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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnstange, insbesondere zur Verwendung in einem Teleskoparm für Ein- und Auslagerelemente von Lastaufnahmemitteln.
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Aus der
EP 0 775 665 A1 ist eine Vorrichtung zum Aus- oder Einfahren von Stückgut in einem Warenhochlager mit einem in einem einfach breiten Lagergang verfahrbaren Regalbediengerät und mit einer Hubeinrichtung, bestehend aus einem sich in Lagergangrichtung erstreckenden Grundrahmen, der an lotrechten Führungen des Regalbediengerätes höhenverstellbar ist, mit einer Ladeplattform, auf der eine zumindest zweifach in Richtung der Ein- bzw. Auslagerung verfahrbare als Teleskopgabel ausgebildete Fördereinrichtung angeordnet ist, bekannt, wobei der Grundrahmen einen in ein Regal verfahrbaren Teleskopwagen trägt, an dem ein zumindest zweifach senkrecht zur Lagergangrichtung unter ein darüber liegendes Fach des Warenhochlagers ausfahrbares Flachteleskop gelagert ist und am vordersten Teleskopabschnitt jeweils hinter das jeweilige Stückgutende nach unten in das Stückgutprofil oder in eine etwa waagerechte Lage unter dem Teleskopwagen gegenläufig schwenkbare Mitnehmer- bzw. Anschlagarmpaare drehantreibbar gelagert sind.
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Aus der
EP 2 234 904 B1 ist eine entsprechende Variante bekannt, bei der die Teleskoparme nicht oberhalb des Stückguts ausfahren und die Mitnehmer von oben nach unten schwenken, sondern hier sind die Teleskoparme jeweils seitlich des Stückguts angeordnet und die Mitnehmer verschwenken zwischen einer etwa horizontalen Arbeitsposition und einer etwa vertikalen Ruheposition. Die Teleskoparme fahren zum Ein- und Auslagern in Gangquerrichtung in die Regalfächer. Die Teleskoparme werden dabei über Zahnriemen ein- und ausgefahren, die in entsprechende Zahnstangen eingreifen.
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Aus der
US 2011/0008138 A1 ist ebenfalls bekannt, die Teleskoparme mittels Zahnriemen und Zahnstangen ein- und auszufahren.
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Das Herstellen entsprechender Zahnstangen ist aufwendig und teuer. Es sind bisher verschiedene Verfahren dazu bekannt. Aus der
DE 10 2007 000 950 A1 ist z.B. bekannt, eine Zahnstange durch Taumelschmieden herzustellen. Von der Firma Fritz Schiess AG, Schweiz, ist bekannt, Zahnstangen durch Feinschneiden herzustellen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Zahnstangen, insbesondere für Lastaufnahmemittel bzw. Teleskoparme geeignete, bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren gelöst. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass wenn zur Herstellung einer Zahnstange, insbesondere für Ein- und Auslagerelemente von Lastaufnahmemitteln, die Schritte:
- – Herstellung von Durchbrüchen bzw. Zahnrohlingen mit einer Teilung der späteren Zahnstange;
- – Umformen der Zahnrohlinge in Zähne;
wobei das Umformen der Zahnrohlinge in Zähne durch Einwirkung in einer Richtung senkrecht zur Blechebene erfolgt, verwendet werden, Zahnstangen ohne großen Aufwand in großer Menge und zu günstigen Preisen herstellbar werden, ohne dass die Qualität leidet.
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Die so hergestellten Zahnstangen besitzen eine Leiterförmigen Aufbau, d.h. die Zähne werden von seitlichen Längsstegen gehalten und die Zwischenräume zwischen den Zähnen sind komplett entfernt.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden daher zunächst die Zwischenräume durch Entfernen des Material hergestellt, wobei die zukünftigen Zähne als Zahnrohling bereits entstehen. Diese Zahnrohlinge sind noch blockartig ausgestaltet, weisen als noch nicht die für die spätere Wechselwirkung benötigte Flankenform auf. Die Flanken werden erst in dem Umformschritt ausgebildet. Als mögliche Geometrien kommen die Evolventen-, Zykloiden- oder Konchoidenverzahnungsgeometrien der Flanken in Frage.
