DE3607910A1 - Verfahren und einrichtungen fuer den umschlag von stueckgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eingreifen, Anheben und Umsetzen von Stückgut mit meist größerem als "Palettenmaß" (ca 1 qm, 1 cbm, 1 t), für inner- und außerbetriebliche Transportmittel bei Umschlaganlagen, wie z. B. zum Umschlag von PKW's in mechanischen Parkhäusern.

In der Transportkette, dem Weg der Güter von der Quelle zum Ziel, ist das Be- und Entladen (Umschlag) wiederholt vorzunehmen. Beim Umschlag besteht der größte Rationalisierungsbedarf.

1. Es sind Regalbediengeräte vom Prinzip der Gabelstapler bekannt, deren nachteiliger Kräfteverlauf durch kragende Nutzlasten bereits ein Vielfaches an Gerätgewicht bedingt und größere Nutzlasten zur weiteren überproportionalen Erhöhung des Transportmittelgewichts führen würden.

2. Es sind Schwerlastregale bzw. -bediengeräte und Flurförderzeuge bekannt, die kragende Lasten vermeiden, indem die Lastaufnahmen der Transportmittel und der Regale mit getriebenen Rollen versehen werden. Dies führt zur erheblichen Verteuerung der Regalanlage.

3. Es ist für mechanische Parkhäuser ein Verfahren patentiert (Nr. D 16 84 721 zu D 12 81 126), wonach ein Greifer mit seitlich verschiebbaren V-förmigen Gabeln die Vorderräder von innen umfasst, anhebt und auf das Hebemittel rollt. Der Raum zwischen den PKW- Vorderrädern reicht nicht, um diese Bewegungen mit ausreichend großen Gabeln auszuführen. Das Verfahren ist nicht realisierbar.

4. Es ist ein anderes Verfahren patentiert (Nr US 34 19 162), bei dem die Vorderräder aus frei kragenden Gabeln im Stellplatz von einem Wagen mit größeren Gabeln unterfahren und gehoben werden sollten. Mindestens ein Gabelpaar müßte dabei die größte, dynamische Last auf den Gabelspitzen tragen. Neben den kostentreibenden Einrichtungen pro Platz, hat dieses Verfahren andere funktionsverhindernde Fehler, wegen denen es nicht realisierbar ist.

Die bekannten Verfahren und Geräte weisen folgende Nachteile auf
- das Gut wird nicht direkt sicher gegriffen,
- kritischer Kräfteverlauf oder Einrichtungen in jedem Lagerplatz,
- Bewegungen werden einzeln geschaltet oder separat angetrieben,
weshalb sie zu teuer, zu langsam oder zu anfällig und deshalb nicht geeignet sind für automatische Spiral-Umschlaganlagen für Groß-Stückgut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umschlagverfahren für Groß-Stückgut zu schaffen, das die Verfahrensschritte zum "Beladen": Nähern, Ergreifen, Heben, Umsetzen und diejenigen zum "Entladen" vereint, vereinfacht, beschleunigt und die genannten Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet.

Der Verfahrensschritt "Ergreifen", muß beim Transport beibehalten werden, um die Aufgabe der "Ladungssicherung" zu erfüllen.

Das Verfahren soll durch geringe Anforderungen an die konstruktive Ausführung, Antriebstechnik und Steuerung mit robusten, zuverlässigen Geräten ausführbar sein.

Das erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Verfahren besteht darin, daß vonseiten eines Transportmittels, von einem einzigen Schaltsignal ausgelöst, eine einzige Kraftquelle ein bewegliches Lastaufnahmemittel rollend an das Gut heranführt, das eine formschlüssige Verbindung mit dem Gut herstellt, das Gut wenigstens teilweise anhebt, und es rollend auf das Transportmittel überführt.

Soll das Gut an anderer Stelle wieder abgeladen werden, startet ein erneutes Schaltsignal den Antrieb, daß das Lastaufnahmemittel das Gut vom Transportmittel weg rollt, absetzt, die Verbindung löst und selbst auf das Transportmittel zurückgerollt wird.

Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ähneln in den rollenden Lastaufnahmemitteln Gabelhubwagen, sind jedoch unbemannt betreibbar. Der rollende Lastübergang vom Stellplatz auf das Transportmittel macht die Anwendung des Verfahrens unabhängig vom Gewicht des Gutes. Die Greifeinheit am Hubrahmen erspart Hilfsmittel, wie z. B. Paletten. Die Ableitung aller Antriebe aus einer Kraftübertragung, verringert die Kosten, das Eigengewicht und den Zeitaufwand für die Umschlag-Zyklen erheblich. Die Ableitung der Regelungsstellgrößen aus der Kraftübertragung reduziert den Steuerungsaufwand auf ein Signal für das Be- und das Entladen.

