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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regalbediengerät zum Ein- und/oder Auslagern in/aus Lagereinrichtungen mit einer auf einem auf zumindest einer Fahrschienen verfahrbaren Fahrschemel gelagerten Mastvorrichtung mit Fördergerät.
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Bei den bekannten automatischen Teilelagereinrichtungen werden Regalbediengeräte eingesetzt, die zuverlässig ein schnelles Ein- und Auslagern von Gütern gewährleisten sollen.
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Ein Problem ist dabei, die in Fahrrichtungen frei schwingende Mastvorrichtung, die sehr hoch sein kann, leicht und zugleich steif zu konstruieren. Die hohe Steifigkeit ist erforderlich, um eine kurze Beruhigungszeit nach dem Anhalten des bewegten Regalbediengeräts zu ermöglichen, was Vorraussetzung für ein problemlosen Lagervorgang ist.
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STAND DER TECHNIK
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Es ist bekannt, für die Mastvorrichtung von Regalbediengeräten einen Stahlmast einzusetzen, der aus zwei sich gegenüberliegenden U-förmigen Stahlprofile besteht, die an der neutralen Fase miteinander verschweißt sind und an den noch die Führungsschiene für das Hubwerk geschweißt wird. Durch das Schweigen ergibt sich jedoch ein großer Verzug, der aufwendig gerichtet werden muss. Hinzukommt, dass der Mast sehr schwer und nicht besonders steif ist.
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Es sind zweigeteilte Mastkonstruktionen aus Stahl bekannt, die aufgrund ihres großen Volumens eine leichtere und steifere Bauweise ermöglichen. Dabei werden Querstreben eingesetzt, die an den Übergangsstellen jedoch sehr stark belastet werden, da der Kraftfluss zweimal um 90°-Ecken gelenkt wird.
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Es ist weiterhin eine Mastvorrichtung für ein Regalbediengerät bekannt, bei dem vielfach gekantete und gesickte Stahlbleche eingesetzt werden, um das Beulen des steifen großvolumigen Mastes mit dünner Wandstärke zu verhindern. Gleichzeitig erfolgt ein dreieckförmiges Ausschneiden im Stegbereich, so dass sich eine fachwerkähnliche Bauweise ergibt.
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Da das Eigengewicht des Stahls sehr hoch ist, belasten die schweren oberen Mastbereiche die unteren sehr stark. Hierbei ist insbesondere der lange Hebelarm eines bis im Beispielsfall zu 18 Meter hohen und schwingenden Mastes zu beachten. Dies führt zu einer hohen Belastung der unteren Mastbereiche und zu einer entsprechenden Dimensionierung. Bei einer großvolumigen und damit steiferen Bauweise steht zumeist das Beulproblem im Vordergrund. Aluminium hat sich aufgrund der Dauerfestigkeitsprobleme und Probleme beim Fügen bisher nicht als tauglich für derartige Masten erwiesen. Es wurde auch versucht, eine Mastvorrichtung mit Faserverbundwerkstoffen aus einem Stück zu laminieren. Aufgrund der immer anzuschließenden Anbauteile (Führungsschiene, Schleppkette, Leiter, Lichtschranken, Stromschienen, Führungsrollen an der Mastspitze) haben sich derartige Masten bisher nicht bewährt.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine leichte und steife Lösung für die Konstruktion einer Mastvorrichtung eines Regalbediengeräts anzugeben, das unter anderen folgende Randbedingungen einhält:
Bezüglich des Bauraums sollen keine schlechteren Anfahrmaße als übliche Regalbediengeräte vorhanden sein, um möglichst viel Lagerraum bedienen zu können. Darüber hinaus soll ein zuverlässiges Befestigen aller nötigen Anbauteile am Mast problemlos gewährleistet sein ohne die Dauerfestigkeit merklich zu mindern. Schließlich soll die erfindungsgemäße Konstruktion eine wirtschaftliche Herstellung ermöglichen und keine unverhältnismäßig Kostensteigerung für Material und Fertigung gegenüber den bisherigen Lösungen aufweisen.
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Das erfindungsgemäße Regalbediengerät ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Regalbediengerät zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass die Mastvorrichtung als Rahmen- oder Fachwerkprofilstab ausgebildet ist und die Mastvorrichtung durch vorgefertigte Stabprofile, das heißt Standard-Konstruktionsprofile, aus Faserverbundwerkstoff gebildet wird, die jeweils durch Knotenbleche miteinander verbunden sind.
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Die Ausbildung der Mastvorrichtung zu einem Rahmen- oder Fachwerkprofilstab mit vorgefertigten Stabprofilen aus Faserverbundwerkstoff und Knotenblechen führt zu einer leichten und steifen Fachwerkskonstruktion, die die geforderten Eigenschaften umsetzt.
