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Gegenstand der Erfindung ist ein Transportroboter mit Hubeinrichtung für die Aufnahme und Abladung von Transportgütern auf Regalstellplätzen in Regallagern.
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In derartigen Regallagern können mehr als 10.000 Regalstellplätze vorgesehen werden, und in mehreren, auf den gleichen Anmelder zurückgehenden Patentanmeldungen ist beschrieben, wie ein schienengebundener Transportroboter das Regallager befährt und – bezüglich der Fahrtrichtung – seitlich Transportgüter vom Regallagerplatz aufnimmt und auf seine Transportoberfläche aufzieht oder wahlweise von der Transportoberfläche das Transportgut auf einen Regallagerplatz abstößt.
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Bei schienengebundenen Transportrobotern ist es lediglich bekannt, an einem Transportroboter eine seitliche Greifeinrichtung vorzusehen, die das Transportgut seitlich (an den vertikalen Seitenflächen) ergreift und vom Regallagerplatz auf die Oberfläche des Transportroboters zieht. Nachteil dieser Anordnung ist, dass beim Verschieben der Bodenfläche des Transportgutes auf dem Regallagerplatz eine Beschädigung der Bodenfläche des Transportgutes geschehen kann. Daher kann bei derartigen Transportvorgängen – insbesondere, wenn es sich um Kartonverpackungen handelt – die Bodenfläche des Transportgutes in unbeabsichtigter Weise beschädigt werden.
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Außerdem entstehen bei der Verschiebung des Transportgutes, wenn dieses ein erhebliches Gewicht aufweist, hohe Reibungskräfte zwischen der Bodenfläche des Transportgutes und der Oberfläche des Regallagerplatzes, welche durch das Lademodul auf dem Transportroboter bewältigt werden muss.
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Damit entsteht ein hoher Verschleiß an Lademodulen, ebenso ein relativ hoher Verschleiß am Transportgut und insbesondere an dessen Bodenfläche. Durch den Abrieb der Transportgüter an den Abstelloberflächen werden im Übrigen unerwünschte Partikel freigesetzt, die das gesamte Lager verschmutzen und auch zu einer Verschmutzung der dort verkehrenden Transportroboter und der anderen Steuer- und Regeleinheiten führen.
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Erfahrungen des Anmelders haben gezeigt, dass solche Schwierigkeiten beim Transport von Transportgütern mit einem Gewicht von mehr als 50 kg entstehen. Es entstehen dann die vorgenannten Probleme, deren Beseitigung sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt hat.
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Die Erfindung hat deshalb ausgehend von dem Stand der Technik, der ein Lademodul auf der Oberfläche eines schienengebundenen Transportroboters vorsieht, die Aufgabe gestellt, auch hochgewichtige Transportgüter schonend auf den Regallagerplätzen abzusetzen oder schonend vom Regallagerplatz auf den Transportroboter zu verbringen.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass in dem Transportroboter zugeordneten Lademodul mindestens ein in Querrichtung zur Fahrtrichtung des Transportroboters angeordneter Ladearm angeordnet ist, der in Längsrichtung verschiebbar angetrieben ist, und dass ferner im Ladearm mindestens eine Hubeinrichtung angeordnet ist, mit der die Bodenfläche des Transportgutes untergriffen und von der Abstellebene abgehoben wird.
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Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass nunmehr die Last zunächst untergriffen wird und nach dem Untergreifen der Last durch den Ladearm im Ladearm eine Hubeinrichtung in Gang gesetzt wird, welche die Last von der Abstellfläche im Lagerplatz nach oben abhebt, sodass deren Bodenfläche nicht mehr mit der Oberfläche der Abstellfläche im Lagerplatz in Berührung kommt, und dann in diesem angehobenen Zustand das Transportgut auf die Oberfläche des Transportroboters heraufzieht.
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Damit werden jedem Ladearm im Lademodul des Transportroboters eine in Längsrichtung des Ladearms gerichtete Verschiebebewegung und eine der Verschiebebewegung um 90 Grad überlagerte Hubbewegung zugeordnet.
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In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Verschiebeantrieb des Ladearms als Vorschubeinheit ausgebildet, die im Wesentlichen nach dem Zahnstangenprinzip arbeitet.
