WO2009068172A1 - Verschieberegal und verschieberegalanlage für bohrinsel - Google Patents

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WO2009068172A1
WO2009068172A1 PCT/EP2008/009444 EP2008009444W WO2009068172A1 WO 2009068172 A1 WO2009068172 A1 WO 2009068172A1 EP 2008009444 W EP2008009444 W EP 2008009444W WO 2009068172 A1 WO2009068172 A1 WO 2009068172A1
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WO
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drive
mobile
guide
rack
output shaft
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Application number
PCT/EP2008/009444
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Schaefer
Original Assignee
SSI Schäfer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SSI Schäfer AG filed Critical SSI Schäfer AG
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Publication of WO2009068172A1 publication Critical patent/WO2009068172A1/de

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47BTABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE
    • A47B53/00Cabinets or racks having several sections one behind the other
    • A47B53/02Cabinet systems, e.g. consisting of cabinets arranged in a row with means to open or close passages between adjacent cabinets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby

Definitions

  • the present invention relates to a sliding rack and a mobile racking system, which are particularly suitable for use on a moving ground such as e.g. on a rig or within a ship.
  • the present invention relates to a mobile rack for use in a mobile racking system operated on a moving ground, comprising: a rack supporting frame having at least one guide carriage; a drive connected to the support frame and having a drive shaft; at least one drive element which is connected to an output shaft and is coupled via the output shaft to the drive.
  • a mobile rack is a rack mounted on a rail-mounted carriage.
  • a plurality of sliding shelves are used simultaneously in a warehouse in order to increase the storage density with a constant area compared to fixed shelves.
  • the relocation shelves can be moved by a motor to open or close camp gates between two mobile shelves.
  • the drive unit and the guide wheels and / or wheels of the shift racks are housed in a so-called.
  • Supporting frame which serves as a foundation for the shelf to be mounted thereon (e.g., shelf shelf).
  • the European patent application EP 1 380 230 Al describes the structure of such a support frame, which forms the lower part of the sliding rack.
  • Relocation shelves are often stored in archives, i. in buildings, used to take full advantage of the high degree of space utilization.
  • the worm gear has a relatively high reduction in order to provide relatively high drive torques to the drive elements, and also has a self-locking effect.
  • self-locking is meant a friction-induced resistance to twisting of two adjacent bodies. Once the static friction is exceeded, the bodies are no longer self-locking. In practice, this means the property that two interacting elements, such as a worm and a worm wheel, can not move independently. The drive shaft is then not driven by the output shaft.
  • the drive element is a toothed wheel, which meshes with a toothed rack, which is attached as a running and / or guide rail in or on the ground.
  • wheels e.g. made of steel, plastic or similar , used.
  • Normal wheels with smooth running surfaces have the disadvantage that the sliding shelves can easily slip or roll with an external force. Furthermore, it can come to slip at very high drive torque on the normal wheels.
  • the use of gears in combination with a rack serving as a guide rail prevents slippage. Furthermore, a gear can not slip relative to the rack, at least not in the longitudinal direction of the toothing. At relatively low external forces, the toothing of the drive element could be sufficient to prevent unwanted slippage of the shift rack. In practice, however, often higher external forces prevail, so that the self-locking effect of the worm gear is additionally exploited.
  • the worm gear is dimensioned such that the drive shaft can not be driven via the output shaft.
  • the guide chassis has a guide profile, which is configured such that the guide chassis cooperates with a suitably designed running or guide rail, which is fixed in or on the moving ground and a vertical and / or horizontal breaking of the Guide suspension prevented.
  • the guide profile has an L-shaped cross-section
  • the running rail has a counter-profile with a U-shaped cross section in order to form a guide rail, the profiles interlocking. In this way, the tilting security can be ensured.
  • This particular embodiment of the cross sections of the profiles ensures a tilting safety, even if horizontal or vertical external forces act on the sliding shelf.
  • the support frame additionally has at least one running gear.
  • the output shaft further has at least one propeller shaft.
  • Fig. 1 is a perspective view of a support frame for a sliding rack according to the present invention
  • Fig. 2 is a side view of a drive wheel
  • Fig. 3 is a partially sectioned view perpendicular to the running direction of the sliding rack, wherein a left and right guide chassis of the support frame of Figure 1 are shown in isolation.
  • Fig. 4 is a partially sectioned side view of a mobile racking system according to the present invention installed on a rig.
  • Fig. 1 shows a support frame 10 isolated for a sliding rack 72 (see Fig. 4).
  • a rack is a (double) shelf on a rail-bound carriage, which is also referred to below as a support frame 10 to rack aisles be able to open and close between two adjacent relocation shelves.
  • a maximum height of a sliding rack from top rail to topmost support usually derives from the ratio of the center distance to the height, which should be less than or equal to 5, unless there are special measures taken to ensure stability. Normally, storage heights of 2 to 10 m result. In order to ensure stability, the sum of all stator torques should be greater than the sum of the tilting moments relative to a tilting edge.
  • the support frame 10 shown in FIG. 1 has a rectangular base, which is surrounded by a rectangular frame 12.
  • the rectangular frame 12 is formed from longitudinal beams 14 and head beams 16.
