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Die Erfindung betrifft eine Speicheranlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
in der mehrere auf Rollen gelagerte Plattformen in einem waagerechten geschlossenen
Kreislauf mit zwei geradlinig nebeneinander angeordneten Schienenlaufbahnen sowie
zwei halbkreisförmigen Umsetzstationen zu sich selbst parallel geführt und mittels
eines Mitnehmerantriebes auf den geradlinigen Laufbahnen mit konstanter Geschwindigkeit
angetrieben sind.
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Bekannte Anlagen dieser Art haben den Nachteil, daß die Plattformen
bei der halbkreisförmigen Umsetzbewegung von der einen auf die andere Laufbahn kurzzeitig
sehr stark beschleunigt und danach in gleichem Umfang verzögert werden. Dies ist
z. B. der Fall, wenn die unmittelbar nacheinander an einer Umsetzstation ankommenden
Plattformen in ihrer Längsmitte an einem Zapfen durch einen rotierenden Kurbelarm
erfaßt werden, dessen Umfangsgeschwindigkeit groß genug sein muß, damit die von
ihm erfaßte Plattform beschleunigt und von der nachfolgenden Plattform so weit entfernt
wird, daß die halbkreisförmige Umsetzbewegung ohne Behinderung bzw. ohne Verklemmen
mit der nachkommenden Plattform erfolgen kann. Dies läßt sich nur erreichen, wenn
der Kurbelarm im Zeitpunkt seines Eingriffes mit dem Mitnehmerzapfen der Plattform
deren schlagartige Beschleunigung bewirkt, wobei aus der Symmetrie einer solchen
Anordnung folgt, daß bei der Abgabe einer Plattform von der Umsetzstation auf eine
Längsfördereinrichtung die Verzögerung genauso schlagartig auftritt. Derartige Beschleunigungen
sind sowohl unter Berücksichtigung der sich daraus ergebenden unzulässigen hohen
Materialbeanspruchungen wie auch unter Berücksichtigung der Tatsache als praktisch
undurchführbar anzusehen, daß auf den Plattformen abgesetztes Lagergut oder Kraftfahrzeuge
verankert werden müssen.
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Die Erfindung hat zum Ziel, dem Problem der unzulässig hohen Beschleunigung
der Plattform während der halbkreisförmigen Umsetzbewegung abzuhelfen. Zu diesem
Zweck wird für eine Speicheranlage der eingangs bezeichneten Art vorgeschlagen,
daß in den Umsetzstationen je ein Antriebsrad zwischen beiden Laufbahnen auf einer
senkrechten Achse gelagert ist, dessen Umfangsgeschwindigkeit größer ist als die
Längsgeschwindigkeit der auf den geradlinigen Laufbahnen unmittelbar hintereinanderlaufenden
Plattformen, an seinem Umfang mehrere unter gleichmäßigen Abständen senkrecht gelagerte
Rollen trägt, denen in entsprechenden Längsabständen an jeder Plattform angebrachte
derart gekrümmte Abrollkurven zugeordnet sind, daß die über den Mitnehmerantrieb
herangeführten Plattformen noch auf der einen geradlinigen Laufbahn allmählich auf
eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt, dann mit dieser vorgezogen und auf halbkreisförmig
verlaufenden Schienen umgesetzt, anschließend nachgeschoben und allmählich auf die
Geschwindigkeit des sie auf der anderen geradlinigen Laufbahn abführenden Mitnehmerantriebs
verzögert werden.
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Der Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß das Antriebsrad
über den Rolleneingriff mit den Führungskurven die jeweilige Plattform ganz allmählich
auf die Umfangsgeschwindigkeit des Antriebsrades beschleunigt und mit dieser Umfangsgeschwindigkeit
die Plattform oder Palette etwa eine halbe Länge vorzieht. Die erreichte Geschwindigkeit
bleibt während der halbkreisförmigen Umsetzbewegung er-
halten, und erst, wenn die
Plattform die andere geradlinige Laufbahn erreicht hat und dort entsprechend der
vorgezogenen halben Palettenlänge über die gleiche Länge nachgeschoben worden ist,
erfolgt die Verzögerung auf die normale Längsbahngeschwindigkeit. Darüber hinaus
ist es mit einer Anlage der beanspruchten Art möglich, zur Platzersparnis in einem
Speichergebäude die beiden geradlinigen Schienenlaufbahnen unmittelbar nebeneinander
anzuordnen.
