ITUA20163972A1 - Telescopic fork. - Google Patents
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Description
“Forcola telescopica” "Telescopic fork"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Settore tecnico Technical field
La presente invenzione si riferisce ad una forcola telescopica di tipo perfezionato. Le forcole telescopiche vengono utilizzate nei settori della manipolazione automatizzata e dell’automazione industriale, e trovano ad esempio larga applicazione nei magazzini automatici, tipicamente associate a trasloelevatori per la movimentazione di pallet. I pallet possono essere stoccati su scaffalature in prima, doppia e triplice profondità. The present invention relates to an improved telescopic fork. Telescopic forks are used in the fields of automated handling and industrial automation, and are for example widely used in automatic warehouses, typically associated with stacker cranes for handling pallets. The pallets can be stored on racks in first, double and triple depth.
Tecnica nota Known technique
Com’è noto, le forcole telescopiche sono macchine composte da una base inferiore fissa ed uno o più elementi estensibili sovrapposti i quali si muovono in modo telescopico bilaterale per la traslazione di carichi. Il numero degli elementi telescopici mobili (due, tre o quattro) viene scelto in funzione della corsa complessiva che si vuole raggiungere e dell’entità dei carichi da reggere. As is known, telescopic forks are machines composed of a fixed lower base and one or more superimposed extensible elements which move in a bilateral telescopic way for the translation of loads. The number of movable telescopic elements (two, three or four) is chosen according to the overall stroke to be reached and the extent of the loads to be supported.
Una forcola telescopica del tipo definito nel preambolo della rivendicazione 1 è nota dal brevetto EP 2 261 168 B1. Una tale forcola comprende una base inferiore fissa ed una pluralità di slitte mobili telescopicamente estensibili. Ciascuna slitta è scorrevole su rotelle ed è mossa da azionamenti a catena o, in alternativa, misti catena/ingranaggi. La forcola è in grado di raggiungere una posizione completamente retratta, nella quale le slitte sono sovrapposte e allineate verticalmente sopra la base inferiore, ed una posizione completamente estesa, nella quale le slitte sono longitudinalmente estese le verticalmente sfalsate l’una rispetto all’altra e rispetto alla base inferiore. A telescopic fork of the type defined in the preamble of claim 1 is known from patent EP 2 261 168 B1. Such a fork comprises a fixed lower base and a plurality of telescopically extendable movable slides. Each slide runs on wheels and is moved by chain drives or, alternatively, mixed chain / gears. The fork is able to reach a fully retracted position, in which the slides are superimposed and aligned vertically above the lower base, and a fully extended position, in which the slides are longitudinally extended and vertically offset from each other and than the lower base.
I movimenti della forcola e del trasloelevatore associato sono generalmente controllati da un sistema di controllo. Per ragioni di sicurezza, il sistema di controllo necessita di rilevare il raggiungimento della posizione completamente retratta della forcola prima di abilitare il successivo movimento del trasloelevatore o altro dispositivo mobile sul quale è montata la forcola. The movements of the fork and the associated stacker crane are generally controlled by a control system. For safety reasons, the control system needs to detect the reaching of the completely retracted position of the fork before enabling the next movement of the stacker crane or other mobile device on which the fork is mounted.
Per rilevare la condizione retratta della forcola, in EP 2 261 168 la forcola telescopica è provvista di un gruppo di controllo ottico per controllare direttamente la posizione della slitta sommitale. Una fotocellula è montata sulla base inferiore, e un elemento ottico riflettente è applicato alla slitta sommitale. Un’apertura passante è formata in ciascuna slitta intermedia; l’apertura passante è disposta in una posizione tale da trovarsi allineata tra la fotocellula e l’elemento ottico riflettente nella posizione completamente retratta della forcola. Ciò costituisce un progresso rispetto a sistemi di controllo precedentemente utilizzati sulle forcole tradizionali, che prevedono dispositivi di finecorsa meccanici o induttivi, montati esternamente al corpo della forcola e che hanno un ingombro che si va ad aggiungere a quello delle slitte stesse, sui fianchi o sotto. To detect the retracted condition of the fork, in EP 2 261 168 the telescopic fork is provided with an optical control unit for directly controlling the position of the top slide. A photocell is mounted on the lower base, and a reflective optical element is applied to the top slide. A through opening is formed in each intermediate slide; the through opening is arranged in such a position as to be aligned between the photocell and the reflecting optical element in the fully retracted position of the fork. This represents an advance compared to control systems previously used on traditional forks, which provide mechanical or inductive limit switch devices, mounted externally to the body of the fork and which have an overall dimension that is added to that of the skids themselves, on the sides or underneath. .