Die Erfindung schafft somit ein Verfahren, das sich durch verblüffend einfache technische Konstruktionen mit hoher Betriebssicherheit anwenden läßt. Die genannten Merkmale erweisen sich besonders dort als vorteilhaft, wo vergleichbare Umschlagverfahren nach dem Stand der Technik bereits ihre Grenzen finden, z. B. in mechanischen Parkhäusern.

Es sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Konstruktionen von Umschlaggeräten möglich, für alle Arten mittelbar, also einachsig und unmittelbar, also mehrachsig, rollfähiger Transportbehälter; die Ausführungen unterscheiden sich durch ihre maßliche Abstimmung auf die Behältermaße und -gewichte sowie der Formgebung der Greifelemente.

Es sind schließlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgewandelte Konstruktionen zum Umschlag von nicht-rollfähigen Behältern möglich, wie z. B. für Container; in diesem Beispiel bestehen die Änderungen darin, daß die äußeren Hubrahmenteile mit genormten Drehbolzen in voller Länge unter die Containeraußenkante mit den genormten Anschlagpunkten laufen, den auf genormten mittleren Tragstegen gelagerten Container anheben und die Drehbolzen erst dann verriegelt werden; die Betätigung der Verriegelung ist der Stand der Technik.

Um die Erfindung anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels zu beschreiben, zeigen die Fig. 1-5 in Draufsicht und Schnitt A-A, B-B ein Umschlaggerät, das einen PKW zum Ein- oder Auslagern auf ein Transportmittel lädt:
1. Umschlaggerät auf dem Transportmittel in Ausgangsstellung
2. Heranführen des Wagens an das Gut (Annähern)
3. Herstellen der Verbindung zum Gut (Ergreifen)
4. Lösen des Gutes aus ursprünglicher Verbindung (Anheben) mit Detail
5. Überführen des Gutes auf das Transportmittel.

Fig. 1 zeigt das Umschlaggerät (3) auf der Ladefläche des Transportmittels (1). Tragender Teil des Umschlaggerätes (3) ist ein Wagen (10), aus einem Hubrahmen (11) mit Längs- (12) und Querstreben (13) auf festen Fahrwerken (14) am hinteren Teil des Wagens (10) bzw. verschiebbaren Fahrwerken (15) am Vorderteil, welche durch in Fig. 4a sichtbare Gelenke (16) mit dem Hubrahmen (11) verbunden sind.

Die beiden zu den PKW-Vorderrädern (2) weisenden U-förmigen Bereiche sind maßlich darauf abgestimmt, daß die inneren Längsstreben (12) zwischen die Vorderräder (2) der kleinsten PKW-Spur passen und die äußeren Längsstreben (12) außerhalb der Vorderräder (2) mit der größten PKW-Spur vorbei laufen, da diese PKW's durch externe Maßnahmen ausreichend genau zentriert sind.

Die Schräge der Querstreben (13) sowie die Öffnungswinkel der vorderen Schenkel der Riegel (22) sind aufgrund einer umfassenden Analyse der relevanten Maße abgestimmt auf die kleineren Reifendurchmesser bei kleiner Spur und die größeren Reifendurchmesser bei großer Spur.

Der hintere Teil des Wagens (10) ist über Deichseln (9) und den Mitnehmer (8) mit Ketten (7) verbunden, die um paarige Kettenräder (6) umlaufen, deren hintere auf einer Treibachse (5) stecken, die der Motor (4) antreibt.

Die Deichseln (9) sind etwas länger als der Kettenraddurchmesser. Beim Greifvorgang wirken an Deichseln (9) befestigte Drücker (17) auf Lenkhebel (18), sodaß Zugstangen (19) über Umkehrhebel (20) die Schieber (21) betätigen, wodurch Riegel (22) um Achsen (23) hinter den Vorderrädern (2) quer über die Längsstreben (12) des Hubrahmens (11) schwenken.

Beim Hubvorgang zieht der Mitnehmer (8) über die Pleuel (24) das Hubscheit (25) in der Führung (26) zurück, daß die Siele (27) die Fahrwerke (15) unter dem Hubrahmen (11) zurücksetzen, wodurch die Gelenke (16) aufgestellt werden und so der Hubrahmen (11) anhebt.

Im folgenden wird zum erfindungsgemäßen Verfahren, die Abfolge der Verfahrensschritte und deren Zusammenhänge anhand der Figuren zum Ausführungsbeispiel des PKW-Umschlaggerätes näher erläutert.