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Dieser Vorteil bedingt eine sehr geringe Verlängerung der geradlinigen
Laufbahnen im Bereich der Umsetzstationen. Diese Verlängerung wird erfindungsgemäß
zur Beschleunigung bzw. Verzögerung und zum Vorziehen bzw. Nachschieben ausgenutzt.
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Vorzugsweise ist am vorderen und hinteren Ende unter jeder Plattform
eine querverlaufende gerade Schiene angebracht, von denen in der jeweiligen Umsetzstation
eine zunächst als positive und danach als negative Beschleunigungskurve wirkt. Im
Bereich zwischen den Beschleunigungskurven sind an der Unterseite der Plattform
zu deren Längsmittelachse symmetrische zyklische Kurven (Zykloiden) nach Art einer
Verzahnung entsprechend der Rollenteilung des Antriebsrades vorgesehen, welche die
Beibehaltung der auf die Umfangsgeschwindigkeit des Antriebsrades beschleunigten
Plattformgeschwindigkeit gewährleisten.
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Wenn die Palettenlänge gleich der Breite oder kürzer als diese ist,
ist zwischen den Beschleunigungskurven auf jeder Palette mindestens eine zyklische
Kurve vorgesehen, die zur Paletten-Längsmittelachse symmetrisch verläuft und an
beiden Umsetzstationen mit den Rollen des jeweiligen Antriebsrades im Eingriff steht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auf jedem
Antriebsrad sechs Rollen und auf jeder Plattform zwischen den beiden Beschleunigungskurven
vier jeweils einen » Zahn « bildende zueinander konkav gekrümmte Zvkloidenpaare
vorgesehen, deren Längsabstand bzw. deren Teilung auf der Plattform der Bogenlänge
zwischen zwei Rollen auf dem Antriebsrad entspricht. Zweckmäßigerweise enthalten
bei mehreren » Zähnen < (oder Zykloidenpaaren die beiden mittelsten einander
gegenüberliegenden Kurven jeweils eine symmetrisch zur Längsmittelachse der Plattform
angeordnete Rastvertiefung, in der zur Beibehaltung des Plattformantriebes während
der halbkreisförmigen Umsetzbewegung und des dabei vor sich gehenden Momentanpolwechsels
eine Rolle zwangläufig aufgenommen ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die
Plattformen jeweils über vier schwenkbare Rollenlaufwerke abgestützt und geführt
sind, in denen vor und hinter jeder Laufrolle eine auf einem senkrechten Zapfen
gelagerte Führungsrolle angeordnet ist.
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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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F i g. 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Speicheranlage im Bereich einer Umsetzstation ; F i g. 2 zeigt
einen Querschnitt längs der Schnittlinie 1-1 nach F i g. 1 ; F i g. 3 zeigt schematisch
bei einer von unten betrachteten Plattform die verschiedenen Eingriffsstellungen
der an dem Antriebs-oder Umsetzrad gelagerten Rollen mit den Führungskurven der
Plattform ;
F i g. 4 zeigt in ähnlicher Darstellung wie F i g. 3
verschiedene Eingriffsstellungen der an dem Antriebsrad gelagerten Rollen mit den
Führungskurven einer sehr kurzen Speicherpalette.
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Die in F i g. I im Bereich ihres einen Endes dargestellte Speicheranlage
nach cler Erfindung besteht aus zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Laufbahnen,
die jeweils durch Schienen la und lb bzw. 2a und 26 zur Führung von mit Laufrollen
versehenen Paletten oder Plattformen 3 gebildet werden.
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Am Ende der Speicheranlage gehen die Schienen der einen Laufbahn halbkreisförmig
in die der anderen Laufbahn über. d. h., die Schiene la steht mit der Schiene 2a
und die Schiene 16 mit der Schiene 2b in Verbindung. Um einen für die Laufrollen
kreuzungsfreien Umsetzvorgang zu erreichen, sind an der in F i g. 1 mit unterbrochenen
Linien eingezeichneten Plattform 3 die vorderen (linken) Laufrollen 20 in einer
größeren Spurweite als die hinteren Laufrollen angeordnet. Eine weiche Führung der
Plattformen ist darüber hinaus dadurch gewährleistet, daß in jedem schwenkbaren
Laufrollenwerk 20 nach F i g. 3 vor und hinter der eigentlichen Laufrolle eine auf
senkrechten Zapfen gelagerte Führungsrolle angeordnet ist. Die je nach Antriebsrichtung
der Plattform vorauslaufende Führungsrolle stellt bei einem Anlaufen einer Schienenkrümmung
zwangsläufig den Schwenkzapfen der eigentlichen Laufrolle auf den erforderlichen
Winkel ein.
