DE3219179C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stapelregal für Langgut nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei diesem aus der DE-AS 12 18 352 vorbekannten Stapelregal sind die einzelnen Langgut-Kassetten der höheren Ebenen miteinander über lösbare, selbsttätig einrastende Kupplungen verbindbar. Die Arbeitsweise ist dabei wie folgt: Bei Beginn eines neuen Be- oder Entladevorganges befinden sich die freien Kassettenplätze ober­ halb der Zielkassette des letzten Be- oder Entladevorgangs. Wird nun eine andere Zielkassette ausgewählt, so werden die Kassetten der über der neuen Zielkassette liegenden Ebenen zunächst so be­ wegt, daß der zuvor vorhandene freie Kassettenplatz nunmehr be­ setzt ist und die Kassetten der darüberliegenden Ebenen eine lückenlose Kette bilden. Anschließend wird dann eine der Kupplungen gelöst und durch erneute Verschiebung ein neuer Freiplatz an anderer Stelle geschaffen.

Bei dieser Ausführung muß sichergestellt sein, daß die Kupplungs­ vorrichtungen zuverlässig arbeiten. Rastet einmal eine Kupplung nicht selbsttätig ausreichend ein, so treten früher oder später Fehlpositionierungen auf. Nachteilig ist hierbei, daß eine Fehl­ funktion einer Kupplung dann nicht sofort erkannt werden kann, wenn der Freiplatz der zugehörigen Ebene zum Antrieb hin verscho­ ben wird, denn die nicht eingerückte Kupplung macht sich erst dann bemerkbar, wenn ein Freiplatz vom Antrieb wegverschoben werden soll.

Bei einer automatisierten Steuerung des Stapelregals kann ein Funktionsfehler einer Kupplung zu Beeinträchtigungen des Funk­ tionsablaufes und Beschädigungen am Stapelregal selbst führen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Stapelregals der eingangs genannten Art zu vermeiden und das vorbekannte Stapelregal dahingehend zu ver­ bessern, daß bei einem weitgehend mechanisierten Stapelregal die Betätigung bei Be- und Entladevorgängen sicherer ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stapelregal mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Bei diesem Stapelregal sind die an jeder Langgut-Kassette anzu­ ordnenden, der Mitnahme dienenden Teile besonders einfach aus­ gebildet, die komplizierten Teile der Antriebsmechanik be­ finden sich am Gestell und nicht an den Langgut-Kassetten. Da­ durch können die einzelnen Kassetten ausgetauscht werden, ohne daß jeweils darauf zu achten wäre, daß die Kupplungsvorrichtungen jeweils exakt miteinander zusammenwirken. Bei dem rauhen Betrieb in einem Stahllager kann nicht ausgeschlossen werden, daß die Kassetten beim Be- oder Entladen Stöße erleiden und dadurch ver­ schoben werden. Es ist daher vorteilhaft, die an den Langgut- Kassetten anzuordnenden Kupplungselemente möglichst einfach aus­ zubilden, da die anderen Kupplungselemente geschützt in den Trag­ gerüsten angeordnet sind.

Weiterhin hat das Stapelregal den Vorteil, Fehler zu kompensieren. Während bei der vorbekannten Stapelregalanlage dann, wenn eine der selbsttätig einrastenden Kupplungen nicht funktioniert hat, zwangs­ läufig ein Fehler auftritt, führt ein entsprechender Fehler bei der beschriebenen Stapelregalanlage nicht zu einer falschen Position einzelner Langgut-Kassetten, weil die Mitnehmerstange über ihre einzelnen Mitnehmerscheiben direkt mit jeder Langgut-Kassette zusammenwirkt.

Da der Antrieb der Langgut-Kassetten jeweils nur um die dem Ab­ stand zweier benachbarter Kassettenplätze entsprechende Strecke S verschieben muß, werden Hubantriebe vorzugt. Insbesondere vorteilhaft sind Elektromotoren mit Schubkurbel, wobei der maxi­ male Kurbelweg der genannten Verschiebungsstrecke entspricht. Ebenfalls möglich ist ein Antrieb über Hydraulikzylinder. Der Antrieb ist vorzugsweise an einer Endseite des Gestells vor­ gesehen.