  • Both the longitudinal beams 14 and the head beams 16 can be formed from sheet metal profiles with C- or U-shaped cross sections.
  • the head beams 16 are attached to the ends of the longitudinal beams 14. The attachment can be done by means of screws, welding, rivets and the like.
  • the head beams 16 extend transversely to the longitudinal beams 14, which extend in the longitudinal direction.
  • additional transverse bars 18 may be provided between the longitudinal beams 14 in a space bounded by the head beams 16 and the longitudinal beams 14.
  • the crossbars 18 also have a C-shaped cross section and are here oriented substantially horizontally, whereas the longitudinal beams 14 and the head beams 16 are oriented substantially vertically. It is understood that any other cross-sectional shapes may be used for the beams 14-18.
  • the crossbars 18 are used for stiffening and reinforcement, as well as other crossbars 20, but here are oriented substantially horizontally and are also arranged between the longitudinal beams 14.
  • the crossbars 20 have holes for the passage of a shaft or for receiving shaft bearings.
  • two so-called guide carriages 22 are provided here, which will be explained in more detail with reference to FIG.
  • One or more guide trolleys 22 can be provided.
  • a left guide chassis 22i and a right guide chassis 22 2 is provided in the support frame 10 of Fig. 1.
  • the guide bogies 22 cooperate with rails 23, which in turn are connected to a substrate 39, in particular flush with the substrate 39 are integrated.
  • the guide suspensions each have at least one impeller 24, wherein in Fig. 1, only the impeller 24 of the left chassis is shown.
  • further rails 25 may be provided for other running gears 26.
  • a single further running gear 26 is provided.
  • the running gear 26 is arranged almost centrally between the two guide trolleys 22 in order to achieve a uniform weight distribution and a stabilization of the shifting rack.
  • a running chassis differs from a guide undercarriage in that the impeller 24 of the guide chassis 22 has an additional guide to ensure that the impeller 24 runs on the guide rail 23.
  • a running gear also has at least one running wheel (not shown in FIG. 1).
  • a running gear has no further guide elements, which ensure that the running wheel of the running gear is actually moved on the running rail 25.
  • impeller and roller are used equivalently.
  • the support frame 10 of Fig. 1 is further provided with a drive 28, e.g. an electric motor, connected.
  • the electric motor 28 is oriented substantially along the vertical direction in FIG. It is understood that, depending on the geometric size of the engine, the motor can also be positioned in a different relative position.
  • the motor 28 or its drive shaft (not shown in FIG. 1) is coupled to a worm gear 30, which is likewise not shown in greater detail in FIG. is is.
  • the worm gear 30 has a helical worm which is non-rotatably connected to the drive shaft of the drive 28.
  • the worm engages in a gear (worm wheel).
  • the worm wheel in turn is connected here via an additional propeller shaft 32 to an output shaft 34.
  • the worm of the worm gear 30 has one or more screw threads which cooperate with the helical worm gear meshing therein.
  • the axes of the worm and the worm wheel are offset by 90 ° here.
  • the worm gear 30 allows high reductions (up to 150) and self-locking.
  • the self-locking occurs through the sliding friction between the worm and worm wheel, especially at low speeds of the worm on.
  • the reduction ratio is calculated from a number of flights Zl of the worm and a number of teeth Z2 of the worm wheel.
  • the self-locking is determined by factors such as inclination angle, surface roughness of the bearing surfaces, material pairing, sliding speed and used lubricants and heating.
  • the worm gear 30 is designed so that it can be driven substantially only via the drive shaft of the drive 28 and not via the output shaft 34.
  • dynamic design the drive stops immediately, or at least after a short time (if a torque acts on the output side). As a rule, this is achieved in transmissions with an efficiency that is less than 0.5.
  • static design the drive remains only in rest position.
  • the output shaft 34 which extends in the Fig. 1 substantially in the longitudinal direction of the support frame 10 is rotatably connected to gears 36.
  • the gears 36 represent the drive elements of the shelf which are responsible for movement of the support frame 10 in a transverse direction, i. parallel to the rails 23 and 25, respectively.
  • the gears 36 are rotatably secured to the output shaft 34 and mesh with racks 38 which, like the rails 23 and 25, are fixed in or on the ground 39 and parallel to it.
  • gears 36 are also relatively far outside with respect to the center of the support frame 10.
  • the gears 36 adjoin the left and right guide carriages 22, respectively. It is understood that one could replace the rollers or - wheels 24 of the guide trolleys 22 by the gears 36. Then the gear would be integrated into the guide chassis. The same applies to the running gear 26th
  • the support frame 10 may be e.g. additionally have foot-light barriers and / or access light barriers 40 at its corners.
  • a foot-beam sensor monitors longitudinally the support frame 10 to shut off the drive 28 if necessary, should an obstacle, e.g. the feet of a person, located in the track of the relocation rack.
  • An access light barrier monitors whether a person or a shelf vehicle has moved into an open lane or has moved out of the lane again.
  • buffers 42 may be provided on the longitudinal beams 14 to damp collision of sliding shelves when the sliding shelves are pushed together by means of the drive 28.
