DE19534291A1 - Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät - Google Patents
Regalanlage mit an Schienen geführtem RegalbediengerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Regalanlage mit an Schienen geführten Regalbediengerät
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät ist aus der Druck
schrift der Fa. DEMAG, DZD 92.20 A 008, Ausgabe A/473/12T, Seite 35 bekannt.
In der DE 42 02 668 C2 ist ein an Schienen geführtes Kleinlast-Regalbediengerät beschrie
ben. Es ist ein Regalbediengerät mit vertikalem Mast mit je einem Fahrwerk am Mastfuß und
an der Mastspitze. Das Regalbediengerät stützt sein Eigengewicht auf einem unteren ab
rollenden Laufrad ab. Die Fahrwerke werden über je ein Zugmittel von ortsfesten Fahrmotoren
angetrieben. Eine elektronische Synchronisierung sorgt für den Gleichlauf der Fahrmotoren.
An dem Mast ist ein vertikal verfahrbarer Hubtisch mit einer Ausfahreinheit angeordnet. Eine
Variante dieses vorstehend beschriebenen Regalbediengerätes ist an dem oberen und unteren
Fahrwerk mit je einem mitfahrenden Fahrmotor ausgestattet. Jeder Fahrmotor steht über ein
Antriebszahnrad mit je einem ortsfesten Zugmittel in Verbindung. Die Zugmittel sind an ihren
Enden im Endbereich der unteren und oberen Führungsschienen des Regalbediengerätes
befestigt.
Bei diesem Regalbediengerät besteht aufgrund der unterschiedlichen vertikalen Massen
verteilung die Gefahr, daß unter horizontaler Beschleunigung/Verzögerung die elastischen
Zugmittel unterschiedlich stark federn und der Mast in dieser Phase eine oszillierende
unkontrollierte vertikale Schieflage einnimmt. Hierbei werden die seitlichen Führungsrollen,
die am Mast befestigt sind, infolge des dynamisch wechselnden Schräglaufwinkels der
Führungsrollen, axial besonders stark beansprucht. Dies kann bei intensivem Betrieb zu
frühzeitigem Verschleiß oder Ausfall der Führungsrollen führen. Darüber hinaus werden die
stark vorgespannten Zugmittel an den Antrieben mehrfach umgelenkt, wobei Gegenbiege
wechsel nicht zu umgehen sind.
In der EP 02 41189 A2 ist ein an Linearführungen verfahrendes Bediengerät mit einem
vertikalen Hubmast zur Beschickung eines Kleinlastregals für z. B. Videokassetten be
schrieben. Der Hubmast ist horizontal verfahrbar und jeweils an seinem oberen und unteren
Ende in den Linearführungen gelagert sowie über ein Zugmittel antreibbar. An dem Hubmast
ist ein vertikal bewegliches Lastaufnahmemittel angeordnet mit dem Kleinbehälter aus- und
eingelagert werden können. Das Zugmittel ist an den Enden des Hubmastes befestigt und wird
über zahlreiche Umlenkrollen zu einem ortsfesten Antrieb geführt.
Bei diesem Bediengerät ist nachteilig, daß obere und untere Führung als Linearführung
ausgebildet sind und demzufolge nur geringe vertikale Lasten aufnehmen können. Aufgrund
der durch die Linearführungen begrenzten Baulänge und der nur an den Enden aufgelagerten
biegeweichen Stangenführungen eignet sich dieses Bediengerät nur für sehr kurze Fahrwege.
Nachteilig bei den in DE 42 02 668 C2 und EP 02 41189 A2 beschriebenen Regalbedien
geräten ist ferner die technisch bedingte Begrenzung auf den Niedriglastbereich. Dieser
Bereich deckt z. Zt. Nutzlasten bis ca. 100 kg ab. Zugmittel neigen grundsätzlich - vor allem
bei größeren Massenbeschleunigungen und bei größeren Längen - zu unerwünschten Schwin
gungen, Elastizitäten, bleibenden Dehnungen und Verschleiß, so daß die vorstehend beschrie
benen Kleinlast-Regalbediengeräte darüber hinaus nur bei kurzen Gassenlängen eingesetzt
werden können. Bei Zugmitteln wie z. B. Zahnriemen ist beispielsweise ein dynamischer
Federweg von ca. 1 Promille der Riemenlänge beim Beschleunigen/Verzögern zu berücksich
tigen, so daß bereits bei 30 m Riemenlänge eine Schwingungsamplitude von ca. 3 cm erreicht
wird. Der Spannweg beträgt üblicherweise ca. 4 Promille der Riemenlänge. Eine entsprechend
stärkere Dimensionierung der elastischen Zugmittel scheitert an den hohen Zusatzkosten, vor
allem bei großen Gassenlängen. Darüber hinaus besteht bei großen Gassenlängen die Not
wendigkeit des laufenden Nachspannens, denn die erforderliche Positioniergenauigkeit der
Regalbediengeräte erfordert eine stets konstante und gleichmäßige Vorspannkraft der verwen
deten oberen und unteren Zugmittel. Weiterhin nachteilig bei diesen Geräten ist die große
Anzahl gleich- oder gegensinniger Umlenkungen der Zugmittel, denn diese erhöhen den
Verschleiß, die Geräuschentwicklung und die Reibungsverluste der Fahrantriebe. Ein Antrieb
der Fahrbewegung über ortsfest angeordnete Zugmittel (Seile, Ketten, Zahnriemen usw.)
bedeutet auch zwangsläufig, daß derartige Regalbediengeräte ihre einmal zugewiesene Gasse
nicht verlassen können. Gassenwechsel sind erforderlich, wenn mehr Regalgassen in der
Regalanlage vorhanden sind als Regalbediengeräte. Für Regalanlagen mit schwereren Lasten
und längeren Gassen sowie bei Gassenwechsel sind die vorstehend beschriebenen Regal
bediengeräte nicht einsetzbar. In diesem Bereich werden nahezu ausschließlich Regalbedien
geräte eingesetzt, welche die Antriebskräfte ihrer mit dem Gerät mitfahrenden Fahrmotoren
direkt in ortsfest angeordnete und entsprechend stabil dimensionierte Schienen einleiten.
In der CH 518 863 ist ein Regalbediengerät beschrieben, welches an dem unteren und dem
oberen Mastende angetrieben wird. Es handelt sich um ein an Schienen geführtes Regalbedie
ngerät mit einem Mast, an dem ein Hubwagen mit einer Last verfährt. Der Mast wird am
oberen und unteren Ende mit seitlich angeordneten Führungsrollen an Führungsschienen
geführt und stützt sich in Fahrtrichtung formschlüssig über zwei Ritzel einer vertikalen Ver
bindungswelle in je einer oberen und unteren ortsfesten Zahnstange ab. Das Regalbediengerät
leitet die vertikalen Kräfte über ein Laufrad in die untere Führungsschiene ein. Durch die
Zwangsführung der Mastenden kann auf einen horizontalen Radabstand verzichtet werden.
Der Antrieb für die Fahrbewegung erfolgt wahlweise mitfahrend oder über Zugmittel.
Nachteilig bei diesem Regalbediengerät ist der hohe mechanische Aufwand für die Ver
bindungswelle und deren Lagerung am Mast sowie die sehr hohen Kosten für die obere und
untere Zahnstange und deren präzise Verlegung in der Gasse der Regalanlage. Der zur
Aufrechterhaltung der lotrechten Ausrichtung des Mastes erforderliche Material- und Mon
tageaufwand für Verbindungswelle und Zahnstangen ist je nach Gassenlänge um ein
Vielfaches höher als die Materialeinsparungen an der Tragkonstruktion. Zusätzlich neigt
dieses Regalbediengerät bei hohen Regalanlagen zu kaum beherrschbaren massendynamischen
Schwingungen, weil die extrem lange Verbindungswelle sehr verdrehweich ist und unter
dynamischen Einflüssen wie eine Torsionsfeder wirkt. Des weiteren sind bei hohen Fahr
geschwindigkeiten störende Zahneingriffsgeräusche sowie Schmier- und Verschleißprobleme
an den offen liegenden Verzahnungen zu befürchten. Diese Nachteile führen zu hohen
Investitions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten, vor allem wenn die Zahnstangen ersetzt
werden müssen. Die hohe Geräuschentwicklung wird noch dadurch verstärkt, daß sich die
untere Zahnstange oft in unmittelbarer Nähe des Aufenthaltsortes des Lagerpersonals befindet.
Die vorstehenden Nachteile sind so gravierend, daß sich dieses Regalbediengerät bisher am
Markt nicht durchsetzen konnte.
Aus dem Katalog der Fa. DEMAG, DZD 92.20 A 008, ist eine Regalanlage mit einem an
Schienen geführten Regalbediengerät bekannt, welches die in der CH 518 863 beschriebenen
Nachteile vermeidet. Das Regalbediengerät dieser Regalanlage ist zur besseren Verdeutlichung
in Fig. 9 dargestellt. Es besteht in seiner tragenden Konstruktion aus Mast, unterem Fahrwerk
und oberem Fahrwerk, die miteinander biegesteif verbunden sind. Es stützt sich im Stillstand
und während der Fahrbewegung mittels horizontal angeordneter Führungsrollen an einer
unteren ortsfest angeordneten Führungsschiene und einer oberen ortsfest angeordneten
Führungsschiene seitlich ab. Üblicherweise befindet sich in jeder Gasse der Regalanlage ein
Regalbediengerät. Das Regalbediengerät hat ein nicht angetriebenes Laufrad und ein ange
triebenes Laufrad, die an dem unteren Fahrwerk angeordnet sind und das Eigengewicht des
Regalbediengerätes auf die untere Führungsschiene übertragen. Ein Laufrad wird von einem
Fahrmotor angetrieben und überträgt die Antriebskraft kraftschlüssig auf die untere Führungs
schiene. Innerhalb des Mastes befindet sich ein vertikal verfahrbarer Hubwagen mit einem
Lastaufnahmemittel, mit welchem Ladeeinheiten, z. B. Paletten, Behälter usw. in Regale
ein- und ausgelagert werden können. Die Nutzlast des vorstehend beschriebenen Regalbedien
gerätes beträgt lt. Katalogangaben der Fa. DEMAG 1500 kg und die max. Höhe 30 m. Das
vorstehend beschriebene Regalbediengerät weist, neben dem angetriebenen unteren Laufrad,
einen weiteres, unabhängig wirkendes Reibrad auf, welches in der Nähe des oberen Fahr
werkes angebracht ist. Das Reibrad bildet mit einem Dämpfungsmotor einen elektrischen
Dämpfungsantrieb. Er übt kaum eine antreibende Wirkung auf das Regalbediengerät aus, denn
er dient lediglich zur Unterdrückung und Tilgung von horizontalen Mastschwingungen. Dieses
wird sehr anschaulich durch die Größenverhältnisse der dargestellten Antriebsmotoren
verdeutlicht.