Verfahrensmäßig wird das Stapelregal so betrieben, daß nach Ab­ schluß eines Be- oder Entladevorgangs sich die freien Kassetten­ plätze oberhalb der alten Zielkassette befinden. Für einen neuen Be- oder Entladevorgang werden nun zunächst die Leerplätze der oberhalb der neuen Zielkassette befindlichen Ebene geschlos­ sen, wobei der freie Platz zwischen der Kette der Kassetten und dem Antrieb erscheint. Anschließend werden soviele Langgut- Kassetten wieder zum Antrieb hingeschoben, daß der Freiplatz an der richtigen, gewünschten Stelle auftritt. Dabei können die Schienen der Traggerüste leicht gegenüber der Horizontalen schräg verlaufen, so daß die Kassetten selbsttätig in eine Aus­ gangsstellung (freie Kassettenplätze am höchsten Ende der schiefen Ebene) zurückrollen.

Mehrere Stapelregale lassen sich sehr platzsparend zu einer Stapel­ regalanlage zusammenfassen, wenn Traggerüste verwendet werden, an denen vorn und hinten Schienen angeordnet sind, so daß sie beid­ seitig Kassetten tragen können. Zwischen den Stapelregalen bleibt damit praktisch kein Platz frei, gegenüber der dichtest möglichen An­ ordnung von Kassetten gehen lediglich die Plätze verloren, die als Freiplätze für die Querverschiebung in den höheren Ebenen offen­ zuhalten sind. Der Zugang erfolgt lediglich von oben, wobei ebenfalls der Freiraum zwischen Kran und oberster Ebene sehr klein gehalten werden kann. Insgesamt wird eine hohe Lager­ dichte erzielt.

Derartige Stapelregale bzw. Stapelregalanlagen lassen sich weitgehend automatisieren. Vorteilhafterweise läßt sich dabei der Hallenkran in beiden Bewegungsrichtungen schrittweise ver­ stellen, wobei der Abstand dieser Schritte mit der Länge bzw. dem Abstand der Langgut-Kassetten übereinstimmt. Die Beob­ achtung der Kranbewegungen erfolgt über eine Video-Kamera, die mit dem Kran mitfährt. Dadurch wird auch die Arbeitssicher­ heit beim Arbeiten am Stapelregal erhöht, weil sich kein Mensch im Bewegungsbereich der Lasten befinden muß. Dies ist eine deut­ liche Verbesserung gegenüber dem vorbekannten Stapelregal, bei dem jede Kassette eine Bühne für Personal aufweist.

Weitere Merkmale der Erfindung finden sich in den übrigen Ansprüchen. In der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er­ läutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Frontansicht eines Stapelregallagers mit vier Ebenen zu je m = 10 Plätzen,

Fig. 2 eine Draufischt auf die jeweils jedem Platz im Stapelregallager nach Fig. 1 zugeordneten Mitnehmer­ scheiben,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Stapelregalanlage mit zwei Stapelregalen mit je m = 10 Plätzen, und

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Schubmotors mit Schubstange und Mitnehmerstange, auf der eine Mitnehmerscheibe gem. Fig. 2 angeordnet ist.

Das in Fig. 1 in Frontansicht gezeigte Stapelregal für Langgut ist insbesondere für stabförmige Stahlteile, beispielsweise Pro­ filstahl usw. ausgelegt. Derartige Teile sind zum Teil mehrere Meter lang. Profilgleiche Teile werden jeweils in Langgut-Kassetten (20) gelagert.

Das Stapelregal besteht aus einem nach oben offenen (siehe Fig. 3) Gestell, daß sich wiederum im wesentlichen aus zwei zueinander parallelen und voneinander im Abstand befindlichen Traggerüsten (22, 23 bzw. 23, 24) zusammensetzt. In Fig. 1 ist das vordere Trag­ gerüst 22 ersichtlich, in Fig. 3 sind drei Traggerüste 22, 23, 24 gezeigt, die insgesamt zwei Stapelregale bilden. An jedem Tragge­ rüst 22, 23, 24 sind in drei übereinander befindlichen Ebenen B, C + D angeordnete und als Schienen 26 ausgebildete Tragteile be­ festigt. Die Traggerüste 22-24 sind im wesentlichen gleich auf­ gebaut, das mittlere Traggerüst 23 gemäß Fig. 3 hat jedoch im Unterschied zu den beiden anderen, randseitigen Traggerüsten 22, 24 auf beiden Seiten Schienen 26, so daß es gemeinsam für zwei neben­ einander befindliche Stapelregale dient.

