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Regalbediengeräte, auch als Regalförderzeuge
bezeichnet, dienen dazu, Waren, insbesondere Kleinteile, die in
Hochregallagern abgelegt sind, rechnergesteuert zu fördern, d.h.
einzusortieren oder herauszunehmen.
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Hochregallager bestehen aus vertikal
ausgedehnten Rahmengestellen, in deren Fächern rasterartig Güter (z.B.
Waren des Versandhandels, Bauteile für Fabrikationsunternehmen oder
Ersatzteile für
Auslieferungsbetriebe des Kfz-Handwerks) lose, in geeigneten Transportbehältern (Boxen)
oder auf Paletten gelagert werden, von wo sie bei Bedarf entnommen
werden können.
Dies geschieht so, dass ein vor dem Regal horizontal und vertikal
verfahrbarer Hubkorb oder Greifer rechnergesteuert zu einem vorgewählten Regalfach
geführt
wird, das im Regalfach vorhandene Gut erfasst, zu einem sog. Kommissionierplatz
bringt, also einer Stelle, die mit geeigneten Einrichtungen zur Übernahme
und lokalen Förderung
ausgerüstet
ist, z.B. Rollentischen, von denen Lagergut oder Behälter zu
einer Stelle weitergeführt
werden, wo gegebenenfalls die verlangten Gegenstände entnommen werden, gegebenenfalls
der Vorrat ergänzt
wird und wo auch die Lagerbuchhaltung nachgeführt wird, und der gegebenenfalls
schließlich
den entnommenen Behälter
wieder an seinen Platz zurückschafft.
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Der Hubkorb besteht aus einer Einrichtung,
die dem Ergreifen und der zeitweiligen Aufnahme der Güter bzw.
deren Transport funktionell angepasst ist und ist dadurch vertikal
verfahrbar, dass er als Schlitten ausgebildet ist, der – wiederum
rechnergesteuert – an
einem Hubmast oder Träger
von einer Rollenkette oder einem Zahnriemen gezogen auf- und abgleiten
kann. Die horizontale Beweglichkeit des Hubkorbs wird dadurch erreicht,
dass der Hubmast auf einem Fahrschemel montiert ist, der auf einem
parallel zum Regal laufenden Geleise mittels eines Stellmotors verfahren
werden kann. Es gibt auch Regalbediengeräte, deren Hubmasten an einem
oben angebrachten Fahrschemel, also einer Laufkatze hängen oder
sowohl am unteren wie am oberen Ende angetrieben werden. Bei mehreren
Regalen ist in der Regel jeder Regalgasse ein eigenes Regalbediengerät zugeordnet.
Alle Bewegung sind selbstverständlich
rechnergesteuert, wobei auch das Anfahr- und Abbremsverhalten des
Regalbediengeräts
so geregelt wird, dass die Belastungsgrenzen des Geräts und der zu
transportierenden Ware eingehalten werden. Der grundsätzliche
Aufbau eines Regalbediengeräts
ist beispielsweise den Zeichnungen zu entnehmen, die der EP-B-0
675 070 beigefügt
sind.
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Die Leistungsfähigkeit einer Hochregalanlage
hängt,
abgesehen von der Zahl der Speicherplätze, ganz ähnlich wie bei einer Datenverarbeitungsablage,
im Wesentlichen von der Zugriffszeit zu einem bestimmten Speicherplatz
ab, vor allem dann, wenn der Greifer mehrere Kommissionierplätze versorgen
soll. Zugriffszeit ist, wenn die Lagergüter in Transportbehältern untergebracht
sind, die gesamte Zeitdauer von der Übergabe des Auftrags an das
Gerät bis
zur Ablieferung des verlangten Behälters beim Auftraggeber, d.h.
dem Kommissionierplatz. Die erforderliche Gesamtdauer eines Vorgangs
von der Entnahme des Behälters
bis zu dessen Wieder-Einsortieren ist die sog. Zykluszeit. Die mittlere
Zykluszeit hängt
natürlich
auch von den zu überbrückenden
Entfernungen, d.h. von der Größe des Lagers
ab, das von einem einzelnen Regalbediengerät verwaltet wird.