Nachteilig bei diesem Regalbediengerät ist die Nachlaufneigung des schwungmassenbe
hafteten Dämpfungsmotors nach dem elektrischen Abschalten des Antriebs. So werden über
den Dämpfungsantrieb zwar die Schwingungen des Mastes während der Fahrbewegung des
Regalbediengerätes wirksam unterdrückt, die Auslenkung des Mastes, die horizontale
Positioniergenauigkeit des Hubwagens bei der Fachanfahrt und die Standsicherheit des
Regalbediengerätes werden jedoch negativ beeinflußt. Aus diesen Gründen hat sich dieses
Prinzip nicht dauerhaft im Markt etablieren können, da neuere Regalbediengeräte auf
Dämpfungsantriebe verzichten. Bei neueren Regalbediengeräten wird die Tragkonstruktion
statt dessen steifer ausgelegt; hierbei werden der Gewichtsnachteil und die Kippgefährdung in
Kauf genommen. In Abhängigkeit von der Gerätehöhe und der Beschleunigung/Verzögerung
wird das betriebsmäßig erforderliche Standmoment (Mst), entsprechend der Beziehung
Σ Mst 1.5 · Σ Mk von der Gravitationskraft und/oder von Zwangsführungen in Verbindung
mit dem horizontalen Radabstand aufgebracht und vertikal auf der Führungsschiene
abgestützt. Das aus dem erforderlichen Radstand resultierende große horizontale Überhang
maß verschlechtert den Volumennutzungsgrad des Lagers. Der Volumennutzungsgrad ist das
Verhältnis von genutztem Lagervolumen zu umbautem Lagervolumen. Eine Reduzierung des
Radabstandes ist bei diesen Regalbediengeräten durch den Einsatz von Gegenrollen, die an
den Unterseiten des Kopfes der unteren Führungsschiene laufen, auch nur begrenzt möglich,
weil hierdurch die Kräfte auf Laufräder, Gegenrollen, Führungsschiene und deren Befestigung
stark steigen und somit sehr schnell technische und wirtschaftliche Grenzen erreicht werden.
Darüber hinaus erfordern diese Regalbediengeräte bei eventuellen Gassenwechseln einen
relativ breiten Kopfgang, der, bei Verwendung von quer verschiebenden Umsetzbrücken, stets
größer als die Gesamtlänge des Regalbediengerätes ist.
Aus der DE 40 16 735 C2 und aus der EPA 0483 169 B1 sind ferner kurvengängige Regal
bediengeräte bekannt, welche einen relativ schmalen Kopfgang bei einem Gassenwechsel
benötigen, weil die Fahrwerke mit einem oder mehreren Knickgelenken versehen sind.
Kurvengängige Regalbediengeräte werden in Regalanlagen eingesetzt die mehr Gassen als
Regalbediengeräte aufweisen. Bei derartigen Regalanlagen, die mit einem oder zwei stirn
seitigen Kopfgängen ausgestattet sind, können die Kopfgänge schmaler als die Gesamtlänge
der Regalbediengeräte ausgeführt werden.
Nachteilig ist auch bei diesen Regalanlagen der reiativ große Radabstand der Regalbedien
geräte in Gassenrichtung, weil die Kopfgangbreite nicht vorwiegend von der Abmessung der
Ladeeinheiten (z. B. Paletten, Behälter), sondern von dem wesentlich größeren Kurvenradius
der Regalbediengerätefahrwerke bestimmt wird. Ferner erfordern die gewichts-, montage- und
fertigungsintensiven Kurvenabschnitte der unteren und oberen Führungsschienen der Regal
anlage und die mehrfach gelenkig ausgebildeten Kurvenfahrwerke der Regalbediengeräte hohe
Material-, Fertigungs- und Montageaufwendungen.
Ferner ist aus neueren Herstellerkatalogen zu entnehmen, daß die Leistungsansprüche und
damit die unmittelbaren Anforderungen an die Fahrdynamik von Regalbediengeräten ständig
zunehmen. Nutzlasten bis zu 2000 kg, gesteigerte Umschlagsleistungen, betriebsmäßige Be
schleunigungen und Verzögerungen bei Kleinlast-Regalbediengeräten bis zu 3 m/s² und
Fahrgeschwindigkeiten bis zu 5 m/s werden angeboten. Diese Leistungssteigerungen erhöhen
zwangsläufig die dynamischen Beanspruchungen, Verformungen und Kippmomente der
Regalbediengeräte, so daß diese Problematik immer mehr zu berücksichtigen ist. Weiterhin
erfordert auch die Geräuschentwicklung eine immer stärkere Beachtung, da Regalbediengeräte
mehr und mehr in den Produktionsprozeß integriert werden. An Bedeutung gewinnen auch
Gassenwechseleinrichtungen, die den Betrieb von nur einem Regalbediengerät in einer
mehrgassigen Regalanlage ermöglichen. Regalanlagen mit an Schienen geführten Regal
bediengeräten und mitfahrenden kraftschlüssig wirkenden Fahrantrieben sind beim
Gassenwechsel vorteilhaft, weil sie ortsungebundener als zugmittelbetriebene Geräte sind und
sich wegen der kraftschlüssig wirkenden Antriebe leichter in die Führungsschienen der Gassen
einfädeln lassen. Regalbediengeräte mit konventionellem horizontalen Radabstand stoßen
jedoch bezüglich ihrer Kippsicherheit an physikalischen Grenzen, weil die Standsicherheiten,
nicht nur wegen evtl. unterschiedlicher vertikaler Drücke der Laufräder richtungsabhängig,
sondern auch last- und beschleunigungsabhängig sind. Gemäß der FEM Berechnungsregel
9.311 ist eine für den Gerätebetrieb ausreichende Standsicherheit bei Regalbediengeräten erst
dann gegeben, wenn der Quotient aus der Summe der Standmomente zu der Summe der
Kippmomente gleich oder größer 1.5 ist. Bei Regalbediengeräten die nur an einem Ende des
Mastes angetrieben werden ist ferner nachteilig, daß der Mast näherungsweise einen Freiträger
darstellt, dessen dynamische Verformung am freien Mastende z. B. unter einer gleichmäßig
verteilten horizontal wirkenden Flächenlast um ca. eine Zehnerpotenz höher ist als bei einem
an beiden Mastenden synchron angetriebenen Mast. Regalbediengeräte werden u. a. nach den
zu erwartenden dynamischen Verformungen unter betriebsmäßiger Horizontalbeschleunigung
dimensioniert, damit beim Positionieren keine unzulässigen Nachschwingungen und dadurch
bedingte unerwünschte Beruhigungszeiten entstehen. Erfahrungsgemäß führen größere
horizontale Schwingungsauslenkungen des Mastes zu nicht akzeptablen Beruhigungszeiten der
Regalbediengeräte. Beim Pufferstoß kann der Mast so extrem beansprucht werden, daß bei
hohen Regalbediengeräten bleibende Verformungen auftreten, wenn nicht entsprechend
Vorkehrungen, durch z. B. Verstärkungen der Tragkonstruktion und/oder hydraulische Puffer,
getroffen werden. Insofern ist für den Mast eine Mindeststeifigkeit erforderlich, die sich u. a.
im Flächenträgheitsmoment des Mastes ausdrückt. Ein hohes Flächenträgheitsmoment führt in
der Regel zu hohen Mastgewichten, wenn aus Kostengründen nicht auf extrem teure Ma
terialien, wie z. B. kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe, ausgewichen werden kann. Es ist
daher bei höheren Regalbediengeräten häufig ein Gewichtsverhältnis von ca. 4/1 bis ca. 15/1
zwischen Geräteeigengewicht und Nutzlast anzutreffen. Hohe Gerätegewichte erfordern
zwangsläufig auch hohe Antriebsleistungen der Fahrmotoren, sie erhöhen darüber hinaus die
Beanspruchungen, den Transportaufwand, den Energieverbrauch und die Kosten der Regal
bediengeräte. Die teilweise gravierenden Nachteile der vorstehend beschriebenen bekannten
Regalbediengeräteprinzipien haben dazu geführt, daß Regalbediengeräte entweder individuell
für den jeweiligen kundenspezifischen Einsatz konstruiert werden müssen, oder für
unterschiedliche Anförderungen auf mehrere standardisierte Baureihen zurückgegriffen
werden muß. Für die Endkunden bedeutet dieses, das dieser Zusatzaufwand sich letztendlich in
höheren Preisen als notwendig bei automatischen Regallagern niederschlägt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine kostengünstige Regalanlage für nahezu
beliebige Lagerkonfigurationen - wie z. B. Regallängen, Regalhöhen, Nutzlasten und
Gassenwechselmöglichkeit - zu schaffen, bei der ein mechanisch einfaches, besonders
leichtes, leistungsstarkes, vielseitiges und geräuscharmes sowie toleranzunempfindliches
Regalbediengerät eingesetzt werden kann. Hiermit sind die Voraussetzungen für einen
einheitlichen Regalanlagen- und Regalbediengeräte-Baukasten geschaffen, bei dem durch
Wiederholteile zusätzliche Rationalisierungseffekte erzielt werden können.
Die sich hieraus ergebenden Vorteile der Kosteneinsparungen bei Regalen, Regalbedien
geräten und in der Lagervorzone, sowie die deutlich kompakteren Läger mit verbessertem
Volumennutzungsgrad, die Steigerung der Lagerumschlagsleistung und die nahezu
universellen Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Regalbediengerätes führen zu
gewerblicher Anwendbarkeit bei einem Großteil der Regalanlagen, Lager- und Transport
systeme in Industrie und Handel.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Fahrwerk (2a) und das
Fahrwerk (2b) des Regalbediengerätes an der unteren Führungsschiene (5a) und der oberen
Führungsschiene (5b) zueinander einen Wegegleichlauf erzeugen und das Regalbediengerät
überwiegend oder ausschließlich durch die kraftschlüssig wirkenden Antriebs- und Brems
kräfte der Fahrwerke (2a, 2b) in einer vorzugsweise lotrechten Ausrichtung des Mastes (1)
gehalten wird. Mittels dieses Antriebssystems wird das an sich instabile Gleichgewicht des
Regalbediengerätes mit Hilfe einer hochdynamischen Lageregelung betriebsmäßig in einem
Kräftegleichgewicht gehalten, so daß u. a. der nachteilige große horizontale Radabstand
kraftschlüssig angetriebener herkömmlicher Regalbediengeräte entfallen kann. Durch die
gelenkige Anbindung der Enden des Mastes (1) an die Fahrwerke (2a, 2b) kann der Mast (1)
nunmehr als "frei aufliegender Träger" statt als "Freiträger" ausgelegt werden, was u. a. zu einer
hohen Gewichtsersparnis beim Tragwerk des erfindungsgemäßen Regalbediengerätes führt.