Die Kassetten 20′ der untersten Ebene A liegen unmittelbar auf dem Boden 28 auf, sie benötigen daher keine Tragteile.

Die Länge der Traggerüste 22, 23 + 24 ist so gewählt, daß insge­ samt zehn Kassetten 20 nebeneinander von den Schienen 26 ge­ tragen werden können und dabei den gesamten, zur Verfügung stehen­ den Raum beanspruchen. Die Länge der Kassetten 20, 20′ ist kleiner als der Abstand der Traggerüste 20, 23 bzw. 23, 24 voneinander, so daß die Kassetten 20, 20′ nach oben aus dem Gestell genommen werden können. Die Kassetten 20 haben an ihren in Fig. 1 sicht­ baren Stirnflächen Räder 30, mit denen sie endseitig auf den Schienen 26 aufliegen. Dadurch können sie in Richtung der Schienen 26 verfahren werden. Für diese Bewegung ist ein Antrieb 32 vor­ gesehen, der in Fig. 4 näher dargestellt ist und der später näher erläutert wird. Er ermöglicht die Verschiebung der Kassetten 20 um eine Strecke S, die dem Abstand zweier benachbarter Plätze für Kassetten 20 entspricht.

Wie aus Fig. 1 und Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Ebenen B, C und D oberhalb der untersten Ebene A jeweils nur mit neun Kassetten 20 belegt. Die Gesamtplatzzahl m = 10 wird also nicht ausgenutzt, vielmehr werden nur maximal (m-l) = 9 Plätze durch Kassetten 20 besetzt. Dadurch bleibt ein freier Kassettenplatz 34 in jeder oberen Ebene B, C = D frei. Es ist somit möglich, jede einzelne der insgesamt siebenunddreißig Kassetten 20 im Stapelregal nach Fig. 1 gezielt zu be- oder entladen. Das Be- oder Entladen geschieht mittels eines oberhalb des Gestells verfahrbaren Hallenkrans H, der in Richtung der Schienen 26 und rechtwinklig hierzu verfahren werden kann. Er trägt eine Video-Kamera, so daß seine Bewegungen von fern beobachtet werden können. Im Zustandsbild nach Fig. 1 befinden sich die leeren Plätze 34 der Ebenen B, C + D oberhalb einer Zielkassette Z der untersten Ebene A. Diese kann somit be- oder entladen werden. Soll eine andere Kassette be- oder entladen werden, beispielsweise die Zielkassette Z′ so wird der leere Platz der Ebenen C + D oberhalb dieser Zielkassette Z′ angeordnet, wodurch der Zugang zu dieser Zielkassette Z′ frei ist.

Für die Verschiebebewegung wird ein in Fig. 4 gezeigter Elektro­ motor 32′ benutzt. Er ist mit einem Kurbelarm 36 drehfest ver­ bunden, der seinerseits an einen Schubarm 38 angreift. Die freie Länge des Kurbelarms 36 zwischen seinen Drehpunkten ist gleich der halben Strecke S, d. h. bei einem halben Umlauf des Elektromotors 32′ bewegt sich das rechte, feste Lager 40 des Schubarms 38 um die Strecke S nach rechts. An diesem Lager 40 ist der Schubarm 38 an eine in Richtung der Schienen 26 bewegbare Schubstange 42 an­ gelenkt. Diese ist ihrerseits mit einer gegenüber der Schubstange drehbaren Mitnehmerstange 44 verbunden. Die Drehung der Mitnehmer­ stange 44 erfolgt an ihrem freien Ende 46 mittels eines nicht dar­ gestellten, in Winkelstufen einstellbaren Getriebemotors. Auf der Mitnehmerstange befinden sich hintereinander und im Abstand der Strecke S voneinander insgesamt 10 Mitnehmerscheiben 48, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind. Jedem Platz der höheren Ebenen B, C + D ist eine Mitnehmerscheibe 48 zugeordnet, wie aus der Zusammen­ stellung von Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist. Bis auf die in Fig. 2 ganz links gezeigte Mitnehmerscheibe 48 haben alle Mit­ nehmerscheiben 48 eine Aussparung, die sich von links nach rechts gesehen zunehmend über größere Winkel erstreckt.

