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Die
Erfindung betrifft ein Regalbediengerät für Kommissionierlager, die in
einer vorderen Ebene über-
und nebeneinander angeordnete Fächer
bilden, wobei die Fächer
den Gütern
zum Einsortieren, Lagern und/oder Aussortieren mittels einer Hubbalkenvorrichtung
angepasst sind.
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Hubbalkenvorrichtungen
sind im Gegensatz zu Regalbediengeräten bekannter Bauart, die mit
einem längsverfahrbaren
vertikalen Stützmast
ausgestattet sind, mit einem horizontalen, höhenverfahrbaren Hubbalken versehen.
Der Hubbalken dient demzufolge zur Lastpositionierung entsprechend
den Fächern
in Höhenrichtung
und Längsrichtung
des Regals. Der Hubbalken ist auf eine Länge von 10–12 Metern begrenzt, so dass
nur kleine automatisierte Kommissionierlager bestückt werden
können.
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Üblicherweise
wird der Hubbalken an beiden Enden mit einem biegefähigen Zugmittel
gehoben oder gesenkt. Das Zugmittel ist an den Enden des Hubbalkens
an zwei Stützmasten
befestigt und geführt.
Zur Auf- und Abgabe von Stückgütern in
Kommissionierlagern werden ein oder mehrere horizontal auf dem Hubbalken
verfahrbare Lastaufnahmemittel eingesetzt. Anstelle verfahrbarer
einzelner Lastaufnahmemittel können
zur Steigerung der Umschlagleistung auch Stetigförderer in Verbindung mit speziellen Übergabevorrichtungen
auf dem Hubbalken angeordnet sein. Alle diese Hilfsmittel und die
Spannweiten von bis zu 12 Metern stehen einer wirtschaftlichen Anwendung
an größeren Kommissionierlagern entgegen
oder führen
zur nachteiligen Erhöhung
des Eigengewichts des Hubbalkens und einer hohen Hubleistung sowie
einer kostenungünstigen
Ausführung
des Hubantriebs.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Formleichtbau, Stoffleichtbau
und eine leichtbauoptimierte Gerätestatik
eine Weiterentwicklung des Hubbalkengerätes zu ermöglichen und dadurch Hubbalkengeräte ökonomischer
als bisherige Hubbalkengeräte
und auch für
größere Kommissionierlager
bauen und einsetzen zu können.
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Die
gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
- (a) dass die Hubbalkenvorrichtung einseitig
asymmetrische Stützmaste
oder beidseitig symmetrische Stützmastenpaare
oder Hubsteher mit Hubrahmen am horizontalen Längsverlauf des Hubbalkens aufweist,
die jeweils einen erheblich reduzierten horizontalen Stützabstand
im Vergleich zu bekannten Trägern
auf zwei Endstützen,
besitzen, und die das Eigengewicht und die Nutzlast in das Fundament
leiten,
- (b) dass der Hubbalken mit beidendigen Kragarmen versehen ist
- (c) und dass jeweils die vertikale Durchbiegung der Kragarme
am Balkenende bei Laststellung in Endposition (E) gleich groß gehalten
ist, wie die Durchbiegung in der Balkenmitte bei mittiger Laststellung
(M).
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Die
Vorteile bestehen in einer reduzierten Durchbiegung in der Balkenmitte
(gegenüber
endgestützten
Hubbalken) und damit in dem sich ergebenden geringeren Eigengewicht
des Hubbalkens und der geringeren Hubleistung. Damit lässt sich
das Eigengewicht des Hubbalkens bis zur Hälfte des Wertes für die endgestützte herkömmliche
Ausführungsform
reduzieren. Damit verbunden sind kleinere und kostengünstigere
Hubantriebe sowie ein energiereduzierter Betrieb.
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Ein
Optimieren der Verhältnisse
wird dadurch erreicht, dass bei einer vorgesehenen Durchbiegungsgleichheit
Kragarme/Balkenmitte das Verhältnis
von Kragarmlänge
zu Stützabstand
etwa ein Drittel bzw. für
Gleichlastverteilung k/s ca. 0,4 beträgt. Damit lässt sich das Eigengewicht des
Hubbalkens bis zur Hälfte
des Wertes für
die endgestützte übliche Ausführungsform
reduzieren.
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Um
eine zwängungsfreie
Hubmastführung zu
erzielen, wird weiter vorgeschlagen, dass ein erster Stützmast einen
Hubwagen führt
und ein zweiter Stützmast
einen weiteren Hubwagen führt,
der den Hubbalken nicht direkt, sondern über eine Pendelstütze und
ein Drehgelenk abstützt.
