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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Hubmechanismus für
ein Shuttle, welches in einem Shuttle-Kanallager zum Unterfahren,
Anheben, Verfahren und Absetzen von Ladungsträgern eingesetzt
wird, wobei die Ladungsträger auf Regalschienen in einem Kanal
gelagert werden, die gleichzeitig als Führungsschienen
für Laufräder des Shuttles dienen können. Die
Erfindung betrifft ferner ein Shuttle mit einem solchen Hubmechanismus
sowie ein Shuttle-Kanallager mit einem entsprechend ausgebildeten
Shuttle. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zum Heben und Senken einer Ladebrücke eines Shuttles.
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In
einem Kanallager werden Ladungsträger, wie zum Beispiel
Paletten, Tablare, etc., in Kanälen eines Regals gelagert.
Die Lagerung erfolgt auf Regalschienen, die seitlich an sogenannten
Regalstehern angebracht sind. Die Regalschienen weisen vorzugsweise
eine horizontal orientierte Abstellfläche zur Aufnahme
der Ladungsträger sowie eine weitere, horizontal orientierte
Lauffläche für Laufrollen eines Shuttles auf.
Die horizontal orientierten Flächen sind mittels einer
vertikal orientierten Seitenwand verbunden. Die Shuttle bauen so
niedrig, dass sie in einem abgesenkten Zustand unter die Ladungsträger
gefahren werden können, um dann zumindest Teile ihrer Oberseite
mittels eines Hubmechanismus anzuheben. Auf diese Weise können
Ladungsträger angehoben und anschließend im Kanal
entlang den Schienen verfahren werden.
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Da
in einem Regal möglichst viele Kanäle übereinander
angeordnet werden sollen, ist es wünschenswert, dass die
Shuttle bzw. die Ebenen, in denen sich die Shuttle bewegen, möglichst
niedrig bauen. Dies wiederum hat zur Folge, dass im Shuttle möglichst
wenig Bauteile verbaut werden sollen.
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Eine
große Anzahl von Bauteilen erhöht auch das Gewicht.
Da die Shuttle üblicherweise von einem Kanal in einen anderen
Kanal umgesetzt werden, sind Shuttle mit geringem Gewicht von Vorteil. Die
Umsetzung erfolgt üblicherweise mittels Regalförderzeugen
(Regalbediengerät, Stapler, etc.).
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Das
europäische Patent
EP
1 558 506 B1 offenbart einen Shuttle-integrierten Hubmechanismus. Ein
derartig ausgerüstetes Shuttle zeichnet sich dadurch aus,
dass eine Ladebrücke, die als Kontaktfläche zum
Anheben und Absenken von Ladungsträger dient, starr mit
einem Fahrgestell verbunden ist, wobei das Fahrgestell mit verschwenkbaren
Laufrädern versehen ist. Die Verbindung zwischen den Rädern und
dem Fahrgestell erfolgt über einen Kurbelmechanismus, der
exzentrisch gelagert ist. Der Kurbelmechanismus wird mittels eines
Motors betätigt, so dass sich die Räder relativ
zum Fahrgestell heben oder senken. Dieser Mechanismus hebt also über
die Räder sowohl den Ladungsträger als auch das
Fahrgestell sowie jedes mit dem Fahrgestell verbundene Gewicht.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hubmechanismus
vorzusehen, der kompakt baut und trotzdem große Lasten,
insbesondere bestückte Paletten, heben und versetzen kann.
Ferner ist es wünschenswert, dass man mit dem Shuttle auch
größere Lücken innerhalb der Fahrschiene
problemlos überfahren kann. Das Shuttle soll insbesondere
sicher sein, sehr flach bauen, eine lange Lebensdauer haben und
möglichst wartungsfrei sein.
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Ferner
ist es eine Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Heben und Senken
von Ladungsträgern mit einem Shuttle in einem Kanallager
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Hubmechanismus für ein Shuttle gelöst,
welches in einem Shuttle-Kanallager zum Unterfahren, Anheben, Verfahren und
Absetzen von Ladungsträgern eingesetzt wird, wobei die
Ladungsträger auf Regalschienen in einem Kanal gelagert
werden, die gleichzeitig als Führungsschienen für
Laufräder des Shuttles dienen können, mit: einem
Fahrgestell; mindestens einem Paar von Hubeinheiten, die mit dem
Fahrgestell 12 verbunden sind, wobei jede Hubeinheit aufweist:
einen Antrieb mit einem Antriebselement, wobei der Antrieb drehbar
in einer Schwenkplatte gelagert ist; eine erste Fahrgestell-feste
Anschlagseinheit und eine zweite Fahrgestell-feste Anschlagseinheit,
die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und einen
Schwenkarmmechanismus, wobei der Schwenkarmmechanismus zumindest
einen ersten Arm aufweist, der um eine Schwenkachse schwenkbar am
Fahrgestell angelenkt ist und der um eine Drehachse drehbar an der
Schwenkplatte angelenkt ist; einem endlos umlaufenden Zugmittel,
welches an die Antriebe gekoppelt ist; wobei jedes der Antriebselemente
mit dem Zugmittel in Verbindung steht und jeweils so zwischen der
ersten und zweiten Anschlagseinheit angeordnet ist, dass der erste
Arm bei einer entgegengesetzten Betätigung der Antriebe
aus einer ersten Stellung, in der die Hubeinheiten abgesenkt sind
und die Schwenkplatten jeweils an einer der Anschlagseinheiten anliegen,
vorzugsweise über einen Todpunkt hinaus, in eine zweite
Stellung schwenkbar ist, in der die Hubeinheiten angehoben sind
und die Schwenkplatten jeweils an der anderen Anschlagseinheit anliegen.