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Zu diesem Zweck ist im feststehenden Teil des Transportroboters ein umlaufend angetriebener Antriebsriemen vorgesehen, der reibschlüssig oder formschlüssig mit seiner Außenseite mit einer zugeordneten Seite des Ladearms kämmt, und mit diesem mindestens reibschlüssig und/oder formschlüssig verbunden ist.
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Der Verschiebeantrieb der Vorschubeinheit besteht also im Wesentlichen aus einem umlaufend angetriebenen Antriebsriemen, der in einer bevorzugten Ausgestaltung als Zahnriemen ausgebildet ist. Dieser Zahnriemen ist weiterhin bevorzugt an seiner Innenseite mit einer Verzahnung versehen, sodass er formschlüssig mit zugeordneten Umlenkrollen kämmt, und damit als Längsförderer ausgebildet ist.
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Es können jedoch auch alle anderen bekannten Arten von Längsförderern (z. B. Ketten- oder Riemen- oder Bandförderer oder Rollen- oder Kugelbahnenförderer) verwendet werden.
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Es wird ferner bevorzugt, wenn auch die Außenseite dieses Antriebsriemens mit einer Verzahnung versehen ist, die mit einer zugeordneten gleich wirkenden Verzahnung an der Außenseite des Ladearms in Verbindung ist. Auf diese Weise wird sowohl ein formschlüssiger Antrieb des Antriebsriemens selbst ermöglicht, aber auch eine formschlüssige Kupplung zwischen der Außenseite des Antriebsriemens und der zugeordneten verzahnten Oberfläche des Ladearms.
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Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt. In einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Antriebsriemen innenliegend nicht verzahnt ist, sondern lediglich als Keilriemen ausgebildet ist. Auch hier erfolgt dann ein Antrieb über die eine Umlenkrolle, die angetrieben ist, und die andere, nicht angetriebene Umlenkrolle.
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Ein solcher Zahnriemen kann an seiner Außenseite eine Verzahnung aufweisen, die mit der zugeordneten Verzahnung an der Längsseite des Ladearms formschlüssig in Eingriff ist.
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In einer dritten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Antriebsriemen als unverzahnter Keilriemen ausgebildet ist, der weder an seiner Innenseite noch an seiner Außenseite eine Verzahnung aufweist.
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Die außenseitig fehlende Verzahnung entfällt demnach und es erfolgt lediglich ein reibschlüssiger Antrieb zwischen der Außenseite des Antriebsriemens und der zugeordneten, dort reibschlüssig anliegenden Oberfläche des Ladearms.
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Alle vorgenannten Ausführungsbeispiele sind untereinander kombinierbar.
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Statt dem hier angegebenen Antrieb der Vorschubeinheit mit den vorgenannten Möglichkeiten wird in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung noch angegeben, dass der Vorschubantrieb in der Vorschubeinheit durch einen Linearmotor bewerkstelligt wird, der für eine in Achsrichtung erfolgende Verschiebung des Ladearms sorgt.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann als Vorschubantrieb für den Ladearm auch ein Spindelantrieb verwendet werden. Ein solcher Spindelantrieb besteht aus einer drehbar im Transportroboter angetriebenen Spindel, auf der eine Spindelmutter angeordnet ist, welche Spindelmutter mit dem Ladearm gekuppelt ist. Durch den Drehantrieb der Spindelmutter wird demnach auch der Ladearm in Richtung seiner Längserstreckung verschiebbar angetrieben.
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Wichtig bei der Erfindung ist, dass nun in dem Ladearm zusätzlich eine Hubeinrichtung angeordnet ist, die dafür sorgt, dass, wenn der Ladearm unter das Transportgut unterfahren ist, dann die Hubeinrichtung in Gang gesetzt wird und die Bodenseite des Transportgutes auf der Oberfläche des Ladearms angehoben wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Hubeinrichtung eine sogenannte Hubleiste verwendet, die sich bevorzugt über die gesamte Länge des Ladearms erstreckt, und die heb- und senkbar angetrieben ist.
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In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung wird der Hubantrieb dieser Hubleiste durch einen Exzenterantrieb bewerkstelligt.