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Zwängungskräfte, die
als Folge von zwei als Führung
dienende vertikale Stützmasten
entstehen, können
auch dahingehend vermieden werden, dass ein erster Stützmast als
vertikaler Führungsmast
für den
Hubwagen mit dem Hubbalken dient und ein gegenüberliegend und horizonal beabstandeter
zweiter Stützmast
den Hubwagen mit einer Pendelstütze
mit zwei Drehgelenken aufnimmt.
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Alternativ
kann den Zwängungskräften auch dadurch
begegnet werden, dass der Stützmast
anstelle der Pendelstütze
mit einem Schubgelenk ausgeführt
ist.
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Außerdem ist
vorgesehen, dass der Hubwagen für
den Hubbalken jeweils an Rollenpaaren über Schienen geführt ist.
Diese Maßnahme
trägt dazu bei,
dass an beiden Stützmasten
in einem 2-Mast-System die Gefahr von Zwängungen, d. h. von Schieflauf,
aus einem sich auch nachträglich
einstellenden Grund vermieden wird.
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Weitere
Merkmale sehen vor, dass bei einseitig asymmetrischen Stützmasten
und bei beidseitig symmetrischen Stützmastenpaaren der Hubbalken
mit dem Transferwagen einschließlich
des Transferzahnriemens und dem Transferwagenantrieb und einschließlich dem
Hubwagen und dem biegefähigen Zugmittel
für den
Transferwagen in jeweils gleicher Ausführungsform verwendet sind.
Daraus entsteht wegen der Gleichteileverwendung ein Hubwagen und
zwei oder vier Stützmaste
ein bedeutender Kostenvorteil.
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Eine
Weiterentwicklung besteht darin, dass der Hubbalken in beidseitig
vertikal geführten
Hubrahmen aufgestützt
ist und das Hubbalkenende jeweils in fluchtenden Stützmasten
vertikal geführt
ist. Das Kragbalkenprinzip wird dadurch beibehalten und der Hubantrieb
kann sehr schmal gebaut werden, so dass keine Regalwandspalten im
Fachregal für
die Güterlagerung
verloren gehen. Außerdem
sind die Stützmasten
leichter einzubauen und zu warten. Diese Gestaltung ist dann möglich, wenn
die Tragfunktion des Hubbalkens von der Führungsfunktion getrennt wird.
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Hierzu
ist von Vorteil, dass in der Mittelebene des vertikal geführten Hubrahmens
paarweise vertikal verlaufende Hubsteher als Führung und Gestellverbinder
dienen. Dabei ist auch hier der weitere Vorteil einer leichten Zugänglichkeit
der bewegten Führungselemente
für Einsteil-,
Wartungs- und Montagearbeiten gegeben.
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Die
Abstimmung auf das Kommissionierlager findet auch dadurch statt,
dass die Lage der Hubsteher mit der Position von Regalstehern des
Kommissionierlagers im horizontalen Teilungsmaß der Fächer für die Güter übereinstimmen. Daraus folgt, dass
bei der dritten Ausführungsform
nunmehr keine Regalplatzverluste durch die zwei vertikalen Stütz- bzw.
Führungsmaste
bzw. durch vier Stütz-
bzw. Führungsmaste
entstehen, was eine erhebliche Verbesserung des nutzbaren Lagervolumens
bedeutet.
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Im
weiteren wird eine vorteilhafte Ausbildung des Hubrahmens vorgeschlagen.
Der Hubrahmen ist im Rechteck oder Quadrat mittels seitlichen Zugstäben, die
mittels Querholmen verbunden sind, gebildet und die lichte Weite
ist gleich der lichten Weite der Regalgassen des Kommissionierlagers.