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Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht einerseits in der „Angriffsrichtung“ des Umformwerkzeugs. Es wird nämlich nicht wie sonst üblich beim „Schneiden“ quer entlang des Zahns gearbeitet, sondern durch die Vorbearbeitung kann senkrecht zu der Blechebene, d.h. senkrecht von oben auf den Zahnkopf zu, also von der Vorderseite her. Dies erlaubt auch eine Vereinfachung des verwendeten Werkzeugs und der Werkstückhalterung.
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Das Verfahren erlaubt es auch, dass der Schritt der Herstellung der Durchbrüche und Umformschritt gleichzeitig für benachbarte Zähne und Durchbrüche durchgeführt wird. Mit anderen Worten es kann gleichzeitig ein Durchbruch entfernt und der bereits im vorherigen Schritt hergestellte Zahnrohling umgeformt werden.
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Am sinnvollsten und einfachsten erfolgt die Herstellung der Durchbrüche durch Stanzen. Es sind jedoch auch andere Bearbeitungsarten denkbar.
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Bevorzugt ist die Umformung der Zahnrohlinge durch Prägen. Es sind jedoch auch andere Bearbeitungsarten, wie Schneiden, denkbar. Wichtig ist nochmals zu betonen, dass die Bearbeitungsrichtung von der üblichen abweicht.
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Das Verfahren erlaubt es somit, dass die Zahnstange mittels einer Stanzprägemaschine hergestellt wird.
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Besonders geeignet ist Verwendung der erfindungsgemäßen Zahnstange in einem Lastaufnahmemittel, insbesondere Regalbediengerät oder Shuttle bzw. Satellitenfahrzeug, und dort in den Teleskoparmen.
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Regalbediengeräte sind säulen- oder schienengeführte, einspurige Fahrzeuge zur Bedienung der Waren in einem Hochregallager. Die Bewegung eines Regalbediengerätes erfolgt in drei Achsen: a) mit der Fahreinheit in der Ganglängsrichtung, b) mit der Hubeinheit in der vertikalen Richtung und mit der c) Lastaufnahmeeinheit (Vorrichtung zur Ein- und Auslagerung) in der Gangquerrichung, d.h. quasi in das Regal hineingreifend. Der Automatisierungsgrad reicht von manuell bis vollständig automatisiert.
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Shuttle oder Satellitenfahrzeuge sind dagegen schienengebundene autonome von einer Zentrale aus gesteuerte Fahrzeuge, die über die Schienen mit Strom und ggf. Signalen der Zentrale versorgt werden, zum Ein- und Auslagern von Behältern, Tablaren, Stückgütern etc. in ein oder aus einem Lager, wobei die Behälter usw. in mehreren Lagerregalgassen und Lagerregalebenen in Regalfächern (ggf. mehrfach tief) gelagert werden. Diese Fahrzeuge bedienen üblicherweise nur eine einzige Ebene, können aber ggf. über Lifte die Ebenen wechseln oder über Hubmechanismen mehrere Ebenen von einer Fahrschiene aus bedienen.
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Sinnvollerweise sind die Ein- und Auslagerelemente parallel aus- und einfahrbare Teleskoparme beidseitig der Plattform, d.h. das jeweilige Stückgut mit oder ohne Ladehilfsmittel (z.B. Behälter, Tablar etc.) ist zwischen den seitlich daneben angeordneten Teleskoparmen, die ggf. aufeinander zu einstellbar sind, auf der Plattform angeordnet (bzw. wird angeordnet) und die Teleskoparme verschieben das Stückgut mit oder ohne Ladehilfsmittel durch die in die Mitnahmestellung geschwenkten beidseitigen Mitnehmer.
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Die Teleskoparme weisen gegeneinander verschiebbare und an einander geführte Profile auf, deren Relativbewegung zueinander über die Zahnstange bewirkt wird, die mit einem entsprechenden angetriebenen Riemen kämt.
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Dies gilt entsprechend auch allgemein für die Ein- und Auslagerelemente, unabhängig von ihrer spezifischen Ausgestaltung.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht auf ein Shuttle;
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2 eine Draufsicht von oben auf das Shuttle aus 1,
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3 eine Draufsicht auf eine Zahnstange aus einem Teleskoparm aus einem Shuttle nach 1;
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4 eine Seitenansicht auf die Zahnstange aus 3 und
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5 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Herstellung der Zahnstange aus 3.