  • Fig. 2 shows a greatly simplified side view of the drive gear 36, which meshes with the rack 38 to the support frame 10, not shown here and the sliding rack in the transverse direction 44 back and forth to move.
  • FIG. 3 a partially sectioned front view of the guide trolleys 22 of the support frame 10 of FIG. 1 shown in isolation is shown.
  • both the left guide chassis 22i and the right guide chassis 22 2 each have a guide profile 48, which is arranged opposite to a flange 46 of the rotor 24.
  • the guide profiles 48 have an exemplary L-shaped cross-section, wherein the shorter legs are oriented outward relative to the center of the support frame 10 not shown here. It is understood that the short legs can also be oriented alternatively to the center of the support frame 10.
  • the guide profiles 48 cooperate with counter profiles 50, which are arranged in the region of the rails 23.
  • the counterprofiles 50 have a U-shaped cross-section so that the short leg of the guide profiles 48 is arranged in a gap which is defined by the U-shaped cross section.
  • Such a configuration of the profiles 48, 50 ensures that horizontal movements (tilting), which are indicated by a double arrow 52 in FIG. 3, and vertical movements (lifting), which are indicated by a double arrow 54 in FIG. 3, although up to admitted to a certain degree. However, a tilting or lifting of the support frame 10 is prevented by these profiles 48, 50.
  • the running wheels, not shown, of the running chassis 26 shown in FIG. 1 have no flange areas, so that the running wheels of the running gear 26 are not guided, as stated above.
  • Fig. 4 shows a partially sectioned side view of a mobile racking system 70 according to the present invention.
  • the mobile racking system 70 has, by way of example, three mobile racks 72-1, 72-2 and 72-3.
  • Each of the sliding shelves 72 has the above-described support frame 10 as a base, on which in turn a shelf structure or framework 74 builds.
  • the shelves 72 are moved together in Fig. 4, which is reflected at a distance 0 between the shelves. In Fig. 4 no rack aisles are open.
  • the shelves 72 are on a side wall 76 of a drilling rig not shown here or one not has been driven closer. Opposite the wall 76, a locking device 78 is arranged.
  • the locking device 78 has, for example threaded rods 80 which are adjustable in length, as indicated by double arrows 82. With the threaded rods 80, the moved or pushed sliding shelves can be securely clamped.
  • the shelves 72 then form a kind of coherent block. The block is safe in this form against external forces. He will not slip.
  • the individual shift shelves 72 can not move. This is particularly advantageous when the ship or the rig are exposed to a strong sea state.
  • the sliding rack installation 70 exemplarily illustrated in FIG. 4 has a support frame measuring 4170 ⁇ 810 ⁇ 185 mm and is designed with three running gears (see FIG.
  • the runners and guide rails including tilt protection are fastened flush with the floor.
  • the racks can also be flush with the surface of the floor. Alternatively, the racks can also protrude from the ground. Numerous modifications in terms of size, load capacity, number of chassis, etc. are possible.

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Abstract

Es wird ein Verschieberegal (72-1; 72-2; 72-3) zum Einsatz in einer Verschieberegalanlage (70) vorgeschlagen, die auf einem sich bewegenden Untergrund (39) betrieben wird, mit: einem Tragrahmen (10) für ein Regalgerüst (74), der zumindest ein Führungsfahrwerk (22) aufweist; einem Antrieb (28), der mit dem Tragrahmen (10) verbunden ist und eine Antriebswelle aufweist; zumindest einem Antriebselement (36), das mit einer Abtriebswelle (32, 34) verbunden ist und über die Abtriebswelle (32, 34) an den Antrieb (28) gekoppelt ist. Die Antriebswelle des Antriebs (28) ist über ein Schneckengetriebe (30) an die Abtriebswelle (32, 34) gekoppelt.

Description

Verschieberegal und Verschieberegalanlage für Bohrinsel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschieberegal und eine Verschieberegalanlage, die insbesondere auf einem sich bewegenden Untergrund, wie z.B. auf einer Bohrinsel oder innerhalb eines Schiffs, eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verschieberegal zum Einsatz in einer Verschieberegalanlage, die auf einem sich bewegenden Untergrund betrieben wird, mit: einem Tragrahmen für ein Regalgerüst, der zumindest ein Führungsfahrwerk aufweist; einem Antrieb, der mit dem Tragrahmen verbunden ist und eine Antriebswelle aufweist; zumindest einem Antriebselement, das mit einer Abtriebswelle verbunden ist und über die Abtriebswelle an den Antrieb gekoppelt ist.
Verschieberegalanlagen und deren Funktionsweise sind seit langem bekannt. Eine moderne Verschieberegalanlage wird in der deutschen Patentanmeldung DE 103 07 232 Al beschrieben. Unter Verschieberegal versteht man ein Regal, das auf einem schienengebundenen Verfahrwagen montiert ist. Üblicherweise werden in einem Lager mehrere Verschieberegale gleichzeitig eingesetzt, um die Lagerdichte bei gleich bleibender Fläche im Vergleich zu feststehenden Regalen zu erhöhen. Die Verschieberegale sind motorisch verfahrbar, um Lagergassen zwischen zwei Verschieberegalen öffnen bzw. schließen zu können.