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Als
weitere Merkmale der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die mittlere
Position der Zugstäbe mit
der mittleren Position der Hubsteher zusammenfällt und die Abmessung in Längsrichtung
der Regalgassen des Kommissionierlagers kleiner oder höchstens
gleich wie die Regalsteherbreite ist. Damit kann trotz der Anordnung
der beiden Hubrahmen jedes Regalfach für Güter so bedient werden, dass
kein Lagerplatzverlust entsteht.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt, die nachstehend näher beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
Vorderansicht des gesamten Kommissionierlagers,
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1A ein
Mechanik-Ersatzbild für
die Statik des Hubbalkens auf zwei Stützen,
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1B dieselbe
Statik des Hubbalkens mit Kragarm-Durchbiegung,
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2 eine
Draufsicht (Grundriss) zu 1 als erste
Ausführungsform,
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3 eine
Draufsicht zu 1 als zweite Ausführungsform,
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4 eine
Einzelheit C gemäß den 2 und 3 in
vergrößertem Maßstab der
Hubbalkenführung
mit dem linken Hubmotor
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5 eine
Einzelheit A gemäß 1 in
vergrößertem Maßstab einer
Pendelstütze,
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6 eine
Einzelheit B gemäß 1 in
vergrößertem Maßstab mit
einem Schubgelenk,
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7 eine
perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform,
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7A eine
Einzelheit bei D in vergrößertem Maßstab,
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7B eine
weitere Einzelheit in vergrößertem Maßstab bei
F,
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8 eine
Aufriss-Darstellung der dritten Ausführungsform,
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9 den
zu 8 gehörenden
Grundriss der dritten Ausführungsform,
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10 eine
Seitenansicht der dritten Ausführungsform,
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11 einen
Aufriss des Hubrahmens,
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11A die Seitenansicht zu 11 und
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11B den zu 11 gehörenden Grundriss.
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In 1 ist
das Regalbediengerät 1 für ein Kommissionierlager 2 aus
in der vorderen Ebene 2a abschließenden Fächern 3 gezeigt. Die
Hubbalkenvorrichtung 4 trägt einen Transferwagen 5,
der mittels eines Transferzahnriemens 6 und einer Zahnriemenklemme 7 die
Güter transportiert.
Zum Einsortieren, Lagern und/oder Aussortieren ist die Hubbalkenvorrichtung 4 vorgesehen.
Die Hubbalkenvorrichtung 4 weist gemäß den 1, 2 und 3 entweder einseitig
asymmetrische Stützmaste 8 (1 und 2)
oder beidseitig symmetrische Stützmastenpaare 9a, 9b auf
(3). Der horizontale Stützabstand „s” zwischen den Stützmasten 8, 8 bzw.
zwischen den beidseitig symmetrischen Stützmastenpaaren 9a, 9b,
die ihr Eigengewicht und die Nutzlast (Güter) in das Fundament 10 leiten,
ist erheblich reduziert gegenüber
den bekann ten Hubbalken, die an ihren Balkenenden als Träger auf
zwei Stützen
aufgelagert sind. Im Unterschied dazu ist der erfindungsgemäße Hubbalken 11 mit
beiderseitigen Kragarmen von einer Kragarmlänge „k” versehen. Individualisierend
ist dabei, dass die bei Belastung entstehende vertikale Biegung
der Kragarme (Laststellen E am Kragarm) am jeweiligen Hubbalkenende 11a bei
mittiger Laststellung (M) gleichgroß gehalten ist wie in der Balkenmitte 12 bei
mittiger Laststellung (M).
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Diese
Gestaltung ist in den 1A und 1B wie
folgt dargestellt: Das Prinzip des reduzierten Stützabstandes „s” in Verbindung
mit einem Hubbalken 11, der einen Kragarm „k” aufweist,
ist in den 1A und 1B wie
in der Mechanik üblich über die
auftretenden Durchbiegungen bei spezieller Lastverteilung dargestellt.
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1A zeigt
den Hubbalken 11 in einem System als Träger auf zwei Auflagern A und
B, woraus sich der Stützabstand „s” und die
Kragarmlänge „k” auf jeder
Seite ergeben. Aus der mittigen Belastung P im jeweiligen Abstand
s/2 zu den Auflagern A, B ergeben sich im zugrundeliegenden x-y-Koordinaten-.System
die mittige Durchbiegung f1 und bei Koordinaten
x1/y1 eine Durchbiegung
f2 der Kragarmlänge „k”.
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In 1B beträgt bei eben
gleicher Duchbiegung f1 mit denselben Auflagern
A und B mit demselben (reduzierten) Stützabstand „s” und derselben Kragarmlänge „k” und Koordinaten
x1/y1 im Punkt C und
derselben Kraft P die gleichgroße
Durchbiegung f1 wie in 1A bei
mittiger Laststellung (Kraft P). Dabei ist die Durchbiegung zwischen
den Auflagern A und B auf eine mittlere Durchbiegung fm eingestellt.
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In 3 ist
eine Ausführung
mit zwei Stützmastenpaaren 9a, 9b gezeigt.
Diese Bauweise führt zu
einer Reduzierung der Torsionsbelastungen des Hubbalkens 11.