In altre applicazioni, si usano dispositivi tastatori meccanici comprendenti componenti meccanici quali rotelle e molle associate a rispettive camme. In other applications, mechanical feeler devices are used comprising mechanical components such as wheels and springs associated with respective cams.
Sintesi dell’invenzione Summary of the invention
È scopo della presente invenzione realizzare una forcola telescopica adatta ad essere integrata in un’apparecchiatura trasloelevatore o altra macchina traslante (ad esempio “skid”) alla quale è richiesto di soddisfare standard di sicurezza elevati, in particolare il raggiungimento del performance level D o E. The purpose of the present invention is to create a telescopic fork suitable for being integrated into a stacker crane or other translating machine (for example "skid") which is required to meet high safety standards, in particular the achievement of performance level D or E .
Uno scopo particolare dell’invenzione è di rilevare in modo affidabile il raggiungimento della condizione di retrazione completa della forcola telescopica, per una successiva abilitazione, in condizioni di totale sicurezza, del movimento di spostamento del trasloelevatore o altra macchina traslante che porta la forcola telescopica. A particular purpose of the invention is to reliably detect the achievement of the complete retraction condition of the telescopic fork, for a subsequent enabling, in conditions of total safety, of the displacement movement of the stacker crane or other translating machine carrying the telescopic fork.
Un ulteriore scopo dell’invenzione è di conseguire gli obiettivi suddetti in modo efficiente, sicuro ed economico, facendo uso di componenti standard. A further purpose of the invention is to achieve the aforementioned objectives efficiently, safely and economically, by making use of standard components.
Un ulteriore scopo dell’invenzione è di rilevare tempestivamente eventuali difetti o rotture in uno dei componenti della forcola telescopica. A further purpose of the invention is to promptly detect any defects or breakages in one of the components of the telescopic fork.
Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti, secondo la presente invenzione, da una forcola telescopica avente le caratteristiche definite nelle rivendicazioni annesse. These and other objects and advantages, which will be better understood hereinafter, are achieved, according to the present invention, by a telescopic fork having the characteristics defined in the appended claims.
In sintesi, la forcola è provvista di due dispositivi ottici a riflessione, montati in posizioni distinte sulla base inferiore fissa, e di due rispettivi elementi riflettenti applicati alla slitta sommitale. Nella slitta o slitte intermedie sono previste aperture in posizioni tali da trovarsi allineate tra un dispositivo a riflessione e un corrispondente elemento riflettente quando la forcola è in condizione completamente retratta. In questa posizione, le aperture nelle slitte intermedie permettono il passaggio dei segnali luminosi, emessi dai dispositivi ottici a riflessione e riflessi dagli elementi ottici riflettenti. In summary, the fork is provided with two reflective optical devices, mounted in distinct positions on the fixed lower base, and with two respective reflecting elements applied to the top slide. In the intermediate slide or slides, openings are provided in such positions as to be aligned between a reflecting device and a corresponding reflecting element when the fork is in the fully retracted condition. In this position, the openings in the intermediate slides allow the passage of the light signals, emitted by the reflecting optical devices and reflected by the reflecting optical elements.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Verranno ora descritte alcune forme di realizzazione preferite ma non limitativa di una forcola telescopica secondo l’invenzione; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui: Some preferred but not limiting embodiments of a telescopic fork according to the invention will now be described; reference is made to the attached drawings, in which:
la figura 1 è una vista schematica in sezione longitudinale di una forcola telescopica in posizione completamente retratta; Figure 1 is a schematic longitudinal section view of a telescopic fork in the fully retracted position;
la figura 2 è una vista schematica in sezione longitudinale , in scala ridotta, della forcola telescopica della figura 1 in posizione completamente estesa; Figure 2 is a schematic longitudinal section view, on a reduced scale, of the telescopic fork of Figure 1 in the fully extended position;
la figura 2 è una vista prospettica schematica della forcola della figura 1; Figure 2 is a schematic perspective view of the fork of Figure 1;
la figura 3 è una vista schematica in sezione trasversale della forcola della figura 1; Figure 3 is a schematic cross-sectional view of the fork of Figure 1;
la figura 4 è una vista schematica in sezione trasversale di una forcola secondo una forma di realizzazione alternativa a quella della figura 3. Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a fork according to an alternative embodiment to that of Figure 3.