Die Antriebseinheit sowie die Führungsräder und/oder Laufräder der Verschieberegale sind in einem sog. Tragrahmen untergebracht, der als Fundament für das darauf zu montierende Regal (z.B. Fachbodenregal) dient. Die europäische Patentanmeldung EP 1 380 230 Al beschreibt den Aufbau eines derartigen Tragrahmens, der den unteren Teil des Verschieberegals bildet.
Verschieberegale werden häufig in Archiven, d.h. in Gebäuden, eingesetzt, um den Vorteil des hohen Raumausnutzungsgrads voll auszuschöpfen.
Verschieberegalanlagen an Orten einzusetzen, wo sich der Untergrund, d.h. die Fläche, auf der die Verschieberegale verfahren werden, bewegt, wie z.B. auf Bohrinseln, Schiffen, oder in der Luftfahrt, ist bisher undenkbar, da die Verschieberegale gerade aufgrund ihrer Mobilität nicht sicher an einem ihnen zugewiesenen Ort verbleiben, während sich der Untergrund, z.B. aufgrund einer Welle, die gegen die Bohrinsel schlägt, relativ zum Horizont bewegt.
Die DE 197 02 170 B4 zeigt ein Binnengüterschiff mit einem fest verankerten, unbeweglichen Palettenregallager.
Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verschieberegal bzw. eine Verschieberegalanlage derart weiterzubilden, dass sie auch auf einem sich bewegenden Untergrund eingesetzt werden können. Die oben genannte Aufgabe wird mit dem eingangs erwähnten Verschieberegal gelöst, wobei die Antriebswelle des Antriebs über ein Schneckengetriebe an die Abtriebswelle gekoppelt ist.
Bei herkömmlichen Verschieberegalanlagen, die auf einem festen, statischen Untergrund betrieben werden, wie z.B. Verschieberegalanlagen in einer Lagerhalle, treten neben den stets herrschenden Gravitationskräften keine zusätzlichen äußeren Kräfte auf, die die relative Lage der Verschieberegale ändern könnten. Werden die Verschieberegale jedoch wie bei der vorliegenden Erfindung auf einem Untergrund installiert, dessen Horizontlage (d.h. Winkel zur rechtwinkligen Richtung zur Lotrichtung) veränderlich ist, so können neben der Gravitationskraft zusätzliche äußere Kräfte wirken, bzw. die normalerweise entlang der Lotrichtung wirkende Schwerkraft zerlegt sich aufgrund einer Neigung des Untergrunds relativ zum Horizont in verschiedene Kraftkomponenten, wobei eine Komponente schräg zum Lot des Horizonts orientiert ist. Derartige Kräfte bzw. Kraftkomponenten treten z.B. dann auf, wenn ein Verschieberegal auf einer Bohrinsel oder im Inneren eines Schiffs betrieben wird. Diese äußeren Kräfte können eine ungewollte Bewegung des Verschieberegals hervorrufen. Im schlimmsten Fall wird durch diese ungewollte Bewegung eine Regalgasse geschlossen, in der sich eine Person oder ein Transportfahrzeug befindet.
Das Schneckengetriebe hat aber eine relativ hohe Untersetzung, um relativ hohe Antriebsmomente an den Antriebselementen bereitzustellen, und hat ferner eine selbsthemmende Wirkung. Unter Selbsthemmung versteht man einen durch Reibung verursachten Widerstand gegen ein Verdrehen von zwei aneinander liegenden Körpern. Sobald die Haftreibung überschritten ist, sind die Körper nicht mehr selbsthemmend. In der Praxis versteht man darunter die Eigenschaft, dass sich zwei zusammenwirkende Elemente, wie eine Schnecke und ein Schneckenrad, sich nicht selbstständig bewegen können. Die Antriebswelle ist dann nicht über die Abtriebswelle antreibbar.
Dies bedeutet, dass selbst wenn eine (externe) Kraft bzw. ein entsprechendes Moment auf die Abtriebswelle wirkt, sich das Regal nicht bewegt. Die Selbsthemmung ist also dafür verantwortlich, dass sich das Verschieberegal nicht ungewollt bewegt, selbst dann nicht, wenn eine externe Kraft parallel zu Laufschienen wirkt, entlang denen das Verschieberegal üblicherweise bewegt wird. Solche Momente können z.B. auf Bohrinseln auftreten, wenn größere Wellen gegen die Füße der Bohrinsel schlagen. Bei Schiffen kann der Wellengang eine Nick- und/oder Rollbewegung des Schiffs hervorrufen, was in einer Neigung des Schiffsuntergrunds gegenüber der Horizontalen resultiert, die sich auf die Verschieberegale im Innern auswirkt.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Antriebselement ein Zahnrad ist, das mit einer Zahnstange kämmt, die als Lauf- und/oder Führungsschiene im oder am Untergrund befestigt ist.
