DE19631511A1 - Lightweight mast for hoist giving access to storage shelves - Google Patents

Abstract

Lifting mast in which the bars (1 2) are positioned in the corner points of the mast cross section. The bars are joined together by plates (3 4). The guide rails for the hoist (5) are attached to the profiles, and the mast narrows upwards from the base. The bars can be joined to each other by transverse struts and/or diagonal struts instead of the plates.

Description

Zum Transport von Lagergütern innerhalb von Hochregallagern (HRL) und automatischen Kleinteilelagern (AKL) werden Regalbediengeräte (RBG) eingesetzt. Ein RBG besteht im wesentlichen aus dem Fahrwerk (zum Verfahren der Last in Regalgassenrichtung, x-Richtung), dem Hubmast mit Hubwagen (zum Verfahren in vertikaler Richtung, y-Richtung) und dem auf dem Hubwagen montierten Lastaufnahmemittel (Verfahren der Last in das/aus dem Regalfach, z-Richtung).For the transport of stored goods within high-bay warehouses (HRL) and Automatic small parts warehouses (AKL) are used for storage and retrieval machines (RBG). On RBG essentially consists of the chassis (for moving the load in Shelf aisle direction, x-direction), the lifting mast with pallet truck (for moving in vertical direction, y direction) and that mounted on the pallet truck Load suspension device (moving the load into / out of the shelf compartment, z-direction).

Die Forderung nach hohen Umschlagleistungen, vor allem bei automatischen Kleinteilelagern, setzt hohe Beschleunigungen, Verzögerungen und Geschwindigkeiten des Regalbediengerätes voraus. Um große Beschleunigungen und Verzögerungen wirtschaftlich zu realisieren, muß eine Leichtbauweise angestrebt werden.The demand for high throughput rates, especially with automatic ones Small parts warehouse, sets high accelerations, decelerations and speeds of the storage and retrieval machine ahead. Great acceleration and deceleration To realize economically, a lightweight design must be sought.

Da der Hubmast einen wesentlichen Anteil am Gesamtgewicht hat, kommt ihm dabei eine besondere Bedeutung zu.Since the mast has a significant share of the total weight, one comes to it special meaning too.

Als Mastkonstruktionen für Regalbediengeräte sind u. a. folgende Ausführungen bekannt:As mast structures for storage and retrieval machines are u. a. the following versions are known:

• - Gittermasten, aus Stahlprofilen zusammengeschweißt,- lattice masts, welded together from steel profiles,
• - Vollwandmasten, bestehend aus zusammengeschweißten I-Profilen aus Stahl,- solid wall masts, consisting of welded steel I-profiles,
• - Vollwandmasten, bestehend aus Rechteck-Stahlrohren,- solid wall masts, consisting of rectangular steel tubes,
• - Vollwandmasten, bestehend aus stranggepreßten Aluminiumlegierungen mit Hohlkastenquerschnitt,- Solid wall masts, consisting of extruded aluminum alloys with Box girder cross section,
• - Metallmasten für Regalfahrzeuge als Führung und Träger für eine Hubbühne aus längsweise verlaufenden Gurten und Verstrebungen (DE 26 06 074 C2),- Metal masts for shelf vehicles as a guide and support for a lifting platform longitudinal straps and struts (DE 26 06 074 C2),
• - Profilstäbe aus stranggepreßtem Leichtmetall mit Hohlkastenquerschnitt und Nuten für Führungsschienen in zumindest zwei gegenüberliegenden Ecken des Hohlkastenquerschnitts (EP 0 675 070 A1).- Profile bars made of extruded light metal with hollow box cross-section and grooves for guide rails in at least two opposite corners of the Box section (EP 0 675 070 A1).