Descrizione dettagliata Detailed description
Facendo ora riferimento alla figura 1, una forcola telescopica comprende una base inferiore 10, una prima slitta intermedia 20, telescopicamente mobile rispetto alla base 10, una seconda slitta intermedia 30, telescopicamente mobile rispetto alla prima slitta intermedia 20, ed una piattaforma o slitta sommitale 40, a sua volta telescopicamente mobile rispetto alla seconda slitta intermedia 30. Referring now to Figure 1, a telescopic fork comprises a lower base 10, a first intermediate slide 20, telescopically movable with respect to the base 10, a second intermediate slide 30, telescopically movable with respect to the first intermediate slide 20, and a platform or top slide 40, in turn telescopically movable with respect to the second intermediate slide 30.
La forcola illustrata presenta tre slitte mobili. Il numero delle slitte non è limitativo per l'attuazione dell'invenzione. L’invenzione è applicabile a forcole comprensive di due, tre o quattro o più slitte mobili. The fork illustrated has three movable slides. The number of slides is not limiting for the implementation of the invention. The invention is applicable to forks including two, three or four or more mobile slides.
Lo schema telescopico generale della forcola rappresentata nei disegni è da ritenersi complessivamente noto. Di conseguenza, nel seguito della presente descrizione verranno descritti in modo particolareggiato i soli elementi di specifico rilievo ed interesse ai fini dell'attuazione della presente invenzione. Per la realizzazione delle parti e degli elementi non illustrati in dettaglio si può quindi far riferimento ad una qualsiasi forcola telescopica di tipo noto, come ad esempio descritto ed illustrato in EP 2261 168 B1 o EP 2463 226 B1, qui incorporati mediante citazione. The general telescopic diagram of the fork shown in the drawings is to be considered as generally known. Consequently, in the following of the present description only the elements of specific importance and interest for the purposes of the implementation of the present invention will be described in detail. For the realization of the parts and elements not illustrated in detail, reference can therefore be made to any telescopic fork of a known type, as for example described and illustrated in EP 2261 168 B1 or EP 2463 226 B1, incorporated herein by reference.
Due dispositivi ottici a riflessione A, B sono montati in posizioni distinte sulla base inferiore 10. I fasci luminosi emessi dai dispositivi ottici A, B sono indicati con L. Two reflective optical devices A, B are mounted in distinct positions on the lower base 10. The light beams emitted by optical devices A, B are indicated with L.
Preferibilmente, i dispositivi ottici A, B comprendono due fotocellule. Preferably, the optical devices A, B comprise two photocells.
A titolo di esempio, si possono utilizzare fotocellule del tipo Photoelectric retro-reflective sensor Model WL8-P2231, di marca Sick. As an example, photoelectric retro-reflective sensor Model WL8-P2231 type photocells, of the Sick brand, can be used.
Nell’esempio illustrato, le due fotocellule A, B sono disposte in posizioni longitudinalmente distanziate, in particolare in prossimità di due estremità opposte della base 10. Questa disposizione non è da considerarsi limitativa. Secondo forme di realizzazione alternative e non illustrate, le due fotocellule possono disposte in posizioni trasversalmente affiancate, oppure longitudinalmente ravvicinate, oppure sfalsate sia longitudinalmente che trasversalmente. La disposizione delle fotocellule qui illustrata consente di ottimizzare gli spazi a disposizione e di montare le fotocellule in posizioni protette. In the example illustrated, the two photocells A, B are arranged in longitudinally spaced positions, in particular near two opposite ends of the base 10. This arrangement is not to be considered limiting. According to alternative and not illustrated embodiments, the two photocells can be arranged in positions transversely side by side, or longitudinally close together, or staggered both longitudinally and transversely. The arrangement of the photocells illustrated here allows to optimize the available space and to mount the photocells in protected positions.