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Die Forderung nach hohen Umschlagleistungen,
vor allem bei automatischen Kleinteilelagern, setzt hohe Beschleunigungen
und Verzögerungen
des Regalbediengerätes
voraus. Die Leistungsfähigkeit
eines bestimmten Regalbediengeräts,
d.h. die Zugriffszeit zu einem bestimmten Speicherplatz hängt ja ab
von der zu bewegenden Masse und Antriebsleistung des Regalbediengeräts und der
erzielten Fahrgeschwindigkeit, wobei anzumerken ist, das die absolute
Geschwindigkeit, mit der das Regalbediengerät am Hochregal entlanggeführt werden
kann, kein alleiniger Maßstab
ist. Vielmehr ist die mögliche
Beschleunigung vom Stillstand bis zur Endgeschwindigkeit bzw. die
mögliche
Verzögerung
bis zum Stillstand ein wesentlicher Faktor. Es muss auch der Sicherheitsaspekt
berücksichtigt
werden, d.h. dass die beweglichen Teile des Bediengeräts beim
Versagen eines Bauteils, etwa beim Bruch des Antriebs, auch unter
Höchstlast
geeignet sein müssen,
in einer Pufferzone am Ende des Laufwegs bis zum Stillstand abgefangen
zu werden, ohne dass sie selbst oder die Nutzlast beschädigt oder
gar zerstört
werden. Es ist dabei zu bedenken, dass die Fahrgeschwindigkeit einer
Anlage gegenwärtig
etwa 250 m/min, d.h. 15 km/h erreicht.
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Den gewichtsmäßig größten Anteil an herkömmlichen
Regalbediengeräten
hat in der Regel der Hubmast, der üblicherweise aus Stahl-Rechteckrohren
oder Aluminium-Strangpreßprofilen
gefertigt wird. Da der Hubmast außerdem wesentlichen Anteil
an der Beweglichkeit und damit Leistungsfähigkeit der Anlage hat, kommt
seiner Konstruktion eine besondere Bedeutung zu.
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Als mögliche Mastkonstruktionen für Regalbediengeräte sind
u. a. folgende Ausführungen
bekannt:
- – Gittermasten,
aus Stahlprofilen zusammengeschweißt;
- – Vollwandmasten
aus zusammengeschweißten
I-Profilen aus Stahl;
- – Vollwandmasten
aus Rechteck-Stahlrohren, die zur Gewichtseinsparung mit von unten
nach oben zunehmend größeren Ausbrüchen versehen
sind;
- – Vollwandmasten
aus stranggepreßten
Aluminiumlegierungen mit Hohlkastenquerschnitt.
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Beschrieben sind z.B. Metallmasten
für Regalfahrzeuge
als Führung
und Träger
für eine
Hubbühne (Hubkorb)
aus längs
verlaufenden Gurten und Verstrebungen (DE-A-26 06 074) sowie Profilstäbe aus stranggepreßtem Leichtmetall
mit Hohlkastenquerschnitt und Nuten für Führungsschienen in zumindest
zwei gegenüberliegenden
Ecken des Hohlkastenquerschnitts (EP-A-0 675 070 A1).
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Die mögliche Beschleunigung bzw.