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Die
Antriebe des erfindungsgemäßen Hubmechanismus
werden sowohl zum Verfahren des Shuttles entlang den Regalschienen
als auch zum Anheben und Absenken von Ladungsträgern benutzt,
die vom Shuttle im Kanal zu transportieren sind. Zum Heben und Senken
der Ladungsträger bzw. zum Verfahren des Shuttles ist nur
ein Antriebssatz erforderlich.
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Dadurch
erleichtert sich auch die Steuerung, da lediglich ein Antriebssatz
angesteuert werden muss. Mit einer geschickten Steuerung lassen
sich Bremsvorgänge, bei denen sich das Shuttle einem Zielort,
sei es ein zu unterfahrender Ladungsträger oder ein geplanter
Abstellplatz, nähert, mit einem Anheben der Ladebrücke
kombinieren, da zum Anheben derselben die Antriebe eines Hubeinheitpaars gegenläufig
betätigt werden müssen. Während einer Fahrt
des Shuttles, sei es mit angehobener oder abgesenkter Ladebrücke,
drehen die Antriebe gleich und vorzugsweise synchron. Kurz bevor
die Fahrt zu Ende ist, kann der Drehsinn des einen Antriebs umgekehrt
werden, um eine Hub- oder Senkoperation durchführen zu
können.
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Es
lassen sich Lasten bis zu 2,5 t bei einem Eigengewicht von lediglich
250 kg pro Shuttle heben und umsetzen. Je nach Auswahl der Motoren
können diese Nutzlasten auch auf zum Beispiel 1500 kg oder 1000
kg reduziert werden. Ein Shuttle baut dabei z. B. nur 120 mm hoch.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist jeder Schwenkarmmechanismus
einen zweiten Arm auf, der ebenfalls schwenkbar am Fahrgestell und
drehbar an der Schwenkplatte angelenkt ist, so dass virtuelle Verbindungslinien
zwischen den Drehachsen und den Schwenkachsen der Arme ein schwenkbares
Parallelogramm aufspannen.
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Diese
Maßnahme erhöht die Sicherheit und Stabilität
beim Anheben bzw. Absenken der Ladebrücke. Eine Parallelogramm-artig
aufgebaute Struktur nimmt eine Belastung sicher auf und verhindert
insbesondere eine ungewollte Umkehrung der gewünschten
Schwenkbewegung über einen Todpunkt hinaus.
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Weiter
ist es von Vorteil, wenn der erste Arm einen L-förmigen
Querschnitt aufweist, so dass ein kurzer Schenkel des L-förmigen
Querschnitts in der zweiten Stellung einen Höchstpunkt
bildet.
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In
der zweiten Stellung, d. h. der angehobenen Stellung, hat sich der
bzw. die Schwenkarme vorzugsweise über ihren Todpunkt hinaus
bewegt. Ein unbeabsichtigtes Wegschwenken kann nicht erfolgen.
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Gemäß einer
weiteren besonderen Ausgestaltung ist am ersten Arm eine Hubrolle
drehbar gelagert.
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Über
die Hubrolle wird die Ladebrücke an den Hubmechanismus
gekoppelt. Da die Ladebrücke während einer Vertikalbewegung
des Hubmechanismus eine Horizontalbewegung relativ zum Fahrgestell
durchführt, kann dies von der Hubrolle ausgeglichen werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist jede Hubeinheit ferner zwei
lose drehende Elemente auf, die derart angeordnet sind, dass sie
mit dem Zugmittel in Verbindung stehen und dass das Zugmittel das
Antriebselement in Form einer Omega-Schleife (Ω-Schleife)
umläuft.
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Die
Omega-Schleife dient dazu, sicherzustellen, dass das Antriebselement
und das Zugmittel permanent im Eingriff miteinander sind. Bei einer Omega-Schleife
steht das Zugmittel über einen längeren Abschnitt
mit dem Antriebselement in Verbindung als bei herkömmlichen
Applikationen, bei denen die Kontaktierung zwischen dem Antriebselement
und dem Zugmittel (nahezu) punktuell erfolgt.
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Weiter
ist es von Vorteil, wenn die zwei lose drehenden Elemente, der Antrieb
und der Schwenkarmmechanismus jeweils drehbar an der schwenkbar
am Fahrgestell angelenkten Schwenkplatte angelenkt sind.
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Diese
Maßnahmen erlauben eine freie Beweglichkeit der Antriebe
im Inneren des Shuttles. Die lose drehenden Elemente, der Antrieb
und der Schwenkarmmechanismus sorgen dafür, dass sich die
Schwenkplatten bei einer gegenläufigen Betätigung
der Antriebe entweder aufeinander zu bewegen oder sich voneinander
entfernen.