In tutta la descrizione e nelle rivendicazioni che seguono, termini ed espressioni indicanti orientamenti e posizioni relative quali “longitudinale” e “trasversale”, “esterno”, “interno” sono da intendersi riferiti ad un piano verticale centrale P ed alla direzione “longitudinale” di estensione della forcola. Throughout the description and in the claims that follow, terms and expressions indicating relative orientations and positions such as "longitudinal" and "transverse", "external", "internal" are to be understood as referring to a central vertical plane P and to the "longitudinal" direction extension of the forcola.
La base inferiore 10 presenta, nell’esempio illustrato, una sezione approssimativamente scatolare con una coppia di ali laterali verticali 11, 12, e una parete orizzontale 13 con due aperture passanti 14, 15, al di sotto delle quale sono rispettivamente montate le due fotocellule A, B. The lower base 10 has, in the example illustrated, an approximately box-like section with a pair of vertical lateral wings 11, 12, and a horizontal wall 13 with two through openings 14, 15, under which the two photocells are respectively mounted A, B.
Per ottimizzare gli spazi a disposizione, nell’esempio illustrato le due fotocellule sono disposte in posizioni longitudinalmente allineate, in particolare in prossimità di due estremità opposte della base 10. Questa disposizione non è da considerarsi limitativa. Secondo forme di realizzazione alternative e non illustrate, le due fotocellule possono essere disposte in posizioni trasversalmente affiancate. To optimize the available spaces, in the example shown the two photocells are arranged in longitudinally aligned positions, in particular near two opposite ends of the base 10. This arrangement is not to be considered limiting. According to alternative and not illustrated embodiments, the two photocells can be arranged in transversely side by side positions.
Due elementi ottici riflettenti C, D, ad esempio due catadiottri o fogli riflettenti, sono applicati alla slitta sommitale, in posizioni distinte. Two reflecting optical elements C, D, for example two reflectors or reflecting sheets, are applied to the top slide, in distinct positions.
Preferibilmente i due elementi ottici riflettenti C, D sono applicati ciascuno ad una superficie inferiore, o rivolta verso il basso, della slitta sommitale. Preferably, the two reflecting optical elements C, D are each applied to a lower surface, or facing downwards, of the top slide.
La forcola è in grado di raggiungere una posizione completamente retratta, nella quale le slitte sono sovrapposte e allineate verticalmente sopra la base inferiore (figura 1), ed una posizione completamente estesa (figura 2), nella quale le slitte sono longitudinalmente estese e verticalmente sfalsate l’una rispetto all’altra e rispetto alla base inferiore 10. The fork is able to reach a fully retracted position, in which the slides are superimposed and aligned vertically above the lower base (Figure 1), and a fully extended position (Figure 2), in which the slides are longitudinally extended and vertically offset. with respect to each other and with respect to the lower base 10.
In ciascuna slitta intermedia 20, 30 è formata almeno una apertura passante 21, 22, 31, 32 in posizione tale da trovarsi allineata tra uno dei due dispositivi ottici a riflessione A, B ed uno dei due elementi ottici riflettenti C, D quando la forcola è in condizione completamente retratta. At least one through opening 21, 22, 31, 32 is formed in each intermediate slide 20, 30 in such a position as to be aligned between one of the two reflective optical devices A, B and one of the two reflective optical elements C, D when the fork it is in fully retracted condition.
La forma e l’estensione della apertura o delle aperture 21, 22, 31, 32 nella slitta o nelle slitte intermedie potrà variare in funzione del design della forcola e della disposizione e distanza tra i due dispositivi ottici. The shape and extension of the opening or openings 21, 22, 31, 32 in the slide or in the intermediate slides may vary depending on the design of the fork and the arrangement and distance between the two optical devices.
