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Die Erfindung betrifft einen Shuttle für ein Regalsystem sowie ein Regalsystem.
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In der automatisierten Lagertechnik im Teilbereich Kleinladungsträger, also mit Ladungsträgern mit einer Abmessung von 600×400mm und einem Maximalgewicht von 50kg, werden die Ladungsträger, die häufig als Kisten ausgebildet sind, üblicherweise durch ein Shuttle-System in einem Regalsystem transportiert, die daher auch als Shuttle-Lager bezeichnet werden. Das Regalsystem umfasst mehrere nebeneinander angeordnete Regale, die jeweils mehrere Ebenen umfassen können. Zwischen jeweils zwei Regalen sind Gassen für jeweils mindestens einen Shuttle angeordnet. Dieser transportiert die Ladungsträger zu einem vom Logistiksystem zugeordneten Regalfach des Regals und lagert diese dort ein oder entnimmt aus einem Regalfach einen Ladungsträger und transportiert diesen zu einem Übergabebereich. Dieser ist üblicherweise an einer Stirnseite des Regals angeordnet und verfügt über Aufzüge, welche die Ladungsträger in die verschiedenen Ebenen der Regale transportiert. Im Übergabebereich wird der Ladungsträger von den Aufzügen an eine Übergabestation des Regals übergeben, welche angetrieben und/oder nicht angetrieben ausgebildet sein kann. Von der Übergabestation wird der Ladungsträger von dem Shuttle übernommen und nachfolgend von diesem zu dem zugeordneten Regalfach transportiert. Dort wird der Shuttle zum Regalfach positioniert und der Ladungsträger in das Regalfach verbracht. Dabei kann für jedes Regalfach eine Gasse ausgebildet sein oder der Shuttle verfügt über eine Hubvorrichtung, welche eine Aufnahmeplattform vertikal anheben kann, so dass von einer Gasse mehrere übereinander angeordnete Fächer eines Regals erreicht werden können. Die Ladungsträger werden dabei unabhängig von der verwendeten Ausführungsform des Shuttles immer verschoben, also über die jeweilige Auflage, wie ein Aufzugboden, oder ein Regalfach, gezogen beziehungsweise geschoben. Die Ladungsträger werden dabei von auf dem Shuttle angeordneten Lastaufnahmemitteln, welche sogenannten Teleskope umfassen, aufgenommen. Die Teleskope sind ausfahrbare Arme, welche die Ladungsträger auf zwei Seiten umfassen. Je nach Ausführung üben diese seitlichen Druck auf die Ladungsträger aus oder es werden abhängig von der vorgesehenen Bewegungsrichtung vom Shuttle aus gesehen vor oder hinter dem Ladungsträger in den Teleskopen angeordnete Finger ausgeklappt, so das der Ladungsträger nachfolgend geschoben oder gezogen werden kann. Hierdurch ist es erforderlich, dass die einzelnen Ladungsträger relativ große Abstände untereinander aufweisen müssen, um die Bewegungen des Teleskops und der Arretier-Finger zu ermöglichen. Dies gilt sowohl für den seitlichen Abstand der Ladungsträger untereinander oder zu den sogenannten Steigern, welche die Fachböden halten, als auch für den Abstand zwischen den Ladungsträgern, wenn diese beispielsweise hintereinander in einem Regalfach angeordnet werden sollen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Shuttle und ein Regalsystem anzugeben, welcher bzw. welches eine effizientere Beschickung des Lagersystems und eine verbesserte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
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Ein erfindungsgemäßer Shuttle für ein Regalsystem für Ladungsträger umfasst ein Lastaufnahmemittel, eine Aufnahmeplattform, eine Verlagerungseinheit und eine Hubvorrichtung, wobei das Lastaufnahmemittel die Aufnahmeplattform zur Aufnahme eines Ladungsträgers, die Verlagerungseinheit zum Verlagern des Ladungsträgers in ein Regalfach des Regalsystems und die Hubvorrichtung umfasst. Dabei ist die Aufnahmeplattform derart mit der Verlagerungseinheit verbunden, dass diese mit dem Ladungsträger beim Verlagern mitbewegt wird.