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Problem beim Hubantrieb der Hubeinrichtung ist, dass der Ladearm in Richtung seiner Längsachse verschiebbar angetrieben ist, und gleichwohl von einem Antrieb auf der Roboterseite die Antriebskraft auf die in senkrechter Richtung zur Verschiebebewegung arbeitende Hubeinrichtung entlang des dort verschiebbaren Ladearms übertragen werden muss.
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In einer ersten Ausgestaltung ist es deshalb vorgesehen, dass auf der Roboterseite eine sich über die gesamte Länge des Ladearms erstreckende und drehbar angetriebene Zahnwelle angeordnet ist, die eine in Achsrichtung verlaufende, gleichmäßig am Umfang verteilte Verzahnung aufweist.
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Diese Verzahnung ist im kämmenden Eingriff mit einer zugeordneten Gegenverzahnung im Bereich einer im Ladearm drehbar gelagerten Antriebsritzelwelle, die demzufolge auch bei der Längsverschiebung des Ladearms entlang der roboterseitig angetriebenen Zahnwelle stets im formschlüssigen Eingriff mit der roboterseitigen Zahnwelle verbleibt.
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Durch den Drehantrieb des auf der Ladearmseite angeordneten Antriebsritzelwelle wird damit gleichzeitig ein mit der Antriebsritzelwelle verbundener Exzenter angetrieben, der sich an einer Kulissenführung im Bereich des Ladearms abwälzt und seine Drehbewegung in eine Hubbewegung umsetzt, die auf eine Hubleiste übertragen wird, die heb- und senkbar angetrieben im Ladearm angeordnet ist. Die Hubleiste untergreift die Bodenfläche des Transportgutes und hebt dieses von der Abstellfläche des Lagerplatzes ab.
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Somit wird neben der Längsverschiebung des Ladearms gleichzeitig im Ladearm eine Hubleiste heb- und senkbar angetrieben, und zwar während der gesamten Verschiebung des Ladearms.
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Damit ergibt sich der Vorteil, dass in jeder beliebigen Verschiebungslage des Ladearms die Hubeinrichtung in Kraft gesetzt werden kann, und es reicht dann zum Beispiel aus, dass der Ladearm nur über einen Verschiebungsweg von zum Beispiel 100 mm aus dem Transportroboter seitlich herausgeschoben wird, und in jeder beliebigen Verschiebungslage die Hubeinrichtung beaufschlagt werden kann, um in jeder beliebigen Verschiebungslage des Ladearms die Hubeinrichtung antreiben zu können.
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Dieses erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Hubeinrichtung besteht demnach darin, dass auf der Ladearmseite eine Antriebsritzelwelle angeordnet ist, mit der drehfest mehrere über die Länge des Ladearms verteilt angeordnete Exzenter verbunden sind, wobei sich jeder der Exzenter in einer ladearmseitigen Kulissenführung abstützt und diese dadurch erzwungene Hubbewegung auf eine Hubleiste übertragen wird, die sich bevorzugt über die gesamte Länge des Ladearms erstreckt.
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In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Exzenter nicht über eine Kulissenführung und eine mit der Kulissenführung verbundene Hubleiste die Hubbewegung auf die Bodenseite des Transportgutes ausübt, sondern dass die Exzenter selbst mit ihrem Außenumfang an der Unterseite des Transportgutes anliegen.
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Es kann bei dieser zweiten, vereinfachten Ausführungsform auf die Anordnung einer Kulissenführung im Ladearm und auf die Anordnung einer Hubleiste verzichtet werden. Stattdessen sind die Exzenter dann als mehrfach unterteilte Exzenterwelle ausgebildet, die sich mit ihrem Außenumfang unmittelbar an der Bodenseite des Transportgutes abstützt und dieses heb- und senkbar antreibt.
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Als kinematischer Ersatz für die vorher beschriebenen Exzenter können auch Keilelemente verwendet werden, die sich mit ihren keilförmigen Oberflächen ebenfalls direkt an der Unterseite des Transportgutes abstützen oder die indirekt über eine zugeordnete keilförmige Kulissenführung die Hubleiste im Innenraum des Ladearms mit einer Hubbewegung beaufschlagen.
