.
As a general rule, the smallest amount of wear on a cylindrical wheel occurs when the center of the wheel (between the left and right edge) is always tangent to the specified tread and pushing in the transverse direction can be excluded.
Basically, an impeller is guided in a turntable with three side guide rollers, i.e. with a three-point guide, two side guide rollers are located on one long side of the turntable and the third side guide roller is arranged on the opposite long side.
Roles with their associated guide surfaces are predestined to implement technical tours; in principle, however, there are also other solutions, such as Slideways, conceivable.
If an impeller is now to follow any curve function, this can generally be achieved with three side guide rollers and three associated guide surfaces. The three guide surfaces are determined geometrically by moving the center of the wheel along the predetermined curve with the wheel axis perpendicular to the direction of travel and determining the movements of the side guide rollers. Such a general example is shown in Fig. 1 with three impeller positions (side guide rollers 81, 82, 83, impeller 84, side guide surfaces 85, 86, 87).
The resulting side guide surfaces, which can be located between the side guide rollers on the running rail or outside the side guide rollers on separate guide elements, must be arranged in such a way that each side guide roller is assigned to exactly one side guide surface.
If, as is often the case in the art, the vertical axes of the side guide rollers are arranged symmetrically with respect to the axis of rotation of the impeller, the same side guide surfaces inevitably result in sections with a constant radius of curvature. Only in the transition areas from one radius of curvature to another do the three side guide rollers have to be guided on different side guide surfaces. The principle is shown in FIG. 2 with three impeller positions (side guide rollers 91, 92, 93, impeller 94, side guide surfaces 95, 96, 97).
The following solutions to the problem of transverse displacement of the impeller are also based on these mechanical and mathematical principles.
From DE-GM 8 409 357 a solution with four side guide rollers per turntable is known, which consists in lengthening curve pieces of the running track in a special way, so that e.g. a right turn with a short left turn is approached. In the transition area between the straight section and the curve section, different guide surfaces must be arranged for the front and rear side guide rollers so that the turntable is secured against unwanted twisting, which increases the overall height and complicates the manufacture and arrangement of associated switches.
Another proposal to solve the problem is described in DE-OS 3 808 244. The guide of the impeller is achieved there with three side guide rollers, two rollers being on one side of the rail and a counter roller being arranged on the opposite side. However, the rack system described has the disadvantage that additional guide surfaces are required in the transition area from the straight line to the curve and vice versa in order to be able to stabilize the wheel. In a first embodiment variant this is done by arranging two additional outer guides and in a second embodiment variant by attaching the two side guide rollers located on the same rail side at different heights, so that they can be guided differently in the transition area.
In the transition area, three or four different side guide surfaces are required for these shelving systems.
A third proposal for solving the problem of transverse displacement of the impeller is known from DE-PS 3 808 245. The guide of the wheel is achieved there with three side guide rollers on each side of the track, the two middle, somewhat larger side guide rollers ensuring that the wheel is in the middle of the track. The front and rear outer, i.e. the side guide roller assigned to the outer side guide surface of the running rail forms with the central inner, i.e. the side guide roller assigned to the inside of the curve of the running rail provides reliable three-point guidance on the straight line. The front and rear inner and the middle outer guide roller form a reliable three-point guidance in the curve.
However, the rack system described also has the disadvantage that additional guide surfaces are required in the transition area from the straight line to the curve and vice versa in order to be able to stabilize the wheel. These additional necessary guide surfaces mean that the side guide rollers are arranged in different horizontal levels, which leads to a disadvantageously greater overall height. In addition, the number of cornering rollers per wheel is relatively high.
In view of the disadvantages of the previously known rack systems described above, the invention is based on the following object. A rack system with a rack operating device for driving straight ahead and cornering of the type mentioned at the outset is to be created, in which the running wheels are guided while driving in such a way that wear on the running wheels and / or running rails due to unfavorable running geometry is largely avoided. In particular, the wheels should not be offset perpendicular to the direction of travel. The racking system should also get by with as few side guide surfaces as possible and the storage and retrieval unit with as few side guide rollers as possible per turntable. It should also be possible to achieve a smaller height for the side guide than with conventional storage and retrieval machines.
This object is achieved by the shelving system according to the invention as defined in independent claim 1. Preferred design variants result from the dependent patent claims.
The essence of the invention is that in a rack system with a storage and retrieval device for straight ahead and cornering, which is supported by means of at least two, each provided with an impeller and adjustable about a vertical axis on the horizontal running surface of a running track, each turntable to the Both vertical side guide surfaces of the running rail are guided by means of a front, middle and rear inner side guiding roller which are assigned to the inside corner guiding surface of the running rail and by means of a front and rear outer side guiding roller which are assigned to the outside corner guiding surface of the running rail.