Verzögerung
der beweglichen Teile des Regalbediengeräts wird maßgeblich beeinflusst nicht
nur vom Gewicht, sondern insbesondere auch von der Stabilität der Mastkonstruktion
und deren Schwingungsverhalten. Der Hubmast soll möglichst überhaupt
nicht merkbar in Schwingungen geraten, da ein Arbeitsspiel, also
Entnahme oder Einsortieren von Lagergut nur möglich ist, wenn sich der Hubmast
absolut in Ruhe befindet. Die Zahl der Arbeitszyklen pro Minute
wird also durch das Schwingungsverhalten begrenzt. Um die Bedeutung
des Schwingungsverhaltens richtig einzuschätzen, muss berücksichtigt
werden, dass die Masten von Regalbediengeräten aus verschiedenen Gründen meist
nur am Fußende angetrieben
werden. Am Kopfende befindet sich dann lediglich eine (relativ schwache)
Führungsschiene,
an der das Gerät
mittels Führungsrollen
entlanggleitet und die den Hubmast quer zur Fahrrichtung abstützt. Das bedeutet,
dass der Hubmast nicht zwischen zwei Fixpunkten eingespannt ist
und daher Schwingungen ausschließlich durch die Steifigkeit
des Mastes selbst verhindert werden müssen.
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Die Steifigkeit kann ausgedrückt werden
als die Summe aller über
die Länge
des Masts auftretenden Biegemomente und deren konstruktive Berücksichtigung.
Dabei wird vorausgesetzt, dass die Verbindung des Mastes mit dem
zugehörigen
Fahrschemel für
die auftretenden Kippmomente ausreichend dimensioniert ist. Um einen
steifen und schwingungsarmen Hubmast möglichst geringen Gewichts zu
erhalten, gibt es zwei Möglichkeiten:
Bei einem vorgegebenen Rohrprofil (vor allem beim Werkstoff Aluminium)
werden zur Gewichtsersparnis in der Regel von unten nach oben zunehmend
größere Ausbrüche in dessen
Wandungen angebracht. Bei Stahlkonstruktionen, die aus Grobblechen
zusammengeschweißt
werden, wird dagegen bevorzugt ein sich nach oben verjüngender
Aufbau gewählt,
d.h. der Mastfuß weist
einen größeren Querschnitt
auf als die Mastspitze.
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Aus der DE-A-196 31 511 ist eine
Mastkonstruktion bekannt, die gegenüber den bis dahin bekannten Konstruktionen
die Vorteile einer keilförmigen
Hubmast-Verbundkonstruktion
herausstellt, nämlich
ein geringeres Gewicht durch optimale Anpassung des Querschnitts
an das höhenabhängige Biegemoment
(Verjüngung des
Hubmastes), die Möglichkeit
der Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe und Verbindungsverfahren,
die Möglichkeit
der Verwendung handelsüblicher Profile
und Platten, die Möglichkeit,
höhere
Beschleunigungen und Geschwindigkeiten des Regalbediengeräts vorzusehen,
die Zugänglichkeit
und Nutzung des Hubmast-Innenraums (für Steuerung, Antriebstechnik
etc.) sowie die Zerlegbarkeit des Mastes aus Transportgründen bei Verwendung
von lösbaren
Verbindungen.
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Die Wirtschaftlichkeit eines Regalbediengeräts hängt natürlich auch
von den Herstellkosten ab. Da Regalbediengeräte individuell geplant werden
müssen,
ist es entscheidend, trotzdem mit möglichst wenigen Halbzeugen
auszukommen, damit eine preiswerte Lagerhaltung möglich ist.
Man spricht in diesem Fall von Modulbauweise. Die zur Verwirklichung
der keilförmigen
Bauweise vorgeschlagene Konstruktion der
DE 196 31 511 in Modulbauweise, eine
Kombination von Aluminium-Eckprofilen und aufgenieteten oder aufgeschraubten
Platten (Aluminium-Bleche, aber auch, ohne nähere Erläuterung, "Verbundwerkstoffe") hat sich allerdings nicht in die Praxis
einführen
können.