Üblicherweise werden Laufräder, z.B. aus Stahl, Kunststoff o. Ä. , verwendet. Normale Laufräder mit glatten Laufflächen haben den Nachteil, dass die Verschieberegale bei einer äußeren Krafteinwirkung leicht verrutschen oder wegrollen können. Des Weiteren kann es bei sehr hohen Antriebsmomenten an den normalen Laufrädern zu Schlupf kommen. Die Verwendung von Zahnrädern in Kombination mit einer Zahnstange, die als Lauf-/Führungsschiene dient, verhindert Schlupf. Des Weiteren kann ein Zahnrad relativ zur Zahnstange auch nicht verrutschen, zumindest nicht in Längsrichtung der Verzahnung. Bei relativ geringen äußeren Kräften könnte die Verzahnung des Antriebselements schon ausreichen, um ein ungewolltes Verrutschen des Verschieberegals zu unterbinden. In der Praxis herrschen jedoch oft höhere externe Kräfte, so dass die selbsthemmende Wirkung des Schneckengetriebes zusätzlich ausgenutzt wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Schneckengetriebe derart dimensioniert, dass die Antriebswelle nicht über die Abtriebswelle antreibbar ist.
Zu diesem Zweck kann man die Gleitreibung zwischen Schnecke und Schneckenrad erhöhen. Ferner sollte die Gangzahl der Schnecke relativ gering sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Führungsfahrwerk ein Führungsprofil auf, das derart ausgestaltet ist, dass das Führungsfahrwerk mit einer geeignet ausgebildeten Lauf- bzw. Führungsschiene zusammenwirkt, die im oder am sich bewegenden Untergrund befestigt ist und die ein vertikales und/oder horizontales Ausbrechen des Führungsfahrwerks verhindert.
Somit ist gewährleistet, dass externe Kräfte, die schräg bzw. quer zur normalen Verfahrrichtung, d.h. schräg zur Längsrichtung der Laufschiene, wirken, das Verschieberegal nicht verschieben können. Das Regal bleibt in der Spur.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Führungsprofil einen L-förmigen Querschnitt aufweist, und wenn die Laufschiene ein Gegenprofil mit U-förmigem Querschnitt aufweist, um eine Führungsschiene zu bilden, wobei die Profile ineinander greifen. Auf diese Weise kann die Kippsicherheit gewährleistet werden.
Diese besondere Ausgestaltung der Querschnitte der Profile gewährleistet eine Kippsicherheit, selbst wenn horizontale oder vertikale externe Kräfte auf das Verschieberegal wirken.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Tragrahmen zusätzlich zumindest ein Lauffahrwerk auf.
Das Vorsehen eines weiteren Lauffahrwerks ermöglicht eine bessere Gewichtsverteilung. Ein "Durchhängen" bzw. Durchbiegen des Tragrahmens, insbesondere bei ungleichmäßiger Beladung des Verschieberegals, in Richtung Untergrund wird vermieden.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Abtriebswelle ferner zumindest eine Kardanwelle aufweist. Durch das Vorsehen einer Kardanwelle ist es möglich, den Antrieb an einer beliebigen Stelle im Tragrahmen zu positionieren und die Antriebswellen so zu positionieren, dass die Antriebskräfte vom Motor an die Antriebselemente übertragen werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Tragrahmens für ein Verschieberegal gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine seitliche Ansicht eines Antriebsrads;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht senkrecht zur Laufrichtung des Verschieberegals, wobei ein linkes und rechtes Führungsfahrwerk des Tragrahmens der Fig. 1 isoliert dargestellt sind; und
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Verschieberegalanlage gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf einer Bohrinsel installiert ist.
In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren sind gleiche Merkmale mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Fig. 1 zeigt einen Tragrahmen 10 isoliert für ein Verschieberegal 72 (vgl. Fig. 4).
Ein Verschieberegal ist ein (Doppel-)Regal auf einem schienengebundenen Verfahrwagen, der nachfolgend auch als Tragrahmen 10 bezeichnet wird, um Regalgänge zwischen zwei benachbarten Verschieberegalen öffnen und schließen zu können. Im Vergleich zu fest installierten Regalen fallen die Bediengänge bei Verschieberegalan- lagen zwischen den Regalzeilen weg, so dass ein hoher Raumnutzungsgrad erreicht wird. Eine maximale Höhe eines Verschieberegals von Oberkanteschiene bis oberste Auflage leitet sich üblicherweise aus dem Verhältnis aus Achsabstand zur Höhe ab, welches kleiner oder gleich 5 sein sollte, es sei denn, es werden besondere Maßnahmen zur Standsicherheit getroffen. Im Normalfall ergeben sich Lagerhöhen von 2 bis 10 m. Um eine Standsicherheit zu gewährleisten, sollte die Summe aller Standmomente größer als die Summe der Kippmomente bezogen auf eine Kippkante sein.
Der in der Fig. 1 dargestellte Tragrahmen 10 weist eine rechteckige Grundfläche auf, die von einem rechteckigen Gestell 12 umrandet wird. Das rechteckige Gestell 12 wird aus Längsbalken 14 und Kopfbalken 16 gebildet. Sowohl die Längsbalken 14 als auch die Kopfbalken 16 können aus Blechprofilen mit C- bzw. U-förmigen Querschnitten gebildet werden. Die Kopfbalken 16 werden an den Enden der Längsbalken 14 befestigt. Die Befestigung kann mittels Schrauben, Schweißen, Nieten und dgl. erfolgen. Die Kopfbalken 16 verlaufen quer zu den Längsbalken 14, die in Längsrichtung verlaufen.