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Insbesondere
ist jeder Hubeinheit zumindest ein Fahrwerk zugeordnet, wobei jedes
Fahrwerk ein erstes und ein zweites Laufrad aufweist, wobei die Drehachse
des ersten Laufrads auf einer Seite relativ zur Hubeinheit angeordnet
ist, die einem äußeren Bereich des Shuttles zugewandt
ist und eine Drehachse des zweiten Laufrads auf einer gegenüberliegenden
Seite relativ zur Hubeinheit angeordnet ist, die einem inneren Bereich
des Shuttles zugewandt ist.
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Die
Laufräder sind somit beabstandet zueinander angeordnet.
Dies erlaubt es, auch größere Lücken
in einer Regalschiene problemlos zu überfahren, und zwar
unabhängig davon, ob das Shuttle mit einem Ladungsträger
beladen ist oder nicht. Vorzugsweise sitzen die Umlenkrollen des
Zugmittels auf den Achsen der außen relativ zum Shuttle
angeordneten Drehachsen der Laufräder.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform sind zwischen den Hubeinheiten – und
vorzugsweise auch zwischen den Fahrwerken – weitere, lose
drehbare Elemente vorgesehen, die mit dem Zugmittel in Verbindung
stehen, die am Fahrgestell drehbar gelagert sind und die das Zugmittel
in Form einer weiteren Omega-Schleife führen.
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Mit
dieser Maßnahme ist gewährleistet, dass die Kette
zu jedem Zeitpunkt ausreichend gespannt ist, um eine Hubvorgang
(positiver oder negativer Hub) durchführen zu können.
Das Zugmittel muss so stark belastbar sein, dass sich die Antriebe
in entgegengesetzter Richtung entlang dem Zugmittel bewegen können.
Ein Durchhängen des Zugmittels, insbesondere während
einer Huboperation, wird verhindert.
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Ferner
ist es bevorzugt, wenn die Hubeinheiten mit einem oberen Trum des
Zugmittels Wechselwirken bzw. in dieses eingreifen.
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Das
untere Trum kann als Lauf- bzw. Stützfläche für
das Shuttle auf den Regalschienen dienen. Da die Hubeinheiten über
ihre Antriebselement – bildhaft gesprochen – entlang
dem Zugmittel in die Hubstellung ”klettern” und
da dieser Vorgang in Form einer Schwenkbewegung der Hubeinheit erfolgt,
ist es wünschenswert, dass das Zugmittel trotz straffer Spannung
ein gewisses Spiel hat. Die Hubeinheit folgt einen Kreisbogensegment.
Das Zugmittel kann sich dann an diese Bewegungsbahn der Hubeinheit anpassen.
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Gemäß einer
weiteren besonderen Ausgestaltung sind die Antriebe Servomotoren,
ist das Zugmittel eine Kette und ist das Antriebselement ein auf einer
Abtriebswelle des Antriebs befestigtes Zahnrad bzw. Ritzel.
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Da
das Shuttle Lasten bis zu 2,5 t heben kann, müssen die
kraftübertragenden Komponenten des Shuttles entsprechend
ausgelegt sein. Eine Kette und mit der Kette wechselwirkende Zahnräder
haben sich hier als besonders vorteilhaft herausgestellt. Die Verwendung
von Servomotoren ist deshalb wünschenswert, da sich Servomotoren,
insbesondere Schrittmotoren, gut synchronisieren lassen. Sich synchron
bewegende Servomotoren sind für eine saubere Vorwärtsfahrt
bzw. Rückwärtsfahrt des Shuttles wünschenswert.
Aber auch eine synchrone, gegenläufige Bewegung ist gewünscht,
um zwischen der Hubstellung und der abgesenkten Stellung, bzw. umgekehrt,
wechseln zu können.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn zwei Paar von Hubeinheiten vorgesehen sind
und wenn pro Hubeinheitspaar zwei Fahrwerke vorgesehen sind, wobei
jedes Hubeinheitspaar mit einem eigenen Zugmittel wechselwirkt.
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Bei
dieser Ausgestaltung ist der Hubmechanismus nicht mittig entlang
der Längsachse des Shuttles angeordnet, sondern in äußeren
Randbereichen, d. h. links und rechts im Bereich der Schienen. Zwar erhöht
sich dadurch die Anzahl der verwendeten Komponenten. Es können
jedoch kleinere Motoren eingesetzt werden, da im Inneren des Shuttles
ausreichend Platz vorhanden ist. Dann baut das Shuttle trotzdem äußerst
niedrig. Das erfindungsgemäße Shuttle ist zum
Beispiel lediglich 120 mm hoch.
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Insbesondere
sind die Antriebe derart an das Zugmittel gekoppelt, dass die Antriebe
bei einer gleichlaufenden Betätigung derselben eine Vorwärts- bzw.
Rückwärtsbewegung des Shuttles hervorrufen.
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Hier
kommt zum Ausdruck, dass die Antriebe neben den Huboperationen auch
für die Fahroperationen eingesetzt werden.
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Die
obigen Aufgaben werden ferner durch ein Shuttle gelöst,
das mit einem erfindungsgemäßen Hubmechanismus
ausgestattet ist. Wird ein derartiges Shuttle dann in einem Shuttle-Kanallager
eingesetzt, so löst dies ebenfalls die Aufgabe.