Auf dem Lagerplatz L, im Beispiel ein Stellplatz eines Parkhauses, befindet sich ein PKW mit den Vorderrädern (2) in definierter Position X. Das Umschlaggerät ist an dem Transsortmittel angebracht und hat die Aufgabe, den PKW vollautomatisch auf das Transportmittel zu überführen, mit dem der PKW dann vor einen anderen Platz, z. B. eine Ausfahrtbox, gebracht wird; hier hat das Umschlaggerät dann die Aufgabe, den PKW vollautomatisch vom Transportmittel in die Ausfahrtbox zu überführen.

Gemäß Fig. 1 befinden sich der PKW bei X (Vorderräder (2) schematisch dargestellt) sowie das Umschlaggerät (3) auf dem Transportmittel je in Ausgangsstellung. Aus dieser Position kann der Motor (4) nur so starten, daß die Kettenräder (6) nach links drehen und die Ketten (7) durch den Mitnehmer (8) mit den Deichseln (9) den Wagen (10) nach links zu den Vorderrädern (2) ziehen, bis der Mitnehmer (8) über die Achsen der vorderen Kettenräder (6) gelangt (Fig. 2 und 2a), wo die Querstreben (13) noch einen Abstand von den Vorderrädern (2) haben, der dem Kettenrad-Radius entspricht.

Bei konstanter absoluter Geschwindigkeit der Ketten (7) erfährt der Wagen (10) während der nächsten Viertel-Umdrehung der Kettenräder (6) die ideale sinusförmige negative Beschleunigung bis zum Stillstand des Wagens (10) mit den Querstreben (13) direkt vor den Laufflächen der Vorderräder (2) (Fig. 3 und 3a). Der Bremsweg ist gleich dem Radius der Kettenräder (6).

Gleichzeitig wird der Mitnehmer (8) selbst mit sinusförmiger Beschleunigung abwärts bewegt, die Deichseln (9) ebenso geschwenkt, sodaß die Drücker (17) über die Lenkhebel (18) die Zugstangen (19) betätigen und die Umkehrhebel (20) mit den Schiebern (21) die Riegel (22) um die Achsen (23) schwenken, wobei sich die freien Finger der Riegel (22) quer über die Längsstreben (12) legen.

Die gewählte Lage der Achsen (23) gewährleistet eine besondere Schwenkgeometrie der Riegel (22), bei der sich die Riegel (22) von hinten den Laufflächen der Vorderräder (2) nähern, womit um die Vorderräder (2), ohne sie zu berühren, ein trapezförmiger Kasten geschlossen wird.

Durch die ununterbrochene Fortbewegung der Ketten (7) kommt der Mitnehmer (8) in den Bereich des unteren Quadranten der Kettenräder (6), wo er mit sinusförmig negativer Beschleunigung nach unten geführt und gleichartig positiv nach rechts beschleunigt wird (Fig. 4 und 4a). Hierbei stellen sich die Gelenke (16) auf, da die verschiebbaren Fahrwerke (15) mittels der Siele (27) am Hubscheit (25), das in den Scheitführungen (26) relativ zum Hubrahmen (11) zurückgleitet, von den Pleueln (24) am Mitnehmer (8) zurückgezogen werden.

Damit wird der genannte trapezförmige Kasten geringfügig gehoben, daß sich die Querstreben (13) von vorn und die entsprechenden Teile der Riegel (22) von hinten an die Laufflächen der Vorderräder (2) anlegen und diese aus dem Bodenkontakt heben.

Die erwähnte positive Beschleunigung des Mitnehmers (8) nach rechts bewirkt zugleich über die Deichseln (9), daß der Wagen (10) mit dem PKW nach rechts gezogen wird und (Fig. 5 und 5a) im weiteren Bewegungsverlauf auf das Transportmittel (1) rollt. Hierbei stützen sich die Ketten (7) im gesamten unteren langgestreckten Bereich zwischen den Kettenrädern (6) gegen Gleitschienen (28) ab, um die nach oben gerichtete Kräfteresultante abzufangen, die vom PKW-Gewicht über die Pleuel (24) auf den Mitnehmer (8) wirkt. Der Umsetzvorgang wird mit dem Abschalten des Motors (4) durch einen unteren Endschalter beendet, der so plaziert ist, daß auch der längste PKW völlig auf die Ladefläche des Transportmittels (1) gebracht wird; die hierfür benötigte Weglänge bestimmt den Abstand zwischen den Kettenrädern (6).

Die Vorderräder (2) bleiben hierbei angehoben, daß der PKW während des folgenden Transports nicht auf der Ladefläche rollen kann.