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Unter einer Aufnahmeplattform ist der Bereich des Shuttles zu verstehen, auf dem der Ladungsträger während der Fahrt des Shuttles, also bei eingefahrener Verlagerungseinheit aufliegt, also aufgenommen wird. Die Aufnahmeplattform kann mit der Verlagerungseinheit beim Verbringen eines Ladungsträgers in ein Regalfach ebenfalls mitbewegt werden. Der Shuttle bewegt sich überwiegend in einer Gasse, welche zwischen zwei Regalen angeordnet sein kann. Der Shuttle kann insbesondere dafür ausgelegt sein, Ladungsträger in Regalfächer, welche in einer Ebene mit der Fahrschiene des Shuttles angeordnet sind, zu verbringen, im Unterschied zu Systemen, die einen Shuttle umfassen, der über eine zusätzlich zum Lastaufnahmemittel auf dem Shuttle angeordnete Hubvorrichtung verfügt. Diese Systeme sind dafür ausgelegt, von einer Gasse aus Ladungsträger in Regalfächer in mehreren übereinander angeordneten Ebenen zu verbringen. Die Anforderungen an Beschleunigungen, Geschwindigkeiten und Baugröße dieser Shuttles sind grundlegend andere und daher sind derartige Shuttles mit dem erfindungsgemäßen Shuttle nicht vergleichbar. Der erfindungsgemäße Shuttle übernimmt beispielsweise beim Einlagern einen Ladungsträger an einer Übergabestation an einem Ende des Regalsystems. Von dort fährt der Shuttle üblicherweise bis zu einem vorbestimmten Regalfach zur Ablage des Ladungsträgers. Nach einer Positionierung vor dem Regalfach zur Ausrichtung des Shuttles zum Regalfach, kann der Ladungsträger durch die Hubvorrichtung angehoben und durch die Verlagerungseinheit an eine vorbestimmte Position in dem Regalfach verlagert werden. Dabei kann der Ladungsträger, der im Bereich der Kleinladungsträger üblicherweise eine Größe von mindestens 400x600 mm und einem maximales Gewicht von 50 kg aufweist, beim Verlagern an die vorbestimmte Position in dem Regalfach im Sinne der Erfindung auf der Aufnahmeplattform des Lastaufnahmemittels verbleiben. Ist diese Position erreicht, wird die Hubvorrichtung abgesenkt, bis der Ladungsträger auf der Ablage des Regalfaches aufliegt und keinen Kontakt mehr zu der Aufnahmeplattform hat. Die Verlagerungseinheit zieht die Aufnahmeplattform zurück, bis diese in eine Fahrposition in einem Gehäuse des Shuttles positioniert ist. Die Hubvorrichtung ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, dass sie im Shuttle integriert ist. Integriert bedeutet in diesem Fall, dass die Hubvorrichtung die Höhe eines Shuttles mit einem auf der Verlagerungseinheit aufgenommenem Ladungsträger maximaler Höhe, wie beispielsweise 600 mm, nicht überschreitet. Insbesondere kann die Hubvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie im Vergleich zu anderen auf dem Shuttle verwendeten Komponenten keinen zusätzlichen Bauraum in der Höhe des Shuttles (ohne Ladungsträger) benötigt. Daraus ergibt sich, dass die Höhe des Shuttles (ohne Ladungsträger) und/oder des Lastaufnahmemittels unabhängig von der Hubvorrichtung identisch ist. Weiterhin kann die Hubvorrichtung zumindest zeitweise unter dem Ladungsträger angeordnet sein. Dabei kann die Hubvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie nicht über die Grundfläche eines Ladungsträgers und insbesondere nicht über die Grundfläche der Aufnahmeplattform hinaus ragt. Dadurch kann die Grundfläche und die Höhe des Shuttles minimal ausgebildet werden. Der Shuttle kann nachfolgend einen weiteren Ladungsträger von der Übergabestation aufnehmen und diesen einlagern oder einen Ladungsträger aus einem anderen Regalfach aufnehmen und zum Auslagern an die Übergabestation bringen. Diese Art der Verlagerung, also das Aufnehmen des Ladungsträgers von unten und ein Verlagern ohne Kontakt zu der Ablage des Regalfaches haben den Vorteil, dass bei der Positionierung des Ladungsträgers im Regalfach der Abstand zwischen dem Ladungsträger und dem nächsten Objekt, wie beispielsweise einem Ende des Regalfachs oder einem weiteren Ladungsträgern in einem Regalfach, minimiert werden kann. Dies wirkt sich insbesondere bei großen Regalsystemen positiv auf die Baugröße des Regals beziehungsweise auf die pro Fläche lagerbaren Ladungsträger aus. Daneben kann auch der seitliche Abstand der Ladungsträger zu sogenannten Steigern, an welchen die Regalfächer befestigt sind, minimiert werden, da die Ladungsträger von unten gehalten werden.
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Dadurch, dass die Aufnahmeplattform in mindestens einer Richtung kleiner oder gleich der Grundfläche des Ladungsträgers ausgebildet ist, ergibt sich der Vorteil, dass das Handling des Ladungsträgers mindestens in eine Richtung keinen zusätzlichen Bauraum außerhalb der Grundfläche des Ladungsträgers benötigt. Die Aufnahmeplatte kann dabei auch in beide Richtungen, also in der Breite und der Länge kleiner sein als die Grundfläche des Ladungsträgers, welche im Bereich von Kleinladungsträgern 400mm und 600 mm betragen.
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Die Verlagerungseinheit kann insbesondere einen Horizontalantrieb umfassen. Dieser kann die Aufnahmeplattform mit dem Ladungsträger senkrecht zur Fahrtrichtung des Shuttles bewegen und so den Ladungsträger an eine vorbestimmte Position eines Regalfachs verlagern
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Insbesondere kann der Horizontalantrieb als Teleskopantrieb ausgebildet sein. Der Teleskopantrieb hat den Vorteil, dass er in einer ausgefahrenen Position ein Vielfaches, wie beispielsweise das Vierfache oder Sechsfache, seiner Länge in der eingefahrenen Position erreichen kann, also im eingefahrenen Zustand kompakt baut. Dadurch kann die für den Shuttle benötigte Breite und damit die Breite der Gassen auf ein Minimum reduziert werden.