Die gegenwärtig
hergestellten Regalbediengeräte
besitzen vielmehr nach wie vor Hubmasten aus einem Profilrohr, insbesondere
einem quadratischen oder Rechteckprofil aus Stahl oder Aluminium
mit daran befestigten Führungsschienen
und sonstigen Ausrüstungselementen
und werden der jeweiligen Aufgabe (z.B. Höhe des Regals, Gewicht der
zu transportierenden Einheiten) individuell angepasst. Es gibt Ausführungen,
deren Hubmast aus einem Einzelrohr besteht und solche aus mehreren
Einzelrohren, wobei diese Einzelrohre isoliert angeordnet sein können (also
einen Rahmen bilden) oder miteinander paarweise oder zu mehreren
verschraubt sind. Anlagen aus verschraubten Rohren werden besonders
verwendet, wenn es sich um Profilrohre aus Aluminium handelt. Dies
dient der Vereinfachung der Lagerhaltung beim Hersteller, der bemüht ist,
möglichst
mit einem einzelnen Profil auszukommen. Herstellungsbedingt können solche
Profile einer Leichtbauweise jedoch nur teilweise genügen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
einen Hubmast zu schaffen, mit dem die Leistungsfähigkeit
eines Regalbediengeräts
(Fahrgeschwindigkeit, Nutzlast) gesteigert werden kann, der zusätzlich preiswerter
hergestellt werden kann und insbesondere wartungsfrei ist, d.h.
keinerlei Anstrich oder gar dessen regelmäßige Pflege verlangt. Vor allem
soll der Hubmast aus möglichst
wenigen lagermäßig vorzuhaltenden
Bausteinen aufgebaut werden können.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Mast gelöst
bzw. erzielt. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Mastkonstruktion
auch für
andere Zwecke eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch,
dass ein rohrförmiger
Hubmast zur Verfügung
gestellt wird, der im Wesentlichen aus nichtmetallischen Verbundwerkstoffen
hergestellt ist und einen kastenartigen, im Querschnitt vorzugsweise
rechteckigen, i.d.R. keilförmig
(konisch) verjüngten
Aufbau aufweist, dessen erfindungsgemäß wesentliches Merkmal die
Ausgestaltung der Kanten als Eckprofil aus faserverstärktem Kunststoff
(FVK) bildet, während
zwischen je zwei Eckprofilen sich Platten aus Verbundwerkstoff oder,
allgemein ausgedrückt,
flächige
Verbundwerkstoffelemente erstrecken. Der erfindungsgemäße Hubmast
kann für die
Montage auf einem darunter angeordneten Fahrschemel oder an einer
darüber
befindlichen Laufkatze oder beidem eingerichtet sein.
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Entsprechend dem Patentanspruch 2
betrifft die Erfindung insbesondere einen rohrförmigen Hubmast oder Träger mit
vorzugsweise rechteckigem Querschnitt, der gemäß der beigegebenen Querschnittzeichnung (1) im Wesentlichen aus Eckprofilen
(1a, 1b, 1c, 1d) aus faserverstärktem Kunststoff
(FVK) und einem mit diesen vorzugsweise nach dem Nut-und-Feder-Prinzip
verklebten Plattenwerkstoff aufgebaut ist. Bevorzugt werden Schicht-Platten
(Sandwich-Platten) 2a, 2b, 2c, 2d verwendet,
die mit einer Mittelschicht aus porösem Material aufgebaut sind.
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Die Eckprofile sind bei der bevorzugten
Ausführungsform
erfindungsfunktionell gestaltet. Bevorzugt werden zwei Sorten von
Eckprofilen verwendet, die bei geeigneter Auslegung serienmäßig hergestellt
und lagermäßig vorrätig gehalten
werden können,
nämlich
ein Eckprofil entsprechend der 1a bzw. 1c, das lediglich zwei um
90° gegeneinander
versetzte Leisten (Federn) 1aa, 1bb oder Nuten 1cc aufweist,
sowie ein Eckprofil entsprechend der 1b bzw. 1d, das zusätzlich eine
Montageleiste 1ee besitzt, an der eine Führungsschiene
für den
Hubkorb (Transportschlitten) angebracht werden kann. Bevorzugt werden
Eckprofile entsprechend der 1a bzw. 1b verwendet, wobei der sich ergebende Rohrkörper, wie
die 1 zeigt, glatte
Breitseiten aufweist, jedoch eine Bearbeitung der Kanten des Plattenwerkstoffs
verlangt, d.h. das Anbringen einer Nut, in die jeweils eine Leiste
des Eckprofils eingeschoben werden kann. Natürlich sind noch andere Konstruktionen
möglich,
die das erfindungsgemäße Grundprinzip
verwenden.