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Als Faserverbundwerkstoff wird bevorzugt glasfaserverstärkter Kunststoff oder carbonfaserverstärkter Kunststoffe eingesetzt.
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Die vorgefertigten Stabprofile sind bevorzugt als genormte Bauteile ausgebildet, die kostengünstig am Markt besorgt werden können, da eine eigenständige Fertigung von Verbundwerkstoffen für die Herstellung von Regalbediengeräten in der Regel nicht wirtschaftlich ist. Derartige vorgefertigte genormte Bauteile verfügen über eine hohe gleichbleibende Qualität und sind vergleichsweise günstig. Das geringe E-Modul dieser glasfaserverstärkten Bauteile kann über eine entsprechend großvolumige Bauweise ausgeglichen werden, indem der frei verfügbare Platz über dem Fahrschemel genutzt wird, ohne das Anfahrmaß zu verschlechtern.
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In besonders bevorzugten Ausgestaltungen können die Profilstäbe als U-, I-, T-, L- oder Vierkantrohrprofile ausgebildet sein.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die eine einfache Herstellung gewährleistet, wobei gleichzeitig eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet werden kann, zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindung zwischen den Profilstäben und den Knotenblechen als Klebeverbindung ausgebildet ist. Dadurch entstehen sehr stabile Knotenpunkte, die Anschlussmöglichkeiten für weitere Bauteile bilden.
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Alternativ kann die Verbindung der Knotenbleche mit Profilstäben auch als geschraubte, gemietete oder geklemmte Verbindung ausgebildet sein.
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Bevorzugt bestehen die Knotenbleche aus Aluminium und/oder Stahl, was die Festigkeit im Anschlussbereich erhöht und den problemlosen Anschluss weiterer Bauteile gewährleistet, ohne das die Profilstäbe aus Faserverbundwerkstoff Schaden nehmen.
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Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Regalbediengeräts besteht darin, dass die Mastvorrichtung aus Faserverbundwerkstoff-Normteilen aufgebaut ist, wobei diese Normteile (Profile) mit einfach zu fertigenden Verbindungselementen (Knotenbleche) zu einem sehr steifen, leichten und günstigen Mast verklebt werden können. Die bekannten glasfaserverstärkten Masten sind sehr aufwendig in ihrer Herstellung, da sie in einem Stück laminiert und nicht mit Normteilen gefertigt werden. Diese bergen stets das Problem des Anbringens von Anbauteilen, welche an der erfindungsgemäßen Mastvorrichtung einfach an den Verbindungselementen aus Blech angeschraubt werden können. Durch die hohe erzielte Steifigkeit der Fachwerk- beziehungsweise Rahmenkonstruktion wird eine deutliche Gewichtsreduzierung und eine sehr hohe Verringerung der Auslenkung im Einsatzfall erzielt, ohne das die Herstellungskosten unangemessen steigen. Die bewegte Masse sinkt sehr stark, was bezüglich der Energiebilanz günstig ist. Durch die höhere Steifigkeit und der damit verbundenen kürzeren Beruhigungszeit sowie der reduzierten Masse ist es möglich, die Umschlagleistung zu erhöhen.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Knotenbleche als gekantete Blechteile, insbesondere mit U-Querschnitt, ausgebildet sind.
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Im Folgenden sind beispielhaft wesentliche Punkte der Mastvorrichtung für Regalbediengeräte aufgeführt:
Die Bauteile der Mastvorrichtung sind Faserverbundwerkstoff-Teile und Bleche. Das große Bauvolumen (Abstand der Zug- und Druckgurte) ermöglicht eine hohe Steifigkeit ohne dass Anfahrwege verlängert werden müssen, da die Länge des Fahrschemels besser genutzt wird. Die genormten Faserverbundwerkstoff-Normteile sind entsprechend der auftretenden Belastung ausgewählt und ausgerichtet. Insbesondere beinhalten die im Steg des Mastes ausgewählten Profile eine Beulsteife, welche das kritische Beulem in diesem Bereich verhindert. Die bevorzugte Fügetechnik zwischen Blech und Verbundwerkstoff-Normteilen ist klebend. Die geschwungene Form (konvex beziehungsweise konkav) der Knotenbleche in ihrem Endanschlussbereichen ist für die auftretende Belastung optimiert und vermindert ungünstige Spannungsspitzen. Die auf die Faserverbundwerkstoff-Normteile geklebten Bleche bilden an den hochbelasteten Knotenpunkten eine sehr stabile Sandwichbauweise, insbesondere wenn die Knotenbleche beidseitig an die anzuschließenden Bauteile angeschlossen sind. Schließlich können an den Blechen der Knotenpunkte problemlos die Anbauteile (Leiter, Energiekette, Schiene, Umlenkrollen des Zahnriemes und Führungsrollen an der Mastspitze oder dergleichen) angeschraubt werden.