Das Regalbediengerät weist in der Regalgasse geringe Überhangmaße auf, welche im
Zusammenhang mit den kraftschlüssig wirkenden Fahrwerken (2a, 2b) und einem Schwenk
antrieb (23) Gassenwechsel mit engen Kurvenradien bei geringer Kopfgangbreite ermöglichen
und dem Regalbediengerät in einem System von Führungsschienen (5a, 5b, 5c), mit oder ohne
Schienenweichen (35, 36, 37, 38), eine große Bewegungsflexibilität geben. Darüber hinaus ist
es auch möglich mit dem erfindungsgemäßen Regalbediengerät mittels des Schwenkantriebes
(23) in einer Regalgasse und/oder im Kopfgang zu wenden. Des weiteren besteht mit dem
Regalbediengerät die Möglichkeit auch mehrere Gassen zu bedienen, wenn untere und obere
Führungsschienen im Kopfgang bogenförmige Abschnitte bilden und somit mehrere Gassen
mit durchgängigen Führungsschienen verbunden werden. Hierbei wird allerdings ein etwas
breiterer Kopfgang als beim Weichenbetrieb benötigt.
Ein Wegegleichlauf von Mastfuß (1a) und Mastkopf (1b) kann beispielsweise durch
mechanische, elektrische, hydraulische, pneumatische oder ähnliche Antriebe - etwa durch
den Einsatz von Verstellgetrieben, geregelten elektrischen oder hydraulischen Antrieben - erreicht
werden. Dabei ist es nicht hinreichend, daß die Fahrmotoren (8a, 8b) der kraft
schlüssig wirkenden Fahrwerke (2a, 2b) nur auf jeweils gleiche Drehzahl synchronisiert
werden. Aufgrund nicht zu vermeidender herstell- und verschleißbedingter Durchmesser
toleranzen der Laufräder (7a, 7b), des zu erwartenden unterschiedlichen Schlupfes der unteren
und oberen angetriebenen Laufräder (7a, 7b) und der ggf. verwendeten schlupfbehafteten
Drehstromasynchronmotoren kann ein stabiler horizontaler Wegegleichlauf von Mastfuß (1a)
und Mastkopf (1b) nur erreicht werden, wenn die Fahrmotoren (8a, 8b) - zumindest zeitweise
- unterschiedliche Drehzahlen aufweisen.
Das Regalbediengerät der erfindungsgemäßen Regalanlage leitet die horizontalen und
vertikalen Kräfte, die beispielsweise aus Nutzlast, Eigenlast und Massenbeschleunigung
entstehen, über die vorstehend beschriebenen kraftschlüssig wirkenden Fahrwerke (2a, 2b)
direkt in die Führungsschienen (5a, 5b) der Regalanlage ein. Hierdurch werden weitere
Elastizitäten innerhalb des Antriebssystems vermieden. Die von den unteren Laufrädern (7a)
und den oberen Laufrädern (7b) aufzubringenden horizontalen Antriebskräfte können stark
unterschiedlich sein, da die zu kompensierenden Kippkräfte zu den fahrtrichtungsabhängigen
Beschleunigungskräften entweder hinzuzufügen oder abzuziehen sind. Im Extremfall können
den Fahrwerken (2a, 2b) während der Gerätefahrt sogar zeitweise gegengerichtete Antriebs
kräfte abverlangt werden, um einen Wegegleichlauf unter der Wirkung starker Kippkräfte zu
erzeugen. Der erforderliche stabile Wegegleichlauf bedingt eine hochdynamische und
entsprechend "steife" Gleichlaufregelung der Fahrmotoren (8a, 8b). Hierzu müssen die etwa
leistungsgleichen Fahrmotoren (8a, 8b) u. a. mit hohen dynamischen Drehmomentreserven
ausgestattet sein. Zur Erzielung eines exakten Wegegleichlaufs von Mastfuß (1a) und
Mastkopf (1b) ist es ferner zweckmäßig, die obere und untere Führungsschiene (5a, 5b) so
miteinander zu verbinden oder abzustützen, daß die Verformungen der Führungsschienen (5a,
5b) unter den horizontal wirkenden Antriebskräften möglichst klein sind. Die theoretisch
erforderliche Kippsicherheit des Regalbediengerätes ist dann gegeben, wenn das Verhältnis der
übertragbaren horizontalen Antriebskräfte der Fahrwerke (2a, 2b) zu der an den Fahrwerken
(2a, 2b) wirkenden Summe der vorhandenen Massenkräfte und Kippkräfte 1.5 ist. Um dieses
in allen Belastungssituationen des Regalbediengerätes sicherzustellen, werden die Laufräder
(7a, 7b) durch einstellbare oder gefederte Gegenrollen (14a, 14b) unter eine entsprechende
Vorspannung gebracht. Die Sicherheit gegen Durchrutschen der angetriebenen Laufräder sollte
jedoch den Mindestfaktor 1.5 deutlich überschreiten, um z. B. bei Reibwertschwankungen
infolge Feuchtigkeitseinwirkung einen noch ausreichenden Kraftschluß sicherzustellen.
Damit die Bewegungskoordinaten des Regalbediengerätes mit den Koordinaten der Regal
anlage übereinstimmen, ist es ferner vorteilhaft, den Mast (1) in der lotrechten Ausrichtung der
eventuellen Schiefstellung der Regalsteher in Gassenrichtung anzugleichen. Die Schiefstellung
des Regals resultiert u. a. aus Montage- und Fertigungstoleranzen, Bodensetzungen und/oder
Windkräften und kann am obersten Regalfach gem. der FEM 9.831 u. U. mehrere Zentimeter
bzw. 1/1000 der Regalhöhe betragen. Diese Anpassung, die z. B. mit einer entsprechenden
Programmierung der Positioniersteuerung möglich ist, verringert unwirtschaftlich große
Fachfreimaße zwischen Last (1) und Regalsteher und führt so zu einem verbesserten
Volumennutzungsgrad sowie zu erheblich geringeren Regalbaukosten aufgrund der möglichen
größeren Regaltoleranzen.
Die jeweiligen Wegeistwerte des Mastfußes (1a) und des Mastkopfes (1b) werden von
getrennten Wegemeßsystemen (33, 34) erfaßt. Die Wegeistwerte werden mit den von der
Steuerung vorgegebenen jeweiligen Wegesollwerten permanent verglichen. Bei Wege
abweichungen werden diese unmittelbar von den hochdynamischen Fahrmotoren (8a, 8b)
kompensiert. Derartige hochdynamische Regelungen sind beispielsweise mit lagegeregelten
Drehstromsynchron-, Drehstromasynchron-, Schritt- und/oder Gleichstrommotoren möglich.
Es ist ferner vorteilhaft den unteren und oberen Fahrmotor (8a, 8b) in der Leistung etwa gleich
stark auszulegen, damit horizontale Wegeabweichungen von Mastfuß (1a) und Mastkopf (1b)
unter allen Betriebs- und Belastungssituationen so gering wie möglich gehalten werden.
Aufgrund der - in Abhängigkeit von der jeweiligen Massenverteilung, der Beschleunigung
und der Bewegungsrichtung - erheblich schwankenden horizontalen Stütz- und Antriebskräfte
sowie einer erwünschten kurzen Reaktionszeit bei Wegeabweichungen ist es erforderlich, den
unteren und oberen Fahrmotor (8a, 8b) mit entsprechend hohen Drehmomentreserven
auszulegen. Durch eine Gleichlaufregelung nach dem "Master/Slave" Prinzip, wobei als
"Master" das Wegemeßsystem (33) oder (34) dient, dessen zugehöriger Fahrmotor (8a) oder
(8b) jeweils im Augenblick im Drehmoment höher belastet ist, wird eine den Anforderungen
entsprechende hochdynamische Gleichlaufregelung möglich. Die Gleichlaufregelung hat die
Aufgabe, das Regalbediengerät unter allen Betriebsbedingungen in einer üblicherweise
lotrechten Mastausrichtung und somit in einem Kräftegleichgewicht zu halten. Die über die
Fahrwerke (2a, 2b) auf die Führungsschienen (5a, 5b) wirkenden Antriebs- und Bremskräfte
der Fahrmotoren (8a, 8b) ersetzten den in gewissen Grenzen stabilen Gleichgewichtszustand
herkömmlicher Regalbediengeräte, deren Gesamtschwerpunkt bei Normalbetrieb - wenn keine
Gegenrollen oder Zwangsführungen verwendet werden - innerhalb des horizontalen
Radabstands liegen muß.
Die von der jeweiligen Betriebssituation abhängigen Stütz- und Antriebskräfte des Regal
bediengerätes werden von den Fahrmotoren (8a, 8b) kompensiert bzw. erzeugt und auf die
untere und obere Führungsschiene (5a, 5b) der Regalanlage übertragen. Zur Übertragung der
Kräfte eignen sich vornehmlich kraftschlüssig wirkende Fahrwerke. Die Fahrwerke (2a, 2b)
sind so gestaltet, daß den Laufrädern (7a, 7b) gegenüberliegende Gegenrollen (14a, 14b), die
einen Kraftschluß durch entsprechende Vorspannung an den Führungsschienen (5a, 5b)
erzeugen, zugeordnet sind. Der Fahrmotor, die angetriebenen und ggf. nicht angetriebenen
Laufräder, Gegen- und Führungsrollen sowie der Fahrschemel bilden ein Fahrwerk, welches
den jeweiligen Führungsschienenkopf allseitig umschließt. Die Laufräder (7a, 7b), die
Gegenrollen (14a, 14b) und die Führungsrollen (4a, 4b) können zur Geräuschminderung mit
z. B. Elastomerbandagen versehen werden. Der bei kraftschlüssig wirkenden Fahrwerken zu
erwartende unterschiedliche Schlupf der angetriebenen Laufräder (7a, 7b), bzw. deren
betriebsbedingte Abnutzung, kann von der Gleichlaufregelung über die Fahrmotoren (8a, 8b)
kompensiert werden, wenn die Wege des Mastfußes (1a) und des Mastkopfes (1b) getrennt
erfaßt werden. Unteres und oberes Fahrwerk (2a, 2b) sind somit autarke Einzelfahrwerke die
mechanisch unabhängig voneinander an den Führungsschienen (5a, 5b) der Regalanlage
verfahren und deren Wegegleichlauf durch eine elektronische Gleichlaufregelung der
Fahrmotoren (8a, 8b) erzielt wird. Notfalls, z. B. bei Totalausfall eines Fahrwerkes (2a, 2b) und
damit eventuell verbundener extremer Schiefstellung des Mastes (1), ist das obere Fahrwerk
(2b) in der Lage das halbe Eigengewicht des Regalbediengerätes und das Hubwagen
gesamtgewicht zu übernehmen. Darüber hinaus ist aus Sicherheitsgründen in etwa halber
Masthöhe, am Ort der unter Normalbedingungen geringsten Winkelabweichung bei Horizon
talbeschleunigung/Verzögerung, ein Winkelsensor (3) angeordnet, der bei plötzlicher
Schiefstellung des Mastes (1) die Fahrmotoren (8a, 8b) abschaltet und diese mechanisch
abbremst. In den Fahrwerken (2a, 2b) können die Laufräder (7a, 7b) auch auf den Laufrad
achsen (16a, 16b) nebeneinander angeordnet sein, wenn die Radaufstandskräfte dieses
erfordern. Hierdurch können z. B. die Laufraddurchmesser klein gehalten werden, was sich
günstig auf das untere vertikale Anfahrmaß des Hubwagens (9) und auf das Abtriebsmoment
der Fahrgetriebe auswirkt. Darüber hinaus leiten mehrere Laufräder die bei Elastomeren
entstehende innere Erwärmung besser ab, so daß dadurch höhere Fahrgeschwindigkeiten und
Beschleunigungen möglich sind. Es ist ferner vorteilhaft bei mehreren Laufrädern mehr als ein
Laufrad anzutreiben, da damit der horizontale Kraftschluß der Fahrwerke (2a, 2b) erhöht wird.
