DE19631511A1

DE19631511A1 - Hubmast in Leichtbauweise für ein Regalbediengerät

Info

Publication number: DE19631511A1
Application number: DE19631511A
Authority: DE
Inventors: Dieter Prof Wuestenberg; Thomas Dipl Ing Schanz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1996-08-03
Publication date: 1997-04-03

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).

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.

Da der Hubmast einen wesentlichen Anteil am Gesamtgewicht hat, kommt ihm dabei eine besondere Bedeutung zu.

Als Mastkonstruktionen für Regalbediengeräte sind u. a. folgende Ausführungen bekannt:

- Gittermasten, aus Stahlprofilen zusammengeschweißt,
- Vollwandmasten, bestehend aus zusammengeschweißten I-Profilen aus Stahl,
- Vollwandmasten, bestehend aus Rechteck-Stahlrohren,
- Vollwandmasten, bestehend aus stranggepreßten Aluminiumlegierungen mit Hohlkastenquerschnitt,
- Metallmasten für Regalfahrzeuge als Führung und Träger für eine Hubbühne aus längsweise verlaufenden Gurten und Verstrebungen (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).

Die Anforderungen an eine weiteroptimierte Leichtbauweise können bei diesen Ausführungen aus folgenden Gründen nicht oder nur teilweise erfüllt werden:

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.
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.
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.
4. Bei den bekannten Mastkonstruktionen ist eine Kombination verschiedener Werkstoffe für die einzelnen Funktionen des Mastes zur günstigeren Werkstoffausnutzung nicht oder nur eingeschränkt möglich.

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.

Ziel ist es deshalb, einen Mast zu entwickeln, der die angeführten Nachteile herkömmlicher Konstruktionen möglichst weitgehend vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hubmast in einer speziellen Differentialbauweise mit Funktionentrennung der einzelnen Bauteile ausgeführt wird.

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.

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 aus

- 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,
- den vorderen und hinteren Deckplatten (4), die zusammen mit den Stegplatten und Stäben ein geschlossenes, torsionssteifes Profil bilden,
- den Führungsschienen (5) für das Verfahren des Hubwagens in vertikaler Richtung,
- den Verbindungselementen (7) zur Verbindung der Stäbe mit den Platten.

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.

Ein Ausführungsbeispiel des gesamten Hubmastes mit Zugang zum Innenraum ist in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt. Das Beispiel zeigt

- die trapezförmigen Stegplatten (3),
- die Deckplatten (4),
- die Führungsschienen (5),
- die Verbindungselemente (7),
- sowie eine Tür zum Innenraum (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.

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.

Die Vorteile der keilförmigen Hubmast-Verbundkonstruktion gegenüber konventioneller Bauweise sind im wesentlichen

- 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,
- die Möglichkeit der Verwendung handelsüblicher Profile und Platten,
- die Möglichkeit zur Realisierung höherer Beschleunigungen und Geschwindigkeiten des RBG,
- die Nutzung und Zugänglichkeit des Hubmastinnenraums (für Steuerung, Antriebstechnik etc.) sowie
- die Zerlegbarkeit des Mastes aus Transportgründen bei Verwendung von lösbaren Verbindungen.

Claims

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.

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.

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.

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.

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

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