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Weiterhin führt die erfindungsgemäße Konstruktion auch dazu, dass der Fahrschemel selbst geringer beansprucht wird aufgrund der großvolumigen Bauweise und des geringen Gewichts der Mastvorrichtung, insbesondere im Vergleich zu der kompakten Mastvorrichtung aus bekannten Mastvorrichtungen aus Stahl.
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Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch das nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiel. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispiels näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
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1 schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Regalbediengeräts mit einer Mastvorrichtung bestehend aus genormten Faserverbundwerkstoff-Profilen, die mit Knotenblechen verbunden werden,
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2 schematische Stirnansicht des Regalbediengeräts gemäß 1,
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3 schematische Detailperspektive der Mastvorrichtung des Regalbediengeräts gemäß 1 und 2,
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4 schematische Detailansicht des unteren Bereiches der Mastvorrichtung mit Anschluss an den Fahrschemel und
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5 Schnitt durch einen Knotenblechanschlussbereich gemäß Schnittführung A-A in 1
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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In den Figuren ist ein Regalbediengerät 10 beschrieben, das eine Mastvorrichtung 12 aufweist, die als Fachwerkträger ausgebildet ist.
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Die Mastvorrichtung 12 ist an einem Fahrschemel 14 angeschlossen der Laufräder 16 aufweist, die über Antriebsaggregate 20 antreibbar sind und auf einer Fahrerschiene 18 rollbar gelagert sind. Das Antriebsaggregat 20 ist hierbei innerhalb der Mastvorrichtung 12 auf dem Fahrschemel 14 angeordnet, was eine kompakte Bauweise ermöglicht.
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An der Mastvorrichtung 12 ist ein Fördergerät 22 an Führungsgerätschienen 28 höhenverschiebbar gelagert, wobei der Antrieb des Fördergeräts 22 über ein innerhalb der Mastanordnung auf dem Fahrschenkel 16 dargestelltes Antriebsaggregat 16 erfolgt.
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Die Führungsgerätschienen 28 sind an der Mastvorrichtung 12 befestigt. Die Bewegung des Fahrschemels 14 und damit der Mastvorrichtung 12 entlang der Fahrschiene 18 und die Höhenbewegung des Fördergeräts 22 entlang der Führungsgerätschienen 28 wird über eine Steuereinrichtung 24 gesteuert. Die Steuereinrichtung 24 übernimmt auch die Steuerung des Fördergeräts 22 zur Aus- beziehungsweise Einlagerung von Gütern. Die Steuereinrichtung 24 wiederum wird von einer zentralen Steuervorrichtung gesteuert.
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Die Mastvorrichtung 12 als Fachwerkträger besitzt beabstandete Gurtprofilstäbe 30, zwischen denen Diagonalprofilstäbe 32 und Pfostenprofilstäbe 34 verlaufen.
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Die Gurtprofilstäbe 30, die Diagonalprofilstäbe 32 und Pfostenprofilstäbe 34 sind genormte, in Serie gefertigte aus Faserverbundwerkstoffen hergestellte im Beispielsfall U-förmige Profilstäbe, die im Knotenbereich über Knotenbleche 42, 42.1, 42.2, 42.3, 42.4 (siehe 5 und 1), 44, 44.1, 44.2 miteinander verbunden sind. Im Lagerbereich sind ebenfalls Knotenbleche 37 (oben) und 38 und 39 (unten angeordnet).
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Die Knotenbleche 37, 38, 39, 42, 44 bestehen im Ausführungsbeispiel aus Aluminium. Sie können auch aus Stahl oder Faserverbundwerkstoff bestehen.
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Die Grundidee besteht somit darin, die Mastvorrichtung 12 als Fachwerkträger auszubilden, bestehend aus genormten glaserfaser- oder carbonfaserverstärkten Profilen, die im Knotenbereich durch Knotenbleche mit hohen Materialeigenschaften verbunden werden. Dies gewährleistet eine hohe Steifigkeit und ein geringes Gewicht.
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Dabei sind die an der Mastvorrichtung 12 anzuschließenden Bauteile wie beispielsweise die Führungsgerätschienen 28, die Steuereinrichtung 24, eine Leiter 26 oder nicht näher dargestellte Leitungen und Umlenkrollen über die Knotenbleche 37, 38, 39, 42, 44 jeweils angeschlossen, was einen dauerhaft zuverlässigen Anschluss garantiert, aufgrund der gewählten Konstruktion der Knotenbleche 37, 38, 39, 42, 44. Die Knotenbleche 37, 38, 39, 42, 44 sind bevorzugt mit den Gurtprofilstäben 30, den Diagonalprofilstäben 32 und den Pfostenprofilstäben 34 mittels Klebung verbunden. Die Verbindung kann jedoch auch als Schraubverbindung oder anders gearteter Verbindung ausgebildet sein.