The track is widened in curve sections on the outside of the curve, so that the distance between the inside and outside of the curve in curve sections is greater than in straight sections, with the widening having a central area of constant width, which is adjoined by an edge area on both sides.
The diameters and the mutual spacing of the side guide rollers as well as the widths of the running rail and the widening are coordinated so that the turntable when driving straight ahead and in the middle of cornering from the middle inner side guide roller and the two outer side guide rollers and when entering and exiting curves is guided by the center inner corner guide roller and the front or rear inner and outer side guide rollers.
Thanks to the arrangement of the side guide rollers and associated side guide surfaces according to the invention, a transverse offset of the running wheels perpendicular to the direction of travel is prevented in all driving conditions and the running wheels are guided correctly and without play in the center of the running rail in all running track sections. Only five side guide rollers per turntable and only two side guide surfaces are required for this. On the one hand, this enables a simplified construction of the running rail or the widening, and on the other hand, in a preferred embodiment variant, the arrangement of the side guide rollers at a height so that a low overall height can be achieved.
The front and rear inner side guide roller are preferably arranged at a greater distance from the axis of rotation of the impeller than the front and rear outer side guide roller in order to obtain a more stable three-point guidance when entering and exiting curves.
So that the torques acting from outside on the turntable do not cause excessive cornering forces, the outer cornering rollers are advantageously arranged approximately in the middle between the middle and the front and rear inner cornering rollers.
Advantageously, the diameter of the front and rear inner side guide roller, which are primarily required when entering and exiting bends, and the distance between their respective axis of rotation and the axis of rotation of the central inner side guide roller in the direction of travel and perpendicular to the direction of travel are selected so that the the front and rear inner cornering guide should rest against the inside corner of the corner in the middle of cornering. As a result, the higher cornering forces in corner sections are distributed to three inner cornering rollers.
In a preferred embodiment variant, the side guide rollers are arranged symmetrically with respect to a vertical plane containing the horizontal axis of rotation of the impeller. This enables a simple and symmetrical configuration of the edge areas of the widening and prevents unnecessary spreading of the bearings belonging to the side guide rollers.
For economic reasons, the side guide rollers advantageously all have the same dimensions.
In the following, the rack system according to the invention and the function of the parts relevant to the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings using an exemplary embodiment. Show it:
Figure 1 is a plan view of a track part with a turntable with three irregularly arranged side guide rollers in three different positions.
2 shows a plan view of a running rail part with three symmetrically arranged side guide rollers in three different positions;
3 shows a plan view of a running rail part with an arrangement according to the invention of side guide rollers of a turntable in a straight section;
4 shows a vertical section along line A-A in FIG. 3 through running rail and turntable with running wheel and side guide rollers;
FIG. 5 shows a top view of the running rail part and side guide rollers according to FIG. 3 when entering a curve;
FIG. 6 shows a top view of the running rail part and side guide rollers according to FIG. 3 in the central region of cornering;
Fig. 7 is a vertical section along line B-B in Fig. 6 by the running rail and bolster with the impeller and side guide rollers and
Fig. 8 is a plan view of the rail part and side guide rollers according to Fig. 3 when cornering.
Figures 3 and 4
The rack system shown has a running rail 3 in the form of an I-profile with a horizontal running surface 31 for an impeller 2 of a rack operating device. The two side surfaces of the central web of the running rail 3 form in the straight running rail section the inside guide surface 32 and the outside guide surface 33 on the curve.
The track profile shown is only one of many possible. Typical rail profiles, double-T beams, rectangular, U, C or other commercially available profiles can also be used, for example, which can be easily made into an arch shape in terms of production technology.
In the curve section, the inner side guide surface 32 is also formed by the one side surface of the central web of the running rail 3, while the outer side guide surface 33 corresponds to the outer side surface of a widening 4 provided on the outer side of the central web. This ensures that the distance between the inside and outside of the corner guide surface is greater in the curve section than in the straight section. The widening 4 has a central region 41 of constant width, to which an edge region 42 or 43 adjoins on both sides. The edge regions 42, 43 taper towards the straight sections adjoining the curve section, so that the side guide surface 33 on the outside of the curve is just lengthened by the length l from the straight sections into the curve section.
The widening 4 consists, for example, of a rectangular profile which is chamfered in the edge regions 42, 43 and which is screwed, riveted, welded or otherwise applied to the central web. However, a profile which is wider in the curve section can also be used as the running rail and is milled off in the curve edge regions, so that running rail 3 and widening 4 form a unit.