Zur Erhöhung der Stabilität und Verwindungssteifigkeit des Gestells 12 können zusätzliche Querbalken 18 zwischen den Längsbalken 14 in einem Raum vorgesehen werden, der von den Kopfbalken 16 und den Längsbalken 14 begrenzt wird. Bei dem Tragrahmen 10 der Fig. 1 sind exemplarisch zwei Querbalken 18 vorgesehen. Die Querbalken 18 weisen ebenfalls einen C-förmigen Querschnitt auf und sind hier im Wesentlichen horizontal orientiert, wohingegen die Längsbalken 14 und die Kopfbalken 16 im Wesentlichen vertikal orientiert sind. Es versteht sich, dass beliebige andere Querschnittsformen für die Balken 14 bis 18 verwendet werden können. Die Querbalken 18 dienen zur Versteifung und Verstärkung, genauso wie weitere Querbalken 20, die jedoch hier im Wesentlichen horizontal orientiert sind und ebenfalls zwischen den Längsbalken 14 angeordnet sind. Die Querbalken 20 weisen Bohrungen zum Durchgang einer Welle bzw. zur Aufnahme von Wellenlagern auf. Neben den Querbalken 16, 18 sind hier zwei sog. Führungsfahrwerke 22 vorgesehen, die unter Bezugnahme auf Fig. 3 noch näher erläutert werden. Es können ein oder mehrere Führungsfahrwerke 22 vorgesehen werden. Bei dem Tragrahmen 10 der Fig. 1 ist ein linkes Führungsfahrwerk 22i und ein rechtes Führungsfahrwerk 222 vorgesehen. Die Führungsfahrwerke 22 wirken mit Laufschienen 23 zusammen, die wiederum mit einem Untergrund 39 verbunden, insbesondere bündig in den Untergrund 39 integriert, sind. Die Führungsfahrwerke weisen jeweils mindestens ein Laufrad 24 auf, wobei in der Fig. 1 lediglich das Laufrad 24 des linken Fahrwerks dargestellt ist.
Optional können weitere Laufschienen 25 für weitere Lauffahrwerke 26 vorgesehen werden. Im Beispiel der Fig. 1 ist ein einziges weiteres Lauffahrwerk 26 vorgesehen. Das Lauffahrwerk 26 ist nahezu mittig zwischen den beiden Führungsfahrwerken 22 angeordnet, um eine gleichmäßige Gewichtsverteilung und eine Stabilisierung des Verschieberegals zu erreichen. Ein Lauf fahrwerk unterscheidet sich von einem Führungsfahrwerk dadurch, dass das Laufrad 24 des Führungsfahrwerks 22 eine zusätzliche Führung aufweist, um sicherzustellen, dass das Laufrad 24 auf der Führungsschiene 23 läuft. Ein Lauffahrwerk weist zwar ebenfalls zumindest ein Laufrad (in Fig. 1 nicht dargestellt) auf. Jedoch weist ein Lauffahrwerk keine weiteren Führungselemente auf, die sicherstellen, dass die Laufrad des Lauffahrwerks auch tatsächlich auf der Laufschiene 25 bewegt wird.
Im nachfolgenden werden die Begriffe Laufrad und Laufrolle äquivalent verwendet.
Der Tragrahmen 10 der Fig. 1 ist ferner mit einem Antrieb 28, wie z.B. ein E-Motor, verbunden. Der E-Motor 28 ist in der Fig. 1 im Wesentlichen entlang der vertikalen Richtung orientiert. Es versteht sich, dass, je nach geometrischer Größe des Motors, der Motor auch in einer anderen relativen Lage positioniert werden kann.
Der Motor 28 bzw. dessen in Fig. 1 nicht dargestellte Antriebswelle ist an ein Schneckengetriebe 30 gekoppelt, das in der Fig. 1 ebenfalls nicht detaillierter darge- stellt ist. Das Schneckengetriebe 30 weist eine schraubenförmige Schnecke auf, die drehfest mit der Antriebswelle des Antriebs 28 verbunden ist. Die Schnecke greift in ein Zahnrad (Schneckenrad) ein. Das Schneckenrad wiederum ist hier über eine zusätzliche Kardanwelle 32 mit einer Abtriebswelle 34 verbunden. Die Schnecke des Schneckengetriebes 30 hat eine oder mehrere Schraubengänge, die mit dem darin kämmenden schräg verzahnten Schneckenrad zusammenwirken. Die Achsen der Schnecke und des Schneckenrads sind hier um 90° versetzt. Das Schneckengetriebe 30 ermöglicht hohe Untersetzungen (bis zu 150) und eine Selbsthemmung. Die Selbsthemmung tritt durch die Gleitreibung zwischen Schnecke und Schneckenrad, insbesondere bei geringen Gangzahlen der Schnecke, auf. Das Untersetzungsverhältnis berechnet sich aus einer Gangzahl Zl der Schnecke und einer Zähnezahl Z2 des Schneckenrads. Die Selbsthemmung bestimmt sich durch Faktoren, wie z.B. Neigungswinkel, Oberflächenrauhigkeit der Auflageflächen, Werkstoffpaarung, Gleitgeschwindigkeit sowie verwendete Schmierstoffe und Erwärmung. Das Schneckengetriebe 30 ist so ausgelegt, dass es sich im Wesentlichen nur über die Antriebswelle des Antriebs 28 und nicht über die Abtriebswelle 34 antreiben lässt. Bei dynamischer Auslegung bleibt der Antrieb sofort, bzw. zumindest nach kurzer Zeit, stehen (wenn an der Abtriebsseite noch ein Drehmoment wirkt). In der Regel wird dies bei Getrieben mit einem Wirkungsgrad erreicht, der kleiner als 0,5 ist. Bei statischer Auslegung bleibt der Antrieb nur in Ruhelage stehen.