Die Fahrwerke (2a, 2b) können ferner vorteilhaft als Balanciers ausgebildet sein, die mit dem
Mastfuß (1a) und dem Mastkopf (1b) über horizontal angeordnete Kardangelenke (20a, 20b)
verbunden sind. Durch diese konstruktive Maßnahme ist sichergestellt, daß die jeweiligen
Laufräder (7a, 7b) gleich belastet sind und bei evtl. Schrägstellung des Mastes (1) dieser und
die Fahrwerke (2a, 2b) verspannungsfrei bleiben. Zur wirksamen Geräuschentkopplung von
Fahrwerken (2a, 2b) und Mast (1) können die Kardangelenke (20a, 20b) auch elastisch, z. B. in
Gummimetallagern (21a, 21b), oder der Mast (1) direkt auf z. B. Gummimetallelementen
gelagert werden. Dieses ist bei dem Regalbediengerät des erfindungsgemäßen Regallagers
möglich, da Mast (1) und Fahrwerke (2a, 2b) des Regalbediengerätes nicht biegesteif
miteinander verbunden sind. Diese Maßnahme reduziert die Körperschallübertragung auf den
Mast (1) erheblich, weil die Abrollgeräusche der Fahrwerke (2a, 2b) stark gedämpft in den
Mast (1) eingeleitet werden. Außerdem bewirkt die hohe Massenkonzentration an der
Schnittstelle Mast/Fahrwerk eine deutliche Erhöhung der Eingangsimpedanz des Mastes (1),
so daß die Übertragung des Körperschalls auf den Mast (1) stark abgeschwächt wird.
Zusätzlich kann eine wesentliche Geräuschreduzierung durch die Verwendung von
Elastomeren für Laufräder, Gegen- und Führungsrollen erzielt werden. Diese Materialien, wie
z. B. Thermoplaste oder Gummiwerkstoffe weisen darüber hinaus einen hohen Kraftschlupf
beiwert auf, der die Übertragung der erforderlichen Antriebskräfte auch bei hohen Beschleuni
gungen und Verzögerungen ermöglicht. Durch diese geräuschmindernden Maßnahmen wird
erreicht, daß das Regalbediengerät auch bei sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten einen niedrigen
Schalldruckpegel erzeugt und daher auch vorteilhaft im Aufenthaltsbereich von Personen
eingesetzt werden kann. Zur Erhöhung des Kraftschlusses der angetriebenen Laufräder können
die Führungsschienen (5a, 5b, 5c) an den Laufflächen auch mit einer rauhen Oberfläche
versehen sein.
Aufgrund des kurzen horizontalen Radabstandes des Regalbediengerätes kann der Hubwagen
(9) an dem unteren Fahrwerk (2a) vorbeifahren, so daß das untere Anfahrmaß lediglich von der
Höhe der unteren Führungsschiene (5a) bestimmt wird. Darüber hinaus ermöglicht der kurze
Radabstand ein in Fahrtrichtung sehr kurz bauendes Regalbediengerät mit kleinen horizontalen
Überhangmaßen. Durch diese Eigenschaften wird ein hoher Volumennutzungsgrad des
erfindungsgemäßen Regallagers erreicht.
Aufgrund üblicher Toleranzen im Regallager, temperaturbedingter und belastungsabhängiger
Höhenänderungen der Regalkonstruktion, wirtschaftlicher Verlegetoleranzen der Führungs
schienen (5a, 5b) und der Kopfgangschiene (5c) sowie der funktionsbedingt engen Rollen
führung der Fahrwerke (2a, 2b) an den Führungsschienen (5a, 5b, 5c) ist ein vertikaler
Längenausgleich zwischen den Fahrwerken (2a, 2b) des Regalbediengerätes erforderlich, um
Zwängungen zwischen dem Regalbediengerät und den Führungsschienen (5a, 5b, 5c) zu
vermeiden. Dieser Längenausgleich erfolgt zweckmäßigerweise an dem vom Eigengewicht
geringer belasteten Fahrwerk (2b). Damit ist sichergestellt, daß die sich gegenüberliegenden
Führungsschienen (5a, 5b) von hohen Zwängungskräften freigehalten werden. Dieser Längen
ausgleich ist in seiner Amplitude durch einen mechanischen Anschlag (24), bzw. durch einen
Kragen (22) begrenzt, so daß sich der Mast (1) auch bei eventueller unzulässiger Schief
stellung nicht aus den Fahrwerken (2b, 2a) ausfädeln kann. Dieser mechanischen Sicherung
gegen Absturz des Mastes (1) ist eine elektrisch wirkende Endlagenbegrenzungsabschaltung
(25a, 25b) vorgelagert, welche die Fahrmotoren (8a, 8b) bei unzulässiger Schiefstellung des
Mastes (1) abschaltet und mechanisch wirkende Sicherheitsbremsen der Fahrwerke (2a, 2b)
aktiviert. Die mechanisch wirkenden Sicherheitsbremsen werden ferner bei Energieunter
brechung, bei längeren Fahrpausen und bei unzulässiger Abweichung der Wegeistwerte von
den vorgegebenen Wegesollwerten aktiviert. Hierbei werden die Fahrmotoren (8a, 8b) aus
Sicherheitsgründen ebenfalls abgeschaltet.
Die statische Lagerung des Mastes (1) erfolgt als "frei aufliegender Träger" an seinen Enden
winkel- und axialbeweglich, z. B. mittels Kardangelenken (20a, 20b), Gleichlaufgelenken oder
biegeweicher Verbindungen, in den Fahrschemeln (15a, 15b) der Fahrwerke (2a, 2b).
Aufgrund der beschriebenen direkten Abstützung der angetriebenen Laufräder (7a, 7b) an den
Führungsschienen (5a, 5b, 5c) und der damit verbundenen Elimination zusätzlicher Elastizitä
ten, ist für die Ermittlung der horizontalen dynamischen Durchbiegung des Regalbediengerätes
lediglich die Verformung des Mastes (1) zu berücksichtigen. Diese beträgt bei einem frei
aufliegenden Träger unter gleicher Punktlast nur ca. 1/16 und unter gleicher Streckenlast nur
ca. 1/10 gegenüber einem "Freiträger". Durch den vorteilhaften Belastungsfall des frei
aufliegenden Trägers verringern sich auch die Biegemomente aus horizontaler Massenkraft auf
ca. ¼. Da Trägheitsmoment und Querschnittsfläche bei Hohlprofilen zueinander in einem
annähernd linearen Verhältnis stehen, ergibt dieses bei dem Mast (1) des erfindungsgemäßen
Regalbediengerätes eine Gewichtsreduzierung in Höhe von ca. 75% gegenüber einem
vergleichbaren Regalbediengerät mit einem einzelnen Fahrantrieb. Die Gewichtseinsparung
wird, im Gegensatz zu Regalanlagen mit horizontalem Zahnstangenantrieb, nicht wieder durch
zusätzliche Materialaufwendungen, wie z. B. Verbindungswellen und doppelte ortsfeste
Zahnstangenanordnung aufgezehrt. Es ist einleuchtend, daß der Mast (1) des Regalbedien
gerätes der erfindungsgemäßen Regalanlage nicht nur extrem leicht, sondern dynamisch auch
außerordentlich steif ist, weil der Masseneinfluß durch Streckenlast auf die Durchbiegung
überproportional sinkt. Aufgrund der direkt auf die Führungsschienen (5a, 5b, 5c) wirkenden
Fahrwerke (2a, 2b) sind antriebsspezifische Elastizitäten und damit zusätzliche Horizontal
verformungen ausgeschlossen. Aus diesem Grund kann der Mast (1), selbst bei hoch
dynamischen Regalbediengeräten, die beispielsweise in der Fahrbewegung mit ca. 3 m/s²
beschleunigen, aus preiswerten Materialien, wie z. B. Stahl und/oder Aluminium hergestellt
werden.
Aus der hohen Steifigkeit und der geringen Masse des Mastes (1) sowie der Ausschaltung
weiterer Elastizitäten, die z. B. durch Zugmittel oder horizontal nicht schubfest angeordnete
Führungsschienen bzw. verdrehweiche Verbindungswellen entstehen, resultiert eine gegenüber
herkömmlichen Regalanlagen wesentlich höhere horizontale Steifigkeit des schwin
gungsfähigen Gesamtsystems. Diese bewirkt eine höhere horizontale Eigenfrequenz des
schwingungsfähigen Feder-Massesystems "Mast/Hubwagen" bei Beschleunigung/Verzögerung
des Regalbediengerätes. Hieraus ergibt sich neben einer geringeren horizontalen Auslenkung
des Mastes (1) eine wesentlich kürzere Abklingdauer der Schwingungen und eine damit
verbundene kürzere Beruhigungszeit des Regalbediengerätes beim Positionieren am
Regalfach. Letztlich führen diese Vorteile zu einer erheblichen Steigerungsmöglichkeit der
Umschlagsleistung im Regallager.
Die erfindungsgemäße Regalanlage eignet sich für nahezu alle üblichen Einsatzgebiete, wie
Schwerlast-, Normallast- als auch für hochdynamische Kleinlastregalanlagen. Die oberen
Einsatzgrenzen der erfindungsgemäßen Regalanlage sind erst bei horizontalen Antriebskräften
gegeben, die nicht mehr sicher über die Fahrwerke (2a, 2b), die Führungsschienen (5a, 5b, 5c)
und deren Befestigung auf das Regal oder das Gebäude übertragen werden können. Um diese
Einsatzgrenzen möglichst weit hinauszuschieben ist es sinnvoll, die Verbindungslinie der
Mittelpunkte der Kardangelenke (20a, 20b) durch oder nahe an die Schwerpunktslotrechte des
Regalbediengerätes zu legen. Das Kräftepaar, welches zur Abstützung des Moments aus
exzentrischer Schwerpunktlage des Regalbediengerätes infolge der Gravitation wirkt und von
den Fahrwerken (2a, 2b) laufend kompensiert werden muß, wird durch diese Maßnahme in
seinem Betrag minimiert. Durch eine optimierte betriebsmäßige Schiefstellung der üblicher
weise lotrechten Mastausrichtung kann das abstützende Kräftepaar ggf. noch weiter minimiert
werden.
