WO2009132730A1 - Hubmechanismus für ein shuttle eines kanallagers und verfahren zum anheben und absetzen einer ladebrücke des shuttles - Google Patents

Hubmechanismus für ein shuttle eines kanallagers und verfahren zum anheben und absetzen einer ladebrücke des shuttles Download PDF

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WO2009132730A1
WO2009132730A1 PCT/EP2009/001755 EP2009001755W WO2009132730A1 WO 2009132730 A1 WO2009132730 A1 WO 2009132730A1 EP 2009001755 W EP2009001755 W EP 2009001755W WO 2009132730 A1 WO2009132730 A1 WO 2009132730A1
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WO
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lifting
shuttle
chassis
lifting mechanism
units
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/001755
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benno Reichmuth
Bruno Felber
Original Assignee
SSI Schäfer AG
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/06—Storage devices mechanical with means for presenting articles for removal at predetermined position or level
    • B65G1/065—Storage devices mechanical with means for presenting articles for removal at predetermined position or level with self propelled cars

Definitions

  • the present invention relates to a lifting mechanism for a shuttle, which is used in a shuttle channel storage for driving under, lifting, moving and depositing carriers, wherein the carriers are stored on rack rails in a channel that can serve as guide rails for wheels of the shuttle at the same time ,
  • the invention further relates to a shuttle with such a lifting mechanism and a shuttle channel storage with a suitably designed shuttle.
  • the present invention relates to a method for lifting and lowering a loading bridge of a shuttle.
  • load carriers such as pallets, trays, etc.
  • the storage takes place on shelf rails, which are mounted laterally on so-called shelf stands.
  • the shelf rails preferably have a horizontally oriented storage surface for receiving the charge carriers and a further, horizontally oriented running surface for rollers of a shuttle.
  • the horizontally oriented surfaces are connected by means of a vertically oriented side wall.
  • the shuttles build so low that they can be driven in a lowered state under the charge carriers, and then lift at least parts of their upper side by means of a lifting mechanism. In this way, charge carriers can be lifted and then moved in the channel along the rails.
  • a large number of components also increases the weight. Since the shuttles are usually transferred from one channel to another channel, low-weight shuttles are an advantage.
  • the implementation is usually carried out by means of rack conveyors (stacker crane, stacker, etc.).
  • European Patent EP 1 558 506 B1 discloses a shuttle-integrated lifting mechanism. Such a equipped shuttle is characterized by the fact that a loading bridge, which serves as a contact surface for lifting and lowering of carriers, is rigidly connected to a chassis, wherein the chassis is provided with pivotable wheels. The connection between the wheels and the chassis via a crank mechanism which is mounted eccentrically. The crank mechanism is operated by a motor so that the wheels are raised or lowered relative to the chassis. This mechanism thus lifts over the wheels both the load carrier and the chassis and any weight associated with the chassis. Further conventional shuttles are disclosed, for example, in the documents US Pat. No. 5,033,928, US Pat. No. 3,887,657, US Pat. No. 4,273,494 and DE 32 139 83 A1. Furthermore, reference is made to the documents DE 203 07 005 UI, EP 0 933 314 A2, DE 2 311 963 A and DE 39 29 947 C2.
  • a lifting mechanism for a shuttle which is used in a shuttle channel storage for driving under, lifting, moving and depositing carriers, wherein the carriers are stored on rack rails in a channel, which also serve as guide rails for wheels of the shuttle can, with: a chassis; at least one pair of lifting units connected to the chassis 12, each lifting unit comprising: a drive having a drive element, the drive being rotatably mounted in a pivot plate; a first landing gear fixed stopper unit and a second landing gear fixed stopper unit arranged opposite to each other; and a Schwenkarmmechanismus, wherein the Schwenkarmmechanismus has at least one first arm which is pivotally mounted about a pivot axis on the chassis and which is pivotally connected about an axis of rotation on the pivot plate; an endless circulating traction means, which is coupled to the drives; wherein each of the drive elements is in communication with the traction means and is respectively disposed between the first and second stopper units, that the first arm at an opposite actuation of the drives from
  • the drives of the lifting mechanism according to the invention are used both for moving the shuttle along the shelf rails and for raising and lowering of carriers, which are to be transported by the shuttle in the channel. To lift and lower the charge carriers or to move the shuttle only one drive set is required.
  • Loads of up to 2.5 t with a dead weight of only 250 kg per shuttle can be lifted and converted. Depending on the choice of motors, these payloads can also be reduced to, for example, 1500 kg or 1000 kg.
  • a shuttle builds e.g. only 120 mm high.
  • each pivoting arm mechanism has a second arm which is also pivotably hinged to the chassis and rotatably mounted on the pivot plate so that virtual connecting lines between the pivot axes and the pivot axes of the arms span a pivotable parallelogram.
  • the first arm has an L-shaped cross section, so that a short leg of the L-shaped cross section forms a maximum point in the second position.
  • the or the pivot arms In the second position, i. the raised position, the or the pivot arms has preferably moved beyond its dead center. An unintentional swinging away can not be done.
  • a lifting roller is rotatably mounted on the first arm.
  • the loading bridge is coupled to the lifting mechanism via the lifting roller. Since the loading bridge performs a horizontal movement relative to the chassis during a vertical movement of the lifting mechanism, this can be compensated for by the lifting roller.
  • each lifting unit further comprises two loose rotating elements, which are arranged such that they communicate with the traction means and that the traction means rotates the drive element in the form of an omega loop ( ⁇ loop).
  • omega loop omega loop
  • the omega loop serves to ensure that the drive element and the traction means are permanently engaged with each other.
  • the traction means is connected to the drive element over a longer section than in conventional applications in which the contacting between the drive element and the traction means is (almost) punctiform. Further, it is advantageous if the two loose rotating elements, the drive and the Schwenkarmmechanismus are each pivotally connected to the pivotally hinged to the chassis pivot plate.
  • each lifting unit is assigned at least one chassis, wherein each chassis has a first and a second impeller, wherein the axis of rotation of the first impeller is arranged on one side relative to the lifting unit, which faces an outer region of the shuttle and a rotational axis of the second impeller an opposite side is arranged relative to the lifting unit, which faces an inner region of the shuttle.
  • the wheels are thus spaced from each other. This makes it possible to easily run over even larger gaps in a shelf rail, regardless of whether the shuttle is loaded with a load carrier or not.
  • the deflection rollers of the traction means sit on the axes of the outside relative to the shuttle arranged axes of rotation of the wheels.
  • loosely rotatable elements are provided between the lifting units - and preferably also between the chassis - which are connected to the traction means, which are rotatably mounted on the chassis and which guide the traction means in the form of another omega loop.
  • the traction means must be so strong that the drives in can move opposite direction along the traction means. A sagging of the traction means, in particular during a lifting operation, is prevented.
  • the lifting units interact with an upper run of the traction means or engage in this.
  • the lower run can serve as a running or support surface for the shuttle on the rack rails. Since the lifting units via their drive element - pictorially speaking - along the traction means in the stroke position "climb" and there this process in the form of a pivoting movement of the lifting unit, it is desirable that the traction means despite tight tension has a certain amount of play.
  • the lifting unit follows a circular arc segment. The traction means can then adapt to this trajectory of the lifting unit.
  • the drives are servomotors
  • the traction means is a chain
  • the drive element is a gear or pinion mounted on an output shaft of the drive.
  • servomotors Since the shuttle can lift loads up to 2.5 t, the power-transmitting components of the shuttle must be designed accordingly. A chain and gears interacting with the chain have been found to be particularly advantageous here.
  • the use of servomotors is desirable because servomotors, particularly stepper motors, can be synchronized well. Synchronous moving servomotors are desirable for clean forward or reverse travel of the shuttle. But also a synchronous, opposite movement is desired to switch between the stroke position and the lowered position, or vice versa.
  • the lifting mechanism is not arranged centrally along the longitudinal axis of the shuttle, but in outer edge regions, ie left and right in the region of the rails. Although this increases the number of components used. However, smaller motors can be used as there is enough space inside the shuttle. Then the shuttle still builds extremely low.
  • the shuttle according to the invention is, for example, only 120 mm high.
  • the drives are coupled to the traction means in such a way that the drives cause a forward or backward movement of the shuttle in a concurrent operation thereof.
  • the above object is additionally achieved by a method for raising and lowering a loading bridge of a shuttle, which is used in a channel storage to store charge carriers in a channel on rack rails, which can serve as guide rails for wheels of the shuttle, wherein the charge carriers underrun, raised, moved or set down, the shuttle preferably comprising a lifting mechanism according to the invention and the method comprising the steps of: actuating traction drives of a pair of lifting units in opposite directions to pivot plates of the lifting unit from a first lowered position to a second raised position to pivot.
  • Fig. 1 is a perspective view of a double provided lifting mechanism according to the present invention, which are incorporated in a shuttle according to the present invention, wherein an upper cover of the shuttle has been omitted to get a better insight into an interior of the shuttle;
  • Fig. 2 is a side view of a portion of a lifting mechanism in isolation according to the present invention.
  • Fig. 3 shows the lifting mechanism of Fig. 2 with further elements, in particular
  • Fig. 4 shows the lifting mechanism of Figure 3, in addition wheels are shown ..;
  • FIG. 5 shows the lifting mechanism of FIG. 4, wherein additionally a pivoting mechanism is shown
  • Fig. 6 shows the lifting mechanism of Figure 5, wherein in addition a centrally arranged pivoting unit for attaching a loading bridge, not shown, is shown on the chassis.
  • FIG. 7 shows the lifting mechanism of FIG. 6 in a lifting position
  • FIG. 8 shows the shuttle of FIG. 1, wherein additionally a loading bridge is shown;
  • Fig. 9 shows the shuttle of Figures 1 and 8 with complete coverage, wherein the
  • Loading bridge is shown in a raised state
  • FIG. 10 is a flowchart of a method according to the present invention.
  • FIGS. 1, 8 and 9 Perspective views of a shuttle 10 according to the present invention are shown in FIGS. 1, 8 and 9.
  • Fig. 9 shows the shuttle 10 in its entirety, wherein a loading bridge designated by the reference numeral 104 is shown in a raised state.
  • FIG. 8 shows the shuttle 10 with a top cover 114 removed to more clearly illustrate elements of the dock leveler 104.
  • the entire cover including the loading bridge 104 is removed in order to get a better insight into the inner workings, in particular on a doubly provided lifting mechanism 11 and 11 ', respectively.
  • FIGS. 2 to 7 the construction of a single lifting mechanism 11 according to the present invention, here the lower lifting mechanism 11 of FIG. 1, is represented in layers in steps. Layer by layer 11 further components are added to the lifting mechanism. Before the layered structure of the lifting mechanism 11 is explained stepwise in connection with Figures 2 to 7, a schematic overview is given with reference to FIG.
  • Fig. 1 shows the shuttle 10 of the present invention with the cover removed.
  • the lifting mechanism 11 or 11 'according to the present invention is doubly provided in the embodiment of the shuttle 10 shown in FIG.
  • the lifting mechanisms 11, 11 ' are arranged in lateral areas of the shuttle, where the shuttle is placed on rack rails, not shown. It goes without saying that lent a single lifting mechanism 11 could be used, which is then preferably arranged centrally to the shuttle 10 along a longitudinal direction thereof (not shown). As such, the shuttle 10 can be moved forwards and backwards in the longitudinal direction (Z direction) of a channel (not shown here), as indicated by a double arrow 8.
  • the shuttle 10 has, in addition to the lifting mechanisms 11, 11 'on a chassis or chassis 12.
  • the lifting mechanisms 11, 11 'according to the invention are rotatably mounted on the chassis 12.
  • the shuttle 10 also has four suspensions 14.1, 6, 18 and 20, which are assigned in pairs to the lifting mechanisms 11, 11 '. It is understood that suspensions and corresponding travel drives can be provided separately. According to the present invention, however, it is preferable if the running gears 14 to 20 are integrated in pairs in the lifting mechanism 11 or 11 '.
  • Each of the running gears 14 to 20 has two rollers 22. With the rollers 22, the shuttle 10 can be moved to the shelf rails, not shown here (see arrow 8) and also run through small and larger gaps in the rail without getting caught.
  • the propulsion follows here via four engines 24, each chassis is assigned to each one engine. Servo motors are used in particular in order to use the necessary forces can. However, fewer motors can be used. But then at least one shiftable transmission is required to obtain the desired rotations on the chassis.
  • a traction means 26 such as a chain, a toothed belt, etc.
  • the traction means 26 is arranged endlessly circulating.
  • the deflection takes place via deflecting elements 28, such as deflecting rollers, deflecting pinions or gears, etc.
  • deflecting elements 28 are not (yet) shown.
  • the structure of a lifting mechanism 11 according to the invention will be explained in layers, wherein the layers build up from the interior of the shuttle 10 to the outside.
  • the lifting mechanism 11 comprises two lifting units 29, which interact with the endless circulating traction means 26.
  • a lifting unit 29 will be explained. It is understood that this explanation applies to both lifting units 29, which are shown in the following figures, wherein the arrangement of individual components takes place mirror-inverted in the two lifting units 29. Specifically, the construction of the lifting unit 29 shown on the left in FIG. 2 will be explained.
  • the (left) lifting unit 29 has a pivot plate 30, which lies in a state when the shuttle 10 is inserted into a channel substantially in a YZ plane.
  • the swivel plate 30 is pivotally mounted relative to the chassis 12 (see Fig. 1), as will be explained in more detail below.
  • the pivot plate 30 has a plurality of differently dimensioned bores 32 adapted to receive respective bearings, bushings and sleeves for attaching further components of the lifting unit 29, such as a diverter 34, to the pivot plate 30 (rotatable).
  • the deflection device 34 is arranged so that a drive pinion 36, which sits on a (not designated here in detail) output shaft of the motor 24 is surrounded by two loosely rotatable gears 38, 40.
  • the idler gear 38 is freely rotatably mounted in the pivot plate 30.
  • the idler gear 40 is freely rotatably mounted in a bracket 42.
  • the bracket 42 connects the idler gear 38 with the idler gear 40 such that the idler gear 40 can be pivoted about the idler gear 38.
  • the bracket 42 is further connected to a biased spring member 44 in connection, which exerts a force in the Y direction to rotate the bracket 42 in a clockwise direction on a circular path around the idler gear 38.
  • the idler gear 40 from the tensioned traction means 26, in which the idler gear 40 engages on Held in place is guided by the deflection device 34 in the form of an ⁇ loop (omega loop) around the drive pinion 36, which in turn engages in the traction means 26. Also, the idler gear 38 engages in the traction means 26 a.
  • FIG. 3 further elements of the lifting units 29 and of the shuttle 10 are illustrated in addition to the components already shown in FIG. 2.
  • the traction means 26 is deflected at the outer points of its circulation by the deflection elements 28, here in the form of gears.
  • a hold-down element 46 is provided in the region of the deflection rollers 28 at the lower run.
  • two loosely rotating gears 48, 50 are shown in the central region of the Glasstoffumlauf, which are loosely mounted rotatably mounted on the chassis 12.
  • the idler gears 48, 50 are arranged opposite to another outer gears 52 opposite one another.
  • the wheelsets 48, 52 and 50, 52 With the help of the wheelsets 48, 52 and 50, 52, the upper run of the traction means 26 is held down. This increases the tension of the traction means 26 and prevents fluttering of the traction means 26, in particular in the region of the upper run.
  • the positions of the loose wheels can be adjusted in the Z direction in order to change the tension of the traction means 26 in a desired manner (see double arrows in FIG.
  • the wheels 28 and 52 sit the wheels 22 of the trolleys 18 and 20 on these axes.
  • the chassis 18 shown on the left in Fig. 4 the wheels 22, sitting on the axes 56 and 58.
  • the gears 28 shown in the left-hand part of FIG. 3 also sit on these axles 56, 58 or 52.
  • the lifting units 29 of FIG. 4 each have an optional cover plate 54 fitted from the outside, which cover is largely congruent to the pivot plate 30.
  • the cover plate is oriented substantially parallel to the pivot plate 30 at a distance.
  • the cover plate 54 has different holes 54 ', which are suitable, inter alia, for receiving connecting elements, not shown here, such as spacer bolts or plates.
  • the cover plate 54 also has further openings, for example, to allow access to the spring element 44 and to accommodate another bearing for the drive pinion 36 can.
  • the lift unit 29 further includes a pivot arm mechanism 66 that includes at least a first pivot arm 68.
  • a second pivot arm 70 is provided.
  • the pivot arms are articulated pivotably on the chassis 12 in order to perform a pivoting movement, as indicated by an auxiliary arrow 72 and 74, respectively.
  • the first arm 68 is pivotable about a pivot axis 76.
  • the second arm 70 is pivotable about a pivot axis 78.
  • the arms 68, 70 are rotatably connected to the chassis 12 along the axes 76, 78, respectively.
  • the arms 68, 70 each form a hinge with the chassis 12 to rotate about the axes 76 and 78, respectively.
  • the first arm 68 is further hinged to the cover plate 54 and the pivot plate 30 rotatably about an axis 80. It is understood that the cover plate 54 is not absolutely necessary and that the first arm 68 can directly, ie without the cover plate 54, form a hinge with the pivot plate 30 by, for example, a corresponding sleeve is used.
  • the first arm 68 here essentially has an L-shaped cross section. A short leg of the L-shaped cross-section has at its outer end, ie an end 80 opposite the axis, a lifting roller 86, whose function will be explained in more detail below.
  • the second arm 70 is hinged to the cover plate 54 and the pivot plate 30 so that it is rotatable about a rotation axis 82.
  • Virtual connecting lines between the axes 76, 78, 80 and 82 essentially define a parallelogram, as shown in the lifting unit 29 shown on the right in FIG. 5 by means of an auxiliary line 71.
  • the arms 68, 70 move in an operation of the lifting units 29 in parallel circular orbits about the axes of rotation 76, 78 inwardly, as indicated by the arrows 72, 74.
  • the lifting rollers 86 perform this orbit movement and come ideally (in the Y direction) at a highest point to a halt, as will be explained in more detail below in connection with FIG. 7.
  • FIG. 6 another optional component of the lifting mechanism 11 according to the invention is shown.
  • a support arm 88 is provided which is rotatably mounted about a pivot axis 90 on the chassis 12. At its opposite end, it has a further joint, which is rotatable about an axis of rotation 92 and allows a connection to a mounting block 94.
  • the arm 88 is pivotable upwards, as illustrated by means of an auxiliary arrow 93.
  • the mounting block 94 is rigidly connected with its upper side 96 with the loading bridge 104, not shown here.
  • the lifting mechanism shown in Fig. 6 is in a lowered position.
  • a lifting position is shown, wherein the lifting units 29, and in particular the lifting rollers 86, have moved in a vertical direction upwards, as indicated by the auxiliary arrows 102.
  • the lifting rollers 86 are loosely connected to the loading bridge 104, not shown, and compensate for a horizontal relative movement of the loading bridge 104 relative to the chassis 12.
  • the Mounting block 94 also moves vertically upward in the direction of arrow 102.
  • the position of Fig. 7 corresponds to the position as shown in Fig. 9.
  • the loading bridge 104 is shown, which rests movably mounted on the lifting rollers 86 and is rigidly connected to the mounting block 94.
  • the loading bridge 104 is also connected to the chassis 12 so that it can not roll down from the shuttle 10.
  • the loading bridge 104 is formed in FIG. 9 by way of example from four folded sheets 104 to 112.
  • three cover plates 114 are shown by way of example in FIG. 9, which do not participate in the lifting movement. It is understood that the loading bridge 104 as well as the cover 114 may be formed from one or more parts.
  • lateral guide rollers 116 may be provided to avoid collision between the shuttle 10 and the shelf rails.
  • both drives 24 of the lifting mechanism 11 are operated in the same direction, the traction means 26 is rotated by means of the drive pinion 36 either clockwise or counterclockwise. Turns the traction means 26 shown in Fig. 2 in the clockwise direction or against the same, the shuttle 10 moves to the right or left.
  • the motors 24, which lie in the illustration of FIG. 3 in the shadow of the pivot plates 30, are preferably synchronized with each other via a control, not shown, which is part of the shuttle 10.
  • the traction means 26 is in particular in the region of the drive pinion 36 closely over a longer portion of the drive pinions 36 and is then deflected by the guide wheels 28.
  • the lifting units 29 move towards each other on circular paths, as shown in FIG 5 is indicated by the arrows 72 and 74.
  • the motors 24, which extend substantially in the X direction (see FIG. 1), are movably mounted relative to the chassis 12, as indicated by double arrows in the region of the motors 24 which are not shown in greater detail in FIG. Figuratively speaking, the drive pinions 36 (see Fig. 3) "climb" the traction means 26 in the direction of the idler gears 38.
  • the lifting units 29 thereby move towards each other.
  • the lifting rollers 86 are then located at a highest point and thus lift the loading bridge 104 shown in Figures 8 and 9 to a maximum. From the position shown in FIG. 7, the shuttle 10 can then be moved backwards or forwards within the channel by synchronous operation of the drives, with a load on the loading bridge 104. When the load is to be turned off, the drives become 24 again operated in opposite directions.
  • the drive pinion of the left lifting unit 29 is rotated counterclockwise.
  • the drive pinion of the right-hand lifting unit 29 is rotated clockwise. Then the outside meet Side surfaces of the plate or plates 54 and 30 to stop units 64 which are provided in the region of the outer rollers 22 chassis-fixed.
  • the optional stop units 64 can also be realized by the chassis 12 itself.
  • the chassis 12 and the plates 30 and 54, respectively, of the lifting units 29 are adapted to form respective stops which limit the pivotal movement of the lifting units 29.
  • first arm 68 per lift unit 29 is sufficient to cause the pivotal movement.
  • the shape of the first lever 68 can be chosen freely.
  • the L-shaped cross section shown here can be exchanged, for example, by an I-shaped cross section.
  • the lifting roller 86 can then be provided in extension of the longitudinal axis of the arm 68.
  • the pivoting movement from the lowered position (FIG. 6) to the lifting position (FIG. 7) is designed such that the longitudinal axis of the arm 68 or the arms 68, 70 is not parallel to a vertical, as indicated by an auxiliary line 101 the right lifting unit 29 of Fig. 6 is shown.
  • the arms 68, 70 are in a dead center with respect to the vertical or lifting movement 102.
  • This position is unstable, since slight movement or disturbing forces can cause the arms 68, 70 to turn to the left or to the right, which would be associated with a corresponding lowering of the loading bridge 104.
  • the position of the arms 68, 70 shown in FIG. 7, however, is extremely stable. A swinging into the lowered position (see Fig. 6) is impossible without prolonged opposite operation of the drives 24.
  • a block diagram of a method according to the present invention is shown schematically.
  • a query is made as to whether the lifting mechanism should be raised / lowered or whether the shuttle 10 should be moved within a channel.
  • a step S2 it is decided that the loading bridge 104 of the shuttle 10 should be raised or lowered.
  • the drives are operated in opposite directions in step S2. Subsequently, one returns to step S2.
  • the query Sl it is decided to move the shuttle 10, the drives are operated in the same direction in a step S3. Then you return to step Sl.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Abstract

Hubmechanismus für ein Shuttle (10), mit: einem Fahrgestell (12); mindestens einem Paar von Hubeinheiten, wobei jede Hubeinheit aufweist: einen Antrieb (24) mit einem Antriebselement, wobei der Antrieb drehbar in einer Schwenkplatte, gelagert ist und das Shuttle (10) verfahren kann; eine erste Fahrgestell-feste Anschlagseinheit (64) und eine zweite Fahrgestell-feste Anschlagseinheit (64'), die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und einen Schwenkarmmechanismus; einem endlos umlaufenden Zugmittel (26), welches an die Antriebe (24) gekoppelt ist; wobei jedes der Antriebselemente mit dem Zugmittel (26) in Verbindung steht und jeweils so zwischen der ersten und zweiten Anschlagseinheit (64, 64') angeordnet ist, dass erste Arm bei einer entgegengesetzten Betätigung der Antriebe (24) aus einer ersten Stellung, in der die Hubeinheiten abgesenkt sind und die Schwenkplatten jeweils an einer der Anschlagseinheiten (64, 64') anliegen, in eine zweite Stellung schwenkbar ist, in der die Hubeinheiten angehoben sind und die Schwenkplatten jeweils an der anderen Anschlagseinheit (64', 64) anliegen.

Description

Hubmechanismus für ein Shuttle eines Kanallagers und Verfahren zum Anheben und Absetzen einer Ladebrücke des Shuttles
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hubmechanismus für ein Shuttle, welches in einem Shuttle-Kanallager zum Unterfahren, Anheben, Verfahren und Absetzen von Ladungsträgern eingesetzt wird, wobei die Ladungsträger auf Regalschienen in einem Kanal gelagert werden, die gleichzeitig als Führungsschienen für Laufräder des Shuttles dienen können. Die Erfindung betrifft ferner ein Shuttle mit einem solchen Hubmechanismus sowie ein Shuttle-Kanallager mit einem entsprechend ausgebildeten Shuttle. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Heben und Senken einer Ladebrücke eines Shuttles. In einem Kanallager werden Ladungsträger, wie zum Beispiel Paletten, Tablare, etc., in Kanälen eines Regals gelagert. Die Lagerung erfolgt auf Regalschienen, die seitlich an sogenannten Regalstehern angebracht sind. Die Regalschienen weisen vorzugsweise eine horizontal orientierte Abstellfläche zur Aufnahme der Ladungsträger sowie eine weitere, horizontal orientierte Lauffläche für Laufrollen eines Shuttles auf. Die horizontal orientierten Flächen sind mittels einer vertikal orientierten Seitenwand verbunden. Die Shuttle bauen so niedrig, dass sie in einem abgesenkten Zustand unter die Ladungsträger gefahren werden können, um dann zumindest Teile ihrer Oberseite mittels eines Hubmechanismus anzuheben. Auf diese Weise können Ladungsträger angehoben und anschließend im Kanal entlang den Schienen verfahren werden.
Da in einem Regal möglichst viele Kanäle übereinander angeordnet werden sollen, ist es wünschenswert, dass die Shuttle bzw. die Ebenen, in denen sich die Shuttle bewegen, möglichst niedrig bauen. Dies wiederum hat zur Folge, dass im Shuttle möglichst wenig Bauteile verbaut werden sollen.
Eine große Anzahl von Bauteilen erhöht auch das Gewicht. Da die Shuttle üblicherweise von einem Kanal in einen anderen Kanal umgesetzt werden, sind Shuttle mit geringem Gewicht von Vorteil. Die Umsetzung erfolgt üblicherweise mittels Regalförderzeugen (Regalbediengerät, Stapler, etc.).
Das europäische Patent EP 1 558 506 Bl offenbart einen Shuttle-integrierten Hubmechanismus. Ein derartig ausgerüstetes Shuttle zeichnet sich dadurch aus, dass eine Ladebrücke, die als Kontaktfläche zum Anheben und Absenken von Ladungsträger dient, starr mit einem Fahrgestell verbunden ist, wobei das Fahrgestell mit verschwenkbaren Laufrädern versehen ist. Die Verbindung zwischen den Rädern und dem Fahrgestell erfolgt über einen Kurbelmechanismus, der exzentrisch gelagert ist. Der Kurbelmechanismus wird mittels eines Motors betätigt, so dass sich die Räder relativ zum Fahrgestell heben oder senken. Dieser Mechanismus hebt also über die Räder sowohl den Ladungsträger als auch das Fahrgestell sowie jedes mit dem Fahrgestell verbundene Gewicht. Weitere herkömmliche Shuttle werden z.B. in den Dokumenten US 5,033,928, US 3,887,657, US 4,273,494 und der DE 32 139 83 Al offenbart. Des Weiteren wird auf die Dokumente DE 203 07 005 Ul, EP 0 933 314 A2, DE 2 311 963 A und DE 39 29 947 C2 verwiesen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hubmechanismus vorzusehen, der kompakt baut und trotzdem große Lasten, insbesondere bestückte Paletten, heben und versetzen kann. Ferner ist es wünschenswert, dass man mit dem Shuttle auch größere Lücken innerhalb der Fahrschiene problemlos überfahren kann. Das Shuttle soll insbesondere sicher sein, sehr flach bauen, eine lange Lebensdauer haben und möglichst wartungsfrei sein.
Ferner ist es eine Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Heben und Senken von Ladungsträgern mit einem Shuttle in einem Kanallager bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit einem Hubmechanismus für ein Shuttle gelöst, welches in einem Shuttle-Kanallager zum Unterfahren, Anheben, Verfahren und Absetzen von Ladungsträgern eingesetzt wird, wobei die Ladungsträger auf Regalschienen in einem Kanal gelagert werden, die gleichzeitig als Führungsschienen für Laufräder des Shuttles dienen können, mit: einem Fahrgestell; mindestens einem Paar von Hubeinheiten, die mit dem Fahrgestell 12 verbunden sind, wobei jede Hubeinheit aufweist: einen Antrieb mit einem Antriebselement, wobei der Antrieb drehbar in einer Schwenkplatte gelagert ist; eine erste Fahrgestell-feste Anschlagseinheit und eine zweite Fahrgestell-feste Anschlagseinheit, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und einen Schwenkarmmechanismus, wobei der Schwenkarmmechanismus zumindest einen ersten Arm aufweist, der um eine Schwenkachse schwenkbar am Fahrgestell angelenkt ist und der um eine Drehachse drehbar an der Schwenkplatte angelenkt ist; einem endlos umlaufenden Zugmittel, welches an die Antriebe gekoppelt ist; wobei jedes der Antriebselemente mit dem Zugmittel in Verbindung steht und jeweils so zwischen der ersten und zweiten Anschlagseinheit angeordnet ist, dass der erste Arm bei einer entgegengesetzten Betätigung der Antriebe aus einer ersten Stellung, in der die Hubeinheiten abgesenkt sind und die Schwenkplatten jeweils an einer der Anschlagseinheiten anliegen, vorzugsweise über einen Todpunkt hinaus, in eine zweite Stellung schwenkbar ist, in der die Hubeinheiten angehoben sind und die Schwenkplatten jeweils an der anderen Anschlagseinheit anliegen.
Die Antriebe des erfindungsgemäßen Hubmechanismus werden sowohl zum Verfahren des Shuttles entlang den Regalschienen als auch zum Anheben und Absenken von Ladungsträgern benutzt, die vom Shuttle im Kanal zu transportieren sind. Zum Heben und Senken der Ladungsträger bzw. zum Verfahren des Shuttles ist nur ein Antriebssatz erforderlich.
Dadurch erleichtert sich auch die Steuerung, da lediglich ein Antriebssatz angesteuert werden muss. Mit einer geschickten Steuerung lassen sich Bremsvorgänge, bei denen sich das Shuttle einem Zielort, sei es ein zu unterfahrender Ladungsträger oder ein geplanter Abstellplatz, nähert, mit einem Anheben der Ladebrücke kombinieren, da zum Anheben derselben die Antriebe eines Hubeinheitpaars gegenläufig betätigt werden müssen. Während einer Fahrt des Shuttles, sei es mit angehobener oder abgesenkter Ladebrücke, drehen die Antriebe gleich und vorzugsweise synchron. Kurz bevor die Fahrt zu Ende ist, kann der Drehsinn des einen Antriebs umgekehrt werden, um eine Hub- oder Senkoperation durchführen zu können.
Es lassen sich Lasten bis zu 2,5 t bei einem Eigengewicht von lediglich 250 kg pro Shuttle heben und umsetzen. Je nach Auswahl der Motoren können diese Nutzlasten auch auf zum Beispiel 1500 kg oder 1000 kg reduziert werden. Ein Shuttle baut dabei z.B. nur 120 mm hoch.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder Schwenkarmmechanismus einen zweiten Arm auf, der ebenfalls schwenkbar am Fahrgestell und drehbar an der Schwenkplatte angelenkt ist, so dass virtuelle Verbindungslinien zwischen den Drehachsen und den Schwenkachsen der Arme ein schwenkbares Parallelogramm aufspannen. Diese Maßnahme erhöht die Sicherheit und Stabilität beim Anheben bzw. Absenken der Ladebrücke. Eine Parallelogramm-artig aufgebaute Struktur nimmt eine Belastung sicher auf und verhindert insbesondere eine ungewollte Umkehrung der gewünschten Schwenkbewegung über einen Todpunkt hinaus.
Weiter ist es von Vorteil, wenn der erste Arm einen L-förmigen Querschnitt aufweist, so dass ein kurzer Schenkel des L-förmigen Querschnitts in der zweiten Stellung einen Höchstpunkt bildet.
In der zweiten Stellung, d.h. der angehobenen Stellung, hat sich der bzw. die Schwenkarme vorzugsweise über ihren Todpunkt hinaus bewegt. Ein unbeabsichtigtes Wegschwenken kann nicht erfolgen.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausgestaltung ist am ersten Arm eine Hubrolle drehbar gelagert.
Über die Hubrolle wird die Ladebrücke an den Hubmechanismus gekoppelt. Da die Ladebrücke während einer Vertikalbewegung des Hubmechanismus eine Horizontalbewegung relativ zum Fahrgestell durchführt, kann dies von der Hubrolle ausgeglichen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jede Hubeinheit ferner zwei lose drehende Elemente auf, die derart angeordnet sind, dass sie mit dem Zugmittel in Verbindung stehen und dass das Zugmittel das Antriebselement in Form einer Omega-Schleife (Ω-Schleife) umläuft.
Die Omega-Schleife dient dazu, sicherzustellen, dass das Antriebselement und das Zugmittel permanent im Eingriff miteinander sind. Bei einer Omega-Schleife steht das Zugmittel über einen längeren Abschnitt mit dem Antriebselement in Verbindung als bei herkömmlichen Applikationen, bei denen die Kontaktierung zwischen dem Antriebselement und dem Zugmittel (nahezu) punktuell erfolgt. Weiter ist es von Vorteil, wenn die zwei lose drehenden Elemente, der Antrieb und der Schwenkarmmechanismus jeweils drehbar an der schwenkbar am Fahrgestell angelenkten Schwenkplatte angelenkt sind.
Diese Maßnahmen erlauben eine freie Beweglichkeit der Antriebe im Inneren des Shuttles. Die lose drehenden Elemente, der Antrieb und der Schwenkarmmechanismus sorgen dafür, dass sich die Schwenkplatten bei einer gegenläufigen Betätigung der Antriebe entweder aufeinander zu bewegen oder sich voneinander entfernen.
Insbesondere ist jeder Hubeinheit zumindest ein Fahrwerk zugeordnet, wobei jedes Fahrwerk ein erstes und ein zweites Laufrad aufweist, wobei die Drehachse des ersten Laufrads auf einer Seite relativ zur Hubeinheit angeordnet ist, die einem äußeren Bereich des Shuttles zugewandt ist und eine Drehachse des zweiten Laufrads auf einer gegenüberliegenden Seite relativ zur Hubeinheit angeordnet ist, die einem inneren Bereich des Shuttles zugewandt ist.
Die Laufräder sind somit beabstandet zueinander angeordnet. Dies erlaubt es, auch größere Lücken in einer Regalschiene problemlos zu überfahren, und zwar unabhängig davon, ob das Shuttle mit einem Ladungsträger beladen ist oder nicht. Vorzugsweise sitzen die Umlenkrollen des Zugmittels auf den Achsen der außen relativ zum Shuttle angeordneten Drehachsen der Laufräder.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind zwischen den Hubeinheiten - und vorzugsweise auch zwischen den Fahrwerken - weitere, lose drehbare Elemente vorgesehen, die mit dem Zugmittel in Verbindung stehen, die am Fahrgestell drehbar gelagert sind und die das Zugmittel in Form einer weiteren Omega-Schleife führen.
Mit dieser Maßnahme ist gewährleistet, dass die Kette zu jedem Zeitpunkt ausreichend gespannt ist, um eine Hubvorgang (positiver oder negativer Hub) durchführen zu können. Das Zugmittel muss so stark belastbar sein, dass sich die Antriebe in entgegengesetzter Richtung entlang dem Zugmittel bewegen können. Ein Durchhängen des Zugmittels, insbesondere während einer Huboperation, wird verhindert.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Hubeinheiten mit einem oberen Trum des Zugmittels wechselwirken bzw. in dieses eingreifen.
Das untere Trum kann als Lauf- bzw. Stützfläche für das Shuttle auf den Regalschienen dienen. Da die Hubeinheiten über ihre Antriebselement - bildhaft gesprochen - entlang dem Zugmittel in die Hubstellung "klettern" und da dieser Vorgang in Form einer Schwenkbewegung der Hubeinheit erfolgt, ist es wünschenswert, dass das Zugmittel trotz straffer Spannung ein gewisses Spiel hat. Die Hubeinheit folgt einen Kreisbogensegment. Das Zugmittel kann sich dann an diese Bewegungsbahn der Hubeinheit anpassen.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausgestaltung sind die Antriebe Servomotoren, ist das Zugmittel eine Kette und ist das Antriebselement ein auf einer Abtriebswelle des Antriebs befestigtes Zahnrad bzw. Ritzel.
Da das Shuttle Lasten bis zu 2,5 t heben kann, müssen die kraftübertragenden Komponenten des Shuttles entsprechend ausgelegt sein. Eine Kette und mit der Kette wechselwirkende Zahnräder haben sich hier als besonders vorteilhaft herausgestellt. Die Verwendung von Servomotoren ist deshalb wünschenswert, da sich Servomotoren, insbesondere Schrittmotoren, gut synchronisieren lassen. Sich synchron bewegende Servomotoren sind für eine saubere Vorwärtsfahrt bzw. Rückwärtsfahrt des Shuttles wünschenswert. Aber auch eine synchrone, gegenläufige Bewegung ist gewünscht, um zwischen der Hubstellung und der abgesenkten Stellung, bzw. umgekehrt, wechseln zu können.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zwei Paar von Hubeinheiten vorgesehen sind und wenn pro Hubeinheitspaar zwei Fahrwerke vorgesehen sind, wobei jedes Hubeinheitspaar mit einem eigenen Zugmittel wechselwirkt. Bei dieser Ausgestaltung ist der Hubmechanismus nicht mittig entlang der Längsachse des Shuttles angeordnet, sondern in äußeren Randbereichen, d.h. links und rechts im Bereich der Schienen. Zwar erhöht sich dadurch die Anzahl der verwendeten Komponenten. Es können jedoch kleinere Motoren eingesetzt werden, da im Inneren des Shuttles ausreichend Platz vorhanden ist. Dann baut das Shuttle trotzdem äußerst niedrig. Das erfindungsgemäße Shuttle ist zum Beispiel lediglich 120 mm hoch.
Insbesondere sind die Antriebe derart an das Zugmittel gekoppelt, dass die Antriebe bei einer gleichlaufenden Betätigung derselben eine Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung des Shuttles hervorrufen.
Hier kommt zum Ausdruck, dass die Antriebe neben den Huboperationen auch für die Fahroperationen eingesetzt werden.
Die obigen Aufgaben werden ferner durch ein Shuttle gelöst, das mit einem erfindungsgemäßen Hubmechanismus ausgestattet ist. Wird ein derartiges Shuttle dann in einem Shuttle-Kanallager eingesetzt, so löst dies ebenfalls die Aufgabe.
Die oben genannte Aufgabe wird zusätzlich durch ein Verfahren zum Heben und Senken einer Ladebrücke eines Shuttles gelöst, das in einem Kanallager eingesetzt wird, um Ladungsträger in einem Kanal auf Regalschienen, die als Führungsschienen für Laufräder des Shuttles dienen können, zu lagern, wobei die Ladungsträger unterfahren, angehoben, verfahren oder abgesetzt werden, wobei das Shuttle vorzugsweise einen erfindungsgemäßen Hubmechanismus aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Betätigen von Fahrantrieben eines Paars von Hubeinheiten in entgegengesetzter Richtung, um Schwenkplatten der Hubeinheit aus einer ersten abgesenkten Stellung in eine zweite angehobene Stellung zu verschwenken.
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 der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf einen doppelt vorgesehenen Hubmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, die in ein Shuttle gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut sind, wobei eine obere Abdeckung des Shuttles weggelassen wurde, um einen besseren Einblick in ein Innenleben des Shuttles zu bekommen;
Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen Teil eines isoliert dargestellten Hubmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 den Hubmechanismus der Fig. 2 mit weiteren Elementen, insbesondere
Umlenkrädern;
Fig. 4 den Hubmechanismus der Fig. 3, wobei zusätzlich Laufräder gezeigt sind;
Fig. 5 den Hubmechanismus der Fig. 4, wobei zusätzlich ein Schwenkmechanismus dargestellt ist;
Fig. 6 den Hubmechanismus der Fig. 5, wobei zusätzlich eine mittig angeordnete Schwenkeinheit zur Befestigung einer nicht dargestellten Ladebrücke am Fahrgestell gezeigt ist;
Fig. 7 den Hubmechanismus der Fig. 6 in einer Hubstellung;
Fig. 8 das Shuttle der Fig. 1, wobei zusätzlich eine Ladebrücke gezeigt ist; Fig. 9 das Shuttle der Figuren 1 und 8 mit vollständiger Abdeckung, wobei die
Ladebrücke in einem angehobenen Zustand gezeigt ist; und
Fig. 10 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung, die anhand eines nicht beschränkend zu verstehenden Beispiels erfolgen wird, bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente.
Perspektivische Ansichten eines Shuttles 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sind in der Fig. 1, Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt. Fig. 9 zeigt das Shuttle 10 in seiner Gesamtheit, wobei eine mit dem Bezugszeichen 104 bezeichnete Ladebrücke in einem angehobenen Zustand gezeigt ist. Die Fig. 8 zeigt das Shuttle 10, wobei eine obere Abdeckung 114 entfernt ist, um Elemente der Ladebrücke 104 deutlicher darstellen zu können. Bei der Fig. 1 ist die gesamte Abdeckung inklusive der Ladebrücke 104 entfernt, um einen besseren Einblick in das Innenleben, insbesondere auf einen doppelt vorgesehenen Hubmechanismus 11 bzw. 11', zu bekommen.
In den Figuren 2 bis 7 wird der Aufbau eines einzigen Hubmechanismus 11 gemäß der vorliegenden Erfindung, hier des unteren Hubmechanismus 11 der Fig. 1, schichtweise in Schritten nachvollzogen. Schicht für Schicht werden dem Hubmechanismus 11 weitere Komponenten hinzugefügt. Bevor der schichtweise Aufbau des Hubmechanismus 11 schrittweise im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 7 erläutert wird, wird ein schematischer Überblick anhand der Fig. 1 gegeben.
Fig. 1 zeigt das Shuttle 10 der vorliegenden Erfindung mit entfernter Abdeckung. Der Hubmechanismus 11 bzw. 11' gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des Shuttles 10 doppelt vorgesehen. Die Hubmechanismen 11, 11' sind in seitlichen Bereichen des Shuttles angeordnet, wo das Shuttle auf nicht dargestellten Regalschienen aufgesetzt wird. Es versteht sich, dass auch ledig- lieh ein einziger Hubmechanismus 11 eingesetzt werden könnte, der dann vorzugsweise mittig zum Shuttle 10 entlang einer Längsrichtung desselben angeordnet ist (nicht gezeigt). Das Shuttle 10 als solches ist in Längsrichtung (Z-Richtung) eines hier nicht gezeigten Kanals vorwärts und rückwärts verfahrbar, wie es durch einen Doppelpfeil 8 angedeutet ist.
Das Shuttle 10 weist neben den Hubmechanismen 11, 11' ein Chassis bzw. Fahrgestell 12 auf. Die erfindungsgemäßen Hubmechanismen 11, 11' sind drehbar am Fahrgestell 12 befestigt.
Das Shuttle 10 weist hier ferner vier Fahrwerke 14,1 6, 18 und 20 auf, die paarweise den Hubmechanismen 11, 11' zugeordnet sind. Es versteht sich, dass Fahrwerke sowie entsprechende Fahrantriebe separat vorgesehen werden können. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es jedoch bevorzugt, wenn die Fahrwerke 14 bis 20 paarweise in den Hubmechanismus 11 bzw. 11' integriert sind. Jedes der Fahrwerke 14 bis 20 weist zwei Laufrollen 22 auf. Mit den Laufrollen 22 kann das Shuttle 10 auf den hier nicht dargestellten Regalschienen verfahren werden (vgl. Pfeil 8) und auch kleine und größere Lücken in der Schiene überfahren, ohne hängen zu bleiben. Der Vortrieb folgt hier über vier Motoren 24, wobei jedem Fahrwerk jeweils ein Motor zugeordnet ist. Es werden insbesondere Servomotoren eingesetzt, um die erforderlichen Kräfte aufwenden zu können. Es können aber weniger Motoren eingesetzt werden. Dann ist aber zumindest ein schaltbares Getriebe erforderlich, um die gewünschten Drehungen an den Fahrwerken zu erhalten.
Um die von den Motoren 24 ausgeübten Kräfte in Hub- oder Vortriebskräfte umwandeln zu können, ist ein Zugmittel 26, wie zum Beispiel eine Kette, ein Zahnriemen, etc., vorgesehen. Das Zugmittel 26 ist endlos umlaufend angeordnet. Die Umlenkung erfolgt über Umlenkelemente 28, wie zum Beispiel Umlenkrollen, Umlenkritzel bzw. - Zahnräder, etc. In der Seitenansicht der Fig. 2, wobei man von außen auf den in der Fig.l links unten dargestellten Hubmechanismus 11 blickt, sind die Umlenkelemente 28 (noch) nicht gezeigt. Folgend wird der Aufbau eines erfindungsgemäßen Hubmechanismus 11 schichtweise erläutert werden, wobei die Schichten sich vom Inneren des Shuttles 10 nach außen aufbauen.
Der Hubmechanismus 11 umfasst zwei Hubeinheiten 29, die mit dem endlos umlaufenden Zugmittel 26 wechselwirken. Nachfolgend wird der Aufbau einer Hubeinheit 29 erläutert. Es versteht sich, dass diese Erläuterung für beide Hubeinheiten 29 gelten, die in den nachfolgenden Figuren gezeigt sind, wobei die Anordnung einzelner Komponenten spiegelbildlich bei den beiden Hubeinheiten 29 erfolgt. Konkret wird der Aufbau der in der Fig. 2 links dargestellten Hubeinheit 29 erläutert.
Die (linke) Hubeinheit 29 weist eine Schwenkplatte 30 auf, die in einem Zustand, wenn das Shuttle 10 in einen Kanal eingesetzt ist, im Wesentlichen in einer YZ-Ebene liegt. Die Schwenkplatte 30 ist gegenüber dem Fahrgestell 12 (vgl. Fig. 1) schwenkbar gelagert, wie es nachfolgend noch detaillierter erläutert werden wird. Die Schwenkplatte 30 weist eine Vielzahl von unterschiedlich dimensionierten Bohrungen 32 auf, die zur Aufnahme entsprechender Lager, Buchsen und Hülsen geeignet sind, um weitere Komponenten der Hubeinheit 29, wie zum Beispiel eine Umlenkeinrichtung 34, an der Schwenkplatte 30 (drehbar) zu befestigen.
Die Umlenkeinrichtung 34 ist so angeordnet, dass ein Antriebsritzel 36, das auf einer (hier nicht näher bezeichneten) Abtriebswelle des Motors 24 sitzt, von zwei lose drehbaren Zahnrädern 38, 40 umgeben ist. Das Losrad 38 ist frei drehbar in der Schwenkplatte 30 gelagert. Das Losrad 40 ist in einem Bügel 42 frei drehend gelagert. Der Bügel 42 verbindet das Losrad 38 mit dem Losrad 40 derart, dass das Losrad 40 um das Losrad 38 verschwenkt werden kann. Der Bügel 42 steht des Weiteren mit einem vorgespannten Federelement 44 in Verbindung, welches eine Kraft in der Y- Richtung ausübt, um den Bügel 42 im Uhrzeigersinn auf einer Kreisbahn um das Losrad 38 zu drehen. Dies wird jedoch dadurch verhindert, dass das Losrad 40 von dem unter Spannung stehenden Zugmittel 26, in welches das Losrad 40 eingreift, an Ort und Stelle gehalten wird. Das Zugmittel 26 wird von der Umlenkeinrichtung 34 in Form von einer Ω-Schleife (Omega-Schleife) um das Antriebsritzel 36 geführt, welches wiederum in das Zugmittel 26 eingreift. Auch das Losrad 38 greift in das Zugmittel 26 ein.
Bezugnehmend auf Fig. 3 sind nun weitere Elemente der Hubeinheiten 29 bzw. des Shuttles 10 zusätzlich zu den bereits in der Fig. 2 gezeigten Komponenten veranschaulicht.
Das Zugmittel 26 wird an den äußeren Punkten seines Umlaufs durch die Umlenkelemente 28, hier in Form von Zahnrädern, umgelenkt. Um zu verhindern, dass sich das untere Trum des Zugmittels 26 mit der Umlenkeinrichtung 34 stört, insbesondere bei Hubvorgängen, ist im Bereich der Umlenkrollen 28 am unteren Trum ein Niederhaltelement 46 vorgesehen.
Des Weiteren sind im mittigen Bereich des Zugmittelumlaufs zwei lose drehende Zahnräder 48, 50 gezeigt, die lose drehbar am Fahrgestell 12 befestigt sind. Den Losrädern 48, 50 sind zu einer Außenseite liegende weitere Zahnräder 52 gegenüberliegend angeordnet. Mit Hilfe der Radsätze 48, 52 bzw. 50, 52 wird das obere Trum des Zugmittels 26 niedergehalten. Dies erhöht die Spannung des Zugmittels 26 und verhindert ein Flattern des Zugmittels 26, insbesondere im Bereich des oberen Trums. Die Positionen der Losräder ist in Z-Richtung einstellbar, um die Spannung des Zugmittels 26 auf eine gewünschte Art und Weise zu verändern (vgl. Doppelpfeile in der Fig. 1).
In den Verlängerungen der Achsen 56, 58 bzw. 62, 60, die im Wesentlichen in Querrichtung (X-Richtung) des Shuttles verlaufen, der Räder 28 und 52, sitzen die Laufräder 22 der Fahrwerke 18 bzw. 20 auf diesen Achsen. Dies ist in Fig. 4 durch die zusätzlich vorgesehenen Laufräder 22 verdeutlicht. Das in der Fig. 4 links dargestellte Fahrwerk 18 weist die Laufräder 22 auf, die auf den Achsen 56 und 58 sitzen. Auf diesen Achsen 56, 58 sitzen auch die im linken Teil der Fig. 3 gezeigten Zahnräder 28 bzw. 52. Ähnliches gilt für das rechts dargestellte Fahrwerk 20, wobei die Laufräder 22 bzw. die Zahnräder 28, 52 auf den Achsen 60 und 62 sitzen.
Des Weiteren weisen die Hubeinheiten 29 der Fig. 4 jeweils eine optionale, von außen aufgesetzte Abdeckplatte 54 auf, die größtenteils deckungsgleich zur Schwenkplatte 30 ausgebildet ist. Die Abdeckplatte ist im Wesentlichen parallel zur Schwenkplatte 30 beabstandet orientiert. Die Abdeckplatte 54 weist unterschiedliche Bohrungen 54' auf, die unter anderem zur Aufnahme von hier nicht gezeigten Verbindungselementen, wie zum Beispiel Distanzbolzen oder -platten, geeignet sind. Die Abdeckplatte 54 weist ferner weitere Öffnungen auf, um zum Beispiel einen Zugriff auf das Federelement 44 zu ermöglichen bzw. um ein weiteres Lager für das Antriebsritzel 36 aufnehmen zu können.
Wie in Fig. 5 gezeigt, weist die Hubeinheit 29 ferner einen Schwenkarmmechanismus 66 auf, der zumindest einen ersten Schwenkarm 68 umfasst. Vorliegend ist jedoch auch ein zweiter Schwenkarm 70 vorgesehen. Die Schwenkarme sind am Fahrgestell 12 schwenkbar angelenkt, um eine Schwenkbewegung ausführen zu können, wie es durch einen Hilfspfeil 72 bzw. 74 angedeutet ist. Dazu ist der erste Arm 68 um eine Schwenkachse 76 schwenkbar. Der zweite Arm 70 ist um eine Schwenkachse 78 schwenkbar. Die Arme 68, 70 sind entlang den Achsen 76 bzw. 78 drehbar mit dem Fahrgestell 12 verbunden. Die Arme 68, 70 bilden jeweils ein Gelenk mit dem Fahrgestell 12, um sich um die Achsen 76 bzw. 78 drehen zu können.
Der erste Arm 68 ist des weiteren an der Abdeckplatte 54 bzw. der Schwenkplatte 30 drehbar um eine Achse 80 angelenkt. Es versteht sich, dass die Abdeckplatte 54 nicht zwingend erforderlich ist und dass der erste Arm 68 auch direkt, d.h. ohne die Abdeckplatte 54, ein Gelenk mit der Schwenkplatte 30 bilden kann, indem z.B. eine entsprechende Hülse verwendet wird. Der erste Arm 68 weist hier im Wesentlichen einen L-förmigen Querschnitt auf. Ein kurzer Schenkel des L-förmigen Querschnitts weist an seinem außen liegenden Ende, d.h. einem der Achse 80 gegenüberliegenden Ende, eine Hubrolle 86 auf, deren Funktion nachfolgend noch genauer erläutert werden wird. Auch der zweite Arm 70 ist an der Abdeckplatte 54 bzw. der Schwenkplatte 30 angelenkt, damit er um eine Drehachse 82 drehbar ist.
Virtuelle Verbindungslinien zwischen den Achsen 76, 78, 80 und 82 definieren im Wesentlichen ein Parallelogramm, wie es bei der in Fig. 5 rechts dargestellten Hubeinheit 29 mittels einer Hilfslinie 71 gezeigt ist. Dieses durch die Arme 68, 70, das Fahrgestell 12 und die Abdeckplatte 54 und/oder die Schwenkplatte 30 gebildete Parallelogramm 71 erhöht die Stabilität der Hubeinheiten 29 bedeutend. Die Arme 68, 70 bewegen sich bei einer Betätigung der Hubeinheiten 29 parallel auf Kreisbahnen um die Drehachsen 76, 78 nach innen, wie es durch die Pfeile 72, 74 angedeutet ist. Die Hubrollen 86 vollziehen diese Kreisbahnbewegung nach und kommen idealerweise (in Y-Richtung) an einem höchsten Punkt zum Stehen, wie es nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 7 noch näher erläutert werden wird.
Bezugnehmend auf Fig. 6 ist eine weitere, optionale Komponente des erfindungsgemäßen Hubmechanismus 11 gezeigt.
Im Bereich der Umlenkrollen 48, 50 der Fig. 6 ist ein Stützarm 88 vorgesehen, der um eine Schwenkachse 90 drehbar am Fahrgestell 12 befestigt ist. An seinem gegenüberliegenden Ende weist er ein weiteres Gelenk auf, das um eine Drehachse 92 drehbar ist und eine Verbindung zu einem Befestigungsblock 94 ermöglicht. Der Arm 88 ist nach oben schwenkbar, wie es mit Hilfe eines Hilfspfeils 93 verdeutlicht ist. Der Befestigungsblock 94 ist mit seiner Oberseite 96 starr mit der hier nicht dargestellten Ladebrücke 104 verbindbar.
Der in Fig. 6 gezeigte Hubmechanismus befindet sich in einer abgesenkten Stellung. In Fig. 7 ist eine Hubstellung gezeigt, wobei sich die Hubeinheiten 29, und insbesondere die Hubrollen 86, in einer vertikalen Richtung nach oben bewegt haben, wie es durch die Hilfspfeile 102 angedeutet ist. Die Hubrollen 86 stehen mit der nicht dargestellten Ladebrücke 104 lose in Verbindung und gleichen eine horizontale Relativbewegung des Ladebrücke 104 gegenüber dem Fahrgestell 12 aus. Auch der Befestigungsblock 94 bewegt sich ebenfalls in Richtung des Pfeils 102 vertikal nach oben. Die Stellung der Fig. 7 entspricht der Stellung, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist. In Fig. 9 ist die Ladebrücke 104 gezeigt, die auf den Hubrollen 86 beweglich gelagert aufliegt und starr mit dem Befestigungsblock 94 verbunden ist. Über den Block 94 ist die Ladebrücke 104 auch mit dem Fahrgestell 12 verbunden, so dass sie nicht vom Shuttle 10 herunterrollen kann. Die Ladebrücke 104 ist in Fig. 9 exemplarisch aus vier gefalzten Blechen 104 bis 112 gebildet. Des Weiteren sind in Fig. 9 exemplarisch drei Abdeckbleche 114 gezeigt, die an der Hubbewegung nicht teilnehmen. Es versteht sich, dass wohl die Ladebrücke 104 als auch die Abdeckung 114 aus einem oder mehreren Teilen gebildet sein können.
Die Hubmechanismen 11, 11' können durch eine weitere seitliche Abdeckung 115 nach außen verschlossen werden. Außerdem können seitliche Führungsrollen 116 vorgesehen werden, um eine Kollision zwischen dem Shuttle 10 und den Regalschienen zu vermeiden.
Im Nachfolgenden wird die Funktionsweise, insbesondere ein Fahrbetrieb und ein Hub- bzw. Senkbetrieb erläutert werden.
Wenn beide Antriebe 24 des Hubmechanismus 11 in der gleichen Richtung betrieben werden, wird das Zugmittel 26 mittels der Antriebsritzel 36 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn rotiert. Dreht sich das in Fig. 2 gezeigte Zugmittel 26 im Uhrzeigersinn oder gegen denselben, so fährt das Shuttle 10 nach rechts bzw. links. Die Motoren 24, die in der Darstellung der Fig. 3 im Schatten der Schwenkplatten 30 liegen, sind dazu vorzugsweise über eine nicht dargestellte Steuerung, die Teil des Shuttles 10 ist, miteinander synchronisiert. Das Zugmittel 26 liegt insbesondere im Bereich der Antriebsritzel 36 eng über einen längeren Abschnitt an den Antriebsritzeln 36 an und wird anschließend durch die Umlenkräder 28 umgelenkt.
Um die Hubeinheiten 29 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung zu verbringen, werden die Antriebe gegenläufig betätigt. Ausgehend von der Fig. 3 kann der Antrieb der linken Hubeinheit 29 im Uhrzeigersinn drehen, wohingegen der Antrieb der rechten Hubeinheit 29 gegen den Uhrzeigersinn dreht (vgl. nicht näher bezeichnete Rotationspfeile unterhalb der Antriebselemente 36 in der Fig. 3). Bezüglich des oberen Trums ziehen also beide Antriebe das Zugmittel 26 nach außen und im inneren Bereich des Zugmittels 26 herrscht ein Kräftegleichgewicht, so dass sich das obere Trum im inneren Bereich zwischen den Antriebsritzeln 36 nicht bewegen kann. Da die Hubeinheiten 29 jedoch über die Achsen 76, 78 (vgl. Fig. 5) schwenkbar am Fahrgestell 12 angelenkt sind, kommt es zu einer kreisförmigen Schwenkbewegung der Hubeinheiten 29 selbst. Die Hubeinheiten 29 bewegen sich auf Kreisbahnen aufeinander zu, wie es in Fig. 5 durch die Pfeile 72 und 74 angedeutet ist. Die sich im Wesentlichen in X-Richtung (vgl. Fig. 1) erstreckenden Motoren 24 sind relativ zum Fahrgestell 12 beweglich gelagert, wie es in Fig. 1 durch nicht näher bezeichnete Doppelpfeile im Bereich der Motoren 24 angedeutet ist. Bildhaft gesprochen "klettern" die Antriebsritzel 36 (vgl. Fig. 3) das Zugmittel 26 in Richtung der Losräder 38 hinauf. Die Hubeinheiten 29 bewegen sich dadurch aufeinander zu.
Die in Fig. 6 gezeigten Seitenflächen 98 der Platte(n) 54 bzw. 30, die im Wesentlichen vertikal orientiert ist/sind, stoßen an im Wesentlichen vertikal orientierte Seitenflächen 100 von Anschlagseinheiten 64', die Fahrgestell-fest im Bereich der innenliegenden Laufräder 22 angeordnet sind, an. Die Anschlagseinheiten 64' begrenzen somit die Schwenkbewegung der Hubeinheiten 29. Wenn die Schwenkbewegung beendet ist, befinden sich die Hubeinheiten 29 in der in Fig. 7 gezeigten Stellung.
Die Hubrollen 86 befinden sich dann an einem höchsten Punkt und heben somit die in den Figuren 8 und 9 gezeigte Ladebrücke 104 maximal an. Aus der in der Fig. 7 gezeigten Stellung lässt sich das Shuttle 10 dann durch gleichläufige Betätigung der Antriebe wieder nach vorne oder hinten innerhalb des Kanals verfahren, und zwar mit einer Last auf der Ladebrücke 104. Wenn die Last abgestellt werden soll, werden die Antriebe 24 wiederum gegenläufig betrieben. Das Antriebsritzel der linken Hubeinheit 29 wird gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Das Antriebsritzel der rechten Hubeinheit 29 wird im Uhrzeigersinn gedreht. Dann stoßen die außenliegenden Seitenflächen der Platte bzw. Platten 54 bzw. 30 an Anschlagseinheiten 64, die im Bereich der äußeren Laufrollen 22 Fahrgestell-fest vorgesehen sind.
Es versteht sich, dass die optionalen Anschlagseinheiten 64 auch durch das Fahrgestell 12 selbst realisiert sein können. In diesem Fall stößt z.B. die Unterseite der Platte(n) 54 bzw. 30 an eine Oberseite eines Bodenelements, das zum Fahrgestell 12 gehört. Aufgrund der vorliegenden Erläuterung ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass das Fahrgestell 12 und die Platten 30 bzw. 54 der Hubeinheiten 29 aneinander angepasst sind, um entsprechende Anschläge zu bilden, die die Schwenkbewegung der Hubeinheiten 29 begrenzen.
Ferner versteht sich, dass das Bereitstellen eines einzigen ersten Arms 68 pro Hubeinheit 29 ausreicht, um die Schwenkbewegung zu veranlassen. Auch die Form des ersten Hebels 68 kann frei gewählt werden. Der hier gezeigte L-förmige Querschnitt kann zum Beispiel durch einen I-förmigen Querschnitt ausgetauscht werden. Die Hubrolle 86 kann dann in Verlängerung der Längsachse des Arms 68 vorgesehen werden.
Die Schwenkbewegung aus der abgesenkten Stellung (Fig. 6) in die Hubstellung (Fig. 7) ist so konzipiert, dass die Längsachse des Arms 68 bzw. der Arme 68, 70 nicht parallel zu einer Vertikalen liegen, wie es durch eine Hilfslinie 101 für die rechte Hubeinheit 29 der Fig. 6 gezeigt ist. In der Stellung 101 befinden sich die Arme 68, 70 in einem Todpunkt hinsichtlich der Vertikal- bzw. Hubbewegung 102. Diese Stellung ist instabil, da leichte Bewegung bzw. Störkräfte dazu führen können, dass die Arme 68, 70 nach links oder rechts wegdrehen, was mit einer entsprechenden Absenkung der Ladebrücke 104 verbunden wäre. Die in der Fig. 7 gezeigte Stellung der Arme 68, 70 ist aber äußerst stabil. Ein Umschwenken in die abgesenkte Stellung (vgl. Fig. 6) ist ohne längere gegenläufige Betätigung der Antriebe 24 unmöglich.
Bezugnehmend auf Fig. 10 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch gezeigt. In einem ersten Schritt Sl wird abgefragt, ob der Hubmechanismus angehoben/abgesenkt werden soll oder ob das Shuttle 10 innerhalb eines Kanals verfahren werden soll. In einem Schritt S2 wird entschieden, dass die Ladebrücke 104 des Shuttles 10 angehoben oder abgesenkt werden soll. Dazu werden die Antriebe im Schritt S2 entsprechend gegenläufig betrieben. Anschließend kehrt man zum Schritt S2 zurück. In der Abfrage Sl wird entschieden, das Shuttle 10 zu verfahren, werden die Antriebe in einem Schritt S3 gleichläufig betrieben. Anschließend kehrt man zum Schritt Sl zurück.

Claims

Patentansprüche
1. Hubmechanismus für ein Shuttle (10), welches in einem Shuttle-Kanallager zum Unterfahren, Anheben, Verfahren und Absetzen von Ladungsträgern eingesetzt wird, wobei die Ladungsträger auf Regalschienen in einem Kanal gelagert werden, die gleichzeitig als Führungsschienen für Laufräder (22) des Shuttles (10) dienen können, mit:
einem Fahrgestell (12);
mindestens einem Paar von Hubeinheiten, die mit dem Fahrgestell (12) verbundenen sind, wobei jede Hubeinheit aufweist:
einen Antrieb (24) mit einem Antriebselement (36), wobei der Antrieb drehbar in einer Schwenkplatte (30) gelagert ist und das Shuttle (10) verfahren kann;
eine erste Fahrgestell-feste Anschlagseinheit (64) und eine zweite Fahrgestell-feste Anschlagseinheit (64'), die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und
einen Schwenkarmmechanismus (66), wobei der Schwenkarmmechanismus (66) zumindest einen ersten Arm (68) aufweist, der um eine Schwenkachse (76) schwenkbar am Fahrgestell (12) angelenkt ist und der um eine Drehachse (80) drehbar an der Schwenkplatte (30) angelenkt ist;
einem endlos umlaufenden Zugmittel (26), welches an die Antriebe (24) gekoppelt ist; wobei jedes der Antriebselemente (36) mit dem Zugmittel (26) in Verbindung steht und jeweils so zwischen der ersten und zweiten Anschlagseinheit (64, 64') angeordnet ist, dass erste Arm (68) bei einer entgegengesetzten Betätigung der Antriebe (24) aus einer ersten Stellung, in der die Hubeinheiten abgesenkt sind und die Schwenkplatten (30) jeweils an einer der Anschlagseinheiten (64, 64') anliegen, vorzugsweise über einen Todpunkt (101) hinaus, in eine zweite Stellung schwenkbar ist, in der die Hubeinheiten angehoben sind und die Schwenkplatten (30) jeweils an der anderen Anschlagseinheit (64', 64) anliegen.
2. Hubmechanismus nach Anspruch 1, wobei jeder Schwenkarmmechanismus (66) einen zweiten Arm (70) aufweist, der ebenfalls schwenkbar am Fahrgestell (12) und drehbar an der Schwenkplatte (30) angelenkt ist, so dass virtuelle Verbindungslinien zwischen den Drehachsen (80, 82) und den Schwenkachsen (76, 78) der Arme (80, 82) ein schwenkbares Parallelogramm (71) aufspannen.
3. Hubmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Arm (68) einen L- förmigen Querschnitt aufweist, so dass ein kurzer Schenkel des L-förmigen Querschnitts in der zweiten Stellung einen höchsten Hubpunkt bildet.
4. Hubmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei am ersten Arm (68) eine Hubrolle (68) drehbar gelagert ist, um eine Ladebrücke (104) zu stützen.
5. Hubmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Hubeinheit ferner zwei lose drehende Elemente (38, 40) aufweist, die derart angeordnet sind, dass sie mit dem Zugmittel (26) in Verbindung stehen und dass das Zugmittel (26) das Antriebselement (36) in Form einer Omega- Schleife umläuft.
6. Hubmechanismus nach Anspruch 5, wobei die zwei lose drehenden Elemente (38, 40), der Antrieb (24) und der Schwenkarmmechanismus (66) jeweils drehbar an der schwenkbar am Fahrgestell (12) angelenkten Schwenkplatte (30; 54) angelenkt sind.
7. Hubmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Hubeinheit zumindest ein Fahrwerk (14-20) zugeordnet ist, wobei jedes Fahrwerk (14-20) ein erstes und ein zweites Laufrad (22) aufweist, wobei eine Drehachse (56; 62) des ersten Laufrads (22) auf einer Seite relativ zur Hubeinheit angeordnet ist, die einem äußeren Bereich des Shuttles (10) zugewandt ist, und eine Drehachse (58; 60) des zweiten Laufrads (22) auf einer gegenüberliegenden Seite relativ zur Hubeinheit angeordnet ist, die einem inneren Bereich des Shuttles zugewandt ist.
8. Hubmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen den Hubeinheiten, und vorzugsweise auch zwischen den Fahrwerken (14-20), weitere lose drehbaren Elemente (48, 50) vorgesehen sind, die mit dem Zugmittel (26) in Verbindung stehen, die am Fahrgestell (12) drehbar gelagert sind und die das Zugmittel (26) in Form einer weiteren Omega-Schleife führen.
9. Hubmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hubeinheiten mit einem oberen Trum des Zugmittels (26) wechselwirken.
10. Hubmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebe (24) Servomotoren sind, das Zugmittel (26) eine Kette ist und das Antriebselement (36) ein auf einer Spindel des Antriebs (24) befestigtes Zahnrad ist.
11. Hubmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Paar von Hubeinheiten und pro Hubeinheitspaar zwei Fahrwerke (14-20) vor- gesehen sind, wobei jedes Hubeinheitspaar mit einem eigenen Zugmittel (26) wechselwirkt.
12. Hubmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebe derart an das Zugmittel (26) gekoppelt sind, dass die Antriebe (24) bei einer gleichlaufenden Betätigung derselben eine Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung des Shuttles (10) hervorrufen.
13. Shuttle (10) mit einem Hubmechanismus gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Shuttle-Kanallager mit einem Shuttle (10) gemäß Anspruch 13.
15. Verfahren zum Heben und Senken einer Ladebrücke (104) eines Shuttles (10), das in einem Kanallager eingesetzt wird, um Ladungsträger in einem Kanal auf Regalschienen, die als Führungsschienen für Laufräder (22) des Shuttles (10) dienen können, zu lagern, wobei die Ladungsträger unterfahren, angehoben, verfahren und abgesetzt werden, wobei das Shuttle vorzugsweise einen Hubmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist, mit den folgenden Schritten:
Betätigen von Fahrantrieben (24) eines Paars von Hubeinheiten in entgegengesetzter Richtung, um Schwenkplatten (30) der Hubeinheiten aus einer ersten abgesenkten Stellung in eine zweite angehobene Stellung zu verschwenken.
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