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Vorteilhafterweise
beträgt
bei der vorgesehenen Durchbiegungsgleichheit der Balkenmitte M das Verhältnis von
Kragarmlänge „k” zum Stützabstand „s” etwa ein
Drittel, bei Streckenlast (Gleichlastverteilung) k/s ca. 0,4.
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Diese
Konzeption stellt sich weiter leichtbaufördernd in Form einer zwängungsfreien
Hubmastführung
dar und erlaubt eine stabile Führung
frei von Zwängungskräften, die
infolge der Doppelführung über zwei
Stützmaste
entstehen. Ein erster Stützmast 13 (1)
bildet einen Führungsmast 13a,
der den Hubbalken 11 während
der Hubbewegung in horizontaler Richtung führt. Der zweite Stützmast 14 mit
einem Hubwagen 17 und einer Pendelstütze 13b ist mit einem
Drehgelenk 15 versehen, besitzt aber ansonsten eine weitgehend übereinstimmende
Wagenführung 16 (2 und 4)
für den Hubwagen 17,
der den Hubbalken 11 trägt.
Für die Bewegung
des Transferwagens 5 ist ein biegefähiges Zugmittel 18 vorgesehen.
Die Wagenführung 16 für den Hubwagen 17,
bestehend aus der vertikalen Führung 16a,
basiert auf Schienen 20 und Rollenpaaren 19 (4).
Die Hubmotoren 24, 29 bewirken mit dem biegefähigen Zugmittel 18,
das um zwei Umlenkrollen 23 geführt ist, die Einlenkung der
erforderlichen Hubkräfte.
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Die
Rollenpaare 19 laufen auf beidseitigen Schienen 20.
Eine Antriebswelle 21 durchdringt ein Gehäuse 22,
trägt die
Rollenpaare 19 und in 4 einen
linken Hubmotor 24 für
die Höhenverstellung des
Hubbalkens 11. Der Hubwagen 17 ist außerdem seitlich über eine
Schleifleitung 25 und eine Führungsfläche an einer Führung geführt bzw.
mit Energie versorgt.
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Beim
zweiten Stützmast 14 (5)
ist ein weiterer Hubwagen 17 ebenfalls mittels Umlenkrollen 23 antreibbar,
besitzt aber zum Längsausgleich
von Abstandsunterschieden zwischen dem ersten Stützmast 13 und dem
zweiten Stützmast 14 eine
Pendelstütze 13b mit
zwei Drehgelenken 15 gemäß Einzelheit bei „A” in 1.
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Gemäß 6 ist
eine zweite Ausführungsform
vorgesehen. Die Funktion der Pendelstütze 13b wird hier
durch ein Schubgelenk 26 erfüllt (vgl. auch die Einzelheit
bei „B” gemäß 6).
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Entsprechend
der Bauweise der 2 und 3 weist
die Wagenführung 16 für den rechten Hubwagen 17 einen
rechten Hubmotor 29 auf.
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An
den Hubbalken 11 schließen sich links und rechts Förderer 27 und 28 an.
Am Ende des Kragarms, d. h. der Laststellung E am Kragarm, befindet
sich ein Transferwagenantrieb 30.
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In 7 ist
das vorstehend beschriebene Kragbalkenprinzip beibehalten, jedoch
eine äußerst schmale
Bauweise geschaffen, so dass kein Platzverlust in der Regallagerung
entsteht. Der Hubbalken 11 mit dem Transferwagen 5 stützt sich
mit Stützabstand „s” auf beidseitig
vorhandene Hubrahmen 31, die selbst mittels des linken
Hubmotors 24 und des rechten Hubmotors 29, jeweils über ein
Ritzel durch einen Hubriemen 36 innerhalb jeweils eines
Steherfachwerks geführt
ist. Das Steherfachwerk wird durch vier parallele, vertikale Hubsteher 32 gebildet,
die durch horizontale Querstäbe
einen Stirnverband ergeben. An den Enden der Hubbalken 11 ist
jeweils der Stirnverband mit nur einem ersten Stützmast 13 und einem
zweiten Stützmast 14 gebildet,
an dem jeweils eine Kopfplatte 37 mit einem Fahrantrieb 38 mit Ritzel
und Zahnriemen vorgesehen sind. Von den Hubmotoren 24, 29 wird
der Hubriemen 36 über
jeweils eine Umlenkrolle 23 in die vertikale Richtung umgelenkt.
Die Kopfplatten 37 tragen jeweils eine Fangvorrichtung 40.
Auf jeder Seite ist eine Steigleiter 41 für Wartungsarbeiten
vorgesehen. Die Kopfplatte 37 trägt außerdem die Rollenpaare 19.