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Es ist bekannt, dass eine Exzenterverstellung unmittelbar mechanisch gleich wirkend wie eine Keilverstellung ist, sodass die beiden Antriebsarten gleichwertig nebeneinander beansprucht werden. Es werden somit alle äquivalenten Ausführungen dieser Art – auch Kombinationen von Keil- und Exzenterverstellung – als erfindungswesentlich beansprucht.
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Nur der einfacheren Beschreibung wegen wird in der folgenden Beschreibung davon ausgegangen, dass eine Exzenterverstellung über eine Kulissenführung auf eine Hubleiste wirkt, weil hierdurch ein besonders gedrängter Aufbau erreicht wird und die Hubleiste über die gesamte Länge des Ladearms gesehen eine gleichmäßige Unterstützungsfläche für die Bodenfläche des Transportgutes bildet.
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Die hier beschriebene Kulissenführung ist demnach nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
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Durch die Verwendung der Hubleiste im Ladearm ist ein Verschleiß an der Bodenfläche des Transportgutes ausgeschlossen, denn wenn der Ladearm unter das Transportgut gefahren ist, wird die Hubleiste mit der Hubkraft beaufschlagt und hebt somit das Transportgut von der Oberfläche des Ladearms ab, trägt das Transportgut allein, und in dieser angehobenen Stellung wird der Ladearm dann auf dem Transportroboter zurückgezogen, wodurch dann das Transportgut auf den Transportroboter schonend aufgesetzt wird.
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Durch den Exzenter- und/oder Keilantrieb der Hubleiste werden mit klein bauenden Antriebselementen hohe Hubkräfte erreicht, sodass bei kleiner Dimension des Ladearms Lasten mit Gewichten von weit über 50 kg gehoben werden können.
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Vorteil bei der Erfindung ist auch der rein mechanische Antrieb der Hubleiste durch die vorher genannten Ritzel und Exzenterwellen, wodurch auf eingebaute Elektromotoren, Pneumatikelemente oder Hydraulikzylinder verzichtet werden kann. Demzufolge bedarf es auch keiner Schleppkabel, die mit einem Ladearm mitgeschleppt werden müssten, wenn er ausgefahren wird. Es ist bekannt, dass derartige Schleppkabel einem hohen Verschleiß unterliegen und die geforderte Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten nicht erreichen.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: die Draufsicht auf einen Transportroboter mit zwei identischen, symmetrisch zu einer Mittenquerlinie angeordneten Roboterteilen
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2: die Stirnansicht der Anordnung nach 1 in Richtung des Pfeiles II
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3: die Vorderansicht des Transportroboters in Pfeilrichtung III in 1 (Fahrtrichtung)
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4: eine vergrößerte Detailansicht des Details A in 3
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5: die gleiche Darstellung wie 3, wobei die Last jedoch jetzt angehoben ist
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6: eine vergrößerte Detaildarstellung des Details B in 5
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7: die gleiche Darstellung wie 5, wobei die Last nun auf der Oberfläche des Transportroboters aufgenommen ist
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8: die vergrößerte Darstellung des Details C in 7
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9: die schematisierte Darstellung des Vorschubantriebes des Ladearms in Seitenansicht
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10: die schematisiert dargestellte Stirnansicht des Ladearms mit Darstellung des Vorschub- und des Hubantriebes
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11: die Draufsicht auf den Ladearm mit der Darstellung des Vorschubantriebes
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12: eine Detaildarstellung gemäß dem Detail D in 11
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13: die Stirnansicht des Hubantriebes für den Ladearm
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14: der Schnitt gemäß der Linie E-E in 13
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15: eine vergrößerte Darstellung des Details F in 13
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16: die Draufsicht auf den Ladearm und dessen Vorschubantrieb
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17: die Detaildarstellung des Details G gemäß einem Schnitt der Linie H-H in 16
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18: die Draufsicht auf den Ladearm
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19: der Schnitt gemäß der Linie I-I in 18
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20: der Schnitt gemäß der Linie J-J in 18
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21: die schematisierte Darstellung bezüglich des Vorschub- und des Hubantriebes für den Ladearm in der Ausführungsform nach den vorherigen Zeichnungen
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22: eine gegenüber 21 abgewandelte Ausführungsform mit einer vereinfachten Ausführung des Hubantriebes
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In den 1 bis 4 ist allgemein ein Transportroboter 1 dargestellt, der gemäß 1 aus zwei bezüglich einer Mittenquerlinie 6 völlig zueinander identischen Roboterteilen 1a, 1b besteht, und wobei jedem Roboterteil 1a, 1b der erfindungsgemäße Ladearm 9 zugeordnet ist.