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Die Eckprofile werden zweckmäßig aus
Fasersträngen
und Einbettungsmasse in einem eigenen Arbeitsgang hergestellt. Außer Fasersträngen können auch
andere Verstärkungselemente,
z.B. kurzgeschnittene Fasern mitverwendet werden. Die Faserstränge sind
Endlosfasern (sog. Rovings), wobei die erhaltenen Eckprofile in
der Regel in der für
eine bestimmte Ausführungsform
der Erfindung benötigten
Länge aus
einem Stück
hergestellt werden. Eine (echte) Endlosfertigung, mit nachfolgendem
Ablängen
geeigneter Stücke
ist möglich,
jedoch im Allgemeinen nicht bevorzugt.
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Eine andere mögliche Konstruktion weist Eckprofile
auf, die getrennt aus Endlosfasern und Bettungsmasse hergestellt,
in eine für
den gesamten Mast ausgelegte Form eingelegt und bei der Herstellung
der flächigen
Elemente unmittelbar mit diesen verbunden werden. Eine mögliche Ausbildungsformen
solcher Masten ist in der Abbildung 2 wiedergegeben,
wobei die erforderlichen Gleitschienen mit dem kastenförmigen Masten
in unterschiedlicher Weise verbunden sein können. Die Quersschnitte der
erfindungsgemäß verwendeten
Eckprofile sind in den Abbildungen lediglich durch Schraffur wiedergegeben.
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Die Herstellung der Eckprofile in
den erforderlichen Längen
geschieht im einfachsten Falle und in an sich bekannter Weise durch
lagenweises Einbringen von Fasersträngen und Matrixmasse in eine
Form und darauffolgendes Aushärten.
Grundsätzlich
ist es möglich,
die Eckprofile auch durch Extrudieren eines kurzfaserverstärkten Thermoplasten
(z.B. Polyamid) als Endlosware herzustellen. Diese Ausführungsform
wird jedoch nicht bevorzugt, weil damit in der Regel nicht die gleichen
hohen Festigkeiten erzielt werden wie bei Verwendung von Fasersträngen. In
jedem Falle sollten die später
in die Verklebung einbezogenen Flächen, d.h. die Außenflächen der
Leisten oder im Falle der Ausbildung der Eckprofile gemäß 1c bzw. 1d der Nuten mit einem sog. Abreißgewebe
belegt werden, das jeweils vor Herstellungsbeginn in die Form eingelegt
wird. Dieses Abreißgewebe
ist im Handel erhältlich
und weist eine Struktur auf, die es ermöglicht, seine von der Masse
abgewandte Außenseite,
also seine Oberfläche
nachträglich
abzureißen,
sodass der verbleibende Anteil dem Formteil eine gewollte Rauhigkeit
verleiht. Auf diese Weise kann das mechanische Aufrauhen der Klebeflächen durch
Anschleifen eingespart werden.
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Unter dem Begriff "faserverstärkter Kunststoff" soll für die Zwecke
der Erfindungsbeschreibung jeder Werkstoff verstanden werden, der
vorzugsweise orientiert eingelagert in eine Bettungsmasse ("Matrix") einen Faserwerkstoff
enthält.