Die Anforderungen an eine weiteroptimierte Leichtbauweise können bei diesen Ausführungen aus folgenden Gründen nicht oder nur teilweise erfüllt werden:With these, the requirements for a further optimized lightweight construction can Executions are not or only partially fulfilled for the following reasons:

• 1. Der Hubmast wird im wesentlichen durch Biegemomente belastet, die durch das exzentrisch angreifende Lastgewicht und die Massenträgheitskräfte beim Beschleuni­ gen und Verzögern des RBG in x-Richtung verursacht werden. Dies erfordert ein entsprechendes Widerstandsmoment um die z-Achse des Mastprofils, um die Durch­ biegung bzw. Schwingungsamplitude und die Werkstoffbeanspruchung gering zu halten. Die höchste Beanspruchung des Hubmastes liegt im unteren Bereich, während die Beanspruchung im oberen Bereich relativ gering ist. Daraus ergibt sich die Forderung, daß das Widerstandsmoment von oben nach unten zunehmen sollte. Diese Forderung kann beispielsweise bei Rechteckrohren oder zusammengeschweißten I-Profilen aus Stahl oder stranggepreßten Leichtmetallen herstellungsbedingt nicht realisiert werden.1. The mast is essentially loaded by bending moments caused by the eccentrically acting load weight and inertia forces when accelerating conditions and deceleration of the RBG in the x direction. This requires one Corresponding section modulus around the z-axis of the mast profile to the through bending or vibration amplitude and the material stress low hold. The highest load on the mast is in the lower area, while the stress in the upper area is relatively low. Hence the Requirement that the section modulus should increase from top to bottom. This Demand can be, for example, for rectangular tubes or welded together I-profiles made of steel or extruded light metals are not for production reasons will be realized.
• 2. Ein hohes Widerstandsmoment des Mastprofils wird bei geringem Gewicht nur dann erreicht, wenn sich der größte Flächenanteil des Querschnitts weit von der neutralen Faser des Mastprofils entfernt befindet. Dies ist beispielsweise bei Verwendung von Stahlrohren nicht der Fall, da fertigungsbedingt alle Seiten des Profils die gleiche Wanddicke besitzen. Bei Verwendung von speziell angefertigten Aluminium-Strangpreßprofilen kann ein hohes Widerstandsmoment ebenfalls nur eingeschränkt realisiert werden, da die herstellbaren Wanddickenunterschiede begrenzt sind und das Verhältnis von Profilbreite zu Profilhöhe nur in bestimmten Grenzen variiert werden kann.2. A high section modulus of the mast profile is only then with low weight achieved when the largest area share of the cross-section is far from the neutral Fiber of the mast profile is located away. This is for example when using Steel pipes are not the case because all sides of the profile are the same due to the manufacturing process Own wall thickness. When using specially made extruded aluminum profiles a high section modulus can also only be limited can be realized because the differences in wall thickness that can be produced are limited The ratio of profile width to profile height can only be varied within certain limits can.
• 3. Der Innenraum des Mastprofils kann wegen fehlender Zugänglichkeit und/oder zu geringem Einbauraum im unteren Bereich bei herkömmlichen Mastkonstruktionen nicht optimal genutzt werden, wodurch beispielsweise ein externer Schaltschrank notwendig wird, der insbesondere bei kleineren RBG zu einer deutlichen Gewichtszunahme führen kann.3. The interior of the mast profile can be due to lack of accessibility and / or Small installation space in the lower area with conventional mast constructions are not used optimally, which means, for example, an external control cabinet is necessary, which in particular with smaller RBGs to a clear Can lead to weight gain.
• 4. Bei den bekannten Mastkonstruktionen ist eine Kombination verschiedener Werkstoffe für die einzelnen Funktionen des Mastes zur günstigeren Werkstoffausnutzung nicht oder nur eingeschränkt möglich.4. In the known mast designs, a combination of different Materials for the individual functions of the mast for the cheaper Material utilization not possible or only to a limited extent.

Weitere Nachteile der bekannten Mastkonstruktionen sind beispielsweise der hohe Fertigungsaufwand bei Pat.-Nr. DE 26 06 074 C2 oder das speziell anzufertigende Preßwerkzeug bei Leichtmetall-Strangpreßprofilen, insbesondere bei Pat.-Nr. EP 0 675 070 A1. Further disadvantages of the known mast constructions are, for example, the high one Manufacturing effort with patient no. DE 26 06 074 C2 or the one to be specially manufactured Press tool for light metal extruded profiles, especially for Pat.No. EP 0 675 070 A1.  