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Diesen Transportroboter 1 sind also zwei zueinander parallele und völlig identisch ausgebildete Ladearme 9 zugeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, mit der gemeinsamen Verschiebung der beiden parallel zueinander angeordneten Ladearme 9 zentrisch eine Last zu untergreifen und von einem Regallagerplatz 17 auf die Oberseite des Transportroboters 1 zu ziehen.
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Nachdem die beiden Roboterteile 1a, 1b mit jeweils dem zugeordneten Ladearm 9 und dem zugeordneten Hebe- und Verschiebeantrieb identisch ausgebildet sind, genügt es für die weitere Beschreibung der vorliegenden Erfindung, lediglich ein Roboterteil 1a oder 1b zu beschreiben.
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Der Transportroboter 1 nach 1 ist in Führungsschienen 2 in den Pfeilrichtungen 4, 5 verfahrbar (Fahrtrichtung).
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Er stützt sich mit seitlichen Führungsrollen 3 an der Innenseite der jeweiligen Führungsschiene 2 ab und er weist Antriebsräder 32 auf, die sich an der Oberfläche der Führungsschiene 2 jeweils abwälzen. Die seitlichen Führungsrollen 3 dienen zum Erhalt der Spurtreue und stützen sich an zugeordneten abgewinkelten Führungsprofilen der Führungsschiene 2 ab.
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Im Mittenbereich des Transportroboters 1 ist gemäß 2 ein Wegmessrad 33 angeordnet, welches einem Sensor zugeordnet ist.
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Auf der Oberseite des Transportroboters 1 sind gemäß 1 und 2 die identischen Lademodule 16 angeordnet, wobei jedem Lademodul 16 der erfindungsgemäße Ladearm 9 zugeordnet ist.
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Insgesamt weist der Transportroboter 1 ein Gehäuse 7 auf, und im Gehäuse 7 ist jeweils eine Vorschubeinheit 8 für den Verschiebeantrieb des Ladearms 9 vorgesehen. Ferner wird anhand der folgenden Zeichnungen noch näher beschrieben, dass in jedem Ladearm (in dessen Oberseite) jeweils eine Hubleiste 10 angeordnet ist, die heb- und senkbar ausgebildet ist. Dies ist beispielsweise in 1 dargestellt, wo die Hubleiste 10 lediglich als Strich dargestellt ist, und es ist erkennbar, dass diese in den Pfeilrichtungen 12, 13 (senkrecht zur Papierebene der 1) verschiebbar angetrieben ist.
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Die Verschiebung des Ladearms 9 erfolgt in den Pfeilrichtungen 14, 15.
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Die 3 und 4 zeigen nun eine Stellung, bei der der Ladearm 9 mit nicht angehobener Hubleiste 10 unter die Bodenseite eines in einem Lagerplatz 17 auf einer Abstellfläche 18 abgestellten Transportgutes 19 unterfährt.
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Die 4 zeigt, dass nach dem Unterfahren der Bodenseite des Transportgutes 19 dieses von der Hubleiste 10 in Pfeilrichtung 12 angehoben wird, sodass gemäß 5 und 6 die Ladeebene 21 auf dem Ladearm 9, die durch die Hubleiste 10 gebildet ist, einen Abstand von der Abstellfläche 18 im Lagerplatz 17 aufweist. Demnach wurde das Transportgut 19 in seiner Stellung 19' von dem Lagerplatz 17 abgehoben und kann nun vollkommen frei und ohne Reibung auf die Oberseite des Transportroboters 1, und zwar auf das dort angeordnete Lademodul 16, gezogen werden.