In una forma di realizzazione, in ciascuna slitta o slitte intermedie possono essere previste due aperture 21, 22 o 31, 32 distinte, situate in prossimità di due zone terminali longitudinalmente opposite dalla slitta intermedia (o slitte intermedie, se più di una). In altre forme di realizzazione (non illustrate), la o ciascuna slitta intermedia può presentare una singola apertura avente forma ed estensione tale da trovarsi in posizione allineata tra i due dispostivi ottici a riflessione A, B e i due elementi ottici riflettenti C, D. In one embodiment, two distinct openings 21, 22 or 31, 32 can be provided in each slide or intermediate slides, located in proximity to two end regions longitudinally opposite from the intermediate slide (or intermediate slides, if more than one). In other embodiments (not shown), the or each intermediate slide can have a single aperture having a shape and extension such as to be in an aligned position between the two reflective optical devices A, B and the two reflective optical elements C, D.
In tutte le possibili forme di attuazione della forcola, la forma, la posizione, il numero e l’estensione delle aperture nella slitta intermedia sono scelte in modo tale da permettere il passaggio di segnali luminosi, emessi dai dispositivi ottici a riflessione A, B e riflessi dagli elementi ottici riflettenti C, D. In all the possible embodiments of the fork, the shape, the position, the number and the extension of the openings in the intermediate slide are chosen in such a way as to allow the passage of light signals, emitted by the reflective optical devices A, B and reflected by the reflective optical elements C, D.
Non necessariamente i segnali ottici devono essere allineati secondo una linea verticale. È possibile che i segnali ottici seguano percorsi inclinati rispetto ad una linea verticale, ad esempio se per ragioni di ingombro sia preferibile non disporre i catadiottri e le fotocellule verticalmente allineati. In tale caso, gli elementi riflettenti possono essere adeguatamente inclinati. Optical signals do not necessarily have to be aligned along a vertical line. It is possible that the optical signals follow inclined paths with respect to a vertical line, for example if for reasons of space it is preferable not to arrange the retro-reflectors and photocells vertically aligned. In this case, the reflective elements can be suitably inclined.
Preferibilmente i due dispositivi ottici emettitori e ricevitori e i rispettivi elementi ottici riflettenti sono configurati e disposti in modo tale per cui il segnale ottico emesso segue un percorso rettilineo coincidente con il percorso del corrispondente segnale ottico riflesso (cioè i due segnali emesso e riflesso coincidono) nella posizione completamente retratta della forcola. Preferably, the two emitting and receiving optical devices and the respective reflecting optical elements are configured and arranged in such a way that the emitted optical signal follows a rectilinear path coinciding with the path of the corresponding reflected optical signal (i.e. the two emitted and reflected signals coincide) in the completely retracted position of the fork.
Le attuali norme (UNI EN 528:2008 e UNI EN ISO 13849-1:2008) vigenti in materia di sicurezza prescrivono che un sistema, a seconda del suo utilizzo, debba utilizzare componenti aventi complessivamente una determinata soglia minima di affidabilità (o durabilità) nel tempo a seguito di una valutazione rischi e un calcolo di affidabilità del sistema. The current safety standards (UNI EN 528: 2008 and UNI EN ISO 13849-1: 2008) in force prescribe that a system, depending on its use, must use components having a certain minimum threshold of reliability (or durability) overall. over time following a risk assessment and a system reliability calculation.
A tale scopo si ricorre all’uso di componenti elettronici certificati “sicuri” (safety), che, per essere classificati come tali, incorporano un doppio circuito interno ridondante. Le fotocellule di questa tipologia attualmente in commercio non rientrano in categoria “safety”. Si può apprezzare che l’utilizzazione, in parallelo, di due dispositivi ottici standard a riflessione come sopra descritto, dà luogo ad un indice di rischio di guasti che rende la forcola telescopica adatta a realizzare un apparecchio trasloelevatore che nel suo complesso è idoneo ad una certificazione di sicurezza elevata. For this purpose, "safe" (safety) certified electronic components are used, which, to be classified as such, incorporate a double redundant internal circuit. Photocells of this type currently on the market do not fall into the "safety" category. It can be appreciated that the use, in parallel, of two standard reflective optical devices as described above, gives rise to an index of risk of failures which makes the telescopic fork suitable for making a stacker crane which as a whole is suitable for a high security certification.