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Plattformen 3 auf den
geradlinigen Laufbahnen durch eine Mitnehmerkette 5 mit gleichfiirmiger Geschwindigkeit
unmittelbar aneinanderliegend bewegt. Die Kette 5 läuft über ein Kettenrad 6, das
über einen Antrieb 7 mit Untersetzungsgetriebe in Drehung versetzt wird. Der Durchmesser
des Kettenrades 6 ist so bemessen, daß sich die beiden Läufe der Mitnehmerkette
etwa in der Quermitte der Plattformen befinden. Der Eingriff zwischen Kette und
Plattform erfolgt über beliebige bekannte Mittel, z. B. iiber Mitnehmerstifte oder-haken
an der Unterseite der Plattformen.
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In den Umsetzstationen ist in der Mitte zwischen beiden Laufbahnen
und unterhalb dieser ein Antriebsrad 8 in einem senkrechten Wellenzapfen 9 (F i
g. 2) gelagert. Der Durchmesser des Antriebsrades 8 entspricht bei unmittelbar nebeneinander
angeordneten Laufbahnen einer Plattformbreite oder, allgemeiner, dem Abstand zwischen
den Laufbahnmitten. Entsprechend der Zeichnung wird das Antriebsrad 8 über eine
Kette von dem gleichen Antrieb 7 wie für die Mitnehmerkette 5 in Drehung versetzt,
jedoch muß seine Drehzah) und damit seine Umfangsgeschwindigkeit größer als die
des Kettenrades sein, damit die jewei) s umzusetzende Plattform nicht von der nachfolgenden
Plattform behindert wird wie dies weiter unten erläutert ist.
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Am Umfang des Antriebsrades 8 sind im vorliegenden Fai) sechs unter
gleichen Abständen angeordnete Rollen 10a bis 10 f senlvlecllt gelagert. Der Teilung
der Rollen 10 am Umfang des Antriebsrades entsprechend sind an der Unterseite der
Plattform 3 Beschleuniguogskurven lla, 11la s svie zyklische Abrollkurven 12 bis
19 vorgesehen, an die sich die Rollen nacheinander anlegen und dabei die Plattform
auf der Umfangsgeschwindigkeit des Antriebsrades halten.
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In F i g. I befindet sich die eingezeichnete Plattform 3 gerade in
der Stellung, in iiCI die Rolle 10a sich
an die querverlaufende Beschleunigungsschiene
ll a anlegt. Unter Bezugnahme auf F i g. 3 ist im folgenden der Eingriffsverlauf
der Rollen 10a des Antriebsrades mit den verschiedenen Abrollkurven beschrieben.
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Bei der Drehbewegung des Antriebsrades im Gegenuhrzeigersinn bewirkt
die Anlage der Rolle 10a an der Schiene 11a eine allmähliche Beschleunigung der
Plattform von der Übergabegeschwindigkeit des Kettenförderers aus bis auf die Umfangsgeschwindigkeit
des Antriebsrades 8. Sobald diese erhöhte Geschwindigkeit erreicht ist, befindet
sich die Plattform mit der Querschiene Ila in der Höhe der Achse des Antriebsrades
8. Zu diesem Zeitpunkt liegt bereits die nächste Rolle 10b an der Abrollkurve 12
an, worauf dann die in Drehrichtung des Antriebsrades folgende Rolle lOc sich an
die Abrollkurve 13 anlegt.
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Man erkennt aus F i g. 3, daß nach der Beschleunigung zu jedem Zeitpunkt
mindestens zwei, zeitweilig sogar drei Rollen gleichzeitig an den durch die Zykloidenpaare
gebildeten » Zähnen « anliegen und dadurch für eine gleichmäßige Antriebsführung
sorgen.
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Auf Grund der weiteren Antriebsbewegung gelangt die Plattform mit
ihren Rollenlaufwerken 20 an die im Halbkreis umgelenkten Schienen, worauf der eigentliche
Umsetzvorgang beginnt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Rolle 10b die Zykloide 18 noch
nicht verlassen, und die Rolle 10d hat sich gerade an die Zykloide 14 angelegt.