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In den Figuren ist ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Shuttle dargestellt. Es umfasst eine in der Breite (Pfeil X) verstellbare Ladefläche für Stückgüter. Beidseitig der Ladefläche 2 sind je ein in Y-Richtung, also quer zur Fahrtrichtung, ausfahrbarer Teleskoparm 3 angeordnet. Auf einer Seite ist das Gehäuse 4 für die Steuerungselektronik, Antrieb und Kommunikation angeordnet.
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Die Teleskoparme 3 weisen jeweils vier sogenannte Finger oder Mitnehmer 5 auf, die zwischen einer Ruheposition (dargestellt) und einer Arbeitsstellung im Sinne des Pfeils T (vgl. 1) verschwenkbar sind. In der Arbeitsstellung stehen die Finger 5 in die Ladefläche 2 hinein und erlauben es so, Stückgüter durch Schieben zu entladen oder Hintergreifen und Ziehen aufzunehmen. Durch die Verwendung von jeweils vier Fingern 5 pro Teleskoparm werden drei Bereiche in der Ladefläche geschaffen. Diese können für eine variable Beladung unterschiedlich verwendet bzw. eingeteilt werden, je nachdem welche Fingerpaare verwendet werden.
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Die Finger 5 werden von einem elektrischen Getriebemotor verschwenkt. Die Finger 5 sind dabei über eine Drehschub-Kupplung mit dem Ausgang des Getriebemotors verbunden. Die Drehschub-Kupplung ist in einer Gleitlagerbuchse an einem Träger am Antrieb gelagert.
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Die Teleskoparme 3 weisen gegeneinander verschiebbare und an einander geführte Profile 6 auf, deren Relativbewegung zueinander über die Zahnstange 7 bewirkt wird, die mit einem entsprechenden angetriebenen Riemen kämt. Die Zahnstange 7 besitzt einen leiterartigen Aufbau mit seitlichen Stegen 8, zwischen denen die Zähne 9 gehalten bzw. angeordnet sind. Zwischen den Zähnen 9 sind den Zähnen entsprechende Durchbrüche 10 angeordnet. Es gibt also keine „Täler“ sondern nur „Löcher“, die Zwischenräume 10 zwischen den Zähnen 9 sind komplett entfernt.
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5 zeigt ein Flussdiagramm des Ablaufs der Herstellung der Zahnstangen 7 in einer Stanzprägemaschine.
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Zur Herstellung wird dabei zunächst von einem Rohblech ausgegangen, dessen Abmessungen ggf. im ersten Schritt (I) durch Bearbeitung angepasst werden an die Abmessungen der späteren Zahnstange 7.
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Anschließend wird im zweiten Schritt (II) der erste Durchbruch bzw. Zahnrohling durch Stanzen von der Vorderseite des Rohblechs aus hergestellt.
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Danach kann im Schritt III der so hergestellte blockartige Zahnrohling durch Prägen durch Einwirkung in einer Richtung senkrecht zur Blechebene hergestellt werden.
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Dies Schritte II und III werden so oft wiederholt (Schritt IV), bis alle Zähne 9 bzw. Durchbrüche hergestellt sind.
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Es versteht sich, dass das Werkzeug bzw. der Blechrohling jeweils zwischen den Schritten mit der Teilung der späteren Zahnstange weiter bewegt wird.
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Es werden daher zunächst die Zwischenräume durch Entfernen des Materials hergestellt (Schritt II), wobei die zukünftigen Zähne als Zahnrohling bereits entstehen. Diese Zahnrohlinge sind noch blockartig ausgestaltet, weisen als noch nicht die für die spätere Wechselwirkung benötigte Flankenform auf. Die Flanken werden erst in dem Umformschritt III ausgebildet.
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Die Bearbeitung des Blechrohlings erfolgt aus einer Richtung senkrecht zu der Blechebene, d.h. senkrecht von oben auf den (späteren) Zahnkopf zu, also von der Vorderseite her. Dies erlaubt auch eine Vereinfachung des verwendeten Werkzeugs und der Werkstückhalterung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0775665 A1 [0002]
- EP 2234904 B1 [0003]
- US 2011/0008138 A1 [0004]
- DE 102007000950 A1 [0005]