Die Schwerpunktlage kann in horizontaler und vertikaler Richtung des Regalbediengerätes,
z. B. auch durch die Anordnung eines Gegengewichtes, Schaltschrankes oder weiteren
Hubwagens an der rückwärtigen Mastseite, günstig beeinflußt werden. Des weiteren kann die
vorgegebene Mastausrichtung auch dann von der Lotrechten abweichen, wenn eine betriebs
mäßig angepaßte Schiefstellung des Mastes (1) sinnvoll ist. Dieses ist z. B. der Fall, wenn die
Regalsteher einer einzelnen Gasse unterschiedliche Schiefstellungen aufweisen oder die
Regalanlage mit einer Gassenwechseleinrichtung ausgestattet ist und die Steher der ver
schiedenen Gassen zueinander schief stehen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, das Regalbediengerät mit
zusätzlich horizontal drehbaren Fahrwerken (2a, 2b) zu versehen, so daß der Mast (1) und/oder
die Fahrwerke (2a, 2b) in Lagerstellen relativ zueinander um eine vertikale Achse geschwenkt
werden können. Auf Grund der gelenkigen Verbindung von Mast (1) und Fahrwerken (2a, 2b)
ergibt sich die Möglichkeit den Mast (1) "auf der Stelle" schwenken zu können. Dieser Vorteil
kann beispielsweise genutzt werden, um den Mast (1) mit dem Hubwagen (9) und der Last
(10) im Regalgang von der Fahrtrichtung vorwärts in die Fahrtrichtung rückwärts zu
schwenken. Dies ist dann vorteilhaft, wenn das Regalbediengerät aus Platzgründen nicht aus
der Regalzeile herausfahren kann und das Regal bis an beide Zeilenenden beschickt werden
soll. Dieser Schwenkvorgang kann an einer bestimmten Stelle in der Gasse erfolgen, wobei die
auskragende Last (10) bei diesem Vorgang z. B. durch ein leeres Regalfach schwenkt. Hierzu
kann das Regalbediengerät mit einem oder mehreren Drehantrieben (23) versehen werden, die
den Mast (1) gegenüber den Fahrwerken (2a, 2b) um z. B. ± 90° um eine senkrechte Achse
schwenken. Der Mast (1) wird hierfür an seinem unteren und oberen Ende mit Mastfußlagern
(29, 30) und Mastkopflagern (31, 32) versehen, die es gestatten den Mast (1) oder die Fahr
werke (2a, 2b) in die gewünschten Winkelstellungen 0° ± 90° zu schwenken und über den
Drehantrieb (23) zu fixieren, die zur Aufnahme - und/oder Abgabe - bzw. für den Transport
einer Last erforderlich sind. Hierbei ist es sinnvoll die Mitte der Kardangelenke (20a, 20b) an
den Mastenden, die Drehachse (27) und Mastkopfachse (28) auf einer Verbindungslinie
anzuordnen, um Schwenkkräfte und Schwenkradius klein zu halten. In der vorteilhaften
Ausbildung der Kardangelenke (20a, 20b) als flach bauendes Gelenk können sich die
Fahrwerke (2a, 2b) zwängungsfrei den mit unter Umständen größeren Toleranzen verlegten
Führungsschienen (5a, 5b) und der Kopfgangschiene (5c) anpassen, ohne daß die Belastbarkeit
der Fahrwerke (2a, 2b) vermindert wird. Dieses kann die Verlegekosten der Führungsschienen
(5a, 5b, 5c) erheblich verringern. Die Kardangelenke (20a, 20b) sind so tief wie möglich in
den Fahrschemeln (15a, 15b) angeordnet, um ein seitliches Kippen der Fahrwerke (2a, 2b),
infolge horizontal wirkender Stützkräfte beim Ein- oder Auslagern der Last (1), zu vermeiden.
Wenn die Situation im Regallager vom Regalbediengerät einen Wechsel von Regalgasse zu
Regalgasse erfordert, kann dieser im erfindungsgemäßen Regallager mit den vorstehend
beschriebenen Fahrwerken (2a, 2b) des Regalbediengerätes besonders einfach und raum
sparend erfolgen. Hierzu werden mit engem Biegeradius versehene untere und obere
Führungsschienen mit oder ohne Weichen in einem Kopfgang verlegt, in denen das
Regalbediengerät von Gasse zu Gasse übersetzen kann. Da die Bogenstücke der Führungs
schienen (5e) das gleiche Profil wie die Führungsschienen (5a, 5b) der Gassen aufweisen, wird
das Regalbediengerät auch während der Kurvenfahrt kraftschlüssig abgestützt. Zur Energie
versorgung des Regalbediengerätes sind die Führungsschienen (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) am
Führungsschienensteg mit Schleifleitungen (17a) versehen.
In Verbindung mit Kopfgangschienen (5c) und Schienenweichen (35, 36, 37, 38) ist es bei der
erfindungsgemäßen Regalanlage möglich, eine große Zahl von Lastaufnahme- und Last
abgabestellungen des Regalbediengerätes zu erreichen, die sich aus der Lage von
Bereitstell- und/oder Auslagerplätzen im jeweiligen Lager ergeben. Des weiteren ist es denkbar, daß sich
bei der erfindungsgemäßen Regalanlage das Regalbediengerät innerhalb und außerhalb des
Regales in einem Streckensystem aus Führungsschienen und Schienenweichen bewegt.
Die erfindungsgemäße Regalanlage kann eine Vielzahl von Lastannahme- und Lastüber
gabepositionen innerhalb und außerhalb der Gasse erreichen, weil das Regalbediengerät mit
einem oder mehreren Drehantrieben (23) ausgerüstet ist. Aufgrund der in Fahrtrichtung äußert
kurzen Abmessungen des Regalbediengerätes erlaubt es einen Gangwechsel in einem Kopf
gang, der nur so breit wie die Schwenkdiagonale der zu transportierenden Last (10) zuzüglich
eines sicherheitsbedingten Abstandes ist. Somit ist es den herkömmlichen Gangwechsel
einrichtungen - bei denen Regalbediengerätes mit großem Radabstand verwendet werden - in
Bezug auf den Volumennutzungsgrad der Regalanlage überlegen. Das erfindungsgemäße
Regallager benötigt ferner keine aufwendige Flurfördereinrichtung, da die Bereitstellplätze für
die ein- und auszulagernden Ladeeinheiten an nahezu beliebigen Stellen der Lagervorzone
liegen können und die Ladeeinheiten sowohl in Einlagerungsrichtung längs als auch quer vom
Regalbediengerät direkt aufgenommen werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend in verschiedenen Ausführungsformen anhand von Zeich
nungen erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 zeigt die untere und obere Führungsschiene und das Regalbediengerät der
erfindungsgemäßen Regalanlage in einer Seitenansicht,
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das untere Fahrwerk und die untere Führungsschiene des
Regalbediengerätes der erfindungsgemäßen Regalanlage,
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das untere Fahrwerk und dessen Lagerung im Mastfuß des
Regalbediengerätes und die untere Führungsschiene der erfindungsgemäßen Regalanlage,
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das obere Fahrwerk und dessen Lagerung im Mastkopf des
Regalbediengerätes und die obere Führungsschiene der erfindungsgemäßen Regalanlage,
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte erfindungsgemäße Regalanlage mit vier
Gassen, gerade- und bogenförmig angeordneten Führungsschienen, vier Schienenweichen den
Mast im Schnitt und der Last des Regalbediengerätes sowie verschiedene Arbeitspositionen
eines Regalbediengerätes,
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Schienenweiche der erfindungsgemäßen
Regalanlage,
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Regalgasse der erfindungsgemäßen
Regalanlage mit dem Regalbediengerät, seinem unteren Fahrwerk und einen Schnitt durch den
Mast in der Schwenkposition (A) der Last,
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen beispielhaften Kopfgang der erfindungsgemäßen
Regalanlage mit dem Regalbediengerät in den Schwenkpositionen (A) und (B) der Last,
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht auf eine herkömmliche Regalanlage der Fa. DEMAG,
bestehend aus Führungsschienen und Regalbediengerät.
Fig. 1 zeigt die untere und obere Führungsschiene und das Regalbediengerät der
erfindungsgemäßen Regalanlage in einer Seitenansicht. Das Regalbediengerät weist einen
lotrecht angeordneten Mast (1), einen an einer Mastführungsschiene (13) motorisch in der
Höhe verfahrbaren Hubwagen (9), ein ausfahrbares Lastaufnahmemittel (12) und eine Last
(10) auf. An dem Mastfuß (1a) des Regalbediengerätes ist das untere Fahrwerk (2a) und an
dem Mastkopf (1b) ist das obere Fahrwerk (2b) angeordnet. Eine winkelbewegliche
Anbindung des Mastfußes (1a) an das untere Fahrwerk (2a) erfolgt über das Kardangelenk
(20a), eine winkelbewegliche Anbindung des Mastkopfes (1b) erfolgt über das Kardangelenk
(20b). Das Fahrwerk (2a) ist an einer unteren Führungsschiene (5a) und das obere Fahrwerk
(2b) ist an einer oberen Führungsschiene (5b) in Gassenrichtung geführt. Die Fahrwerke (2a,
2b) weisen elektrisch betriebene Fahrmotoren (8a, 8b) auf, welche gleichzeitig die erforder
lichen Stützkräfte gegen das Kippen und die Antriebskräfte für die Horizontalbewegung des
Regalbediengerätes erzeugen. Die Führungsschienen (5a, 5b) sind am Gebäude oder am Regal
befestigt. Die Kraftübertragung der Fahrwerke (2a, 2b) auf die Führungsschienen (5a, 5b)
erfolgt über angetriebene, kraftschlüssig wirkende Laufräder (7a, 7b). Die seitliche Abstützung
des Regalbediengerätes erfolgt über Führungsrollen der Fahrwerke (2a, 2b), die auf die
Führungsschienen (5a, 5b) wirken. An der Rückseite des Mastes (1) ist ein Schaltschrank (6)
angeordnet, der u. a. Steuerung, Regelung und Leistungselektronik für einen nicht dargestellten
Hubmotor, das Lastaufnahmemittel (12) und die Fahrmotoren (8a, 8b) der Fahrwerke (2a, 2b)
enthält. In halber Höhe des Mastes (1) ist ein Winkelsensor (3) angeordnet, der die Istwerte
von Winkel, Winkelgeschwindigkeit bzw. Winkelbeschleunigung des Mastes (1) in
Fahrtrichtung erfaßt. Die Istwerte des Winkelsensors (3) werden von der Steuerung des
Regalbediengerätes mit den Sollwerten der vorgegebenen Mastausrichtung laufend verglichen.