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Die
oben genannte Aufgabe wird zusätzlich durch ein Verfahren
zum Heben und Senken einer Ladebrücke eines Shuttles gelöst,
das in einem Kanallager eingesetzt wird, um Ladungsträger
in einem Kanal auf Regalschienen, die als Führungsschienen für
Laufräder des Shuttles dienen können, zu lagern, wobei
die Ladungsträger unterfahren, angehoben, verfahren oder
abgesetzt werden, wobei das Shuttle vorzugsweise einen erfindungsgemäßen
Hubmechanismus aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte
umfasst: Betätigen von Fahrantrieben eines Paars von Hubeinheiten
in entgegengesetzter Richtung, um Schwenkplatten der Hubeinheit
aus einer ersten abgesenkten Stellung in eine zweite angehobene
Stellung zu verschwenken.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht auf einen doppelt vorgesehenen Hubmechanismus
gemäß der vorliegenden Erfindung, die in ein Shuttle
gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut sind,
wobei eine obere Abdeckung des Shuttles weggelassen wurde, um einen
besseren Einblick in ein Innenleben des Shuttles zu bekommen;
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2 eine
Seitenansicht auf einen Teil eines isoliert dargestellten Hubmechanismus
gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 den
Hubmechanismus der 2 mit weiteren Elementen, insbesondere
Umlenkrädern;
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4 den
Hubmechanismus der 3, wobei zusätzlich
Laufräder gezeigt sind;
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5 den
Hubmechanismus der 4, wobei zusätzlich
ein Schwenkmechanismus dargestellt ist;
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6 den
Hubmechanismus der 5, wobei zusätzlich
eine mittig angeordnete Schwenkeinheit zur Befestigung einer nicht
dargestellten Ladebrücke am Fahrgestell gezeigt ist;
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7 den
Hubmechanismus der 6 in einer Hubstellung;
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8 das
Shuttle der 1, wobei zusätzlich
eine Ladebrücke gezeigt ist;
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9 das
Shuttle der 1 und 8 mit vollständiger
Abdeckung, wobei die Ladebrücke in einem angehobenen Zustand
gezeigt ist; und
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10 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung, die anhand eines nicht
beschränkend zu verstehenden Beispiels erfolgen wird, bezeichnen ähnliche
Bezugszeichen ähnliche Elemente.
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Perspektivische
Ansichten eines Shuttles 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung sind in der 1, 8 und 9 gezeigt. 9 zeigt
das Shuttle 10 in seiner Gesamtheit, wobei eine mit dem
Bezugszeichen 104 bezeichnete Ladebrücke in einem
angehobenen Zustand gezeigt ist. Die 8 zeigt
das Shuttle 10, wobei eine obere Abdeckung 114 entfernt
ist, um Elemente der Ladebrücke 104 deutlicher
darstellen zu können. Bei der 1 ist die
gesamte Abdeckung inklusive der Ladebrücke 104 entfernt,
um einen besseren Einblick in das Innenleben, insbesondere auf einen
doppelt vorgesehenen Hubmechanismus 11 bzw. 11',
zu bekommen.
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In
den 2 bis 7 wird der Aufbau eines einzigen
Hubmechanismus 11 gemäß der vorliegenden
Erfindung, hier des unteren Hubmechanismus 11 der 1,
schichtweise in Schritten nachvollzogen. Schicht für Schicht
werden dem Hubmechanismus 11 weitere Komponenten hinzugefügt.
Bevor der schichtweise Aufbau des Hubmechanismus 11 schrittweise
im Zusammenhang mit den 2 bis 7 erläutert
wird, wird ein schematischer Überblick anhand der 1 gegeben.
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1 zeigt
das Shuttle 10 der vorliegenden Erfindung mit entfernter
Abdeckung. Der Hubmechanismus 11 bzw. 11 gemäß der
vorliegenden Erfindung ist bei der in 1 gezeigten
Ausführungsform des Shuttles 10 doppelt vorgesehen.
Die Hubmechanismen 11, 11' sind in seitlichen
Bereichen des Shuttles angeordnet, wo das Shuttle auf nicht dargestellten
Regalschienen aufgesetzt wird. Es versteht sich, dass auch ledig lich
ein einziger Hubmechanismus 11 eingesetzt werden könnte,
der dann vorzugsweise mittig zum Shuttle 10 entlang einer
Längsrichtung desselben angeordnet ist (nicht gezeigt).
Das Shuttle 10 als solches ist in Längsrichtung
(Z-Richtung) eines hier nicht gezeigten Kanals vorwärts
und rückwärts verfahrbar, wie es durch einen Doppelpfeil 8 angedeutet
ist.
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Das
Shuttle 10 weist neben den Hubmechanismen 11, 11' ein
Chassis bzw. Fahrgestell 12 auf. Die erfindungsgemäßen
Hubmechanismen 11, 11' sind drehbar am Fahrgestell 12 befestigt.
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Das
Shuttle 10 weist hier ferner vier Fahrwerke 14, 16, 18 und 20 auf,
die paarweise den Hubmechanismen 11, 11' zugeordnet
sind. Es versteht sich, dass Fahrwerke sowie entsprechende Fahrantriebe separat
vorgesehen werden können. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es jedoch bevorzugt, wenn die Fahrwerke 14 bis 20 paarweise
in den Hubmechanismus 11 bzw. 11 integriert sind.
Jedes der Fahrwerke 14 bis 20 weist zwei Laufrollen 22 auf.
Mit den Laufrollen 22 kann das Shuttle 10 auf
den hier nicht dargestellten Regalschienen verfahren werden (vgl. Pfeil 8)
und auch kleine und größere Lücken in
der Schiene überfahren, ohne hängen zu bleiben.