Der in den Fig. 2 und 4 skizzierte Schubkurbelantrieb 32 ist für einseitigen Antrieb der höheren Ebenen B, C + D ausgelegt, einseitige Antriebe sind in den Fig. 1 und 3 dargestellt. Im Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1 hat jede Kassette 20 einen starren, mit den Mitnehmerscheiben 48 zusammenwirkenden Mitnehmer. Es sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, für jedes Stapelregal jeweils zwei Antriebe 32 vorgesehen, die synchron arbeiten und endseitig an den Kassetten 20 angreifen. Die Mitnehmerscheiben 48 sind so ausgebildet und angeordnet, daß die ganz linke Kassette 20 der Ebenen B, C + D stets mitbewegt wird, und zwar unabhängig von der Winkelstellung der Mitnehmerstange 44. In einer bestimmten Winkelstellung der Mitnehmerstange 44 überfährt die zweite Mitnehmerscheibe den Mit­ nehmer, dasselbe gilt für die folgenden Mitnehmerscheiben 48 und Mitnehmer. Deren Aussparung ist jedoch zunehmend größer, so daß bie zwei, drei usw. Winkelstellungen keine Mitnahme erfolgt.

Dieses Prinzip wird bei den weiteren Mitnehmerscheiben 48 fort­ gesetzt. In Abhängigkeit vonder jeweiligen Winkelstellung der Mit­ nehmerstange 44 werden daher mit jedem Schub des Antriebs 32 eine Kette von Kassetten 20, zumindest aber die ganz links befindliche Kassette 20, bewegt. Um die leeren Plätze 34 über der Zielkassette Z zur Zielkassette Z′ zu verschieben, werden zunächst die beiden links der leeren Plätze 34 befindlichen Kassetten 20 nach rechts an die anderen Kassetten 20 geschoben, der freie Platz erscheint links. Sodann wird die Mitnehmerstange 44 so verdreht, daß die ersten sechs Kassetten 20 der Ebenen C und D nach links gezogen werden können, der freie Platz erscheint nun oberhalb der Zielkassette Z′.

Im Rahmen der Erfindung sind andere Antriebssysteme möglich, beispielsweise kann jeder Kassette 20 ein eigener Antrieb zuge­ ordnet sein, es kann eine umlaufende Kette oder ein umlaufendes Seil benutzt werden, das schaltbare Mitnehmer trägt oder dergleichen. Sehr vorteilhaft ist eine Kombination mit einem Elektronenrechner, der stets die Positionen der einzelnen Kassetten 20 speichert und dadruch einen raschen Zugriff zur einzelnen Zielkassette Z, Z′ zuläßt.

In Fig. 3 ist gezeigt, wie zwei Stapelregale zu einer Stapelre­ galanlage zusammengefaßt wird. Man erkennt, daß eine sehr hohe Lagerdichte erreicht wird. Weitere Stapelregale können seitlich angesetzt werden, die Stapelregale können aber auch beliebig ver­ längert werden. Schließlich ist es möglich, Stapelregale mit sehr vielen Ebenen, insbesondere mehr als vier Ebenen aufzubauen. Das erfindungsgemäße Stapelregal erweist sich somit als ein Regal mit hoher Lagerdichte und sehr vielfältigen Möglichkeiten hin­ sichtlich seiner Anpaßbarkeit an die jeweiligen Bedingungen, insbesondere Räume. Es bietet sich an, die Stapelregale in Bau­ kastenform auszubilden.

Anstelle von Rädern 30 als Gleitteile können auch andere Gleit­ teile eingesetzt werden. Insbesondere ist es möglich, die Räder 30 relativ hoch anzuordnen, so daß die Kassetten 20 an den Rädern 30 hängen.