Ziel ist es deshalb, einen Mast zu entwickeln, der die angeführten Nachteile herkömmlicher Konstruktionen möglichst weitgehend vermeidet.The aim is therefore to develop a mast that overcomes the disadvantages mentioned above Avoid constructions as much as possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hubmast in einer speziellen Differentialbauweise mit Funktionentrennung der einzelnen Bauteile ausgeführt wird.The object is achieved in that the mast in a special Differential design with separation of functions of the individual components is carried out.

Dadurch wird es möglich, ihn sich nach oben hin verjüngend auszubilden, wobei sich gleichzeitig im unteren Bereich des Mastes ein größerer Einbauraum für die Steuerung und den Antrieb ergibt.This makes it possible for it to taper towards the top, whereby at the same time, a larger installation space for the control in the lower area of the mast and gives the drive.

Anhand von Abbildungen (Fig. 1 bis 5) sollen im folgenden einige Ausführungsbeispiele für einen derart optimierten Leichtbaumast aufgezeigt werden. Das Profil des Hubmastes (Fig. 1) besteht im wesentlichen ausWith the aid of illustrations ( FIGS. 1 to 5), a few exemplary embodiments for such a lightweight construction branch are to be shown in the following. The profile of the mast ( Fig. 1) consists essentially of

• - den vorderen (1) und hinteren (2) Stäben bzw. Gurten, die den Hauptteil der Zug- und Druckspannungen, resultierend aus den Biegebelastungen, aufnehmen, - den trapezförmigen Stegplatten (3), die im wesentlichen die Schubspannungen infolge der auftretenden Querkraftbiegung aufnehmen,- the front (1) and rear (2) rods or straps that the majority of the tensile and compressive stresses resulting record of the bending stresses, - the trapezoidal web plates (3) which receive substantially the shear stresses as a result of the occurring transverse force bending ,
• - den vorderen und hinteren Deckplatten (4), die zusammen mit den Stegplatten und Stäben ein geschlossenes, torsionssteifes Profil bilden,- The front and rear cover plates ( 4 ), which form a closed, torsionally rigid profile together with the web plates and rods,
• - den Führungsschienen (5) für das Verfahren des Hubwagens in vertikaler Richtung,- The guide rails ( 5 ) for moving the truck in the vertical direction,
• - den Verbindungselementen (7) zur Verbindung der Stäbe mit den Platten.- The connecting elements ( 7 ) for connecting the rods to the plates.

Alternativ zu den in Fig. 1 gezeigten Stäben (1) und (2) können beispielsweise auch Stäbe mit Profilen, wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, verwendet werden.Alternatively to that shown in Fig. 1 rods (1) and (2) may, for example, rods with profiles as shown in FIG. 2 and FIG. 3, can be used.

Ein Ausführungsbeispiel des gesamten Hubmastes mit Zugang zum Innenraum ist in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt. Das Beispiel zeigtAn embodiment of the entire mast with access to the interior is shown in Fig. 4 and Fig. 5. The example shows

• - die trapezförmigen Stegplatten (3),- The trapezoidal web plates ( 3 ),
• - die Deckplatten (4),- the cover plates ( 4 ),
• - die Führungsschienen (5),- the guide rails ( 5 ),
• - die Verbindungselemente (7),- The connecting elements ( 7 ),
• - sowie eine Tür zum Innenraum (8).- And a door to the interior ( 8 ).

Die Stäbe und Platten können beispielsweise aus handelsüblichen Stahl- oder Aluminium- Strangpreßprofilen bzw. Stahl- oder Aluminiumblechen hergestellt sein, wobei die Bleche auch durch Platten aus einem Verbundwerkstoff ersetzt werden können. Die Verbindung zwischen den Gurten und Blechen kann beispielsweise durch Schrauben, Nieten, Kleben, oder Schweißen geschehen. The rods and plates can, for example, be made of commercially available steel or aluminum Extruded profiles or steel or aluminum sheets are made, the sheets can also be replaced by plates made of a composite material. The connection between the belts and sheets can be done, for example, by screwing, riveting, gluing, or welding happen.  