Der Vortrieb folgt hier über vier Motoren 24,
wobei jedem Fahrwerk jeweils ein Motor zugeordnet ist. Es werden insbesondere
Servomotoren eingesetzt, um die erforderlichen Kräfte aufwenden
zu können. Es können aber weniger Motoren eingesetzt
werden. Dann ist aber zumindest ein schaltbares Getriebe erforderlich, um
die gewünschten Drehungen an den Fahrwerken zu erhalten.
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Um
die von den Motoren 24 ausgeübten Kräfte
in Hub- oder Vortriebskräfte umwandeln zu können,
ist ein Zugmittel 26, wie zum Beispiel eine Kette, ein
Zahnriemen, etc., vorgesehen. Das Zugmittel 26 ist endlos
umlaufend angeordnet. Die Umlenkung erfolgt über Umlenkelemente 28,
wie zum Beispiel Umlenkrollen, Umlenkritzel bzw. -zahnräder, etc.
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In
der Seitenansicht der 2, wobei man von außen
auf den in der 1 links unten dargestellten
Hubmechanismus 11 blickt, sind die Umlenkelemente 28 (noch)
nicht gezeigt. Folgend wird der Aufbau eines erfindungsgemäßen
Hubmechanismus 11 schichtweise erläutert werden,
wobei die Schichten sich vom Inneren des Shuttles 10 nach
außen aufbauen.
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Der
Hubmechanismus 11 umfasst zwei Hubeinheiten 29,
die mit dem endlos umlaufenden Zugmittel 26 Wechselwirken.
Nachfolgend wird der Aufbau einer Hubeinheit 29 erläutert.
Es versteht sich, dass diese Erläuterung für beide
Hubeinheiten 29 gelten, die in den nachfolgenden Figuren
gezeigt sind, wobei die Anordnung einzelner Komponenten spiegelbildlich
bei den beiden Hubeinheiten 29 erfolgt. Konkret wird der
Aufbau der in der 2 links dargestellten Hubeinheit 29 erläutert.
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Die
(linke) Hubeinheit 29 weist eine Schwenkplatte 30 auf,
die in einem Zustand, wenn das Shuttle 10 in einen Kanal
eingesetzt ist, im Wesentlichen in einer YZ-Ebene liegt. Die Schwenkplatte 30 ist
gegenüber dem Fahrgestell 12 (vgl. 1) schwenkbar
gelagert, wie es nachfolgend noch detaillierter erläutert
werden wird. Die Schwenkplatte 30 weist eine Vielzahl von
unterschiedlich dimensionierten Bohrungen 32 auf, die zur
Aufnahme entsprechender Lager, Buchsen und Hülsen geeignet
sind, um weitere Komponenten der Hubeinheit 29, wie zum
Beispiel eine Umlenkeinrichtung 34, an der Schwenkplatte 30 (drehbar)
zu befestigen.
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Die
Umlenkeinrichtung 34 ist so angeordnet, dass ein Antriebsritzel 36,
das auf einer (hier nicht näher bezeichneten) Abtriebswelle
des Motors 24 sitzt, von zwei lose drehbaren Zahnrädern 38, 40 umgeben
ist. Das Losrad 38 ist frei drehbar in der Schwenkplatte 30 gelagert.
Das Losrad 40 ist in einem Bügel 42 frei
drehend gelagert. Der Bügel 42 verbindet das Losrad 38 mit
dem Losrad 40 derart, dass das Losrad 40 um das
Losrad 38 verschwenkt werden kann. Der Bügel 42 steht
des Weiteren mit einem vorgespannten Federelement 44 in
Verbindung, welches eine Kraft in der Y-Richtung ausübt,
um den Bügel 42 im Uhrzeigersinn auf einer Kreisbahn
um das Losrad 38 zu drehen. Dies wird jedoch dadurch verhindert,
dass das Losrad 40 von dem unter Spannung stehenden Zugmittel 26,
in welches das Losrad 40 eingreift, an Ort und Stelle gehalten
wird. Das Zugmittel 26 wird von der Umlenkeinrichtung 34 in Form
von einer Ω-Schleife (Omega-Schleife) um das Antriebsritzel 36 geführt,
welches wiederum in das Zugmittel 26 eingreift. Auch das
Losrad 38 greift in das Zugmittel 26 ein.
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Bezugnehmend
auf 3 sind nun weitere Elemente der Hubeinheiten 29 bzw.
des Shuttles 10 zusätzlich zu den bereits in der 2 gezeigten Komponenten
veranschaulicht.
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Das
Zugmittel 26 wird an den äußeren Punkten
seines Umlaufs durch die Umlenkelemente 28, hier in Form
von Zahnrädern, umgelenkt. Um zu verhindern, dass sich
das untere Trum des Zugmittels 26 mit der Umlenkeinrichtung 34 stört,
insbesondere bei Hubvorgängen, ist im Bereich der Umlenkrollen 28 am
unteren Trum ein Niederhaltelement 46 vorgesehen.