In Fig. 3 schließlich ist schematisch eingezeichnet, wie sich ein Hallenkran H bewegen kann. Da sich die Kassetten 20, 20′ stets auf festen, vorgegebenen Plätzen befinden, ist ein Halt des Hallenkrans an vorgegebenen Stops 52 vorteilhaft. In der in Schienenrichtung verlaufenden Bewegungsrichtung des Hallen­ krans H haben diese Stops 52 einen Abstand, der der Strecke S entspricht. In der Richtung rechtwinklig hierzu sind die Stops 52 in einem Abstand, der dem Abstand zweier Traggerüste 22, 23 bzw. 23, 24 entspricht, angeordnet. Aufgrund dieser Stops 52 wird die Steuerung und der Bewegungsablauf des Hallenkrans H deutliche vereinfacht.

Die zuvor beschriebene Schematik gilt auch als Basis für eine Automatisierung des Zusammenspiels der Stapelregalanlagefunk­ tionen (Bewegen der Kassetten) mit dem Hallenkran (Be- und Entladen der Kassetten). Dieses Zusammenspiel wird durch eine entsprechend programmierbare Steuerschaltung ermöglicht.

Sofern in den Kassetten Stahlteile eingelagert werden, ist am Hallenkran H ein Lasthebemagnet angeordnet. Das erfindungs­ gemäße Stapelregal eignet sich jedoch auch für Nichteisenteile, z. B. Aluprofilstangen, Kunststoffprofile u. dgl., wobei jedoch der Hallenkran nicht mit einem Lasthebemagneten, sondern mit einer anderen Hebe- bzw. Greifvorrichtung ausgerüstet werden muß.

Claims (5)

1. Stapelregal für Langgut, insbesondere für stabförmige Stahl­ teile, mit einem nach oben offenen Gestell und mit einer Viel­ zahl von gleiche Längen- und Breitenabmessungen aufweisenden Langgut-Kassetten, die nebeneinander und in mehreren Ebenen übereinander im Gestell untergebracht sind, wobei die Lang­ gut-Kassetten der untersten Ebene ortsfest angeordnet sind und die Langgut-Kassetten der darüberliegenden, höheren Ebenen Räder aufweisen, die auf am Gestell angeordneten, jeweils jeder Ebene zugeordneten Fahrbahnen abrollen und die dadurch in ihrer Ebene zur Freigabe der jeweils darunterliegenden Langgut-Kassette in Richtung der Fahrbahnen um eine Strecke S, die dem Abstand zweier benachbarter Kassettenplätze entspricht, verschiebbar sind, und für die Verschiebung einer Gruppe benachbarter Lang­ gut-Kassetten pro Ebene ein Antrieb vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell aus Traggerüsten (22, 23, 24) aufgebaut ist, die zueinander parallel verlaufen, jeweils einen Abstand voneinander haben, der größer ist als die Längenabmes­ sung der Langgut-Kassetten (20) und an denen jeweils seitlich als Laufbahnen Schienen (26) angeordnet sind, daß der Antrieb (32) einen Elektromotor (32′) und eine von diesem in Richtung der Schienen (26) bewegbare Mitnehmerstange (44) aufweist,

• - an der hintereinander und im Abstand der Strecke S Mitnehmer­ scheiben (48) befestigt sind, die bis auf eine endseitige Mit­ nehmerscheibe jeweils eine Aussparung (50) haben, welche sich ausgehend von der genannten, endseitigen Mitnehmerscheibe über zunehmend größere Winkel erstreckt und
• - die über einen in Winkelstufen einstellbaren Getriebemotor drehbar ist,
• - und daß jede Langgut-Kassette (20) einen starren, mit den Mit­ nehmerscheiben (48) zusammenwirkenden Mitnehmer hat.

2. Stapelregal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (32) einen Schubmotor, insbesondere einen Elektromo­ tor (32′) mit Schubkurbel (36, 38) aufweist.

3. Stapelregal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (32) an einer Endseite des Gestells angeord­ net ist.

4. Stapelregal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schienen (26) eine leichte Neigung gegenüber der Horizontalen haben.

5. Stapelregal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein Traggerüst (23) an seinen beiden Seiten Schienen (26) für zu seinen beiden Seiten befindlichen Langgut-Kassetten (20) aufweist.