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Weiterhin kann der Teleskopantrieb derart ausgebildet sein, dass er einen Ladungsträger mindestens bis zu der vierfachen Breite oder Länge des Ladungsträgers in ein Regalfach verlagern kann. Dies ist insbesondere möglich, weil der Teleskopantrieb eine Kinematik mit einem biegeschlaffen Kraftübertragungselement umfassen kann, welches ein Auslenken von nahezu beliebig vielen Auszugselementen bei nur einem durch einen Motor angetriebenen Auszugselement ermöglicht.
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Insbesondere kann der Teleskopantrieb durch einen Zahnriemen oder ein Ritzel angetrieben werden. Die Zähne des Zahnriemens beziehungsweise des Ritzels können dabei in eine korrespondierende Verzahnung in einem ersten Auszugselement eingreifen und dieses dadurch antreiben. Dies ermöglicht, dass das erste Auszugselement und damit alle weiteren Auszugselemente nahezu über seine gesamte Länge ausgezogen werden kann, solange die Verzahnung noch im Eingriff ist, wodurch das Verhältnis von Länge im eingefahrenen Zustand zu Länge im ausgefahrenen Zustand vorteilhaft vergrößert wird.
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Weiterhin kann die Hubvorrichtung auf der Aufnahmeplattform angeordnet sein. Die Hubvorrichtung wird also mit der Aufnahmeplattform beim Verlagern durch die Verlagerungseinheit mit bewegt. Dies hat den Vorteil, dass die Hubvorrichtung keine Momente durch das Ausfahren des Vertikalantriebs, aufnehmen muss und dadurch auch kompakter und leichter ausgebildet sein kann.
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Insbesondere kann das Lastaufnahmemittel zwei Hubvorrichtungen umfassen. Dies hat den Vorteil, dass der Vertikalantrieb mittig zwischen den beiden Hubvorrichtungen angeordnet werden kann und sein Kraftangriffspunkt in der Mittelachse der Aufnahmeplattform angeordnet sein kann. Dadurch können beim Verfahren der Aufnahmeplattform keine Momente um die Mittelachse der Aufnahmeplattform entstehen. Durch die Verwendung von den beiden Hubvorrichtungen, welche auf beiden Seiten des Horizontalantriebs angeordnet sein können, kann auch bei der Hubvorrichtung kein Moment erzeugt werden, was sich wiederum positiv auf die Größe und damit das Gewicht der Bauteile auswirkt. Die Hubvorrichtungen werden zweckmäßigerweise parallel angesteuert, um ein Verkippen des Ladungsträgers beim Anheben zu vermeiden.
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Weiterhin kann der Ladungsträger bei ausgefahrener Hubvorrichtung auf den beiden Hubvorrichtungen aufliegen. Dadurch kann das pro Hubvorrichtung anzuhebende Gewicht reduziert werden. Beispielweise kann die Aufnahmeplattform zwei nebeneinander angeordnete u-förmige Vertiefungen umfassen, in welchen die Hubvorrichtungen mit einem Deckel angeordnet sein können. In dem Bereich zwischen den Vertiefungen kann der Vertikalantrieb angeordnet sein, so dass die Bauhöhe des Lastaufnahmemittels auf ein Minimum reduziert werden kann. Je geringer die Bauhöhe des Lastaufnahmemittels, desto geringer kann die Höhe der Regalfächer ausgebildet werden, wodurch die Anzahl gelagerter Ladungsträger pro Volumen erhöht werden kann.
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Daneben kann die Hubvorrichtung einen Rahmen mit einer Kulisse umfassen; dabei kann der Hub durch die Bewegung der Kulisse entlang feststehender Pins bewirkt werden. Die Kulissen können beispielsweise in zwei Seitenteilen eines Rahmens angeordnet sein, wobei pro Seitenteil jeweils zwei identische Kulissen ausgebildet sein können. Die Kulissen der beiden Seitenteile sind spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet. In die Kulissen kann jeweils ein Pin, welcher über eine Halterung mit der Aufnahmeplattform verbunden ist, eintauchen. Dieser dient einerseits zur Lagerung des Rahmens und anderseits als Führung für die Kulisse. Wird der Rahmen relativ zu den Pins bewegt, wird der Rahmen durch die von den feststehenden Pin geführte Kulisse angehoben. Der Rahmen kann beispielsweise durch einen Motor mit einem Gewindetrieb bewegt werden. Der Deckel der Hubvorrichtung kann durch Führungen zwangsgeführt sein und kann dadurch eine rein vertikale Bewegung ausführen. Zur Minimierung der Reibung zwischen dem Rahmen der Hubvorrichtung und der Aufnahmeplattform beziehungsweise dem Deckel, können an den Enden des Rahmens jeweils zwei Führungsrollen angeordnet sein, wobei die oberen Führungsrollen am Deckel abrollen und die unteren Führungsrollen auf der Aufnahmeplattform abrollen. Dadurch verbleibt lediglich die Rollreibung der Führungsrollen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Lastaufnahmemittel Laufrollen umfassen. Die Laufrollen können das Gewicht des von der Verlagerungseinheit verlagerten Teils des Lastaufnahmemittels bei der Verlagerung aufnehmen.