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Des
Weiteren sind im mittigen Bereich des Zugmittelumlaufs zwei lose
drehende Zahnräder 48, 50 gezeigt, die
lose drehbar am Fahrgestell 12 befestigt sind. Den Losrädern 48, 50 sind
zu einer Außenseite liegende weitere Zahnräder 52 gegenüberliegend
angeordnet. Mit Hilfe der Radsätze 48, 52 bzw. 50, 52 wird
das obere Trum des Zugmittels 26 niedergehalten. Dies erhöht
die Spannung des Zugmittels 26 und verhindert ein Flattern
des Zugmittels 26, insbesondere im Bereich des oberen Trums.
Die Positionen der Losräder ist in Z-Richtung einstellbar,
um die Spannung des Zugmittels 26 auf eine gewünschte
Art und Weise zu verändern (vgl. Doppelpfeile in der 1).
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In
den Verlängerungen der Achsen 56, 58 bzw. 62, 60,
die im Wesentlichen in Querrichtung (X-Richtung) des Shuttles verlaufen,
der Räder 28 und 52, sitzen die Laufräder 22 der
Fahrwerke 18 bzw. 20 auf diesen Achsen. Dies ist
in 4 durch die zusätzlich vorgesehenen Laufräder 22 verdeutlicht.
Das in der 4 links dargestellte Fahrwerk 18 weist
die Laufräder 22 auf, die auf den Achsen 56 und 58 sitzen.
Auf diesen Achsen 56, 58 sitzen auch die im linken
Teil der 3 gezeigten Zahnräder 28 bzw. 52. Ähnliches
gilt für das rechts dargestellte Fahrwerk 20,
wobei die Laufräder 22 bzw. die Zahnräder 28, 52 auf
den Achsen 60 und 62 sitzen.
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Des
Weiteren weisen die Hubeinheiten 29 der 4 jeweils
eine optionale, von außen aufgesetzte Abdeckplatte 54 auf,
die größtenteils deckungsgleich zur Schwenkplatte 30 ausgebildet
ist. Die Abdeckplatte ist im Wesentlichen parallel zur Schwenkplatte 30 beabstandet
orientiert. Die Abdeckplatte 54 weist unterschiedliche
Bohrungen 54' auf, die unter anderem zur Aufnahme von hier
nicht gezeigten Verbindungselementen, wie zum Beispiel Distanzbolzen
oder -platten, geeignet sind. Die Abdeckplatte 54 weist
ferner weitere Öffnungen auf, um zum Beispiel einen Zugriff
auf das Federelement 44 zu ermöglichen bzw. um
ein weiteres Lager für das Antriebsritzel 36 aufnehmen
zu können.
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Wie
in 5 gezeigt, weist die Hubeinheit 29 ferner
einen Schwenkarmmechanismus 66 auf, der zumindest einen
ersten Schwenkarm 68 umfasst. Vorliegend ist jedoch auch
ein zweiter Schwenkarm 70 vorgesehen. Die Schwenkarme sind
am Fahrgestell 12 schwenkbar angelenkt, um eine Schwenkbewegung
ausführen zu können, wie es durch einen Hilfspfeil 72 bzw. 74 angedeutet
ist. Dazu ist der erste Arm 68 um eine Schwenkachse 76 schwenkbar.
Der zweite Arm 70 ist um eine Schwenkachse 78 schwenkbar.
Die Arme 68, 70 sind entlang den Achsen 76 bzw. 78 drehbar
mit dem Fahrgestell 12 verbunden. Die Arme 68, 70 bilden
jeweils ein Gelenk mit dem Fahrgestell 12, um sich um die
Achsen 76 bzw. 78 drehen zu können.
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Der
erste Arm 68 ist des weiteren an der Abdeckplatte 54 bzw.
der Schwenkplatte 30 drehbar um eine Achse 80 angelenkt.
Es versteht sich, dass die Abdeckplatte 54 nicht zwingend
erforderlich ist und dass der erste Arm 68 auch direkt,
d. h. ohne die Abdeckplatte 54, ein Gelenk mit der Schwenkplatte 30 bilden
kann, indem z. B. eine entsprechende Hülse verwendet wird.
Der erste Arm 68 weist hier im Wesentlichen einen L-förmigen
Querschnitt auf. Ein kurzer Schenkel des L-förmigen Querschnitts
weist an seinem außen liegenden Ende, d. h. einem der Achse 80 gegenüberliegenden
Ende, eine Hubrolle 86 auf, deren Funktion nachfolgend
noch genauer erläutert werden wird.
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Auch
der zweite Arm 70 ist an der Abdeckplatte 54 bzw.
der Schwenkplatte 30 angelenkt, damit er um eine Drehachse 82 drehbar
ist.
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Virtuelle
Verbindungslinien zwischen den Achsen 76, 78, 80 und 82 definieren
im Wesentlichen ein Parallelogramm, wie es bei der in 5 rechts dargestellten
Hubeinheit 29 mittels einer Hilfslinie 71 gezeigt
ist. Dieses durch die Arme 68, 70, das Fahrgestell 12 und
die Abdeckplatte 54 und/oder die Schwenkplatte 30 gebildete
Parallelogramm 71 erhöht die Stabilität
der Hubeinheiten 29 bedeutend. Die Arme 68, 70 bewegen
sich bei einer Betätigung der Hubeinheiten 29 parallel
auf Kreisbahnen um die Drehachsen 76, 78 nach
innen, wie es durch die Pfeile 72, 74 angedeutet
ist. Die Hubrollen 86 vollziehen diese Kreisbahnbewegung
nach und kommen idealerweise (in Y-Richtung) an einem höchsten
Punkt zum Stehen, wie es nachfolgend im Zusammenhang mit 7 noch
näher erläutert werden wird.