Die Rolle 10c befindet sich im Bereich der Längsmittelachse der Plattform zwischen
den Zykloiden 13 und 17, in denen Rastvertiefungen 13a bzw. 17a etwa in der Größe
eines Rollenhalbkreises vorgesehen sind (das genaue Tiefenmaß einer Rast entspricht
dem doppelten Wert der Differenz zwischen Sehne und Bogenlänge zwischen zwei Rollen
10 des Antriebsrades 8).
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Auf Grund der Halbkreisf ührung der Laufrollenwerke 20 in den Schienen
verbleibt bei weiterer Drehbewegung des Antriebsrades 8, dessen Umfangskrümmung
derjenigen der halbkreisförmigen Schienen entspricht, die Rolle 10c auf der Längsmittelachse
der Plattform. Die Rolle 10d läuft an der Zykloide 14 entlang und zieht bei Annäherung
an die Längsmittelachse der Plattform d : e Rolle 10c teilweise in die Rastvertiefung
17a. Die Rolle 10e gelangt ohne Eingriff zwischen den Zykloiden 15 und 16 hindurch,
während die Rolle 10f außen an der Zykloide 15 abrollt, und sobald sie sich auf
der Längsmittelachse der Plattform befindet, ist die halbe Umsetzbewegung der Plattform
durchgeführt, wobei auf Grund der gegebenen Abstandsverhältnisse die Rolle 10c vollständig
in die Rastvertiefung 17a hineingezogen worden ist. Dieses Merkmal gewährleistet,
daß unmittelbar im Anschluß an diesen Bereich des Umsetzvorganges ein wirksamer
Eingriff des Antriebsrades zur Weiterbewegung der Plattform zur Verfügung steht.
Der sich nun anschließende Umsetzvorgang lauft analog zu dem vorher beschriebenen
so lange ab, bis die Rolle 10e, nachdem sie die Zykloide 19 bis zur Längsmittelachse
der Plattform durchlaufen hat, die bisher erhöhte Geschwindigkeit der Plattform
verzögert.
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Dieser Verzögerungsvorgang erfolgt dadurch, daß sich die Rolle 10e
an die Querschiene 11a anlegt und somit die Plattform auf die Geschwindigkeit der
Längsfördereinrichtung abbremst. Die Länge der Verzögerungsstrecke entspricht der
Beschleunigungsstrecke 21 (F i g. 3). Längs der mit 22 bezeichneten Strecke verbleibt
die Plattform vor und nach dem
Umsetzvorgang auf der erhöhten Geschwindigkeit
(= Umfangsgeschwindigkeit des Antriebsrades 8).
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Bei dem vorbeschriebenen Verzögerungsvorgang kann man voraussetzen,
daß sich die Plattform auf Grund ihrer kinetischen Energie an die Rolle 10e des
Antriebsrades 8 anlegt und dieses über die Querschiene lla zu beschleunigen sucht
bzw. von dessen konstant gehaltener Drehzahl in der gewünschten Weise abgebremst
wird. Die geringe Reibung an den Laufrollenwerken der Plattform reicht nicht aus,
um die Verzögerungsenergie aufzuheben. Bei Stromausfall könnte jedoch der Fall eintreten,
daß die Plattform zum Stillstand kommt und sich die Rolle 10 e von der Querschiene
11 a löst. Um Störungen im Betriebsablauf zu vermeiden, sind an den Stirnseiten
der Plattformen Gummipuffer 23 vorgesehen (F i g. 3), denen eine doppelte Aufgabe
zukommt. Sollte eine Plattform auf Grund unvorhergesehener Einflüsse auf der Verzögerungsstrecke
21 stehenbleiben, so läuft die nachfolgende Rolle 10f des Antriebsrades 8 auf den
Gummipuffer auf und gibt der Plattform einen ausreichenden Stoß, um sie in den Mitnehmer
der Längsfördereinrichtung einrasten zu lassen. Die Gummipuffer 23 dämpfen darüber
hinaus den Stoß auf die davor laufende Plattform beim Einrasten in die Längsfördereinrichtung.