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Die 7A als
Vergrößerung der
Einzelheit D jeweils auf Höhe
des Hubbalkens 11 im Bereich des zweiten Stützmastes 14 weist
an der Kopfplatte 37 befestigte und gelagerte Stützrollen 42 und
paarweise Führungsrollen 43 auf.
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Ebenso
besitzt in 7B als Vergrößerung der Einzelheit F des
Fußbereichs
am rechten Hubmotor 29 für den Hubriemen 36 die
Umlenkrolle 23. Die Kopfplatte 37 ist zur Durchführung des
Transferzahnriemns 6 und des Fahrantriebs mit Ritzel und Zahnriemen 38 durchbrochen,
d. h. mit einer Öffnung versehen.
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In
den 8 und 9 ist die orthogonale Ansicht
der Hubbalkenvorrichtung 4 mit Steherfachwerk in den Zeichenebenen
dargestellt. Vor dem Kommissionierlager 2 des Regalbediengerätes 1 mit den
Fächern 3 für die Güter sind
die Hubsteher 32 sichtbar, in denen die Hubrahmen 31 in
den Führungen
der Hubsteher 32 auf- und abbewegbar sind. In den auf dem
Stützabstand „s” festgelegten
Hubsteher 32 lagert der Hubbalken 11 mit den Kragarmen „k”. Der Transferwagen 5 wird
mittels des biegefähigen
Zugmittels 18 horizontal hin- und herbewegt. Der Hubbalken 11 ist
mittels beidseitigen Fangvorrichtungen 40 gesichert.
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In 9 ist
in Draufsicht zu 8 an der Kopfplatte 37 der
Transferwagenantrieb 30 gezeigt.
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10 als
Seitenansicht zeigt etwas verkleinert den Querverband 44 mit
dem Stützmast 13 bzw. 14 und
den Verlauf des Hubriemens 36 über Umlenkrollen 23,
angetrieben durch die Hubmotoren 24, 29. Der Fahrantrieb 38 mit
Ritzel und Zahnriemen hebt oder senkt den Hubbalken 11.
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11 als
Aufriss erläutert
den Aufbau des Hubrahmens 31. Der Hubrahmen 31 wird,
wie in 11A gezeigt aus vier C-Profilen
als Querholme 34 gebildet, die zwischen sich seitliche
Zugstäbe 33 einspannen,
die mit einer lichten Weite „W” bemessen
sind. Die Zugstäbe 33 werden
aus Blattfedern 35 mit einer geringen Dicke hergestellt.
Der Querschnitt des Hubrahmens 31 ergibt sich aus 11B.
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- 1
- Regalbediengerät
- 2
- Kommissionierlager
- 2a
- vordere
Ebene
- 3
- Fächer für Güter
- 4
- Hubbalkenvorrichtung
- 5
- Transferwagen
- 6
- Transferzahnriemen
- 7
- Zahnriemenklemme
- 8
- einseitig
asymmetrischer Stützmast
- 9a,
9b
- beidseitig
symmetrisches Stützmastenpaar
- 10
- Fundament
- 11
- Hubbalken
- 11a
- Hubbalkenende
- 12
- Balkenmitte
- 13
- erster
Stützmast
- 13a
- Führungsmast
- 13b
- Pendelstütze
- 14
- zweiter
Stützmast
- 15
- Drehgelenk
- 16
- Wagenführung
- 16a
- vertikale
Führung
- 17
- Hubwagen
- 18
- biegefähiges Zugmittel
für den
Transferwagen oder Hubwagen
- 19
- Rollenpaare
- 20
- Schienen
- 21
- Antriebswelle
- 22
- Gehäuse
- 23
- Umlenkrolle
- 24
- linker
Hubmotor
- 25
- Schleifleitung
- 26
- Schubgelenk
- 27
- Förderer
- 28
- Förderer
- 29
- rechter
Hubmotor
- 30
- Transferwagenantrieb
- 31
- Hubrahmen
- 32
- Hubsteher
- 33
- seitliche
Zugstäbe
- 34
- Querholme
- 35
- Blattfeder
- 36
- Hubriemen
- 37
- Kopfplatte
- 38
- Fahrantrieb
mit Ritzel und Zahnriemen
- 40
- Fangvorrichtung
- 41
- Steigleiter
- 42
- Stützrolle
- 43
- Führungsrolle
- 44
- Querverband
- M
- mittige
Laststellung
- E
- Laststellung
am Kragarm
- k
- Kragarmlänge
- s
- Stützabstand
- W
- lichte
Weite