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Aus dem Stand der Technik (
GB 2 048 314 A ,
DE 10 2011 117 487 B3 ,
DE 10 2012 206 633 A1 ) sind Kanallager als Regallager insbesondere für Stückgut bekannt, bei denen in den einzelnen Fächern bzw. Lagerkanälen mehrere Ladeeinheiten bzw. Waren wie Paletten, Behälter oder Kartons hintereinanderstehen. Die Lagerkanäle können bis zu 30 Ladeeinheiten aufnehmen. Gegenüber Hochregallagern mit einer Ladeeinheit pro Fach haben Kanallager eine höhere Packungsdichte, da der Volumenanteil für Regalgassen geringer ist.
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Wegen der großen Tiefe der Lagerkanäle wird die Ein- und Auslagerung mittels Teleskopgabeln oder Teleskoptischen unpraktikabel, so dass zu diesem Zweck Kanalfahrzeuge bzw. Shuttle-Fahrzeuge verwendet werden.
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Das Kanalfahrzeug wird von einem Regalbediengerät, Verschiebewagen oder Umsetzgerät vor den jeweiligen Lagerkanal gefahren, dort fährt es in ein Schienenprofil oder auf Rollen oder Ketten in den Lagerkanal ein. Das Auslagern erfolgt durch Unterfahren und Anheben der Ladeeinheit, beispielsweise einer Palette. Das Umsetzgerät ist in der Regel ein modifiziertes Regalbediengerät, aber auch Lösungen mit Gabelstapler oder Verschiebewagen sind denkbar, so dass alle diese Geräte als Regalbediengeräte im Sinne der Erfindung zu betrachten sind. Zur Energieversorgung ist das Shuttle entweder über ein Schleppkabel oder eine Kabeltrommel mit dem Regalbediengerät verbunden oder es hat eine integrierte Batterie oder andere Energiespeicher wie beispielsweise Kondensatoren (Power Caps) und kann dadurch innerhalb eines Kanals autonom fahren. Während Schleppkabel auch eine Kommunikationsverbindung zum Steuern des Shuttles enthalten können, werden autonom verfahrbare Regalbediengeräte in der Regel drahtlos ferngesteuert, wobei insbesondere eine Funk-Fernsteuerung in Betracht kommt.
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Wenn das Kanallager automatisch betrieben wird, kann sich in einer Regalgasse ein Regalbediengerät mit einem oder mehreren Shuttle-Fahrzeugen befinden, wobei im Fall einer drahtlosen, sicherheitsgerichteten Steuerung nur ein Shuttle-Fahrzeug gleichzeitig aktiv sein kann. Es wären jedoch Lösungen wünschenswert, in denen mehrere Shuttle-Fahrzeuge gleichzeitig aktiv sein können.
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Während nun das aktive Shuttle im Lagerkanal die Transporteinheiten einlagert oder auslagert, muss nach dem Stand der Technik das Regalbediengerät aus Sicherheitsgründen immer vor diesen Kanal in Warteposition stehen bleiben um das aktive Shuttle-Fahrzeug beim Ausfahren aus dem Lagerkanal zu übernehmen und einen Absturz des Shuttle-Fahrzeugs sicher zu verhindern.
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Andernfalls kann zudem nicht gewährleistet werden, dass die Funkverbindung vom Regalbediengerät zu dem aktiven Shuttle hinreichend sicher besteht.
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Die Unterbrechung der Funkverbindung führt zu einer sofortigen Notabschaltung durch die sicherheitsgerichtete Shuttle-Steuerung, mit welcher das Shuttle-Fahrzeug ausgestattet ist. Die Unterbrechung wird erkannt, wenn innerhalb des Steuerungszyklus von einigen Millisekunden bis einigen Hundert Millisekunden kein Datenpaket mit Steuerungsdaten empfangen wird.
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Würden in einem automatischen Lager in einer Gasse mehrere aktive Shuttles gleichzeitig mit einem Regalbediengerät betrieben, hätte dies zur Folge, dass die Shuttle-Fahrzeuge unabhängig vom Regalbediengerät in verschiedenen Lagerkanälen fahren können. Dies wirft was verschiedene Sicherheitsprobleme auf und würde nach dem Stand der Technik zu den oben beschriebenen, unerwünschten Notabschaltungen führen.