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Insbesondere können die Laufrollen derart ausgebildet sein, dass sie auf korrespondierenden Fahrschienen eines Regalfachs laufen können. Dies hat den Vorteil, dass das gesamte Gewicht des Ladungsträgers von dem Regal aufgenommen wird und nicht durch den Horizontalantrieb gehalten werden muss. Dadurch kann der Horizontalantrieb kleiner und damit leichter gebaut werden, so dass die Bauhöhe der Verlagerungseinheit deutlich minimiert werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Verlagerungseinheit durch die Hubvorrichtung angehoben werden. Dies hat den Vorteil, dass die Hubvorrichtung nicht mit verlagert wird und dadurch wesentlich stabiler ausgebildet werden kann. Diese kann beispielsweise durch vier parallel angesteuerte Spindelantriebe realisiert werden.
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Weiterhin kann die Verlagerungseinheit zwei Teleskopantriebe umfassen. Diese können wie weiter oben bereits beschrieben so ausgebildet sein, dass sie um ein Vielfaches ihrer eingefahrenen Länge ausgefahren werden können. Durch eine Anordnung der Teleskopantrieb zu beiden Seiten der Aufnahmeplattform kann ein Moment um die Längsachse des Teleskopantriebs minimiert werden. Daneben kann durch die zwei Teleskopantriebe, die neben der Verlagerung auch das Gewicht des Ladungsträgers tragen, die Belastung pro Teleskopantrieb vorteilhaft minimiert werden.
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Ein erfindungsgemäßes Regalsystem für einen Shuttle wie vorne beschrieben umfasst Tragprofile, die derart ausgebildet sind, dass sie mit den Laufrollen des Lastaufnahmemittels korrespondieren. Die Tragprofile können in allen Fächern des Regals angeordnet sein und sind so angeordnet, dass die Ladungsträger nach dem Erreichen einer vorbestimmten Position im Regalfach auf den ebenfalls im Regalfach angeordneten Ablagen von der Hubvorrichtung abgelegt werden können.
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Insbesondere können die Tragprofile derart ausgebildet sein, dass sie zusätzlich als Ablage für die Ladungsträger verwendet werden können. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Schiene benötigt wird und dadurch der Platzbedarf und die Herstellungskosten für das Regalsystem reduziert werden können. Die Tragprofile können beispielsweise als U-Profile ausgebildet sein, welche mit der offenen Seite in Richtung des Regalfachs zeigen und an Steigern des Regals angeordnet sind. Die nach oben gerichtete Außenseite des oberen Schenkels des u-förmigen Tragprofils dient als Ablage für die Ladungsträger. Die ebenfalls nach oben gerichtete Innenseite des unteren Schenkels des u-förmigen Tragprofils kann als Schiene für die Verlagerungseinheit verwendet werden.
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Die Regale können in vorteilhafter Weise eine Tiefe von mindestens der dreifachen, insbesondere mindestens der vierfachen Breite oder Länge des Ladungsträgers umfassen. Die Ladungsträger, welche eine Grundfläche von 400 x 600 Millimeter aufweisen, können mit der schmalen (400mm) oder mit der breiten Seite (600mm), also längs oder quer in das Regal eingestellt werden. Die Ausrichtung der Ladungsträger hat Einfluss auf die Breite der Regalfächer und der Gassen und kann je nach zu Verfügung stehendem Volumen beziehungsweise Grundfläche frei gewählt werden.
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In einer vorteilhaften Variante der Erfindung können die Regale überlappend angeordnet sein. Unter überlappend versteht man in diesem Zusammenhang, wenn mindestens eine Position in einem Regalfach eines Regalsystems von einem Lastaufnahmemittel von zwei nebeneinander liegenden Gassen erreicht werden kann. Dies hat den Vorteil, dass für den überlappenden Bereich eine Redundanz gegeben ist und somit eine erhöhte Ausfallsicherheit erreicht wird, für den Fall, dass eine Gasse nicht mehr verwendet werden kann. Neben der Redundanz kann auch die Auslastungssteuerung der einzelnen Gassen weiter optimiert werden, in dem das Regal von der Gasse aus beladen wird, welche schneller ein verfügbares Shuttle zur Verfügung stellen kann. Weiterhin kann bei einer kompletten Überlappung der Regale eine einfache Lagerung der Reihe nach, welches auch als First in First out oder FIFO-Lagerung bekannt ist, einfach ausgeführt werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Ebene eines Regallagersystems für Kleinlastträger,
- 2 eine Detailansicht eines Regalfachs mit einem Shuttle,
- 3a,b Detailansichten eines Horizontalantriebs,
- 4 eine Detailansicht eines Lastaufnahmemittels,
- 5 eine Detailansicht der Erfindung,
- 6 eine Detailansicht eines Regals, und
- 7 eine Detailansicht mehrerer Regale.