Die Abtriebswelle 34, die sich in der Fig. 1 im Wesentlichen in Längsrichtung des Tragrahmens 10 erstreckt, ist drehfest mit Zahnrädern 36 verbunden. Die Zahnräder 36 stellen die Antriebselemente des Regals dar, die für eine Bewegung des Tragrahmens 10 in einer Querrichtung, d.h. parallel zu den Laufschienen 23 bzw. 25, verantwortlich ist. Die Zahnräder 36 sind drehfest an der Abtriebswelle 34 befestigt und kämmen mit Zahnstangen 38, die, wie die Laufschienen 23 und 25, im oder am Untergrund 39 befestigt sind und parallel dazu verlaufen.
Es versteht sich, dass auch nur ein einziges Zahnrad 36 verwendet werden könnte. Eine Ausgestaltung mit zumindest zwei Zahnrädern hat sich jedoch für eine gleichmäßige Übertragung des Antriebsmoments als vorteilhaft herausgestellt. Deshalb sitzen die Zahnräder 36 in Bezug auf die Mitte des Tragrahmens 10 auch relativ weit außen. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 grenzen die Zahnräder 36 an das linke bzw. rechte Führungsfahrwerk 22 an. Es versteht sich, dass man die Laufrollen bzw. - räder 24 der Führungsfahrwerke 22 durch die Zahnräder 36 ersetzen könnte. Dann wäre das Zahnrad in das Führungsfahrwerk integriert. Gleiches gilt für das Lauffahrwerk 26.
Aus Sicherheitsgründen kann der Tragrahmen 10 z.B. an seinen Ecken zusätzlich Fußlichtschranken und/oder Zutrittslichtschranken 40 aufweisen. Eine Fußlichtschranke führt eine Überwachung in Längsrichtung des Tragrahmens 10 durch, um den Antrieb 28 notfalls abzuschalten, sollte sich ein Hindernis, z.B. die Füße einer Person, im Fahrweg des Verschieberegals befinden. Eine Zutrittslichtschranke überwacht, ob eine Person oder ein Regalfahrzeug in eine geöffnete Gasse eingefahren ist bzw. aus der Gasse wieder herausgefahren ist.
Ferner können an den Längsbalken 14 Puffer 42 vorgesehen werden, um ein Aufeinanderprallen von Verschieberegalen zu dämpfen, wenn die Verschieberegale mittels des Antriebs 28 zusammengeschoben werden.
Fig. 2 zeigt eine stark vereinfachte Seitenansicht des Antriebszahnrads 36, das mit der Zahnstange 38 kämmt, um den hier nicht dargestellten Tragrahmen 10 bzw. das Verschieberegal in Querrichtung 44 hin- und herbewegen zu können.
Bezug nehmend auf Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene Ansicht von vorn auf die isoliert dargestellten Führungsfahrwerke 22 des Tragrahmens 10 der Fig. 1 dargestellt.
In der Fig. 3 weist sowohl das linke Führungsfahrwerk 22i als auch das rechte Führungsfahrwerk 222 jeweils ein Führungsprofil 48 auf, das gegenüberliegend zu einem Flansch 46 des Laufrads 24 angeordnet ist. Die Führungsprofile 48 weisen hier exemplarisch einen L-förmigen Querschnitt auf, wobei die kürzeren Schenkel nach außen relativ zur Mitte des hier nicht näher dargestellten Tragrahmens 10 orientiert sind. Es versteht sich, dass die kurzen Schenkel auch alternativ zur Mitte des Tragrahmens 10 orientiert sein können. Die Führungsprofile 48 wirken mit Gegenprofilen 50 zusammen, die im Bereich der Laufschienen 23 angeordnet werden. Die Gegenprofile 50 weisen hier exemplarisch einen U-förmigen Querschnitt auf, so dass der kurze Schenkel der Führungsprofile 48 in einem Spalt angeordnet ist, der durch den U-förmigen Querschnitt definiert ist. Eine derartige Ausgestaltung der Profile 48, 50 stellt sicher, dass Horizontalbewegungen (Kippen), die in Fig. 3 mit einem Doppelpfeil 52 angedeutet sind, und Vertikalbewegungen (Ausheben), die in Fig. 3 mit einem Doppelpfeil 54 angedeutet sind, zwar bis zu einem gewissen Grad zugelassen werden. Ein Kippen bzw. Ausheben des Tragrahmens 10 wird durch diese Profile 48, 50 jedoch verhindert.