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Bezugnehmend
auf 6 ist eine weitere, optionale Komponente des erfindungsgemäßen
Hubmechanismus 11 gezeigt.
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Im
Bereich der Umlenkrollen 48, 50 der 6 ist
ein Stützarm 88 vorgesehen, der um eine Schwenkachse 90 drehbar
am Fahrgestell 12 befestigt ist. An seinem gegenüberliegenden
Ende weist er ein weiteres Gelenk auf, das um eine Drehachse 92 drehbar
ist und eine Verbindung zu einem Befestigungsblock 94 ermöglicht.
Der Arm 88 ist nach oben schwenkbar, wie es mit Hilfe eines
Hilfspfeils 93 verdeutlicht ist. Der Befestigungsblock 94 ist
mit seiner Oberseite 96 starr mit der hier nicht dargestellten
Ladebrücke 104 verbindbar.
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Der
in 6 gezeigte Hubmechanismus befindet sich in einer
abgesenkten Stellung. In 7 ist eine Hubstellung gezeigt,
wobei sich die Hubeinheiten 29, und insbesondere die Hubrollen 86,
in einer vertikalen Richtung nach oben bewegt haben, wie es durch
die Hilfspfeile 102 angedeutet ist. Die Hubrollen 86 stehen
mit der nicht dargestellten Ladebrücke 104 lose
in Verbindung und gleichen eine horizontale Relativbewegung des
Ladebrücke 104 gegenüber dem Fahrgestell 12 aus.
Auch der Befestigungsblock 94 bewegt sich ebenfalls in
Richtung des Pfeils 102 vertikal nach oben. Die Stellung
der 7 entspricht der Stellung, wie sie in 9 gezeigt
ist. In 9 ist die Ladebrücke 104 gezeigt,
die auf den Hubrollen 86 beweglich gelagert aufliegt und
starr mit dem Befestigungsblock 94 verbunden ist. Über
den Block 94 ist die Ladebrücke 104 auch
mit dem Fahrgestell 12 verbunden, so dass sie nicht vom
Shuttle 10 herunterrollen kann. Die Ladebrücke 104 ist
in 9 exemplarisch aus vier gefalzten Blechen 104 bis 112 gebildet. Des
Weiteren sind in 9 exemplarisch drei Abdeckbleche 114 gezeigt,
die an der Hubbewegung nicht teilnehmen. Es versteht sich, dass
wohl die Ladebrücke 104 als auch die Abdeckung 114 aus
einem oder mehreren Teilen gebildet sein können.
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Die
Hubmechanismen 11, 11' können durch eine
weitere seitliche Abdeckung 115 nach außen verschlossen
werden. Außerdem können seitliche Führungsrollen 116 vorgesehen
werden, um eine Kollision zwischen dem Shuttle 10 und den
Regalschienen zu vermeiden.
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Im
Nachfolgenden wird die Funktionsweise, insbesondere ein Fahrbetrieb
und ein Hub- bzw. Senkbetrieb erläutert werden.
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Wenn
beide Antriebe 24 des Hubmechanismus 11 in der
gleichen Richtung betrieben werden, wird das Zugmittel 26 mittels
der Antriebsritzel 36 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen
den Uhrzeigersinn rotiert. Dreht sich das in 2 gezeigte
Zugmittel 26 im Uhrzeigersinn oder gegen denselben, so fährt
das Shuttle 10 nach rechts bzw. links. Die Motoren 24,
die in der Darstellung der 3 im Schatten der
Schwenkplatten 30 liegen, sind dazu vorzugsweise über
eine nicht dargestellte Steuerung, die Teil des Shuttles 10 ist,
miteinander synchronisiert. Das Zugmittel 26 liegt insbesondere
im Bereich der Antriebsritzel 36 eng über einen
längeren Abschnitt an den Antriebsritzeln 36 an
und wird anschließend durch die Umlenkräder 28 umgelenkt.
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Um
die Hubeinheiten 29 in die in 7 gezeigte
Stellung zu verbringen, werden die Antriebe gegenläufig
betätigt. Ausgehend von der 3 kann der
Antrieb der linken Hubeinheit 29 im Uhrzeigersinn drehen,
wohingegen der Antrieb der rechten Hubeinheit 29 gegen
den Uhrzeigersinn dreht (vgl. nicht näher bezeichnete Rotationspfeile
unterhalb der Antriebselemente 36 in der 3).
Bezüglich des oberen Trums ziehen also beide Antriebe das
Zugmittel 26 nach außen und im inneren Bereich
des Zugmittels 26 herrscht ein Kräftegleichgewicht,
so dass sich das obere Trum im inneren Bereich zwischen den Antriebsritzeln 36 nicht
bewegen kann. Da die Hubeinheiten 29 jedoch über
die Achsen 76, 78 (vgl. 5) schwenkbar
am Fahrgestell 12 angelenkt sind, kommt es zu einer kreisförmigen
Schwenkbewegung der Hubeinheiten 29 selbst. Die Hubeinheiten 29 bewegen
sich auf Kreisbahnen aufeinander zu, wie es in 5 durch
die Pfeile 72 und 74 angedeutet ist. Die sich
im Wesentlichen in X-Richtung (vgl. 1) erstreckenden
Motoren 24 sind relativ zum Fahrgestell 12 beweglich
gelagert, wie es in 1 durch nicht näher
bezeichnete Doppelpfeile im Bereich der Motoren 24 angedeutet
ist. Bildhaft gesprochen ”klettern” die Antriebsritzel 36 (vgl. 3)
das Zugmittel 26 in Richtung der Losräder 38 hinauf.