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Es wird bevorzugt, wenn an der Vorderseite des Ladearms 9 jeweils eine Stützrolle 20 angeordnet ist, die sich im zugeordneten Profil am Lagerplatz 17 abstützt, um eine verbiegungsfreie Verschiebung des Lagerarms 9 über eine große Ausschublänge im Transportroboter 1 zu ermöglichen.
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Derartige Ausschublängen hängen von der Größe des Transportroboters 1 ab. Es werden hierbei Ausschublängen zwischen 600 bis 1.200 mm bevorzugt.
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Die 7 und 8 zeigen die auf dem Transportroboter aufgezogene Stellung des Transportgutes 19'', wobei in dieser aufgeladenen Stellung entweder die Hubleiste 10 in den Ladearm 9 zurückgefahren sein kann, oder sie kann in der angehobenen Stellung verbleiben.
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Die 9 und 10 zeigen die Vorschubeinheit 8 zur Erzeugung des Vorschubantriebes in den Pfeilrichtungen 14, 15 für den Ladearm 9.
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Als bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dargestellt, dass der Antriebsriemen 22 als Zahnriemen ausgebildet ist und eine innenliegende Verzahnung 27a aufweist, die über zwei Umlenkrollen 24, 25 geführt ist, wobei die Umlenkrolle 25 beispielsweise durch einen nicht näher dargestellten Motor angetrieben ist.
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In der allgemeinen Beschreibung wurde bereits schon darauf hingewiesen, dass die Ausbildung des Antriebsriemens 22 als Zahnriemen auch entfallen kann, und dass dieser auch als Keilriemen über entsprechend geformte Umlenkrollen 24, 25 geführt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Antriebsriemen 22 auch eine außen liegende Verzahnung 27b auf, die mit einer zugeordneten Verzahnung 23 an der Außenseite des Ladearms 9 in formschlüssigem Eingriff ist.
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Wenn demnach der Antriebsriemen 22 in den Pfeilrichtungen 14, 15 verschiebbar angetrieben ist, wird damit gleichzeitig auch der Ladearm 9 durch den formschlüssigen Eingriff seiner Verzahnung 23 auf die außen liegende Verzahnung 27b des Antriebsriemens 22 in den gleichen Pfeilrichtungen verschoben.
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Die 9 und 10 zeigen außerdem, dass im Innenraum des Ladearms 9 eine Hubleiste 10 angeordnet ist, die aus dem Ladearm heraus oder in das innere Profil des Ladearms hinein in den Pfeilrichtungen 12, 13 (Hubrichtung) verschiebbar angetrieben ist. Auf diesen Hubantrieb 26 wird später noch näher eingegangen.
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Der Antrieb für die Umlenkrolle 25 ist in den 11 und 12 dargestellt. Über den Antriebsmotor 28 wird ein Antriebsrad 29 angetrieben, welches über einen Antriebsriemen 30 ein Riemenrad 31 antreibt, welches drehfest mit der Welle der Umlenkrolle 25 gekuppelt ist.
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Damit ist der Antrieb für den Antriebsriemen 22 dargestellt.
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Die Vorschubeinheit 8 wird durch diesen Verschiebeantrieb gebildet.
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Wie im allgemeinen Teil der Beschreibung ausgeführt, kann dieser Verschiebeantrieb auch durch andere Elemente ersetzt sein, wie zum Beispiel durch einen Spindelantrieb oder einen Linearmotor.
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Die 13 bis 15 zeigen nun die spezielle Art des Hubantriebes 26.
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Das spezielle Antriebsprinzip des Hubantriebes 26 ist im Prinzip im Schaubild der 21 dargestellt.
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In diesem Prinzip-Schaubild ist erkennbar, dass auf dem roboterseitigen Lademodul 26 eine Zahnwelle 38 in den Pfeilrichtungen 52 drehbar angetrieben gelagert ist, wobei diese Zahnwelle 38 eine in axialer Richtung durchgehende Verzahnung aufweist.
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Aus Lagerungsgründen ist diese Zahnwelle 38 jedoch in die Wellensegmente 38a, 38b und 38c unterteilt, wobei zwischen den einzelnen Wellensegmenten 38a–38c jeweils Lagerblöcke angeordnet sind, um eine unzulässige Durchbiegung der Zahnwelle 38 über ihre Länge zu vermeiden.