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Im unteren Bereich der Mastvorrichtung 12 sind Auflagerschuhe 48.1, 48.2 aus Stahl vorhanden, die an dem Fahrschemel 14 angeschweißt sind und die über Lagerknotenbleche 38 beziehungsweise 39 an die Mastvorrichtung 12 angeschlossen sind.
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Die Fachwerkkonstruktion der Mastvorrichtung 12 besteht aus zwischen den beabstandeten Gurtprofilstäben 30 angeordneten steigenden und fallenden Diagonalprofilstäben 32 und dazwischen angeordneten Pfostenprofilstäben 34.
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Oberseitig ist die Mastkonstruktion 12 mit ihrer Spitze an einer zweiten Führungsschiene 19 längsverschieblich angeschlossen. Der in der Mastspitze ankommende Diagonalprofilstab 32 ist über obere Lagerknotenbleche 37 an das Gurtprofilband 30 angeschlossen.
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Der Anschluss der Knotenbleche an die Profilstäbe 30, 32, 34 in einer konstruktiven Ausführungsvariante ist in der 5 näher dargestellt.
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Die Gurtprofilstäbe 30 sind als U-Profilstäbe mit nach innen weisenden Flansch ausgebildet. Auf Höhe eines jeden Flansches ist jeweils ein Pfostenprofilstab 34 und ein Diagonalprofilstab 32 angeordnet, die ebenfalls einen U-Profilquerschnitt aufweisen, dessen Flansche jeweils nach innen weisen, das heißt, dass die Außenseite des Steges der Diagonalprofilstäbe 32 und Pfostenprofilstäbe 34 in derselbe Ebene liegen wie die Außenseite der Flansche der Gurtprofilstäbe 30. Beim Anschluss eines Gurtprofilstabes 30 ist sowohl außenseitig als auch innenseitig jeweils ein Knotenblech 42.1, 42.3, beziehungsweise 42.2, 42.4 aufgeklebt, das den jeweiligen Pfostenprofilstab 34 beziehungsweise Diagonalprofilstab 32 mit dem Flansch des Gurtprofilstabs 30 verbindet und einen doppelwandigen Anschluss darstellt. Die Knotenbleche 42.1, 42.2, 42.3, 42.4 sind im Querschnitt L-förmig ausgebildet, so dass sie auch die Außen- und Innenseite des Stegs der Gurtprofilstäbe 30 umgreifen und diese ankommenden Gurtprofilstäbe 30 miteinander verbinden. Die Knotenbleche 42.1 und 42.2 und die Knotenbleche 42.3, 42.4 können auch als einstückig gekantete Blechteile ausgebildet sein.
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Die Knotenbleche 42 weisen in ihren zum Pfostenprofilstab 34 und Diagonalprofilstab 32 hinweisenden Anschlussendbereich eine konkave Querschnittsrandkontur auf, deren Ecken gerundet sind.
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Diese Konturierung wirkt einer Bildung von Spannungsspitzen unter Belastung entgegen.
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In dem Bereich in dem zwei Diagonalprofilstäbe 32 und ein Pfostenprofilstab 34 angeschlossen wird, werden die Knotenbleche 42 eingesetzt, die zur Anschlussrichtung der Diagonalprofilstäbe 32 hin im Endbereich ebenfalls eine konkave Querschnittskontur mit Rundungen aufweisen und im Anschlussbereich der Pfostenprofilstäbe 34 auch eine konkave Endkontur aufweisen. Zur Verbindung der ankommenden Gurtprofilstäbe 30 in diesem Bereich werden die Knotenbleche 42 eingesetzt, die in ihren gegenüberliegenden Endbereichen ebenfalls eine konkav gekrümmte Querschnittskontur aufweisen.
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Die Knotenbleche 42, 44 können auch als gekantete Blecheinheiten ausgebildet sein, die zuvor aus einer entsprechenden Blechplatte mit der beschriebenen Umfangskontur ausgeschnitten worden ist.
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Insgesamt dient die beschriebene Ausbildung sämtlicher Knotenbleche 37, 38, 39, 42, 44 dazu, eine optimale Geometrie zum Anschluss als Klebeverbindung zur Verfügung zu stellen, bei der das Auftreten von Spannungsspitzen vermindert wird, gleichzeitig problemlos weitere Bauteile angeschlossen werden können und eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet wird.
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Mit der dargestellten erfindungsgemäßigen Konstruktion für die Mastvorrichtung 12 durch Ausbildung als Fachwerkträger mit genormten faserverstärkten Bauteilen in Verbindung mit hochwertigen Knotenelementen lässt sich unter Ausnutzung der Länge des Laufwagens ein sehr steife Mastvorrichtung 12 mit geringem Gewicht wirtschaftlich herstellen und einsetzen.