Typische Faserwerkstoffe sind vor altem Fasern aus Spezialgläsern (Glasseide),
ferner für
besonders leistungsfähige
Ausführungsformen
der Erfindung Bor- und Kohlenstoff-Fasern sowie Aramidfasern. Der
Rohstoff für
Aramidfasern sind aromatische Polyamide wie Poly(1,4-Phenylenterephthalamid)
(Handelsprodukt Kevlar®,
eine Gruppe von hoch temperaturbeständigen Chemiefasern mit sehr
guter Zugfestigkeit, hohem Dehnungswiderstand und guter Biegsamkeit.
Poly(1,4-phenylenterephthalamid) enthält wiederkehrende Struktureinheiten
der nachstehenden Formel. Die Erfindung umfasst auch alle anderen,
für Verbundwerkstoffe
brauchbaren Faserwerkstoffe, insbesondere die unmittelbaren chemischen
Analog- und Substitutionsprodukte des vorgenannten Polymeren einschließlich deren
Copolymerer.
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Die Fasern können, wie schon gesagt, in
kurzgeschnittener Form in der umgebenden Matrix liegen, jedoch werden
bevorzugt orientiert eingelagerte Faserstränge unbestimmter Länge (sog.
Rovings) verwendet.
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Als Matrixmaterial eignen sich, abgestimmt
auf die verwendeten Fasern, duroplastisch härtbare Polymere, z.B. ungesättigte Polyesterharze,
Epoxidharze, aber auch Thermoplaste, wie Polyamid, wenn die Eckprofile
durch Extrusion von Profilsträngen
hergestellt werden sollen. Die Herstellung von erfindungsgemäß verwendbaren
Faserverbundwerkstoffen gehört
zum Stand der Technik und es kann insoweit auf die vorhandene Fachliteratur
verwiesen werden, aus der der Fachmann alle zusätzlich benötigten Informationen zur Ausführung der
Erfindung entnehmen kann.
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Als Plattenwerkstoff werden bevorzugt
Schichtplatten (sog. Sandwich-Platten 2a, 2b, 2c, 2d in
der 1) verwendet. Es
können
eventuell handelsübliche
Produkte eingesetzt werden. Sie sollten, wegen der zu treffenden
Auswahl eines geeigneten Bindemittels, an den für die Verklebung vorgesehenen
Flächen
im Allgemeinen die gleiche chemische Zusammensetzung aufweisen wie
die Eckprofile. In der Praxis wählt
man allerdings umgekehrt das Material der erfindungsgemäß gestalteten
Eckprofile so, dass es mit dem gleichen Kleber bindet, wie das Material
der Schichtplatten. Im Idealfall bestehen Eckprofile, Werkstoff
der Plattendeckschichten und Bindemittel aus chemisch verwandten
Materialien. Wenn die Eckprofile aus dem erfindungsgemäß bevorzugten
ungesättigten
Polyesterharz (sog. UP-Harz, einem duroplastisch härtbaren
Polykondensat aus mehrwertigen Carbonsäuren, mehrwertigen Alkoholen
und ungesättigten
polymerisierbaren Verbindungen wie Styrol) hergestellt worden sind,
so werden bevorzugt Platten verwendet, deren Deckschichten ebenfalls
aus UP-Harz mit entsprechender Fasereinlage bestehen. Das Gleiche
gilt sinngemäß für die Verwendung
etwa von Epoxyharzen, die bei besonderen Anforderungen an Steifigkeit
und Materialfestigkeit eingesetzt werden können. Bei einer Ausführungsform,
in der die Eckprofile nach den 2, 3 und 4 in
die Struktur des Plattenwerkstoffs integriert sind, wird der Plattenwerkstoff
und das Eckprofil mit einer gemeinsamen Deckschicht überzogen.
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Die Zwischenschicht besteht entweder
aus einem geschäumten
Material, z.B. einem geschäumten Hartpolystyrol
(z.B. dem Handelsprodukt Styrodur®)
oder einer anderen üblichen
aussteifenden Struktur, z.B. einer Wabenstruktur (sog. Honeycomb-Platten).