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1 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Ebene eines als Shuttlelager 1 ausgebildeten Lagersystems für Kleinladungsträger (Ladungsträger), in dem zwei Regale 3 eines Regalsystems 2 dargestellt sind. Kleinladungsträger haben üblicherweise eine Grundfläche von 400 × 600 Millimeter und ein Maximalgewicht von 50 kg, bei einer maximalen Höhe von 600 mm. Zwischen den beiden Regalen 3 ist eine Gasse 6 mit einer Fahrschiene 9, welche an Steigern 4 der beiden angrenzenden Regale 3 befestigt ist, angeordnet. Ein Shuttle 8 mit einem Lastaufnahmemittel 10 transportiert ein in dem gezeigten Beispiel als Kiste ausgebildeten Ladungsträger 12 entlang der Gasse 6. Die Ladungsträger 12 werden in einem an der Stirnseite der Regale 3 angeordneten Übergabebereich von Aufzügen 14, welche die Ladungsträger 12 in die einzelnen Ebenen der Regale 3 transportieren, an eine Übergabestation 13 übergeben, welche angetrieben und/oder nicht angetrieben ausgebildet sein können. Von der Übergabestation 13 übernimmt das Lastaufnahmemittel 10 mit Hilfe der Verlagerungseinheit 20 den Ladungsträger 12 und transportiert diesen zu einem für die Einlagerung vorgesehenen Regalfach 7 in den Regalen 3. Die Bewegung des Shuttles 8 in der Gasse 6 ist in der Figur mit einem Doppelpfeil verdeutlicht. Der Ladungsträger 12 wird von dem Lastaufnahmemittel 10 auf eine der in dem gezeigten Beispiel vier möglichen Positionen in dem Regalfach 7 eingelagert. Die Verlagerungseinheit 20 umfasst dafür eine in der Figur nicht dargestellte Hubvorrichtung zum Anheben des Ladungsträgers 12 und einen als Teleskopantrieb 30 ausgebildeten Horizontalantrieb. Das Lastaufnahmemittel 10 wird inklusive der Hubvorrichtung durch den Teleskopantrieb 30 auf Tragprofilen 11, welche zu jeder Seite des Regalfachs 7 an den Steigern 4 angeordnet sind, in das Regalfach 7 hineingeschoben. Der Ladungsträger 12 ist dabei durch die Hubvorrichtung derart angehoben, dass er mit einem Abstand von 1 mm bis 25mm über den Tragprofilen 11 schwebt. An der vorbestimmten Position im Regalfach 7 wird der Ladungsträger 12 von der Hubvorrichtung abgesenkt, so dass dieser auf den Tragprofilen 11 zum Aufliegen kommt. Die Tragprofile 11 sind in dem gezeigten Beispiel derart ausgebildet, dass diese sowohl als Schiene für das Lastaufnahmemittel 10 als auch als Auflage für den Ladungsträger 12 Verwendung finden. Alternativ können die Schiene für das Lastaufnahmemittel 10 und die Auflage für den Ladungsträger 12 auch als zwei unabhängige Bauteile ausgebildet sein.
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2 zeigt eine Detailansicht eines Regalfachs 7, in welcher ein Shuttle 8 auf einer Fahrschiene 9 dargestellt ist. Der Shuttle 8 bewegt sich auf der Fahrschiene 9 mit angetriebenen Rädern 15 und umfasst ein Lastaufnahmemittel 10 mit einer Verlagerungseinheit 20. Diese ist auf einer Aufnahmeplattform 21, welche mit dem Teleskopantrieb 30 verbunden ist, angeordnet. Der Teleskopantrieb 30 umfasst einen Motor und mehrere zu einem Teleskop verbundenen Auszugselemente, wobei der Motor als Teil des Teleskops oder außerhalb des Teleskops angeordnet sein kann. Die Aufnahmeplattform 21 hat zwei u-förmig ausgebildete Vertiefungen zu beiden Seiten des mittig angeordneten Teleskopantriebs 30, in welchen jeweils eine Hubvorrichtung 40 angeordnet ist. Die Aufnahmeplattform 21 umfasst an ihren Außenseiten angeordnete Laufrollen 22, die derart ausgebildet sind, dass sie in den in 1 bereits erwähnten u-förmigen, horizontal an den Steigern 4 des Regals 3 angeordneten Tragprofilen 11 laufen können, wodurch die Aufnahmeplattform 21 mit den Hubvorrichtungen 40 und dem darauf abgelegten Ladungsträger 12 in das Regalfach 7 geschoben werden kann. Die Laufrollen 22 laufen dabei in dem horizontal ausgerichteten inneren Teil des u-förmigen Tragprofils 11. Ist die Position im Regalfach 7 erreicht, werden die Hubvorrichtungen 40 abgesenkt und der Ladungsträger 12 auf der Oberseite der Tragprofile 11 abgelegt. Das Lastaufnahmemittel 10 wird durch den Teleskopantrieb 30 der Verlagerungseinheit 20 zurückgezogen und der Shuttle 8 kann einen weiteren Transportauftrag ausführen. Die Hubvorrichtung 40 ist bei der Fahrt des Shuttles 8 üblicherweise abgesenkt (kann aber natürlich auch angehoben sein), wodurch ein auf dem Lastaufnahmemittel 10 befindlicher Ladungsträger 12 auf den beiden Hubvorrichtungen 40 und der zwischen den beiden Hubvorrichtungen 40 befindlichen Oberseite der Aufnahmeplattform 21 aufliegt. Es ist auch ein Aufliegen des Ladungsträgers 12 auf dafür ausgebildeten Auflagen (nicht dargestellt) auf dem Shuttle 8 selbst denkbar. Dadurch kann ein Verrutschen des Ladungsträgers 12 auch bei den im Vergleich zum Lastaufnahmemittel 10 höheren Beschleunigungen und Verzögerungen des Shuttles 8 vermieden werden.