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Das Hubfahrzeug des Regalbediengeräts muss den Dauerfunk aufrechterhalten und daher bisher so lange vor dem Lagerkanal warten, bis das Shuttle entladen oder beladen ist und aus dem Lagerkanal auf die Plattform des Regalbediengeräts zurückgekommen ist, wo es verriegelt werden kann.
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Das Regalbediengerät muss aber beim gleichzeitigen Betrieb mehrerer aktiver Shuttles die Warteposition vor dem Lagerkanal verlassen können, um die verschiedenen Shuttles, welche sich in unterschiedlichen Lagerkanälen in der Regalgasse befinden, zu bedienen, also von Lagerkanälen abzuholen oder in Lagerkanälen abzugeben.
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Dabei kann die Funkverbindung vom Regalbediengerät zu einem oder mehreren aktiven Shuttles unterbrochen werden, wenn ein Shuttle tief im Kanal arbeitet oder das Regalbediengerät zu weit von diesem Kanal entfernt ist. Grund hierfür können die Abschirmung durch Metallbauteile des Regals, durch die im Regal gelagerte Ware oder die eingeschränkte Reichweite des Funksignals sein.
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Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, trotz derartiger Unterbrechungen der Funkverbindung im Normalbetrieb unerwünschte und störende Notabschaltungen der Shuttle-Fahrzeuge zu vermeiden.
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Ein einfaches Deaktivieren der Notabschaltung führt aber zu Konflikten mit den einschlägigen Sicherheitsvorschriften. Wenn ein Wartungs- oder Reparaturarbeiter zur Störungsbeseitigung, Wartung oder dergleichen die Regalgasse betreten möchte und ein Not-Aus-Signal erzeugt wird - sei es als explizites Signal oder durch eine Unterbrechung des regelmäßigen Austauschs von Datenpaketen - würde dieses Signal diejenigen aktiven Shuttles nicht erreichen, zu denen keine Verbindung mehr besteht bzw. von diesem Shuttle nicht bemerkt werden können. Beim Betreten der Regalgasse würden diese aktiven Shuttles daher in den jeweiligen Lagerkanälen noch arbeiten, ohne dass das Regalbediengerät vor diesen Kanal steht und damit Personen, welche sich im Lager aufhalten, gefährden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Sicherheitshindernisse zu überwinden und den simultanen Betrieb mehrerer aktiver Shuttles in einer Regalgasse zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Steuereinheit nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und 5, sowie ein Kanallager nach Anspruch 6 gelöst.
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Die Erfindung geht insbesondere aus von einem Verfahren zum Betreiben eines automatischen Kanallagers mit wenigstens einer Regalgasse, einem in der Regalgasse verfahrbaren Regalbediengerät, Umsetzgerät oder Verschiebewagen, zumindest einem Shuttle-Fahrzeug mit einer autonomen Shuttle-Steuerung zum Einfahren von dem Regalbediengerät in einen Lagerkanal, einer automatisch verriegelbaren und entriegelbaren Gassentür, die einen Zutritt für Wartungs- oder Reparaturarbeiten ermöglicht, einer Benutzerschnittstelle zum Anmelden des Gassenzutritts und einer Steuereinheit zum Steuern des Regalbediengeräts, des Shuttle-Fahrzeugs und der Gassentür auf der Grundlage von Befehlen von der Benutzerschnittstelle, wobei die Steuereinheit das Shuttle-Fahrzeug über eine Kommunikationsverbindung steuert und wobei die Steuereinheit bei einer Anmeldung eines Gassenzutritts über die Benutzerschnittstelle über die erste Kommunikationsverbindung ein Not-Aus-Signal für das zumindest eine Shuttle-Fahrzeug erzeugt.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit den Gassenzutritt frühestens dann entriegelt, wenn nach dem Erzeugen des Not-Aus-Signals während eines automatisierten Betriebs zumindest ein Sicherheits-Zeitintervall verstrichen ist, wobei die Shuttle-Steuerung einen Betrieb des Shuttle-Fahrzeugs bei einer Unterbrechung der Kommunikationsverbindung zunächst fortsetzt und erst nach Ablauf eines Zeitintervalls, spätestens nach Ablauf des Sicherheits-Zeitintervalls, eine Notabschaltung des Shuttle-Fahrzeugs durchführt, und wobei die Dauer des Sicherheits-Zeitintervalls so lange wie eine wenigstens Kanalspielzeit ist. Dadurch, dass der Gassenzutritt für Personen erst dann erlaubt wird, wenn das Sicherheits-Zeitintervall abgelaufen ist, kann die Betriebssicherheit erhöht werden. Shuttles, die sich vorübergehend außerhalb der Reichweite des Funksignals bewegt hatten, können nach Ablauf des Sicherheits-Zeitintervalls sicher gestoppt werden und stellen so keine Gefahr mehr dar.
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Hier und im Folgenden wird der Begriff „Regalbediengerät“ stellvertretend für alle Geräte oder Fahrzeuge verwendet, die Shuttle-Fahrzeuge zu den Lagerkanälen in einer Regalgasse transportieren und von dort abholen können.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit nach Ablauf des Sicherheits-Zeitintervalls ein weiteres Not-Aus-Signal sendet.
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Die Sicherheit kann weiter erhöht werden, wenn das Not-Aus-Signal zusätzlich über zumindest eine zweite Kommunikationsverbindung übermittelt wird, die unabhängig von der ersten Kommunikationsverbindung ist. In Betracht kommen eine Funkverbindung, ggf. auf einer anderen Frequenz, eine drahtgebundene Verbindung, eine optische Signalübertragung, beispielsweise Infrarot-Signale oder auch eine Signalübertragung über das Metallgerüst des Regals, das über einen Schleifkontakt abgegriffen werden könnte.
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Vorzugsweise ist das Not-Aus-Signal kein tatsächlich übersendetes Signal, sondern wird durch das Ausbleiben von zyklischen Steuerungs-Datenpaketen erzeugt.
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Erfindungsgemäß entspricht die Dauer des Sicherheits-Zeitintervalls zumindest einer Kanalspielzeit. Die Kanalspielzeit entspricht der Zeit, die der Shuttle zum Ein- und Ausfahren in den Lagerkanal benötigt. Falls das Kanallager über unterschiedlich lange Lagerkanäle verfügt, sollte der Berechnung des Sicherheits-Zeitintervalls der Lagerkanal mit der maximalen Tiefe zugrunde gelegt werden und, falls unterschiedliche Vorgänge wie Ein- und Auslagern unterschiedlich viel Zeit beanspruchen, auch derjenige Vorgang, der am längsten Dauert. Die sich so ergebende Kanalspielzeit kann mit einem Sicherheitsfaktor von 1,1 oder 1,2 multipliziert werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit den automatisierten Betrieb erst dann wieder aufnimmt, wenn alle Gassentüren verriegelt sind und der Bediener den automatisierten Betrieb über die Benutzerschnittstelle startet. Dadurch kann eine Inbetriebnahme während der Wartungsarbeiten sicher verhindert werden. Vor der Inbetriebnahme kann ein Warnsignal erzeugt werden, ggf. gefolgt von einem weiteren Sicherheits-Zeitintervall.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit das Sicherheits-Zeitintervall abhängig von einer Tiefe des Lagerkanals ermittelt. Bei unterschiedlich tiefen Lagerkanälen kann die Steuereinheit der Berechnung des Sicherheits-Zeitintervalls den tiefsten aktuell bedienten Lagerkanal zu Grunde legen.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit nach dem Entriegeln der Gassentür ein Ampelsignal auf Durchgang stellt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 5 zum Steuern eines automatischen Kanallagers der beschrieben Art, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, den Gassenzutritt frühestens dann zu entriegeln, wenn nach dem Erzeugen des Not-Aus-Signals während eines automatisierten Betriebs zumindest ein Sicherheits-Zeitintervall verstrichen ist. Ferner wird ein Kanallager mit einer solchen Steuereinheit vorgeschlagen.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung kann der Betrieb der Sicherheitseinrichtung des Kanallagers mit mehreren, gleichzeitig aktiven Shuttles in einer Weise ermöglicht werden, die den einschlägigen Sicherheitsstandards genügt.
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Die Not-Aus Steuerungen der Gassentüren, der Anmeldung des Gassenzutritts des Regalbediengerätes und aller in der Gasse befindlichen Geräte - Regalbediengeräte wie Shuttles - sind über abgesicherte Kommunikationskanäle mit der Steuereinheit verbunden und gewährleisten den sicheren Stopp der aktiven Shuttle-Fahrzeuge vor dem Zutritt des Benutzers.
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In engem Bezug zur Erfindung steht eine Shuttle-Steuerung zum Steuern eines Shuttle-Fahrzeugs zur Verwendung in einem automatischen Kanallager, wobei das Kanallager wenigstens eine Steuereinheit, eine Regalgasse und wenigstens ein in der Regalgasse verfahrbares Regalbediengerät umfasst und wobei die Steuereinheit das Shuttle-Fahrzeug über eine Kommunikationsverbindung steuert.
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Die Shuttle-Steuerung ist dazu ausgelegt, einen Betrieb des Shuttle-Fahrzeugs bei einer Unterbrechung der Kommunikationsverbindung zunächst fortzusetzen und erst nach Ablauf eines insbesondere voreingestellten Zeitintervalls, spätestens nach Ablauf des Sicherheits-Zeitintervalls, eine Notabschaltung des Shuttle-Fahrzeugs durchzuführen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 zeigt schematisch ein Kanallager mit einem Regalbediengerät, mehreren Shuttles und einer Gassentür,
- 2 zeigt schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt ein automatisches Kanallager mit wenigstens einer Regalgasse 10, einem in der Regalgasse 10 verfahrbaren Regalbediengerät 12 und mehreren Shuttle-Fahrzeugen 14 zum Einfahren von einer Trägerplattform des Regalbediengeräts 12 in jeweils einen Lagerkanal 16 des Kanallagers. Die Shuttle-Fahrzeuge 14 können so von der Plattform des Regalbediengeräts, das mit zusätzlichen Querfördermitteln ausgestattet sein kann, Paletten 15 oder andere Waren oder Warenträger in die Lagerkanäle 16 einlagern oder auslagern. Das Regalbediengerät 12 ist in einer Regalgasse 10 parallel zur Regalebene und senkrecht zur Tiefenrichtung der Lagerkanäle 16 verfahrbar.
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Die Shuttle-Fahrzeuge 14 umfassen jeweils eine autonome Shuttle-Steuerung, welche einen Betrieb des Shuttle-Fahrzeugs 14 bei einer Unterbrechung der ersten Kommunikationsverbindung zunächst fortsetzt und erst nach Ablauf des Sicherheits-Zeitintervalls eine Notabschaltung des Shuttle-Fahrzeugs 14 durchführt. Dadurch kann der Betrieb fortgesetzt werden, auch wenn das Regalfahrzeug 12 sich nicht vor dem von dem Shuttle-Fahrzeug 14 bedienten Lagerkanal 16 befindet, sondern andere, in anderen Lagerkanälen arbeitende Shuttle-Fahrzeuge 14 bedient. Das Sicherheits-Zeitintervall beträgt ca. 1 - 2 Minuten.
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Die Shuttle-Fahrzeuge 14 sind jeweils mit Sensoren ausgestattet, die einen vorderen Rand des Lagerkanals 16 detektieren und die Shuttle-Steuerungen stoppen die Shuttle-Fahrzeuge 14 am vorderen Rand. Die Sensoren können als Induktive Sensoren oder Schleifer ausgebildet sein.
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Die Notabschaltung setzt alle Systeme des Shuttle-Fahrzeugs 14 in einen Stoppzustand und kann beispielsweise durch die Unterbrechung eines Hauptschütz realisiert werden.
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Service-Wartungs- oder Reparaturarbeiter können über eine automatisch verriegelbare und entriegelbare Gassentür 18 in die Regalgasse 10 eintreten.
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Dazu müssen sich die Arbeiter an einer Benutzerschnittstelle 20 zum Anmelden des Gassenzutritts und zum Eingeben von Befehlen anmelden, wobei je nach Sicherheitsansprüchen ein einfacher Drucktaster benutzt werden oder ein Schlüssel, ein Code, eine Chipkarte eine biometrische Identifikation oder dergleichen verlangt werden kann.
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Die Benutzerschnittstelle 20 ist wie die Regalbediengeräte 12 mit einer zentralen Steuereinheit 22 verbunden. Die Datenübertragung zwischen der Steuereinheit und dem Regalbediengerät erfolgt über eine Datenlichtschranke oder eine Funkverbindung (nicht dargestellt). Die Steuereinheit 22 steuert das Shuttle-Fahrzeug 14 über diese Datenlichtschranke oder Funkverbindung und eine hier als Funkverbindung ausgestaltete Kommunikationsverbindung 24 zwischen dem mit einem Sender und Empfänger ausgestatteten Regalbediengerät 12 und dem Shuttle-Fahrzeug 14.
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Der Zugang in die Regalgasse 10 kann erst nach sicherer Außerbetriebsetzung sämtlicher Geräte, also insbesondere auch der autonom in den Lagerkanälen 16 arbeitenden Shuttle-Fahrzeuge 14, erfolgen. Dies wird durch den in 2 dargestellten Prozess gewährleistet.
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Nach der Anmeldung des Gassenzutritts über die Benutzerschnittstelle 20 (Schritt S1) werden alle erreichbaren Shuttle-Fahrzeuge 14 von der Steuereinheit 22 durch Erzeugen eines Not-Aus-Signals per Funk über die Kommunikationsverbindung 24 in einen sicheren Stopp-Zustand versetzt (Schritt S2). In der Praxis ist das Not-Aus-Signal kein explizites, physikalisch versendetes Signal sondern entspricht dem Ausbleiben von regelmäßigen Steuerungssignalen der sicherheitsgerichteten, speicherimplementierten Steuerung (SPS) innerhalb der Steuereinheit 22.
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Nach dem Erzeugen des Not-Aus-Signals liest die Steuereinheit 22 ein voreingestelltes Sicherheits-Zeitintervall aus einem Speicher (nicht dargestellt) und startet einen Timer, der die Zeit bis zum Ablauf des Sicherheits-Zeitintervalls herunterzählt (Schritt S3).
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Das Sicherheits-Zeitintervall ist wenigstens so lange wie eine Kanalspielzeit, also von der Größenordnung von 10 Sekunden bis zu einigen Minuten.
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Bei allen nicht erreichbaren Shuttle-Fahrzeugen 14 läuft mit Beginn der Verbindungsunterbrechung das Sicherheits-Zeitintervall ab. Durch die oben beschriebene Notabschaltung werden nach Ablauf dieses Zeitintervalls sämtliche Shuttle-Fahrzeuge 14 in den sicheren Stopp-Zustand versetzt.
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Nach dem Ablauf des Sicherheits-Zeitintervalls wird der Gassenzutritt freigegeben (Schritt S4). Dazu kann die Steuereinheit 22 die Gassentür 18 entriegeln und nach dem Entriegeln der Gassentür 18 ein Ampelsignal einer Ampel 26 auf Durchgang stellen.
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Nach Verlassen der Regalgasse 10 und dem Schließen aller Gassentüren 18 wird die Anmeldung des Gassenzutritts zurückgesetzt und der Automatikbetrieb des Kanallagers wird wieder eingeleitet.
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Bei Erreichbarkeit der entsprechenden Shuttle-Fahrzeuge 14 werden diese wieder entriegelt und in den Automatikzustand versetzt.
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Der Timer wird wieder zurückgesetzt.
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Nach der Erfindung wird ein Gassenzutritt für Personen erst dann erlaubt, wenn ein Sicherheits-Zeitintervall verstrichen ist.
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Nach dem sicheren Ablauf der Zeit(en) ist gewährleistet, dass sich alle in der Gasse befindlichen Geräte in einen sicheren Stopp-Zustand befinden.
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Es wird sichergestellt, dass die Zeiten bei jeder Verbindungsunterbrechung der Geräte ablaufen, so dass alle Shuttle-Fahrzeuge 14 in den sicheren Stoppzustand versetzt werden. Nach dem Betreten der Regalgasse 10 finden keine automatischen Bewegungen mehr statt, so dass auch kein Material mehr aus den Kanälen fallen kann.
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Die Erfindung ist selbstverständlich auch auf Regallager mit mehreren Regalgassen 10, mehreren Regalbediengeräten 12 und allen denkbaren Arten von Shuttle-Fahrzeugen 14 anwendbar.