Die Hubeinheiten 29 bewegen sich dadurch aufeinander zu.
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Die
in 6 gezeigten Seitenflächen 98 der Platte(n) 54 bzw. 30,
die im Wesentlichen vertikal orientiert ist/sind, stoßen
an im Wesentlichen vertikal orientierte Seitenflächen 100 von
Anschlagseinheiten 64, die Fahrgestell-fest im Bereich
der innenliegenden Laufräder 22 angeordnet sind,
an. Die Anschlagseinheiten 64' begrenzen somit die Schwenkbewegung
der Hubeinheiten 29. Wenn die Schwenkbewegung beendet ist,
befinden sich die Hubeinheiten 29 in der in 7 gezeigten
Stellung.
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Die
Hubrollen 86 befinden sich dann an einem höchsten
Punkt und heben somit die in den 8 und 9 gezeigte
Ladebrücke 104 maximal an. Aus der in der 7 gezeigten
Stellung lässt sich das Shuttle 10 dann durch
gleichläufige Betätigung der Antriebe wieder nach
vorne oder hinten innerhalb des Kanals verfahren, und zwar mit einer
Last auf der Ladebrücke 104. Wenn die Last abgestellt
werden soll, werden die Antriebe 24 wiederum gegenläufig betrieben.
Das Antriebsritzel der linken Hubeinheit 29 wird gegen
den Uhrzeigersinn gedreht. Das Antriebsritzel der rechten Hubeinheit 29 wird
im Uhrzeigersinn gedreht. Dann stoßen die außenliegenden Seitenflächen
der Platte bzw. Platten 54 bzw. 30 an Anschlagseinheiten 64,
die im Bereich der äußeren Laufrollen 22 Fahrgestell-fest
vorgesehen sind.
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Es
versteht sich, dass die optionalen Anschlagseinheiten 64 auch
durch das Fahrgestell 12 selbst realisiert sein können.
In diesem Fall stößt z. B. die Unterseite der
Platte(n) 54 bzw. 30 an eine Oberseite eines Bodenelements,
das zum Fahrgestell 12 gehört. Aufgrund der vorliegenden
Erläuterung ist es für einen Fachmann ersichtlich,
dass das Fahrgestell 12 und die Platten 30 bzw. 54 der
Hubeinheiten 29 aneinander angepasst sind, um entsprechende
Anschläge zu bilden, die die Schwenkbewegung der Hubeinheiten 29 begrenzen.
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Ferner
versteht sich, dass das Bereitstellen eines einzigen ersten Arms 68 pro
Hubeinheit 29 ausreicht, um die Schwenkbewegung zu veranlassen.
Auch die Form des ersten Hebels 68 kann frei gewählt
werden. Der hier gezeigte L-förmige Querschnitt kann zum
Beispiel durch einen I-förmigen Querschnitt ausgetauscht
werden. Die Hubrolle 86 kann dann in Verlängerung
der Längsachse des Arms 68 vorgesehen werden.
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Die
Schwenkbewegung aus der abgesenkten Stellung (6)
in die Hubstellung (7) ist so konzipiert, dass die
Längsachse des Arms 68 bzw. der Arme 68, 70 nicht
parallel zu einer Vertikalen liegen, wie es durch eine Hilfslinie 101 für
die rechte Hubeinheit 29 der 6 gezeigt
ist. In der Stellung 101 befinden sich die Arme 68, 70 in
einem Todpunkt hinsichtlich der Vertikal- bzw. Hubbewegung 102. Diese
Stellung ist instabil, da leichte Bewegung bzw. Störkräfte
dazu führen können, dass die Arme 68, 70 nach
links oder rechts wegdrehen, was mit einer entsprechenden Absenkung
der Ladebrücke 104 verbunden wäre. Die
in der 7 gezeigte Stellung der Arme 68, 70 ist
aber äußerst stabil. Ein Umschwenken in die abgesenkte
Stellung (vgl. 6) ist ohne längere
gegenläufige Betätigung der Antriebe 24 unmöglich.
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Bezugnehmend
auf 10 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens gemäß der
vorliegenden Erfindung schematisch gezeigt.
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In
einem ersten Schritt S1 wird abgefragt, ob der Hubmechanismus angehoben/abgesenkt
werden soll oder ob das Shuttle 10 innerhalb eines Kanals verfahren
werden soll. In einem Schritt S2 wird entschieden, dass die Ladebrücke 104 des
Shuttles 10 angehoben oder abgesenkt werden soll. Dazu
werden die Antriebe im Schritt S2 entsprechend gegenläufig
betrieben. Anschließend kehrt man zum Schritt S2 zurück.
In der Abfrage S1 wird entschieden, das Shuttle 10 zu verfahren,
werden die Antriebe in einem Schritt S3 gleichläufig betrieben.
Anschließend kehrt man zum Schritt S1 zurück.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1558506
B1 [0005]
- - US 5033928 [0006]
- - US 4273494 [0006]
- - DE 3213983 A1 [0006]