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Grundsätzlich und so auch bei der gezeigten Ausführungsform hängt
der Abstand des Antriebsrades vom Ende des Ketteneingriffes in der Plattform ab
von der Lage des Mitnehmerpunktes für den Kettenförderer an der Plattform und von
der Länge der » Verzahnung « auf der Unterseite der Plattform (je nachdem, ob außer
den Beschleunigungskurven 1, 2,4 oder noch mehr Zykloidenpaare oder Zähne « untergebracht
werden können). Da hohe Geschwindigkeiten, insbesondere starke Beschleunigungen
der Plattformen vermieden werden sollen, ist man bestrebt, das tubersetzungsverhältnis
zwischen Längsförderer 5,6 und Antriebsrad 8 so klein wie möglich zu halten. Zu
diesem Zweck wird man stets die gesamte Plattformlänge mit einer » Verzahnung «
versehen, um den Vorzugsweg der umzusetzenden Plattform auf eine möglichst große
Länge zu verteilen.
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Die Teilung des Antriebsrades ergibt sich aus seinem Durchmesser,
der gleich dem Mittelabstand der beiden Bahr. en sein muß. Entsprechend dem gezeigten
Ausführungsbeispiel haben sich sechs Rollen am Antriebsrad als zweckmäßig erwiesen,
um ein Durchschwenken durch die Verzahnung für die Umlenkung zu erreichen.
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Vorteilhafterweise sind bei einer Sechserteilung Sehne und Radius
einander gleich. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Rollenzahlen am Antriebsrad
möglich.
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Das Übersetzungsverhältnis zwischen Längsförderer und Antriebsrad
ergibt sich aus folgender tuberlegung : Bei unmittelbar nebeneinanderliegenden Laufbahnen
muß die umzusetzende Plattform der nachfolgenden bis zur Beendigung der Umsetzbewegung,
also zunächst über deren Wegstrecke r-yr vorauseilen.
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Der Vorzugsweg der Plattform bis zum Beginn der Umsetzbewegung (Palettenmitte)
über der Achse des Antriebsrades setzt sich zusammen aus der Beschleunigungsstrecke21
= r cos sowie der Vorzugsstrecke 22 mit erhöhter Geschwindigkeit in Abhängigkeit
von der zum Eingriff kommenden Zähnezahl bis zum halbkreisförmigen Umsetzvorgang,
wobei die Strecke 22 ist ze't=ze2acrzn.
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Während dieser Bewegung darf die nachfolgende Palette nur so weit
nachfolgen, daß sie zur Achse des Antriebsrades einen Mindestabstand von einer halben
Palettenlänge aufweist, nämlich p/2 t-r cos z. Maßgebend für das Übersetzungsverhältnis
i zwischen Längsförderer und Antriebsrad ist also das Verhältnis : Weg des Antriebsrades
für die Vorzugsstrecke zu Weg der nachfolgenden Plattform oder r. + cos X-we 2 :
Tr/----~--pl2 r-cos x wobei r Radius des Antriebsrades, N = Eingriffswinkel der
ersten Rolle des Antriebsrades an der Querschiene 11, Ze = auf der Palette zum Eingriff
kommende Zähnezahl bis zur Umsetzbewegung, zu = Zähnezahl des Umsetzrades (- : 6).
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Der Eingriffswinkel, ist gegeben durch das Übersetzungsverhältnis,
das den Sinus des Winkels oc bildet, wenn die Übernahme oder Übergangsgeschwindigkeit
zwischen Kette und Umsetzanordnung gleich sein soll.
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F i g. 4 zeigt in einer weiteren Ausführungsform eine sehr kurze
Palette zum Speichern von kleineren Gegenständen. Da die Palette etwa quadratischen
Grundriß besitzt oder sogar kürzer als breit ist, steht für die Vorzugsbewegung
nur eine halbe Teilung des Antriebsrades zur Verfügung unter der Voraussetzung,
daß das gleiche Antriebsrad wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 3 zur
Anwendung kommt. Die kurze Längsabmessung läßt nur eine einzige Abrollkurve (Zahn)
zu, der die Form eines Kreises erhalten muß. Eine Abweichung von der vorbeschriebenen
Ausführungsform ergibt sich auch dadurch, daß die Umlenkkräfte nicht von den Rollen
des Antriebsrades, sondern von den Rollenlaufwerken bzw. den Führungsschienen aufgenommen
werden. Im übrigen sind jedoch die gleichen Merkmale hinsichtlich positiver Beschleunigung,
Vorzugsstrecke mit erhöhter Geschwindigkeit, Umsetzvorgang, Nachschubstrecke und
negative Beschleunigung vorhanden.