Bei unzulässiger Schiefstellung des Mastes (1) erfolgt eine Sicherheitsabschaltung der
Fahrmotoren (8a, 8b). Das untere Fahrwerk (2a) und das obere Fahrwerk (2b) sind mit
separaten Wegemeßsystemen (33, 34) ausgestattet. Das untere Wegemeßsystem (33) orientiert
sich an einem unteren Meßband und das obere Wegemeßsystem (34) an einem oberen
Meßband. Wegeunterschiede werden sofort durch eine hochdynamische Gleichlaufregelung
von den Fahrmotoren (8a, 8b) ausgeglichen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das untere Fahrwerk und die untere Führungsschiene des
Regalbediengerätes der erfindungsgemäßen Regalanlage. Die als breiter I-Träger ausgebildete
untere Führungsschiene (5a) ist am Gebäude befestigt. An dem Kopf der Führungsschiene (5a)
wird das untere Fahrwerk über die mit der Antriebsachse (16a) drehfest nebeneinander an
geordneten, angetriebenen Laufräder (7a), die Gegenrollen (14a) und die seitlichen Führungs
rollen (4a) geführt. Mit der Antriebsachse (16a) ist ferner der untere Fahrmotor (8a) drehfest
verbunden. In dem unteren Fahrschemel (15a) sind weitere in Fahrtrichtung hintereinander
angeordnete Laufräder (7a), z. B. über einen nicht dargestellten Kettentrieb, miteinander
verbunden, so daß alle Laufräder (7a) angetrieben werden. Die angetriebenen Laufräder (7a),
die Gegenrollen (14a) und die Führungsrollen (4a) umschließen den Kopf der unteren
Führungsschiene (5a) allseitig und übertragen die horizontalen und vertikalen Stützkräfte
sowie die Antriebskräfte des Regalbediengerätes auf die untere Führungsschiene (5a). Der
Fahrmotor (8a) ist mit seinem Gehäuse in dem Fahrschemel (15a) abgestützt. An der unteren
Führungsschiene (5a) sind am senkrechten Führungsschienensteg Schleifleitungen (17a)
angeordnet, die das Regalbediengerät mit Energie versorgen und über die ggf. ein Daten
austausch, vom ortsfesten Lagerverwaltungsrechner zum Regalbediengerät und zurück,
erfolgen kann. Darüber hinaus weisen die Schleifleitungen (17a) eine zusätzliche Spur auf, in
welcher ein Meßband (18a) für das untere Wegemeßsystem (33) angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das untere Fahrwerk und dessen Lagerung im Mastfuß des
Regalbediengerätes und die untere Führungsschiene der erfindungsgemäßen Regalanlage. Das
untere Fahrwerk des Regalbediengerätes wird aus dem unteren Fahrmotor (8a), den ange
triebenen Laufrädern (7a), den unteren Antriebsachsen (16a), den Gegenrollen (14a), den
Führungsrollen (4a) und dem Fahrschemel (15a) gebildet. Die Antriebsachse (16a) ist verkürzt
dargestellt, denn der untere Fahrmotor (8a) muß unbehindert um mindestens 180° um den
Mast (1) schwenken können. Ein flach bauendes Kardangelenk (20a) ist zwischen den, in
Gassenrichtung hintereinander liegenden, angetriebenen Laufrädern (7a) dicht oberhalb der
unteren Führungsschiene (5a) angeordnet. Es besteht aus einem mit zwei waagerechten Zapfen
versehenen Innenring und einem mit um 90° versetzten und mit waagerechten Zapfen
versehenen Außenring. In dem Kardangelenk (20a) stützt sich der Mastfuß über das untere
Ende (27a) der Drehachse (27) und den Druckring (19) in den mit dem Mast verbundenen
Mastfußlagern (29, 30) horizontal und vertikal ab. Gegen unbeabsichtigtes Ausfädeln des
unteren Fahrwerks aus dem Mastfuß, z. B. beim Transport, ist die Drehachse (27) mit einem
Kragen (22) versehen. Durch das Kardangelenk (20a) besitzt das untere Fahrwerk eine
allseitige Winkelbeweglichkeit und kann sich z. B. auf verdrehte und/oder wellenförmig
verlegte Führungsschienen (5a) zwängungsfrei einstellen. Statt des Kardangelenkes (20a) kann
beispielsweise auch ein Gleichlaufgelenk oder eine biegeweiche Verbindung verwendet
werden. Falls Mastfuß und Fahrschemel (15a) zueinander einen lotrechten Winkelfehler
aufweisen, führt dieser nicht zu Zwängungen, weil das Kardangelenk (20a) oder eine
entsprechende biegeweiche Verbindung Winkelabweichungen aufnehmen kann. Hierdurch ist
eine wesentliche Voraussetzung für eine gleichmäßige Belastung der vier angetriebenen
Laufräder (7a) geschaffen, so daß es möglich ist Elastomere aus beispielsweise thermo
plastischen Materialien auch für stark beanspruchte Laufräder einzusetzen. Die Lagerung des
Kardangelenkes (20a) in dem unteren Fahrschemel (15a) kann an den beiden äußeren Zapfen
des Kardangelenkes (20a) in elastischen Gummimetallagern (21 a) erfolgen. In der Mittel
bohrung des Kardangelenkes (20a) ist das untere Ende (27a) der Drehachse (27) drehfest mit
dem Kardangelenk (20a) verbunden. Zwischen den Mastfußlagern (29, 30) kann ein
elektrischer Drehantrieb (23) angeordnet sein, der mit der Drehachse (27) drehfest verbunden
ist. Er stützt seine Reaktionskräfte über sein Getriebegehäuse (23a) an einer Konsole im
Mastfuß ab. Der Drehantrieb (23) wird dann eingesetzt, wenn das Regalbediengerät z. B.
innerhalb der Regalgasse den Mast um die Drehachse (27) und die Mastkopfachse (28)
schwenken soll. In diesem Fall wird der Mast (1) über den Drehmotor (23) in den Mastfuß
lagern (29, 30) und in entsprechenden Mastkopflagern gegenüber den Fahrwerken geschwenkt.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das obere Fahrwerk und dessen Lagerung im Mastkopf des
Regalbediengerätes und die obere Führungsschiene der erfindungsgemäßen Regalanlage. Der
Mastkopf ist mit den Mastkopflagern (31, 32) versehen, in welche die Mastkopfachse (28)
eintaucht. Die Mastkopfachse (28) ist entweder frei beweglich oder wird ggf. von einem an der
Mastkopfachse (28) angeordneten weiteren Drehantrieb synchron zu einem unteren Dreh
antrieb angetrieben. Das obere Fahrwerk kann sich in den Mastkopflagern (31, 32) drehen und
über die Mastkopfachse (28) eine vertikale Relativbewegung zum Mastkopf ausführen. Die
vertikale Bewegung ist erforderlich um Zwängungen zu verhindern, wenn die untere
Führungsschiene und die obere Führungsschiene (5b) zueinander Höhentoleranzen aufweisen.
Zwischen den Mastkopflagern (31, 32) befindet sich an der Mastkopfachse (28) ein
ringförmiger, in zwei Richtungen wirkender mechanischer Anschlag (24), der das Ausfädeln
der Mastkopfachse (28) - die über das obere Kardangelenk (20b) mit dem oberen Fahrwerk
verbunden ist - aus dem Mastkopf verhindert. Des weiteren ist am Mastkopf ein Endlagen
begrenzungsschalter (25a) angeordnet, der einen unteren Fahrmotor und den oberen Fahrmotor
(8b) aus Sicherheitsgründen zwangsweise abschaltet, wenn der Mast eine unzulässige
Schiefstellung in Fahrtrichtung einnimmt. Hierzu ist der ringförmige Anschlag (24) mit einer
Verlängerung (26) versehen, die den Endlagenbegrenzungsschalter (25a) betätigt. Ein weiterer
Endlagenbegrenzungsschalter (25b) ist dafür vorgesehen, den unteren Fahrmotor und den
oberen Fahrmotor (8b) des unteren und oberen Fahrwerks abzuschalten, wenn sich die obere
Führungsschiene (5b), z. B. unter Einwirkung von Schneelasten auf das Hallendach, unzulässig
abgesenkt hat. Am senkrechten Steg der oberen Führungsschiene (5b) ist ein Meßband (18b)
angeordnet, über welchem ein oberes Wegemeßsystem Wegeinformationen erhält. Das obere
Fahrwerk wird aus dem Fahrschemel (15b), den angetriebenen Laufrädern (7b), den Gegen
rollen (14b), den Führungsrollen (4b) den oberen Antriebsachsen (16b) und dem oberen
Fahrmotor (8b) gebildet. Die Antriebsachse (16b) ist verkürzt dargestellt, denn der obere
Fahrmotor (8b) muß unbehindert um mindestens 180° um den Mast (1) schwenken können.
Durch das Kardangelenk (20b) besitzt das obere Fahrwerk eine allseitige Winkelbeweglichkeit
und kann sich z. B. auf verdrehte und/oder wellenförmig verlegte Führungsschienen (5b)
zwängungsfrei einstellen. Statt des Kardangelenkes (20b) kann beispielsweise auch ein
Gleichlaufgelenk oder eine biegeweiche Verbindung verwendet werden. Zur Geräusch
reduzierung kann das obere Kardangelenk (20b) an seinen äußeren Zapfen in Gummimetal
lagern (21b) im oberen Fahrschemel (15b) gelagert sein. Das obere Fahrwerk überträgt die
Stütz- und Antriebskräfte des oberen Fahrmotors (8b) auf die obere Führungsschiene (5b).