Handelsübliche
Leichtwerkstoffe, die sich zur Herstellung einer aussteifenden Zwischenschicht
eignen, sind z.B. unter den Bezeichnungen Roofmate®, Conticell®, Rohacell® erhältlich.
Die auf dem Markt für
Zwecke des hochfesten Leichtbaus (z.B. für den Bau von Segelyachten)
verfügbaren
Materialien können
ohne weiteres verwendet werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, massive
Schichtwerkstoffe einzusetzen, selbst die Verwendung von Platten
aus schichtweise kunstharzverleimtem Holz (sog. Multiplatten, eine
Art Sperrholz) ist möglich,
jedoch ebenso wie massive Platten aus Gewichtsgründen nicht bevorzugt. Vor der
erfindungsgemäßen Verwendung
werden bei der bevorzugten Ausführungsform
von den Schmalseiten her Nuten in die Platten eingefräst, mit
Abmessungen, die den Leisten der Eckprofile entsprechen, wobei die
Zwischenschicht in entsprechendem Umfang entfernt wird. Es versteht
sich, dass die Stärke
der einzuklebenden Leisten der Eckprofile etwa der Stärke der
Zwischenschicht haben soll, damit die Verklebung zwischen Leiste
des Eckprofils und Deckschicht des Plattenwerkstoffs erfolgt.
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Für
die Herstellung eines erfindungsgemäßen Mastes ist es von Vorteil,
dass man die Gestaltungsgrundsätze
des Metallbaus verwenden kann, insbesondere den aus der
DE 196 31 511 bekannten
Aufbau mit einem von unten nach oben verjüngten ("keilförmigen" oder "konischen") Querschnitt. Ein solcher Aufbau ist rechnerisch
leicht beherrschbar und seine zu erwartende Steifigkeit kann mit üblichen
Rechenverfahren z.B. nach der Methode der finiten Elemente vorherbestimmt
werden. Es ist möglich,
eine weitere Aussteifung dadurch zu erreichen, dass in das Mast-Innere
eine geeignete Füllung,
z.B. ein verklebungsfähiger
Hartschaum oder ein Gitterwerk eingebracht werden. Wegen der Flexibilität der Gestaltung
der Eckprofile für
einen speziellen Auftrag ist eine besondere Modulbauweise, etwa
derart, dass unterschiedliche Kastenelemente vorrätig gehalten
werden, die bei Bedarf miteinander verschraubt werden, zwar möglich, jedoch
im Allgemeinen nicht erforderlich. Vielmehr kann ein Mast immer
in monolithischer Bauweise hergestellt werden; die Zerlegbarkeit des
Mastes, etwa zur Verbesserung der Transportierbarkeit, ist im Allgemeinen
nicht bevorzugt. Erfindungsgemäße Masten
können
im unteren Teil mit Türausschnitten
versehen werden, um innerhalb des Mastprofils z.B. Schaltschränke und
andere Bauteile unterzubringen, die gemeinsam mit dem Mast verfahrbar
sein sollen. Ferner werden Bauelemente vorgesehen, mit denen die
Verbindung zwischen dem Mast und dem (darunter angeordneten) Fahrschemel
oder einer (darüber
angeordneten) Laufkatze hergestellt wird. Hierzu wird zweckmäßig ein
verfeinertes Rechenmodell erstellt, das um den Türausschnitt sowie die Krafteinleitung
erweitert ist. Da zu erwarten ist, dass der Krafteinleitungsbereich
am Mastfuß aufgrund
der räumlichen
Nähe mit
dem Türausschnitt
in Wechselwirkung tritt, sollten beide Komponenten gleichzeitig
berücksichtigt
werden. Es sind verschiedene Arten der Krafteinleitung möglich: Krafteinleitung
flächig über einen
laminierten und mit dem Mast verklebten Flansch d.h. aus Verbundwerkstoff
oder Krafteinleitung über
einen eingeklebten oder angeschäfteten
Flansch aus Stahl oder Aluminium, (wobei die Flansche, ähnlich der
gegenwärtig üblichen
Lösung
aus Stahl mit dem Fahrschemel bzw. der Laufkatze verschraubt werden);
eine andere Lösung
ist die Krafteinleitung punktuell an den Ecken des Mastes über Zug/Druck-Schlaufen
mit Bolzen. Wenn ein Türausschnitt
vorgesehen werden soll, wird die Auswirkung dieser Variante der
Krafteinleitung auf den Spannungszustand im Bereich des Türausschnittes
anhand jeweils einer statischen Rechnung für die kritischsten Lastfälle untersucht und
die günstigste
Variante ausgewählt.
Die jeweils gewählte
Art der Verbindung von Mast und Fahrschemel kann mit den üblichen
ingenieurtechnischen Überlegungen
in die Praxis übertragen
werden und benötigt
kein weiteres erfinderisches Zutun.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Herstellung
eines Mastes aus Faserverbundwerkstoff und Schichtwerkstoff besteht
in der hohen Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht, geringer
Wärmeausdehnung,
Korrosionsbeständigkeit
und hohen Schwingungsfestigkeit. Dies gleicht die an sich gegebenen
Nachteile, nämlich hohen
Verarbeitungsaufwand wegen der geringeren Möglichkeiten der Verarbeitungsautomation
und aufwendigeren Anbau von Zubehör sowie gegebenenfalls höheren Preis
des Endprodukts bei weitem aus. Dies beruht vor allem auf der höheren Transportleistung
(größere Fahrgeschwindigkeit),
die mit einem erfindungsgemäßen Mastaufbau
während
der gesamten Lebensdauer der Anlage erreicht werden kann.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Mastaufbaus
besteht darin, dass sein Innenraum, verglichen etwa mit einem Aufbau
aus Stahl, trotz des geringeren Gewichts wesentlich größer ist,
sodass – wie
gesagt – praktisch
die gesamte Steuerungstechnik der Anlage, soweit sie nicht stationär angeordnet
sein muss, innerhalb des Masthohlraums untergebracht werden kann.
Gegebenenfalls müssen
die anzubringenden Ausbrüche
durch Randverstärkungen
erhalten. Solche Randverstärkungen
können
bei Bedarf z.B. aufgeklebt werden. Mit einem erfindungsgemäßen Hubmast
sind im Betrieb beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit von 400 m/min
(gegenüber
240 m/min nach dem Stand der Technik) und eine Fahrbeschleunigung
von 3 m/sec2 (gegenüber bisher
2 m/sec2) möglich.
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Es versteht sich, dass die Verwendung
des erfindungsgemäßen Aufbauprinzips
außer
für Hubmasten für Regalbediengeräte auch
für alle
anderen steifen, kastenförmigen
Bauelemente geeignet ist, z.B. allgemein Träger, und dass die Erfindung
insoweit nicht auf die Verwendung für Regalbediengeräte beschränkt ist.
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In einem praktischen Versuch wurden
folgende Vorgaben berücksichtigt:
- – Mast-
bzw. Regalhöhe
7500 mm;
- – konischer
Aufbau mit parallelen Breitseiten und konvergenten Schmalseiten;
- – Masse
des Hubkorbs 230 kg einschließlich
50 kg Nutzlast,
- – maximale
Verzögerung
bei ungebremster Fahrt gegen Puffer 17 m/sec2;
- – integrierter
Schaltschrank der Abmessungen (H × B × T) 1200 × 600 × 400 mm.
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Es ergab sich ein Hubmast mit einem
Gewicht (ohne Gleitschienen für
den Hubkorb und ohne sonstige Ausrüstung) von 100 kg. Ein Hubmast
vergleichbarer Leistung aus Stahl hätte ein Gewicht von 400 kg.