Alternativ zu den Deck- und Stegplatten können auch Quer- und/oder Diagonalstäbe verwendet werden, so daß der Hubmast einem Gittermast (wie z. B. für Hochspannungsleitungen) ähnelt.As an alternative to the cover and multi-wall sheets, cross and / or diagonal bars can also be used be used so that the mast is a lattice mast (such as for High-voltage lines).

Die Vorteile der keilförmigen Hubmast-Verbundkonstruktion gegenüber konventioneller Bauweise sind im wesentlichenThe advantages of the wedge-shaped mast construction compared to conventional ones Construction are essentially

• - ein geringeres Gewicht durch optimale Anpassung des Querschnitts an das höhenabhängige Biegemoment (Verjüngung des Hubmastes), durch die beanspruchungsgerechtere Querschnittsform selbst und durch die Möglichkeit der Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe und Verbindungsverfahren,- A lower weight by optimally adapting the cross section to the height-dependent bending moment (taper of the mast) through which cross-sectional shape itself and the possibility of Use of different materials and joining methods,
• - die Möglichkeit der Verwendung handelsüblicher Profile und Platten,- the possibility of using standard profiles and plates,
• - die Möglichkeit zur Realisierung höherer Beschleunigungen und Geschwindigkeiten des RBG,- The possibility of realizing higher accelerations and speeds of the RBG,
• - die Nutzung und Zugänglichkeit des Hubmastinnenraums (für Steuerung, Antriebstechnik etc.) sowie- the use and accessibility of the interior of the mast (for control, Drive technology etc.) and
• - die Zerlegbarkeit des Mastes aus Transportgründen bei Verwendung von lösbaren Verbindungen.- The dismantling of the mast for transport reasons when using detachable Links.

Claims (5)

1. Hubmast in Verbundkonstruktion, bestehend aus Stäben, Platten und Führungsschienen, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Stäbe (1) und (2) sich in den Eckpunkten des Mastquerschnitts befinden,
• - die Stäbe durch Platten (3) und (4) fest miteinander verbunden sind,
• - die Führungsschienen (5) an den Profilen angebracht sind,
• - der Mast sich vom Fußpunkt nach oben hin verjüngt.

1. mast in composite construction, consisting of rods, plates and guide rails, characterized in that

• - the rods ( 1 ) and ( 2 ) are located in the corner points of the mast cross-section,
• - The bars are firmly connected to one another by plates ( 3 ) and ( 4 ),
• - The guide rails ( 5 ) are attached to the profiles,
• - The mast tapers upwards from the base point.

2. Hubmast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Stäbe (1) und (2) - statt durch die Platten (3) und (4) - durch Querstäbe und/oder Diagonalstäbe fest miteinander verbunden sind.

2. mast according to claim 1, characterized in that

• - The bars ( 1 ) and ( 2 ) - instead of through the plates ( 3 ) and ( 4 ) - are firmly connected to each other by cross bars and / or diagonal bars.

3. Hubmast nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Stäbe, Platten bzw. Querverbände durch form-, kraft-, oder stoffschlüssige Verbindungen miteinander verbunden werden können.

3. mast according to claim 1 or 2, characterized in that

• - The rods, plates or cross braces can be connected to one another by positive, non-positive or material connections.

4. Hubmast nach Anspruch 1 (oder 2) und 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbundkonstruktion eine Mastoptimierung durch unterschiedliche Werkstoffwahl für die Stäbe (1) und (2), Platten (3) und (4) bzw. Querverbände sowie die Verbindungselemente ermöglicht.

4. mast according to claim 1 (or 2) and 3, characterized in that

• - The composite construction enables mast optimization through different material selection for the rods ( 1 ) and ( 2 ), plates ( 3 ) and ( 4 ) or cross braces and the connecting elements.

5. Hubmast nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Mastinnenraum im unteren Bereich für Einbauten genutzt werden kann.

5. mast according to claim 1 or 2, characterized in that

• - The mast interior in the lower area can be used for installations.