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Die 3a und 3b zeigen eine schematische Darstellung des Teleskopantriebs 30 in einer eingefahrenen Position (3a) und in einer ausgefahrenen Position (3b). Der Teleskopantrieb 30 umfasst ein Gehäuse 31, in welchem auf der linken Seite ein Spannrad 33 und auf der rechten Seite ein Antriebsrad 32 angeordnet ist, welches durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Die beiden Räder 32, 33 sind über ein als Zahnriemen 34 ausgebildetes Antriebselement miteinander verbunden, wobei der Zahnriemen 34 durch das Spannrad 33 gespannt werden kann. Der Zahnriemen 34 hat auf seiner Außenseite, also der Seite, die von den Rädern 32, 33 abgewandt ist, eine zusätzliche Verzahnung, welche in eine korrespondierende Verzahnung eines ersten Auszugselementes 35.1 greift. Das Auszugselement 35.1 ist in Richtung seiner Längsachse am Gehäuse 31 geführt (nicht dargestellt) und umfasst an jedem Ende eine Umlenkrolle 37.1.1 bzw. 37.1.2. Auf der der Verzahnung gegenüberliegenden Seite ist ein weiteres Auszugselement 35.2 angeordnet, welches im ersten Auszugselement 35.1 geführt wird (nicht dargestellt). Das Gehäuse 31 und die Auszugselemente 35.1 und 35.2 sind über zwei als Riemen 38.1 und 38.2 ausgebildete biegeschlaffe Elemente verbunden. Der erste Riemen 38.1 ist an einem ersten Fixpunkt 36.1.1, der auf der linken Seite des Gehäuses angeordnet ist 31 befestigt und verläuft über die erste Umlenkrolle 37.1.1 auf der rechten Seite des ersten Auszugselementes 35.1 und von dort über eine zweite Umlenkrolle 37.2.1 auf der linken Seite des zweiten Auszugselementes 35.2 und ist an einem Fixpunkt 36.2.1, welcher am zweiten Auszugselement 35.2 unmittelbar neben der Umlenkrolle 37.2.1 auf der vom Ende des Auszugselementes 35.2 abgewandten Seite der Umlenkrolle 37.2.1 angeordnet ist. Die jeweils letzten Zahlen der Bezugszeichen der Riemen 38.x, der Umlenkrollen 37.y.x und der Fixpunkte 36.y.x bezeichnen ihre Zusammengehörigkeit in der Kraftübertragung, wobei die zweite Zahl der Bezugszeichen sich auf die Position der Fixpunkte 36.y.x und der Umlenkrollen 37.y.x jeweils entlang der Riemen bezieht. Ein zweiter Riemen 38.2 ist in gleicher Weise spiegelsymmetrisch zur Mittelachse 39 des Teleskopantriebs 30 geführt. Wie in 3b dargestellt, führt der erste Riemen 38.1 bei einer Auslenkung des Zahnriemens 34 im Uhrzeigersinn und einer dadurch bedingten Bewegung des ersten Auszugselementes 35.1 nach rechts dazu, dass das zweite Auszugselement 35.2 mit dem gleichen Betrag ebenfalls nach rechts ausgelenkt wird, solange die Verzahnung zwischen dem Zahnriemen 34 und dem ersten Auszugselement 35.1 im Eingriff ist. Der zweite Riemen 38.2 bewirkt eine Übertragung der Bewegung des Zahnriemens 34 in die andere Richtung, also in den 3a und 3b nach links beziehungsweise wenn sich der Zahnriemen 34 gegen den Uhrzeigersinn bewegt.
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4 zeigt eine Detailansicht des Lastaufnahmemittels 10, in der die Verlagerungseinheit 20 und insbesondere die Hubvorrichtung 40 im Detail dargestellt sind. Die Bezugszeichen der bereits in 2 beschriebenen Bauteile sind ebenfalls dargestellt, auch wenn diese in der folgenden Beschreibung nicht explizit genannt werden, so dass ein Bezug zwischen den beiden Figuren leichter hergestellt werden kann. Die Hubvorrichtung 40 auf der linken Seite ist ohne Abdeckung 50 dargestellt, wodurch die Kinematik der Hubvorrichtung 40 zu sehen ist. Die Hubvorrichtung 40 umfasst einen Rahmen 41, welcher seinerseits zwei Seitenteile 42 und zwei Verbindungselemente 43.1 und 43.2 umfasst. Die Seitenteile 42 sind parallel zu dem Teleskopantrieb 30, also senkrecht zur Fahrtrichtung des aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Shuttles 8 ausgerichtet. In jedem Seitenteil 42 sind zwei identische Kulissen 49 ausgebildet, wobei die Kulissen 49 der beiden Seitenteile 42 auf den zueinander gerichteten Innenseiten der Seitenteile parallel verlaufend angeordnet sind. In den Kulissen 49 taucht jeweils ein als Lagerung wirkender Pin (nicht dargestellt) ein. Die Pins (nicht dargestellt) sind über eine Halterung 48 mit einer u-förmigen Vertiefung der Aufnahmeplattform 21 verbunden und können als Lineargleitführungen oder mit Rollen, insbesondere mit Lagern, wie beispielsweise Kugel- oder Wälzlager, ausgebildet sein. Die beiden Seitenteile 42 sind über die beiden Verbindungselemente 43.1 und 43.2 miteinander verbunden, wobei das Verbindungsteil 43.1 eine Gewindebohrung 47 umfasst, in welche eine von einem Motor 45 angetrieben Gewindespindel 46 eingreift. Der Motor 45 ist wie die Halterung 48 der Pins (nicht dargestellt) mit der Aufnahmeplattform 21 verbunden. Wird nun der Motor 45 angesteuert, werden die Seitenteile 42 relativ zum Motor 45 auf den Pins (nicht dargestellt) bewegt, also die Kulissen 49 entlang der Pins verschoben. Die Kulissen 49 sind dabei derart ausgebildet, dass die Seitenteile 42 sich selbst und die auf den Seitenteilen angeordnete Abdeckung 50 der Hubvorrichtung 40 relativ zur Aufnahmeplattform 21 anheben. Die Abdeckung 50 ist dabei in Führungen 24, welche an der Aufnahmeplattform 21 angeordnet sind durch nicht dargestellte Stifte geführt, so dass die Abdeckung 50 zwangsgeführt senkrecht zur Bewegung der Seitenteile 42 bewegt wird. Die Stifte können wie die Pins ebenfalls als Lineargleitführungen oder mit Kugel- oder Wälzlagern ausgebildet sein. Die Seitenteile 42 umfassen an ihren Enden je zwei übereinander angeordnete Führungsrollen 44.1 und 44.2, die derart angeordnet sind, dass die Seitenteile 42 mit den unteren Führungsrollen 44.1 auf der Aufnahmeplattform 21 abrollen und die oberen Führungsrollen 44.2 an der Unterseite der Abdeckung 50 abrollen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass lediglich eine Rollreibung zwischen den Bauteilen auftritt, was den Verschleiß minimiert. Weiterhin kann durch die Verwendung der Kulisse die Bauhöhe der Kinematik auf ein Minimum reduziert werden und kann somit im Bereich der Bauhöhe des Teleskopantriebs 30 liegen.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Shuttles 8, in der ein als Kiste ausgebildeter Ladungsträger 12 auf einem ausgefahrenen Lastaufnahmemittel 10 dargestellt ist. Der Teleskopantrieb 30 der Verlagerungseinheit 20 des Lastaufnahmemittels 10 mit der Hubvorrichtung 40 kann einen von den in den 3a und 3b gezeigten Antrieben verschiedenes Antriebselement besitzen, welches als Zahnstange oder Ritzel ausgebildet sein kann, die bzw. das durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Der Teleskopantrieb 30 umfasst 5 Auszugselemente 35, wodurch der Ladungsträger 12 auf der Verlagerungseinheit 20 um ein Vielfaches der Breite des Shuttles 8 in ein Regalfach 7 eines Regals eintauchen kann. Alle für die Funktionsweise des Lastaufnahmemittels 10 und deren Verlagerungseinheit 20 nicht benötigten Bauteile wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Darstellung der 5 weggelassen. Die im gezeigten Beispiel als U-Profil ausgebildeten Tragprofile 11 nehmen das Gewicht der Verlagerungseinheit 20 und des Ladungsträgers 12 auf, so dass der Teleskopantrieb 30 lediglich die Kraft für das Verschieben der Verlagerungseinheit 20 aufbringen muss, wodurch der Motor und auch die Auszugselemente 35 kleiner und damit auch leichter ausgebildet werden können. Durch die mit der Verlagerungseinheit 20 verbundene Hubvorrichtung 40 wird keine Reibung der Ladungsträger 12 durch das verschieben auf den Tragprofilen 11 erzeugt, was die benötigte Kraft weiter reduziert. Die Nutzung der für die Ablage des Ladungsträger 12 verwendeten Tragprofilen 11 durch die Verlagerungseinheit 20 hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Schiene für die Verlagerungseinheit 20 notwendig ist, was sich vorteilhaft auf den benötigten Bauraum und die Herstellungskosten der Regale auswirkt.
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6 zeigt eine weitere perspektivische Detailansicht eines Regalfaches 7 eines Regalsystems 3, wobei lediglich die Tragprofile 11 dargestellt sind. Durch den in den 3a, 3b und 5 beschriebenen Teleskopantrieb 30 in Kombination mit der Nutzung der Tragprofile 11 durch die Verlagerungseinheit 20 des Lastaufnahmemittels 10 ist es möglich, die im Bereich der Kleinladungsträger standardisierten Ladungsträger 12 mit einer Grundfläche von mindestens 400x600 mm, längs und auch quer, wie in dem in der Figur dargestellten Beispiel, mindestens bis zu einer Tiefe von 3 bis 6 Mal der Längs- oder Querseite der Grundfläche der Ladungsträger in einem Regalfach zu positionieren. Dies wird durch das von unten ausgeführte Anheben der Ladungsträger 12 durch die Hubvorrichtung 40 und der über die Laufrollen 22 des Lastaufnahmemittels 10 nahezu reibungsfreien Bewegung noch unterstützt, da die Ladungsträger 12 dadurch mit einem sehr geringen Abstand in dem Regalfach 7 hintereinander positioniert werden können. Die Lagerung von Ladungsträgern 12 der weiter oben beschriebenen Art in Längs- und/oder Querausrichtung und in einer Tiefe von mindestens 3, insbesondere 4 Ladungsträgern 12 in einem Regalfach 7 ist unabhängig von der Ausführungsform des verwendeten Shuttle 8 und Lastaufnahmemittel 10 und kann auch als eigenständige Idee angesehen werden. Allerdings ist die Verwendung des vorne beschriebenen Shuttle 8 und des entsprechenden Lastaufnahmemittels 10 für die in der Figur gezeigte Variante vorteilhaft.
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7 zeigt eine Detailansicht mehrerer nebeneinander angeordneter Regale 3.1, 3.2, 3.3, wobei dieselben Regale im oberen Bereich der Figur in einer Seitenansicht und in dem unteren Bereich der Figur in einer Draufsicht von oben dargestellt sind. Der Anfang und das Ende eines Regals 3.x sind im Sinne der Anmeldung durch seine Zugänglichkeit und Erreichbarkeit durch einen Shuttle 8.x und dessen Lastaufnahmemittel definiert. Dies gilt für die Länge des Regals 3.x, welche durch die Länge der Fahrschiene 9 des Shuttles 8 definiert werden kann und die Breite der Regale, welche über die Tiefe der Fächer 7 definiert werden kann, welche wiederum über die von der Verlagerungseinheit 20 des Lastaufnahmemittels 10 erreichbaren Tiefe definiert wird. Basierend auf dieser Definition zeigt die 7 Bereiche in einem Regal, die von einem Shuttle 8 und dessen Lastaufnahmemittel 10 von zwei nebeneinander liegenden Gassen 6.x aus erreicht werden können. Damit sind die in der Figur dargestellten Regale 3.x nach der oben beschrieben Definition überlappend ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass in dem überlappenden Bereich, der von nur einem Ladungsträger 12, wie in dem gezeigten Beispiel bis hin zu einer vollständigen Überlappung, also dem Erreichen aller Ladungsträger 12 von zwei nebeneinanderliegenden Gassen 6.x, liegen kann, die Ladungsträger 12 von zwei Gassen 6.x aus zugänglich sind. Hieraus ergibt sich, dass für den überlappenden Bereich eine Redundanz gegeben ist und somit eine erhöhte Ausfallsicherheit erreicht wird, für den Fall, dass eine Gasse 6 nicht mehr verwendet werden kann. Neben der Redundanz kann auch die Auslastungssteuerung der einzelnen Gassen 6.x weiter optimiert werden, in dem das Regal von der Gasse 6.x aus beladen wird, welche schneller einen verfügbaren Shuttle 8 zur Verfügung stellen kann. Weiterhin kann bei einer kompletten Überlappung der Regale eine einfache Lagerung der Reihe nach, welches auch als First in First out oder FIFO-Lagerung bekannt ist, ausgeführt werden. Auch die Idee der überlappenden Regale 3.x ist von dem verwendeten Shuttle 8 mit dem Lastaufnahmemittel 10 unabhängig, wenn auch vorteilhaft mit dem vorne beschriebenen Shuttle 8 und Lastaufnahmemittel 10 realisierbar und kann als eine eigenständige Idee angesehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Shuttle Lager
- 2
- Regalsystem
- 3
- Regal
- 4
- Steiger
- 5
- Querträger
- 6
- Gasse
- 7
- Regalfach
- 8
- Shuttle
- 9
- Fahrschiene
- 10
- Lastaufnahmemittel
- 11
- U-Profil
- 12
- Ladungsträger
- 13
- Übergabestation
- 14
- Aufzug
- 15
- Rad
- 20
- Verlagerungseinheit
- 21
- Aufnahmeplattform
- 22
- Laufrollen
- 23
- Achse
- 24
- Führung
- 30
- Horizontalantrieb, Teleskopantrieb
- 31
- Gehäuse
- 32
- Antriebsrad
- 33
- Spannrad
- 34
- Zahnriemen
- 35
- Auszugselement
- 36
- Fixierpunkt
- 37
- Umlenkrolle
- 38
- Riemen
- 39
- Mittelachse
- 40
- Hubvorrichtung
- 41
- Rahmen
- 42
- Seitenteil
- 43
- Verbindungselement
- 44
- Führungsrollen
- 45
- Motor
- 46
- Spindel
- 47
- Gewindebohrung
- 48
- Halterung
- 49
- Kulisse
- 50
- Abdeckung