Ist das Transportmittel (1) vor der (z. B.) Ausfahrtbox angelangt, gibt die Steuerung erneut das gleiche Schaltsignal über ein Relais an den Motor (4), der nun in umgekehrter Richtung startet und alle beschriebenen Vorgänge in umgekehrter Folge und Wirkung veranlaßt, also den PKW rückwärts vom Transportmittel (1) rollt und die Vorderräder wieder exakt an einer Position X absetzt, woraufhin die Riegel (22) beiseite geschwenkt werden und der Wagen (10) zurück gezogen wird.

Sobald sich der Wagen (10) ganz auf dem Transportmittel (1) befindet, schaltet ein oberer Endschalter den Motor (4) ab.

• Bezugszeichenliste  1 Transportmittel
   2 Vorderräder des PKW
   3 Umschlaggerät
   4 Motor
   5 Treibachse
   6 Kettenräder         Antriebsteil
   7 Ketten
   8 Mitnehmer
   9 Deichseln
  10 Wagen
  11 Hubrahmen
  12 Längsstreben
  13 Querstreben         tragender Teil
  14 Fahrwerke fest
  15 Fahrwerke verschiebbar
  16 Gelenke
  17 Drücker
  18 Lenkhebel
  19 Zugstangen
  20 Umkehrhebel         Greifbetätigung
  21 Schieber
  22 Riegel
  23 Achsen
  24 Pleuel
  25 Hubscheit         Hubbetätigung
  26 Scheitführungen
  27 Siele
  28 Gleitschiene

Claims (10)

1. Verfahren für den Umschlag von Stückgut in definierter Ausgangslage, dem sich selbsttätig eine Einrichtung nähert, die eine formschlüssige Verbindung zum Stückgut aufbaut, die mindestens teilweise das Schwergewicht des Gutes übernimmt und das Gut einer Bewegung in Richtung auf eine Zwischenlage auf einem Transportmittel unterwirft, die formschlüssige Verbindung aufrecht erhält, bis das Gut einer neuerlichen stabilen Endlage zugeführt ist und sich die Einrichtung wieder entfernt, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Verfahrensschritte nach Erteilung eines einzigen Schaltsignals durch Ableitung aller zur Ausführung erforderlichen Leistungsanteile von einer einzigen Leistungsquelle erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der formschlüssigen Verbindung unmittelbar mit dem Gut und ausschließlich durch interne Kraftwirkungen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebung der formschlüssigen Verbindung ausschließlich durch interne Kraftwirkungen erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte der Herstellung der formschlüssigen Verbindung und der Übernahme des Schwergewichts auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Annäherungsvorgang durch die negative Beschleunigung frei werdende Energie zur Betätigung des folgenden Verfahrensschrittes abgeleitet wird, sei dies die Herstellung des Formschlußes oder die Übernahme des Schwergewichts.

6. Einrichtung zum Umsetzen von rollfähigen Stückgütern, insbesondere Fahrzeugen mit relativ zum Stückgut längs bewegbaren, höhenverstellbaren, gewichtsaufnehmenden Elementen, deren verriegelbare Formstücke in formschlüssigen Kontakt mit dem Stückgut bringbar sind, gekennzeichnet durch einen am Transportmittel (1) befestigten einzigen Antrieb (4), dessen Kraftübertragung (z. B. 5-9), mit der der Wagen (10) und Hubrahmen (11) an das umzusetzende Stückgut (2) herangeführt wird, zugleich die einzige Steuereinheit darstellt, mit der die Teile (17-22) zur Herstellung des formschlüssigen Kontakts und die Teile (24-27) zur wenigstens teilweisen Gewichtsaufnahme aktiviert werden, bevor das Stückgut (2) vom Wagen (10) auf das Transportmittel (1) umgesetzt wird.

7. Einrichtungen nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß alle, das Schwergewicht des Gutes aufnehmenden Elemente starr und eben und derart ausgeführt sind, daß die gedachte gerade Linie des Kräfteverlaufs zwischen den Befestigungspunkten des Elements innerhalb des Umrißes des Elements verläuft.

8. Einrichtungen nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß alle tragenden Elemente, die vom Schwergewicht des Gutes vertikal beaufschlagt werden, mindestens an zwei Punkten beiderseits des Angriffspunktes des Schwergewichts unterstützt werden.

9. Einrichtungen nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Formschluß herstellenden Riegel (22) erst am Gut und in eine einzige Stellung gebracht werden, welche aber die formschlüssige Verbindung mit allen gewünschten Maßvarianten der Angriffspunkte am Gut gewährleistet.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegel (22) durch die Anordnung der Achsen (23) gegen die auf sie einwirkenden Gewichts- und Trägheitskräfte selbstsperrend sind.