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte erfindungsgemäße Regalanlage mit vier
Gassen, gerade- und bogenförmig angeordneten Führungsschienen, vier Schienenweichen (35,
36, 37, 38), den Mast im Schnitt und der Last des Regalbediengerätes sowie verschiedene
Arbeitspositionen eines Regalbediengerätes. Die Arbeitspositionen (41, 42, 43, 44) des
Regalbediengerätes sind beispielhaft herausgegriffen. In der Arbeitsposition (41) befindet sich
das Regalbediengerät in der Endposition der linksseitigen Gasse (39) und bedient das letzte
Regalfach der Regalzeilen (45, 46). In Arbeitsposition (42) hat das Regalbediengerät mit der
Last den Schwenkwinkel 90° eingenommen und schwenkt hierbei mit dem vorderen Teil
durch ein leeres Regaldoppelfach des Regals (46). Der dargestellte Halbkreis umschreibt den
größten Drehkreis. Beim Wenden schwenkt das Regalbediengerät in der Gasse (39) um 180°
und kann danach den gegenüberliegenden Anfang der Regale (46, 47) bedienen. In diesen
Fällen werden Mast, Hubwagen, Lastaufnahmemittel und Last des Regalbediengerätes mit
Hilfe eines Drehantriebes gegenüber dem unteren Fahrwerk (2a) und einem gleichartigen nicht
dargestellten oberen Fahrwerk geschwenkt. Zum Wenden in einer Gasse ist Voraussetzung,
daß der rückwärtige Überhang des Regalbediengerätes kleiner als der Abstand der Führungs
schiene (5a) zum Regal in der jeweiligen Gasse ist. In der Arbeitsposition (44) hat das Regal
bediengerät auf der gebogenen unteren Führungsschiene (5e) der Schienenweiche (35) und
einem gleichartigen nicht dargestellten Kurvenbogen einer oberen Schienenweiche eine
Winkelstellung von ca. 45° eingenommen. Gegenüber der Arbeitsposition (41) hat der
Drehantrieb den Mast um ca. 90° entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. An den unteren
und oberen Führungsschienen (5c) des Kopfganges (40), der quer zu den Regalgassen (39)
verläuft, kann das Regalbediengerät in der Arbeitsposition (43) quer zu den Gassen (39)
verfahren, bis es z. B. das rechtsseitige Ende des Kopfganges (40) erreicht. Durch Drehen des
Mastes mittels des Drehantriebes kann das Regalbediengerät in Arbeitsposition (44) auch im
Kopfgang (40) wenden. Unterer Fahrmotor (8a) und oberer nicht dargestellter Fahrmotor
behalten beim Schwenken des Mastes ihre ursprüngliche Winkellage zur Führungsschiene (5c)
bzw. zu der Führungsschiene (5a) bei. Der Fahrmotor (8a) ist so angeordnet, daß der Mast
einen Schwenkwinkel von mindestens ± 90° ausführen kann. Am rechtsseitigen Ende des
Kopfgangregales (50) kann das Regalbediengerät somit die Last in das letzte Fach des
Kopfgangregales (50) einlagern. Bereitstellplätze für die Last können an den von außen
zugänglichen Stirnseiten der Gassen (39) und/oder den Stirnseiten des Kopfganges (40), sowie
in allen von außen zugänglichen Regalfächern der Regale (45, 46, 47, 48, 49, 50) angeordnet
sein. Die kleinste erforderliche Breite des Kopfganges (40) resultiert aus dem kleinsten
kollisionsfreien Schwenkradius des mit Last beladenen beispielhaften Regalbediengerätes in
Arbeitsposition (44) zum Regal (45, 46). Die kleinste Kopfgangbreite wird erreicht, wenn das
Regalbediengerät beim Durchfahren eines Kurvenbogens der Schienenweiche (35), mit dem
Drehantrieb eine genau definierte Gegenschwenkbewegung des Mastes ausgeführt, so daß die
für die Last eine weitgehende Parallelbewegung zur Führungsschiene (5a) ausführt.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Schienenweiche der erfindungsgemäßen
Regalanlage. Aufgrund des äußerst kurzen Radabstandes des Regalbediengerätes kann der
Kurvenradius extrem klein gehalten werden. Auf der Weichenzunge (51) sind die mit Schleif
leitungen versehenen Führungsschienen (5d, 5e) angeordnet. In der dargestellten Weichen
stellung ist eine Kurvenfahrt möglich. Die zweite Weichenstellung für die Geradeausfahrt ist
gestrichelt dargestellt. Durch eine nicht dargestellte elektrische Verriegelung wird sicherge
stellt, daß das Regalbediengerät nur auf die gebogene Führungsschiene (5e) auffahren kann,
wenn sich die entsprechenden Führungsschienen (5a, 5c, 5e), bzw. (5c, 5d) gegenüberstehen.
Die dargestellte Schienenweiche wird an jedem Schienenabzweig, sowohl an den unteren
Führungsschienen (5a, 5c) als auch an den nicht dargestellten analogen oberen Führungs
schienen, benötigt. Da sich die Schleifleitung und die Meßbänder für die Wegemeßsysteme
des Regalbediengerätes an den Führungsschienen befinden und das Regalbediengerät über
mitfahrende Fahrantriebe verfügt, kann es für Lager- und Transportanwendungen in beliebig
langen Streckensystemen mit beliebig vielen Gassen der erfindungsgemäßen Regalanlage
eingesetzt werden.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Regalgasse der erfindungsgemäßen
Regalanlage mit dem Regalbediengerät, seinem unteren Fahrwerk und einen Schnitt durch den
Mast in der Schwenkposition (A) der Last. Wenn das Regalbediengerät mit seinen Fahrwerken
die Führungsschiene (5c) des Kopfganges (40) über die Schienenweiche (35) verlassen und
sich in die untere Führungsschiene (5a) und die nicht dargestellte obere Führungsschiene der
Gasse (39) eingefädelt hat, kann es in der Schwenkposition (A) die Regalzeilen (45, 46)
bedienen. Beim Überfahren der unteren Schienenweiche (35) und einer nicht dargestellten
gleichartigen oberen Schienenweiche durchlaufen die Fahrwerke einen Kurvenbogen von 90°.
Die Antriebsachsen (16a) stehen senkrecht zu der Führungsschiene (5a) und der am unteren
Fahrwerk befestigte Fahrmotor (8a) befindet sich in Schwenkposition (A) zwischen der
Regalzeile (46) und der Führungsschiene (5a). Der Fahrmotor (8a) ist darüber hinaus so
angeordnet, daß er unbehindert die bevorzugten Schwenkwinkel 0°, +90° und -90° des Mastes
(1) erreichen kann, ohne mit dem Mast oder anderen Teilen des Regalbediengerätes zu
kollidieren.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen beispielhaften Kopfgang der erfindungsgemäßen
Regalanlage mit dem Regalbediengerät in den Schwenkpositionen (A) und (B) der Last. Das
Regalbediengerät befindet sich, nachdem es die Gasse (39) und die Führungsschiene (5a)
sowie die nicht dargestellte obere Führungsschiene in Schwenkposition (A) verlassen hat,
innerhalb des Kopfganges und der Führungsschienen (5c) mit der Last (10) in einer Arbeits
position bei der es die Last (10) in ein Fach des Kopfgangregales (50) einlagern kann. Die
unteren Antriebsachsen (16a) des Fahrantriebes (2a) stehen senkrecht zu der Führungsschiene
(5c). Mast (1), Hubwagen (9) und Last (10) befinden sich mit ihren Mittellinien
deckungsgleich zur Mittellinie der Führungsschiene (5c). Der Fahrmotor (8a) befindet sich
zwischen Kopfgangregal (50) und Führungsschiene (5c). Der größte Schwenkkreisradius ist
strichpunktiert dargestellt, er entsteht an der Lastdiagonalen. Da der Mast (1) bei der
erfindungsgemäßen Regalanlage sozusagen "auf der Stelle dreht", ergibt sich ein extrem
kleiner Schwenkkreisradius. Im Kopfgang kann wahlweise die Schwenkposition (A) oder (B)
eingenommen werden. Dieses führt zu einem extrem schmalen Kopfgang von beispielsweise
nur ca. 2 m Breite bei einem ca. 24 m hohen Regalbediengerät mit Europalette 800 × 1200
und der dargestellten Längseinlagerung der Last (10) in das Kopfgangregal (50). Darüber
hinaus ermöglichen die um 90° versetzten Schwenkpositionen (A) und (B) sowie eine
zusätzlich mögliche Schwenkposition 180° eine nahezu beliebige Anordnung für Abgabe- und
Bereitstellplätze der Last (10) im Regallager, so daß auf die üblichen Horizontalförderer in der
Lagervorzone ggf. verzichtet werden kann.
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht auf eine herkömmliche Regalanlage der Fa. DEMAG,
bestehend aus Führungsschienen und Regalbediengerät. Das untere Fahrwerk (2a), der
Doppelmast (1) und das obere Fahrwerk (2b) des Regalbediengerätes sind miteinander
biegesteif verbunden. Das Regalbediengerät wird an den Schienen (5a, 5b) geführt und stützt
sein Gewicht über die Laufräder (7, 7a) auf der unteren Schiene (5a) ab. Die seitliche Führung
der Regalbediengerätes wird von den Führungsrollen (4a, 4b) übernommen. Innerhalb des
Doppelmastes (1) befindet sich ein Hubwagen (9) mit einem Lastaufnahmemittel (12) und
einer Last (10). Das Laufrad (7a) wird von einem Fahrmotor (8a) angetrieben, es rollt auf der
unteren Führungsschiene (5a) ab. Im Bereich des oberen Fahrwerkes (2b) ist ein Dämpfungs
antrieb (11) angeordnet, der an der oberen Führungsschiene kraftschlüssig abrollt. Der Antrieb
des Regalbediengerätes erfolgt kraftschlüssig und überwiegend über das Laufrad (7a), der
kleinere Dämpfungsantrieb (11) dient vornehmlich zur Dämpfung von Mastschwingungen, die
bei Änderungen der Fahrgeschwindigkeit durch die Massenträgheit des Regalbediengerätes
und die Federwirkung des Mastes (1) entstehen.
Bezugszeichenliste
1 Mast
1a Mastfuß
1b Mastkopf
2a Fahrwerk unten
2b Fahrwerk oben
3 Winkelsensor
4a Führungsrolle unten
4b Führungsrolle oben
5a Führungsschiene unten
5b Führungsschiene oben
5c Führungsschiene Kopfgang
5d Führungsschiene gerade
5e Führungsschiene gebogen
6 Schaltschrank
7 Laufrad
7a Laufrad unten
7b Laufrad oben
8a Fahrmotor unten
8b Fahrmotor oben 9 Hubwagen
10 Last
11 Dämpfungsantrieb
12 Lastaufnahmemittel
13 Mastführungsschiene
14a Gegenrolle unten
14b Gegenrolle oben
15a Fahrschemel unten
15b Fahrschemel oben
16a Antriebsachse unten
16b Antriebsachse oben
17a Schleifleitungen
18a Meßband unten
18b Meßband oben
19 Druckring
20a Kardangelenk Mastfuß
20b Kardangelenk Mastkopf
21a Gummimetallager
21b Gummimetallager
22 Kragen
23 Drehantrieb
23a Getriebegehäuse
24 Anschlag
25a Endlagenbegrenzungsschalter
25b Endlagenbegrenzungsschalter
26 Verlängerung
27 Drehachse
27a Drehachse, unteres Ende
28 Mastkopfachse
29 Mastfußlager
30 Mastfußlager
31 Mastkopflager
32 Mastkopflager
33 Wegemeßsystem unten
34 Wegemeßsystem oben
35 Schienenweiche
36 Schienenweiche
37 Schienenweiche
38 Schienenweiche
39 Gasse
40 Kopfgang
41 Arbeitsposition Regalbediengerät
42 Arbeitsposition Regalbediengerät
43 Arbeitsposition Regalbediengerät
44 Arbeitsposition Regalbediengerät
45 Regalzeile
46 Regalzeile
47 Regalzeile
48 Regalzeile
49 Regalzeile
50 Kopfgangregal
51 Weichenzunge
A Schwenkposition Last
B Schwenkposition Last
1a Mastfuß
1b Mastkopf
2a Fahrwerk unten
2b Fahrwerk oben
3 Winkelsensor
4a Führungsrolle unten
4b Führungsrolle oben
5a Führungsschiene unten
5b Führungsschiene oben
5c Führungsschiene Kopfgang
5d Führungsschiene gerade
5e Führungsschiene gebogen
6 Schaltschrank
7 Laufrad
7a Laufrad unten
7b Laufrad oben
8a Fahrmotor unten
8b Fahrmotor oben 9 Hubwagen
10 Last
11 Dämpfungsantrieb
12 Lastaufnahmemittel
13 Mastführungsschiene
14a Gegenrolle unten
14b Gegenrolle oben
15a Fahrschemel unten
15b Fahrschemel oben
16a Antriebsachse unten
16b Antriebsachse oben
17a Schleifleitungen
18a Meßband unten
18b Meßband oben
19 Druckring
20a Kardangelenk Mastfuß
20b Kardangelenk Mastkopf
21a Gummimetallager
21b Gummimetallager
22 Kragen
23 Drehantrieb
23a Getriebegehäuse
24 Anschlag
25a Endlagenbegrenzungsschalter
25b Endlagenbegrenzungsschalter
26 Verlängerung
27 Drehachse
27a Drehachse, unteres Ende
28 Mastkopfachse
29 Mastfußlager
30 Mastfußlager
31 Mastkopflager
32 Mastkopflager
33 Wegemeßsystem unten
34 Wegemeßsystem oben
35 Schienenweiche
36 Schienenweiche
37 Schienenweiche
38 Schienenweiche
39 Gasse
40 Kopfgang
41 Arbeitsposition Regalbediengerät
42 Arbeitsposition Regalbediengerät
43 Arbeitsposition Regalbediengerät
44 Arbeitsposition Regalbediengerät
45 Regalzeile
46 Regalzeile
47 Regalzeile
48 Regalzeile
49 Regalzeile
50 Kopfgangregal
51 Weichenzunge
A Schwenkposition Last
B Schwenkposition Last
Claims (45)
1. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät, welches mit am
Regalbediengerätemast in der Höhe verfahrbarem Hubwagen mit horizontal verschieb
barem Lastaufnahmemittel und mit getrennt antreibbaren Fahrwerken versehen ist, die
kraftschlüssig auf ortsfest angeordnete untere und obere Führungsschienen wirken,
dadurch gekennzeichnet, daß das am Mastfuß (1a) angeordnete Fahrwerk (2a) an der
unteren Führungsschiene (5a) und das am Mastkopf (1b) angeordnete Fahrwerk (2b) an
der oberen Führungsschiene (5b) unter allen Betriebsbedingungen in einem
Wegegleichlauf gehalten werden und somit der Mast (1) des Regalbediengerätes in
einer vorzugsweise lotrechten Ausrichtung gehalten wird.
2. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrmotoren (8a, 8b) der Fahrwerke (2a,
2b) in der Leistung etwa gleich stark sind.
3. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient der kraftschlüssig übertrag
baren horizontalen Antriebskräfte der Fahrwerke (2a, 2b) zu der an den Fahrwerken
(2a, 2b) wirkenden Summe der vorhandenen Massen- und Kippkräfte 1.5 ist.
4. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssig übertragbaren
horizontalen Antriebskräfte der angetriebenen Laufräder (7a, 7b) durch einstellbare
oder gefederte Gegenrollen (14a, 14b) erhöht werden.
5. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrmotoren (8a, 8b) der Fahrwerke (2a,
2b) vorzugsweise Drehstromsynchron-, Drehstromasynchron-, Schritt- oder Gleich
strommotoren sind.
6. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Fahrmotoren (8a, 8b) der Fahrwerke
(2a, 2b) Sicherheitsbremsen angeordnet sind, die das Regalbediengerät bei Unter
brechung der Energiezufuhr und im Notfall sowie im Stillstand mechanisch abbremsen
oder festsetzen.
7. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung des Wegegleichlaufes das
untere Fahrwerke (2a) über ein eigenes Wegemeßsystem (33) und das obere Fahrwerk
(2b) über ein eigenes Wegemeßsystem (34) verfügt.
8. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichlaufregelung der Fahrwerke (2a,
2b) Durchmessertoleranzen sowie unterschiedlichen Schlupf der unteren Laufräder (7a)
und der oberen Laufräder (7b) sowie gegebenenfalls vom Sollwert abweichende Dreh
zahlen der Fahrmotoren (8a, 8b) ausgleicht.
9. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 7
und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Wegegleichlaufes der Fahrwerke
(2a, 2b) nach dem "Master/Slave" Prinzip erfolgt.
10. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß als "Master" das Wegemeßsystem (33) oder
(34) dient, dessen zugehöriger Fahrmotor (8a) oder (8b) jeweils im Augenblick im
Antriebs- oder Bremsmoment höher belastet ist.
11. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fahrwerken (2a, 2b) die Laufräder
(7a, 7b) in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind.
12. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fahrwerken (2a, 2b) die Laufräder
(7a, 7b) in Fahrtrichtung nebeneinander angeordnet sind.
13. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwerke (2a) und (2b) in der Verti
kalen winkelbeweglich mit dem Mast (1) verbunden sind.
14. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 1 1
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das unteres Fahrwerk (2a) und oberes Fahrwerk
(2b) über je vier Laufräder verfügen, die in den Fahrschemeln (15a, 15b) in Fahrt
richtung hintereinander und auf den Antriebsachsen (16a, 16b) nebeneinander ange
ordnet sind.
15. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwerke (2a, 2b) den Kopf der
Führungsschienen (5a, 5b) allseitig umfassen.
16. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 11
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufräder (7a, 7b), die Gegenrollen (14a, 14b)
und Führungsrollen (4a, 4b) aus Elastomeren, vorzugsweise Thermoplasten, hergestellt
sind.
17. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 11
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Fahrwerk (2a) über eine senkrecht
angeordnete Drehachse (27) und das obere Fahrwerk (2b) über eine Mastkopfachse
(28) winkelbeweglich, vorzugsweise in Kardangelenken (20a, 20b) oder Gleichlauf
gelenken, am Mast (1) befestigt sind.
18. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Kardangelenke (20a, 20b) in den Fahr
schemeln (15a, 15b) in Gummimetallagern (21a, 21b) gelagert sind.
19. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie der Kardangelenke (20a, 20b) in der
Nähe des Gesamtschwerpunktes des Regalbediengerätes angeordnet ist.
20. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 17
bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an dem oberen Kardangelenk (20b), eine Mast
kopfachse (28) befestigt ist, die in den Mastkopflagern (31, 32) axial verschiebbar
angeordnet ist.
21. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebung der Mastkopfachse
(28) in ihrer Amplitude durch einen Anschlag (24), der sich an den Stirnseiten der
Mastkopflager (31, 32) abstützt, mechanisch begrenzt ist.
22. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 20
und 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei unzulässiger Schiefstellung des Mastes (1) die
Fahrmotoren (8a, 8b) abgeschaltet werden.
23. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 20
und 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei unzulässiger Abweichung des vertikalen
Abstandes der Führungsschienen (5a, 5b) die Fahrmotoren (8a, 8b) abgeschaltet
werden.
24. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 22
und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Fahrmotoren (8a, 8b) über
die Endlagenbegrenzungsschalter (25a, 25b) erfolgt, die von einer Verlängerung (26)
des Anschlags (24) der Mastkopfachse (28) betätigt werden.
25. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei unzulässiger Schiefstellung des Mastes
(1) über einen Winkelsensor (3) der Winkel, bzw. Winkelgeschwindigkeit oder
Winkelbeschleunigung erfaßt, aus Sicherheitsgründen eine Abschaltung der Fahr
motoren (8a, 8b) erfolgt.
26. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelsensor (3) in etwa halber Masthöhe
angeordnet ist.
27. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwerke (2a, 2b) gegenüber dem Mast
(1) in der horizontalen Ebene schwenkbar gelagert sind.
28. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwerke (2a, 2b) über eine Drehachse
(27) bzw. eine Mastkopfachse (28) in den Mastfußlagern (29, 30) und den Mastkopf
lagern (31, 32), mit einem Drehantrieb (23) oder mehreren Drehantrieben, geschwenkt
werden.
29. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 27
und 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (1) gegenüber den Fahrwerken (2a, 2b)
vorzugsweise in den Schwenkwinkelpositionen 0°, +90° und -90° fixiert wird.
30. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrmotoren (8a, 8b) neben dem Mast (1)
angeordnet sind und diese Anordnung Schwenkwinkel von 0°, +90° und -90° des
Mastes (1) zuläßt.
31. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Ausrichtung des Mastes (1)
von der Lotrechten abweicht.
32. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des Mastes (1) während der
Fahrbewegung des Regalbediengerätes veränderbar ist.
33. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Regalbediengerät im stromlosen
Zustand von mechanisch wirkenden Sicherheitsbremsen, die an den Fahrmotoren (8a,
8b) angeordnet sind, in einer vorgegebenen Ausrichtung des Mastes (1) gehalten wird.
34. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (5a, 5b) in Längs
richtung zueinander möglichst unverschieblich angeordnet sind.
35. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine durchgehende untere Führungsschiene
(5a) und eine durchgehende obere Führungsschiene (5b) im Kopfgang (40) bogen
förmige Abschnitte bilden und somit mindestens zwei Gassen miteinander verbunden
werden.
36. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Führungsschienen (5a, 5c) und
die oberen Führungsschienen (5b) Abzweigungen bilden, an deren Schnittpunkten
Schienenweichen (35, 36, 37, 38) mit Führungsschienen (5d, 5e) angeordnet sind.
37. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Schienenweichen (35, 36, 37, 38)
und zugeordnete gleichartige obere Schienenweichen lotrecht übereinander angeordnet
sind.
38. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 36
und 37, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Weichenzunge (51) der Schienen
weichen (35, 36, 37, 38) verlängerte Führungsschienen (5d) und um 90° gebogene
Führungsschienen (5e) angeordnet sind.
39. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezuführung des Regalbedien
gerätes über Schleifleitungen (18a) erfolgt, die am Steg der Führungsschienen (5a, 5c,
5d, 5e) angeordnet sind.
40. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an der unteren Führungsschiene (5a) ein
unteres Meßband (18a) und an der oberen Führungsschiene (5b) ein oberes Meßband
(18b) angeordnet ist.
41. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen der Führungsschienen (5a,
5b, 5c, 5d, 5e) mit einer rauhen Oberfläche versehen sind.
42. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den Ansprüchen 35
bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schienenweichen (35, 36, 37, 38) und
Führungsschienen (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) ein Streckensystem für das Regalbediengerät
bilden.
43. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach dem vorstehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Regalbediengerät im Streckensystem mit
den eigenen Fahrwerken (2a, 2b) verfährt.
44. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Bereitstellplätze für die Last (10) an den von
außen zugänglichen Stirnseiten der Gassen (39) und/oder den Stirnseiten des Kopf
ganges (40), sowie in allen von außen zugänglichen Regalfächern der Regale (45, 46,
47, 48, 49, 50) angeordnet sind.
45. Regalanlage mit an Schienen geführtem Regalbediengerät nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (1), die Fahrwerke (2a, 2b), der
Hubwagen (9) und die Schienenweichen (36, 37, 38) einen Baukasten bilden, aus dem
Regalanlagen für unterschiedliche Anforderungen gebildet werden.
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DEMATIC GMBH & CO. KG, 63073 OFFENBACH, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |