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Die Erfindung betrifft ein schienengeführtes Regalbediengerät zum Fahren und Positionieren in einem Regal mit einem vertikalen Mast und je einem unteren und oberen Fahrwerk, die auf je einer unteren und oberen Fahrschiene geführt werden, die im Grundriss aus geraden und gekrümmten Schienenabschnitten bestehen können.
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Stand der Technik
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Bekannte Regalbediengeräte verwenden feststehende oder mitfahrende Fahrantriebe, welche die horizontalen Antriebskräfte formschlüssig – mittels Zahnrad und Zahnstange oder Zahnriemen – auf das Regalbediengerät übertragen. Damit das Fahrwerk platzsparend kurz ist, werden in der Regel die horizontalen Antriebskräfte sowohl am Mastfuß als auch am Mastkopf eingeleitet.
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Diese Lösungen bedingen, insbesondere wenn die Bahn des Fahrzeugs mehrere Kurven mit wechselndem Krümmungsvorzeichen und unterschiedlicher Krümmung hat, einen erheblichen Aufwand.
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Die verwendeten formschlüssigen Antriebe sind außerdem eine Lärmquelle, die bei bestimmten Anwendungen stören kann.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2004 007 411 A1 beschreibt eine andere Lösung für die Fahrantriebe eines Regalbediengeräts, indem die Fahrwerke am Fuß und Kopf des Masts nicht formschlüssig, sondern als Reibradantriebe ausgeführt sind. Die beschriebene Lösung ist aber nicht geeignet, ein Regalbediengerät auf gekrümmter Bahn spielfrei genau zu bewegen und zu positionieren.
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Beim Betrieb eines Regalbediengeräts werden ständig Massen beschleunigt und wieder abgebremst. Die Ein- und Auslagerleistung eines Regalbediengeräts hängt unter anderem von den erzielbaren Beschleunigungen und Geschwindigkeiten des Regalbediengeräts ab. Eine Leistungssteigerung mittels höherer Beschleunigungen und höherer Geschwindigkeiten bedeutet somit einen höheren Energieeinsatz.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines kurvengängigen Regalbediengeräts, das mit geringerem Bauaufwand, geringerer Lärmentwicklung und wesentlich geringerem Energiebedarf im Betrieb ein genaues Positionieren des Regalbediengeräts längs je einer unteren und oberen Fahrschiene ermöglicht.
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Gelöst wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch ein Regalbediengerät der im Anspruch 1 angegebenen Art, vorteilhaft erweitert durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 6.
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Offenbarung der Erfindung
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Bei dem erfindungsgemäßen Regalbediengerät, das auf geraden und gekrümmten Schienenabschnitten in einem Regal fährt und positioniert, sind die beiden Fahrwerke mit auf vertikalen Schienenseitenflächen abrollenden Rädern versehen, die an die Schiene angepresst werden und horizontale Antriebskräfte durch Reibung übertragen können. Weiterhin sind diese Fahrwerke quer zur Schiene parallelverschieblich an Mastfuß und Mastkopf angelenkt, wobei Mastfuß und Mastkopf jeweils beide durch eigene Seitenführungsräder an die Schienenmitte gefesselt sind. Vorzugsweise wird das ganze Gewicht des Regalbediengeräts über ein oder mehrere Laufräder mit deckungsgleicher horizontaler Drehachse vom Mastfuß auf die untere Fahrschiene abgetragen.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass an Mastfuß und Mastkopf je ein Fahrwerk angelenkt ist, welches zu beiden Seiten der Fahrschiene Räder mit vertikalen Drehachsen trägt, die unter Vorspannung auf den Schienenseitenflächen abrollen. Die Drehachsen von jeweils zwei dieser Räder je Fahrwerk sind fest mit dem Fahrwerk verbunden, während die restlichen Räder oder das restliche Rad quer zur Schiene beweglich auf dem Fahrwerk gelagert sind bzw. ist. Wenigstens eines dieser Räder je Fahrwerk ist angetrieben und kann aufgrund der Vorspannung horizontale Antriebskräfte tangential durch Reibung auf eine Seitenfläche der Schiene übertragen. Die vertikale Anordnung der Radachsen hat den Vorteil, dass bei Kurvenfahrt weder Reibungsverluste noch Rad- und Schienenverschleiß durch Bohrreibung in der Radaufstandsfläche auftreten, wie das bei horizontalen Radachsen der Fall wäre. Während die unverschieblichen Räder die Lage des Fahrwerks relativ zur Schiene im Grundriss bestimmen, können die verschieblichen Räder kinematischen Zwängen folgen, etwa bei der Kurvenfahrt oder Dickenabweichungen der Schiene.
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Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass beide Fahrwerke quer zur Schiene relativ zum Mastfuß und Mastkopf im Wesentlichen parallelverschieblich sind. Diese Eigenschaft ermöglicht es, dass die Fahrwerke, einer Schienenkurve folgend, sich quer zur Schiene verschieben können, ohne den Mastfuß bzw. Mastkopf ebenfalls quer zur Schiene zu verschieben. Vorzugsweise sind hierbei beide Fahrwerke gegenüber dem Mastfuß bzw. dem Mastkopf in einer Normalebene auf der Mastachse quer zur Schiene etwa parallelverschieblich durch ein Schiebegelenk am Mastkopf bzw. am Mastfuß angelenkt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der Mastfuß und Mastkopf durch je ein Paar von Seitenführungsrädern stets mittig zur Schiene geführt. Damit ist sichergestellt, dass die Position des Lastaufnahmemittels in einer Regalkurve relativ zum Regal etwa gleich ist wie in einem geraden Regalabschnitt. Das vereinfacht die Regalkonstruktion und gestattet eine bessere Ausnutzung von Lagerplatz in Kurven.
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Mit Vorteil ist es vorgesehen, dass das Eigengewicht des Regalbediengeräts über eines oder mehrere Laufräder direkt vom Mastfuß auf die etwa horizontale Oberfläche der unteren Fahrschiene übertragen wird, wobei das oder die Laufräder eine gemeinsame horizontale Achse aufweisen. Vorteilhafterweise werden mehrere schmale Räder anstelle eines breiten Laufrades verwendet, weil dadurch die bei Kurvenfahrt auftretende Bohrreibung in der Radaufstandsfläche verringert wird. Auch das obere Fahrwerk kann ein entsprechendes Laufrad aufweisen.
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In besonders bevorzugter Weise weist das erfindungsgemäße Regalbediengerät einen elektrischen Energiespeicher auf, der die Betriebs- und Baukosten eines Regallagers mit dem erfindungsgemäßen Regalbediengerät erheblich senken kann. Durch den mitfahrenden Speicher kann ein Anteil der beim Bremsen zu wandelnden kinetischen Energie auf dem Regalbediengerät zwischengespeichert werden, um die Energie danach wieder zum Beschleunigen zu verwenden. Hierbei wird die Verlustwärme minimiert. Diese erfindungsgemäße Konzeption der Energieversorgung des Fahrzeugs mit einem elektrischen Energiespeicher auf dem Fahrzeug, der sehr schnell geladen und entladen werden kann und groß genug ist, um einen großen Teil der von den Motoren rückgespeisten Bremsenergie aufzunehmen, führt – verstärkt durch die angewendete Leichtbauweise – gegenüber bekannten vergleichbaren Regalbediengeräten bei vergleichbarer Betriebsweise zu einer Energieeinsparung von mehr als 50%.
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Der flinke Energiespeicher führt neben der Minderung des Energieverbrauchs zu einer Glättung der von der externen Energieversorgung – Netzteil, Notstromversorgung oder unterbrechungsfreie Stromversorgung sowie Energieleitungen – abgeforderten Leistung. Deshalb können alle diese Komponenten für eine wesentlich geringere Leistungsabgabe bemessen werden.
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Vorteilhafterweise kann das nicht unerhebliche Bauvolumen des Energiespeichers in ansonsten ungenutzten Hohlräumen des Tragwerks, beispielsweise des Masts, untergebracht werden, um so eine besonders platzsparende Ausgestaltung zu realisieren.
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Die beschriebene erfindungsgemäße Lösung hat folgende Vorteile gegenüber bekannten Lösungen:
- – Sie benötigt weder Zahnstangen noch Zahnriemen längs der wechselnd gekrümmten Fahrbahn.
- – Sie benötigt nur zwei anstelle von vier Schienen und kommt ohne Scharniergelenke zwischen Mast und Fahrwerken aus.
- – Die Übertragung der Antriebskräfte über Reibräder vermeidet Lärm.
- – Der Einsatz eines auf dem Regalbediengerät mitfahrenden flinken Speichers, der so bemessen ist, dass er die beim Bremsen rückgespeiste Energie weitestgehend aufnehmen kann, spart Kosten beim Bau und Betrieb eines vom Regalbediengerät bedienten automatischen Lagers.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Die Zeichnungen stellen Draufsichten auf einen horizontalen Schnitt durch ein Einmast-Regalbediengerät dar, das auf einem geraden Schienenabschnitt (1a und 1b) und auf einem gekrümmten Schienenabschnitt (2a und 2b) fährt. Das obere und das untere Fahrwerk sind im Wesentlichen gleich gestaltet. Daher sind die verschiedenen Elemente beider Fahrwerke mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Die Darstellung gilt für die Blickrichtung nach unten (untere Schiene, unteres Fahrwerk, 1a, 2a) und genauso für die Blickrichtung nach oben (obere Schiene, oberes Fahrwerk, 1b, 2b).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- gerader bzw. gekrümmter Abschnitt der unteren/oberen Fahrschiene;
- 2
- Rad, auf Schienenseitenfläche abrollend, auf im Fahrwerk unverschieblicher Drehachse gelagert;
- 3
- Fahrwerk, unteres/oberes;
- 4
- Rad, auf Schienenseitenfläche abrollend, auf im Fahrwerk quer zur Schiene verschieblicher Drehachse gelagert und mit Feder gegen das Fahrwerk verspannt;
- 5
- vorgespannte Feder;
- 6
- Spannglied zum Einstellen der Vorspannkraft;
- 7
- Schiebegelenkige Anlenkung des Fahrwerks am Mastfuß/Mastkopf;
- 8
- Seitenführungsrad mit vertikaler Drehachse fest im Mastfuß/Mastkopf;
- 9
- Laufrad, auf horizontaler Schienenfläche abrollend, mit horizontaler Drehachse;
- 10
- Lenker, der ein Rad 4 horizontal verschieblich mit dem Fahrwerk 3 verbindet;
- 11
- Mastfuß/Mastkopf;
- 12
- Mast;
- 13
- Energiespeicher im Mast;
- 14
- Drehachse der unverschieblich gelagerten Räder;
- 15
- Drehachse der verschieblich gelagerten Räder.
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Die 1a, 1b, 2a und 2b zeigen, wie die im Fahrwerk 3 unverschieblich gelagerten Räder 2 infolge der vorgespannten Federn 5 im geraden und im gekrümmten Schienenabschnitt an der Schiene 1 anliegen und dass die Verbindungsgerade ihrer Achsmitten 14 parallel zum Mastfuß 11 ausgerichtet ist. Somit hat der Mastfuß, ebenso der Mastkopf und der mit beiden starr verbundene Mast 12 im Grundriss immer die Richtung dieser Verbindungsgeraden. Auf diese Weise wird beim Einfahren in ein gekrümmtes Schienenstück der Mast 12 vom Fahrwerk 3 in die Kurve gelenkt. Wenn beide unverschieblich gelagerten Räder 2 auf einem kreisförmig gekrümmten Schienenabschnitt abrollen, dann haben Mastfuß 11, Mast 12 und Mastkopf 11 im Grundriss die Richtung der Tangente an einen mittig zwischen den Radachsen liegenden Punkt des Schienenkreises.
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Vorteilhaft ist das Laufrad 9 mit den Seitenführungsrädern 8 in dieser Mitte am Mastfuß 11 und Mastkopf 11 angeordnet, damit die Rollrichtung des Laufrades 9 möglichst wenig von der Bewegungsrichtung des Masts abweicht.
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Die verschieblich gelagerten Räder 4 sind ebenfalls stets im Kontakt mit der Schiene 1. Im gekrümmten Schienenabschnitt geben die Vorspannfedern 5 etwas nach, so dass sich die Drehachsen 15 der verschieblichen Räder der veränderten Schienengeometrie anpassen können.
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Alle angepressten Räder 2, 4 können angetrieben werden und horizontale Antriebskräfte zwischen Schiene 1 und Mastfuß 11 übertragen, deren Größe durch die eingestellte Vorspannkraft und den Reibwert zwischen Rad und Schiene begrenzt wird. Gegebenenfalls ist es ausreichend, wenn nur eines oder einige der Räder 2, 4 angetrieben werden. Mit der Spanneinrichtung 6 können die Anpresskräfte der Räder 2, 4 so eingestellt werden, dass auch beim schnelleren Einfahren in ein gekrümmtes Bahnsegment 1 ein Abheben eines der angepressten Räder 2, 4 vermieden wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004007411 A1 [0005]