Es versteht sich, dass die hier in Fig. 3 gezeigten Laufräder 24 durch die Zahnräder 36 ersetzt werden könnten, wobei die Drehachse dann vorteilhafterweise in der Verlängerung der Abtriebswelle 34 (vgl. Fig. 1) läge. Die Zahnräder könnten dann auch Flansche aufweisen, um eine zusätzliche Führung zu erzielen.
Die nicht dargestellten Laufrollen des in der Fig. 1 dargestellten Lauffahrwerks 26 weisen keine Flanschbereiche auf, so dass die Laufrollen des Lauffahrwerks 26 nicht geführt sind, wie oben ausgeführt.
Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Verschieberegalanlage 70 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Verschieberegalanlage 70 weist exemplarisch drei Verschieberegale 72-1, 72-2 und 72-3 auf. Jedes der Verschieberegale 72 weist den zuvor erläuterten Tragrahmen 10 als Basis auf, auf die wiederum ein Regalaufbau bzw. -gerüst 74 aufbaut.
Die Regale 72 sind in Fig. 4 zusammengefahren, was sich im Abstand 0 zwischen den Regalen widerspiegelt. In der Fig. 4 sind keine Regalgassen offen. Die Regale 72 sind an eine Seitenwand 76 einer hier nicht näher dargestellten Bohrinsel bzw. eines nicht näher dargestellten Schiffs gefahren worden. Gegenüberliegend zur Wand 76 ist eine Arretiereinrichtung 78 angeordnet. Die Arretiereinrichtung 78 weist z.B. Gewindestangen 80 auf, die längenverstellbar sind, wie es durch Doppelpfeile 82 angedeutet ist. Mit den Gewindestangen 80 können die zusammengefahrenen bzw. -geschobenen Verschieberegale sicher verspannt werden. Die Regale 72 bilden dann eine Art von zusammenhängendem Block. Der Block ist in dieser Form gegenüber äußeren Krafteinwirkungen sicher. Er wird nicht verrutschen. Die einzelnen Verschieberegale 72 können sich nicht bewegen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Schiff oder die Bohrinsel einem starken Seegang ausgesetzt sind.
Die hier in Fig. 4 exemplarisch dargestellte Verschieberegalanlage 70 weist einen Tragrahmen mit einer Abmessung von 4170 x 810 x 185 mm auf und ist mit drei Fahrwerken (vgl. Fig. 1) ausgelegt, um Belastungen von 4 t standzuhalten. Die Laufund Führungsschienen inklusive Kippsicherung werden bündig zum Boden befestigt. Die Zahnstangen können ebenfalls bündig mit der Fläche des Bodens abschließen. Alternativ können die Zahnstangen aber auch aus dem Boden herausragen. Zahlreiche Abwandlungen hinsichtlich Abmessung, Traglast, Anzahl von Fahrwerken, usw. sind möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Verschieberegal (72-1; 72-2; 72-3) zum Einsatz in einer Verschieberegalanlage (70), die auf einem sich bewegenden Untergrund (39) betrieben wird, mit: einem Tragrahmen (10) für ein Regalgerüst (74), der zumindest ein Führungsfahrwerk (22) aufweist; einem Antrieb (28), der mit dem Tragrahmen (10) verbunden ist und eine Antriebswelle aufweist; zumindest einem Antriebselement (36), das mit einer Abtriebswelle (32, 34) verbunden ist und über die Abtriebswelle (32, 34) an den Antrieb (28) gekoppelt ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle des Antriebs (28) über ein Schneckengetriebe (30) an die Abtriebswelle (32, 34) gekoppelt ist.
2. Verschieberegal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement ein Zahnrad (36) ist, das mit einer Zahnstange (38) kämmt, die im oder am sich bewegenden Untergrund (39) befestigt ist.
3. Verschieberegal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengetriebe (30) derart selbsthemmend ist, dass die Antriebswelle (32, 34) bei äußerer Krafteinwirkung nicht über die Abtriebswelle antreibbar ist.
4. Verschieberegal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsfahrwerk (22) ein Führungsprofil (48) aufweist, das derart ausgestaltet ist, dass es mit einer geeignet ausgebildeten Laufschiene (23) zusammenwirkt, die im oder am sich bewegenden Untergrund (39) befestigt ist und die ein vertikales und/oder horizontales Ausbrechen (52, 54) des Führungsfahrwerks (22) verhindert.
5. Verschieberegal nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsprofil (48) einen L-förmigen Querschnitt aufweist und dass die Laufschiene (23) ein Gegenprofil (50) mit U-förmigem Querschnitt aufweist, wobei die Profile (48, 50) ineinander greifen.
6. Verschieberegal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (22) ferner zumindest ein herkömmliches Lauffahrwerk (26) aufweist.
7. Verschieberegal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle ferner zumindest eine Kardanwelle (32) aufweist.
8. Verschieberegalanlage (70) mit mindestens einem Verschieberegal (72) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Bohrinsel mit einer Verschieberegalanlage (70) nach Anspruch 8.
10. Schiff mit einer Verschieberegalanlage (70) nach Anspruch 8.
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