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Der Außenumfang der Zahnwelle 38 steht in formschlüssigem Eingriff mit den zugeordneten Elementen des Ladearms 9, die in 21 auf Abstand gezeichnet sind. Dies dient lediglich der zeichnerischen Vereinfachung. In Wirklichkeit steht die Verzahnung der Zahnwelle 38 in formschlüssigem Eingriff mit der zugeordneten Verzahnung einer in Längsrichtung des Ladearms 9 drehbar angetriebenen Antriebsritzelwelle 43, die der Einfachheit halber auch wiederum in zwei verschiedene Antriebsritzelteile aufgeteilt ist.
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Diese Antriebsritzelwelle 43 wird somit in den Schwenkbewegungen 46 angetrieben, weil sie in formschlüssigem Eingriff mit der gegenüberliegenden Zahnwelle 38 steht.
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Wichtig ist nun, dass die Drehung der Antriebsritzelwelle 43 auf einen Exzenter übertragen wird. Zu diesem Zweck sind die beiden Antriebsritzelwellenteile in ihrem Mittenbereich exzentrisch durch eine Exzenterwelle 47 drehfest miteinander verbunden, und auf diese Exzenterwelle ist wiederum drehfest eine Exzenterscheibe 45 angeordnet. Diese Exzenterscheibe 45 ist das eigentliche Antriebselement für den Antrieb der Hubbewegung der Hubleiste 10 in den Pfeilrichtungen 12, 13.
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Das grob anhand der 21 dargestellte Antriebsprinzip wird nun anhand der 13 bis 20 näher erläutert.
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Aus 13 bis 15 ist erkennbar, dass die durchgehende Zahnwelle 38 in Wellensegmente 38a–38c unterteilt ist, und im Zwischenraum zwischen den Wellensegmenten jeweils ein Lagerblock 39 angeordnet ist.
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Für den Drehantrieb der gesamten Zahnwelle 38 dient ein Antriebsmotor 34, der mit seiner Antriebsscheibe 35 einen Antriebsriemen 36 antreibt, dessen anderes Ende über ein Riemenrad 37 läuft, welches drehfest mit der Zahnwelle 38 verbunden ist.
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Auf diese Weise wird die Zahnwelle 38 um ihre Längsachse in den Pfeilrichtungen 52 drehbar angetrieben, wobei die Zahnwelle 38 auf einer Lagerwelle 40 angeordnet ist, und die Lagerwelle 40 in den vorher beschriebenen Lagerblöcken 39 drehbar gehalten ist.
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Der Ladearm 9 weist im Übrigen untere Stahlwellen 42 auf, die besonders verschleißfest sind und die in zugeordneten ladeseitigen Führungsrollen 41 abrollen. Auf diese Weise wird damit eine Geradführung des Ladearms 9 erreicht.
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Die vorher genannten Teile mit der Lagerwelle 40 und der Zahnwelle 38 sind gemäß 14 im Lademodul 16 auf der Roboterseite eingebaut.
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Auf der rechten Seite der 15 sind nun die Einbauteile für den Ladearm 9 dargestellt.
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Die Antriebsritzelwelle 43 ist in einer Welle 44 drehbar im Ladearm 9 gelagert. Gemäß 16 zeigt die 17 nun den Schnitt gemäß der Linie H-H, wo erkennbar ist, dass im Ladearm 9 nun eine Hubleiste 10 angeordnet ist, die mit zugeordneten Befestigungsschrauben mit Lagerklötzen 50 verbunden ist.
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Im Bereich der Lagerklötze 50 ist hierbei eine Kulissenführung 49 als ovale Ausnehmung vorgesehen, in welcher sich der Außenumfang der Exzenterscheibe 45 abwälzt.
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In 17 ist jedoch nur die Exzenterwelle 47 dargestellt, ohne dass die Exzenterscheibe 45 dargestellt ist, die drehfest mit der Exzenterwelle 47 verbunden ist. Diese Exzenterwelle 47 ist hierbei im Bereich von Drehlagern 51 im Ladearm 9 drehbar gelagert.