Un computo, effettuato dalla Richiedente nel rispetto della norma UNI EN 528:2008 secondo le direttive della UNI EN ISO 13849-1:2008, ha dimostrato che una forcola telescopica secondo la presente invenzione può essere utilizzata ed è predisposta per essere integrata in una macchina complessa certificabile in categoria PL d o PL e (a seconda della tipologia di controllo utilizzato). A calculation, carried out by the Applicant in compliance with the UNI EN 528: 2008 standard according to the directives of UNI EN ISO 13849-1: 2008, has shown that a telescopic fork according to the present invention can be used and is designed to be integrated into a machine complex certifiable in category PL d or PL e (depending on the type of control used).
Ciascun dispositivo ottico a riflessione genera, in risposta alla ricezione del segnale luminoso riflesso dall’elemento riflettente, un segnale di uscita che può essere reso disponibile ad un elaboratore PLC che sovrintende al funzionamento del trasloelevatore nel suo complesso. I due segnali in uscita, opportunamente processati da un PLC SAFETY, consentono a questo di generare un comando di abilitazione al movimento del trasloelevatore. Each reflective optical device generates, in response to the reception of the light signal reflected by the reflecting element, an output signal that can be made available to a PLC processor that supervises the operation of the stacker crane as a whole. The two output signals, suitably processed by a SAFETY PLC, allow this to generate an enabling command for the movement of the stacker crane.
L’utilizzo di due fotocellule standard (non certificate SAFETY) permette di garantire la ridondanza caratteristica dei principi di sicurezza previsti dalla normativa sui dispositivi di questo tipo creando quindi una ridondanza gestita e controllata da un componente certificato (PLC SAFETY). The use of two standard photocells (not SAFETY certified) allows to ensure the characteristic redundancy of the safety principles provided for by the legislation on devices of this type, thus creating a redundancy managed and controlled by a certified component (PLC SAFETY).
Si apprezzerà che la presente invenzione permette di controllare il raggiungimento della condizione di forcola completamente retratta in sicurezza certificata altrimenti non verificabile con un Performance Level adeguato alle future normative in arrivo e agli standard di sicurezza ormai richiesti a livello mondiale. It will be appreciated that the present invention makes it possible to control the achievement of the condition of the fork completely retracted in certified safety, otherwise not verifiable with a Performance Level suitable for future upcoming regulations and safety standards now required worldwide.
Secondo una forma di realizzazione alternativa (figura 4), la forcola può essere provvista opzionalmente di un gruppo tastatore ausiliario di tipo induttivo safety (non standard), di per sé noto. Il gruppo tastatore ausiliario può comprendere un sensore induttivo 50, montato sulla base inferiore fissa 10, atto a cooperare con una camma o protuberanza 51 montata solidalmente alla slitta intermedia 20 più vicina alla base inferiore 10. Il sensore induttivo può fornire in uscita un segnale aggiuntivo, ridondante, indicante il raggiungimento della condizione retratta della forcola. Il segnale aggiuntivo dal sensore induttivo è opzionale, in quanto non è considerato nel calcolo di Performance Level raggiungibile dal sistema utilizzante l’invenzione in oggetto. According to an alternative embodiment (Figure 4), the fork can optionally be provided with an auxiliary feeler unit of the inductive safety type (non-standard), per se known. The auxiliary feeler assembly can comprise an inductive sensor 50, mounted on the fixed lower base 10, adapted to cooperate with a cam or protuberance 51 mounted integrally with the intermediate slide 20 closest to the lower base 10. The inductive sensor can output an additional signal , redundant, indicating the achievement of the retracted condition of the forcola. The additional signal from the inductive sensor is optional, as it is not considered in the calculation of the Performance Level achievable by the system using the invention in question.
Si intende che l'invenzione non è limitata alla forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, che è da considerarsi come un esempio; l'invenzione è invece suscettibile di modifiche relative a forma, dimensioni, disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento. It is understood that the invention is not limited to the embodiment described and illustrated here, which is to be considered as an example; the invention, on the other hand, is susceptible of modifications relating to shape, dimensions, arrangement of parts, constructional and operating details.
Claims (9)
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2016
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2017
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