The storage and retrieval unit is supported on the horizontal running surface 31 of the running rail 3 by means of at least two turntables 1 (each shown here), each provided with a running wheel 2 with a horizontal axis of rotation 20 and adjustable about a vertical axis.
The turntable 1 is attached to the two vertical side guide surfaces 32, 33 of the running rail 3 by means of a front, middle and rear inner side guide roller 11, 12 and 13, which are assigned to the inner side guide surface 32, and by means of a front and rear outer side guide roller 14 and 15, which are assigned to the outer side guide surface 33, guided. The side guide rollers 11, 12, 13, 14, 15 have all vertical axes of rotation and the same dimensions in the embodiment shown and are all arranged symmetrically at the same height and with respect to the vertical plane containing the horizontal axis of rotation 20 of the impeller 2.
In the straight track section, the two outer side guide rollers 14, 15 and the middle inner side guide roller 12 rest against the outer side guide surface 33 or the inner side guide surface 32 without play, thus forming a reliable three-point guide. This makes pendulum movements of the turntable 1 impossible. The front inner corner guide roller 11 and the rear inner corner guide roller 13, however, do not touch the inside corner guide surface 32.
The following definition applies to the entire further description. If reference numerals are included in a figure for the sake of clarity in the drawing, but are not explained in the directly associated description text, or vice versa, reference is made to their mention in the preceding figure descriptions.
Figure 5
The situation at the corner entry is shown here. The two outer side guide rollers 14, 15 and the middle inner side guide roller 12 take over the guidance until the end of the straight travel, i.e. until the front inner corner guide roller 11 comes to rest against the inside corner guide surface 32. At this time, the middle inner corner guide roller 12 reaches the curved area and the front outer corner guide roller 14 reaches the middle area 41 of the widening 4. This is ensured by suitably arranging the side guide rollers 11, 12, 14 and coordinating the widening 4. In the present case, the length l of the edge region 42 corresponds to the distance between the axes of rotation of the central inner side guide roller 12 and the front outer side guide roller 14 in the direction of travel.
The guidance of the turntable 1 is taken over by the middle inner side guide roller 12, the front inner side guide roller 11 and the front outer side guide roller 14 from the aforementioned point in time. These three side guide rollers 11, 12, 14 follow arcs around the center of the curve. The rear outer side guide roller 15 will lift off the curve outer side guide surface 33, while the rear inner side guide roller 13 is not yet in contact with the curve inner side guide surface 32.
Figures 6 and 7
As soon as the rear outer cornering roller 15 touches the middle area 41 of the widening 4, the middle area of the cornering begins. From this point in time, the middle inner side guide roller 12, together with the two outer side guide rollers 14, 15, again forms a reliable three-point guide, which holds the wheel 2 in the curve in the middle of the horizontal running surface 31 of the running rail 3 and does not permit any pendulum movements of the turntable 1.
The front inner side guide roller 11 and the rear inner side guide roller 13 are in the illustrated embodiment in large areas of the curve section also on the curve inner side guide surface 32, so that the higher lateral forces in the curve section are distributed over three inner side guide rollers.
The width of the central region 41 of the widening 4 results from simple geometric considerations and depends essentially on the radius of curvature of the curve and the dimensions and the arrangement of the two outer side guide rollers 14, 15.
The middle inner side guide roller 12 abutting the inside guide surface 32 on the curve ensures that the center of the impeller 2 and the axis of rotation of the turntable 1 run exactly on the theoretical radius of curvature of the curve, so that the impeller 2 is prevented from moving transversely to the direction of travel.
Figure 8
As soon as the front outer cornering roller 14 leaves the central region 41 of the widening 4, the cornering begins. From this point in time, the middle inner side guide roller 12, the rear inner side guide roller 13 and the rear outer side guide roller 15 form the three-point guide for the turntable 1. The front side guide rollers 11 and 14 lift off. As soon as the middle inner side guide roller 12 has reached the straight area again, the two outer side guide rollers 14, 15 and the middle inner side guide roller 12 take over the three-point guidance of the turntable. So that the rear outer side guide roller 15 can perform its function, the edge region 43 of the widening 4 is designed such that it extends the adjacent straight track section into the curve section.
With a symmetrical arrangement of the side guide rollers 11, 12, 13, 14, 15 as in the embodiment variant shown, the edge regions 42, 43 of the widening 4 are also symmetrical.
It is clear that the curve can also be driven from the other side. The front side guide rollers then simply become rear side guide rollers and vice versa.
Further design variations can be implemented for the rack system described above. It should be expressly mentioned here that it may make sense to design the middle inner corner guide roller 12 larger than the outer corner guide rollers 14, 15, since it has to absorb about the same amount of lateral forces when driving straight ahead as the two outer corner guide rollers 14, 15 together ,