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Bei der Verschwenkung der Exzenterwelle 47 in den Pfeilrichtungen 46 wälzt sich somit der Außenumfang des Drehlagers 51 in dieser Kulissenführung 49 ab und führt zu einer Hub- oder Absenkbewegung in den Pfeilrichtungen 12, 13 für die Hubleiste 10.
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Die 18, 19 und 20 zeigen die weiteren Einzelheiten dieses Hubantriebes. In 19 ist erkennbar, dass sich die Exzenterscheibe 45 über die fest verbundene Exzenterwelle 47 mit dem Drehlager 51 an der (in 17 gezeigten) Kulissenführung 49 abwälzt und hierbei die Hubbewegung auf die Hubleiste 10 in den Pfeilrichtungen 12, 13 erzeugt.
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Die Welle 44 ist hierbei in den Lagerblöcken 48 im Ladearm 9 drehbar gelagert.
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Die 21 wurde bereits schon vorstehend beschrieben. In dieser Figur ist das Hubprinzip gemäß den vorstehenden Zeichnungen näher beschrieben.
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Die 22 zeigt eine abgewandelte und vereinfachte Ausführungsform im Vergleich zu der Ausführung nach 21.
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Aus 22 ist erkennbar, dass der Exzenter 45, der in der Kulissenführung 49 verschiebbar sich abstützt und damit zu einer Hubbewegung der Hubleiste 10 führt, auch direkt ersetzt werden kann durch eine Exzenterwelle 53, die anstatt der Exzenterscheibe 45 verwendet wird.
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Somit stützt sich der gesamte Außenumfang der Exzenterwelle 53 an der Bodenseite des Transportgutes 19 ab, und auf eine Hubleiste 10 kann somit verzichtet werden.
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Vorteil der Hubleiste 10 ist allerdings die flächige Unterstützung der Bodenseite des Transportgutes, während bei der Exzenterwelle 53 lediglich eine Mantellinie der Exzenterwelle 53 in Eingriff mit der Bodenseite des Transportgutes kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportroboter
- 1a
- Roboterteil
- 1b
- Roboterteil
- 2
- Führungsschiene
- 3
- Führungsrolle
- 4
- Pfeilrichtung (Fahrtrichtung)
- 5
- Pfeilrichtung (Fahrtrichtung)
- 6
- Mittenquerlinie
- 7
- Gehäuse
- 8
- Vorschubeinheit
- 9
- Ladearm
- 10
- Hubleiste
- 11
-
- 12
- Pfeilrichtung (Hub)
- 13
- Pfeilrichtung (Hub)
- 14
- Pfeilrichtung (Verschiebung)
- 15
- Pfeilrichtung (Verschiebung)
- 16
- Lademodul
- 17
- Lagerplatz
- 18
- Abstellfläche (von 17)
- 19
- Transportgut
- 20
- Stützrolle
- 21
- Ladeebene
- 22
- Antriebsriemen
- 23
- Verzahnung (von 9)
- 24
- Umlenkrolle
- 25
- Umlenkrolle (Antrieb)
- 26
- Hubantrieb
- 27
- Verzahnung
- 27a
- Verzahnung innen
- 27b
- Verzahnung außen
- 28
- Antriebsmotor
- 29
- Antriebsrad
- 30
- Antriebsriemen
- 31
- Riemenrad
- 32
- Antriebsrad (von 1)
- 33
- Wegmessrad
- 34
- Antriebsmotor (von 26)
- 35
- Antriebsscheibe
- 36
- Antriebsriemen (von 26)
- 37
- Riemenrad
- 38
- Zahnwelle
- 38a
- Wellensegment
- 38b
- Wellensegment
- 38c
- Wellensegment
- 39
- Lagerblock
- 40
- Lagerwelle
- 41
- Führungsrolle (für 9)
- 42
- Stahlwelle
- 43
- Antriebsritzelwelle (für Exzenter 45)
- 44
- Welle (für 43)
- 45
- Exzenterscheibe
- 46
- Schwenkbewegung
- 47
- Exzenterwelle
- 48
- Lagerblock
- 49
- Kulissenführung
- 50
- Lagerklotz (für 10)
- 51
- Drehlager
- 52
- Drehbewegung
- 53
- Exzenterwelle (anstatt 45)
