DE4408123A1

DE4408123A1 - Drive of a storage and retrieval unit for tall storage racking

Info

Publication number: DE4408123A1
Application number: DE19944408123
Authority: DE
Inventors: Hanspeter Sorg
Original assignee: FRITSCHI AG HUGO
Current assignee: GILGEN LOGISTICS SYSTEMS AG, OBERWANGEN, CH
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1994-09-15
Also published as: CH687147A5

Abstract

The subject matter of the invention is the further development of the wheel and running mechanism with the aim of using a friction-wheel drive of uncomplicated design in order to obtain increased acceleration of the unit on the floor rail (1) even during considerable loading of a storage and retrieval unit. The essence of the invention consists in the fact that the load carrying and acceleration are uncoupled. The mass of the storage and retrieval unit is carried by one or more load wheels (2) which run on the top flange (1a) of an H-girder. A friction wheel (3) or advantageously a pair of friction wheels, driven in opposite directions and acting on both sides on the web (1c) of the floor rail (1), transmits the drive torque from the motor (5) via gearing (4) to the wheel and running mechanism. A swivelling bolster is especially convenient for setting and adjusting the pressure force of the friction wheels (3) on the web (1c). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb eines Regalbediengerätes für Hochregallager gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to a drive for a storage and retrieval unit for high-bay warehouses according to the generic term of independent claim 1.

Zur Magazinierung von Stückgütern wurden bei dem Erfordernis effektiver Flächen- und Raumausnutzung Hochregallager geschaffen. Das sind Regalreihen mit dazwischen liegenden Gassen zur Gutaufnahme in Stahl oder Betonbauweise mit einer Höhe bis etwa 40 m. Als Fördermittel zur Ein- und Auslagerung von Paletten bzw. Behältern werden für geringere Höhen, ca. bis 12 m, vorrangig Gabelstapler und darüber Stapelkrane oder spezielle Regalförderzeuge - auch als Regalbediengeräte im engeren Sinn bezeichnet - eingesetzt. Derartige Regalbediengeräte laufen auf einer Bodenschiene und werden oben an einer Leitschiene geführt. Sie besitzen einen oder zwei Hubmaste, an denen ein Lastenaufnahmemittel - mit oder ohne Fahrerkabine - vertikal bewegt wird. Die Regalbediengeräte können manuell oder im automatisierten Lagerbetrieb gefahren werden. Man unterscheidet die gassengebundene Version, wo in jeder Lagergasse ein separates Gerät vorgesehen ist, und die gassenfreie Version, bei welcher ein Gerät in mehrere Lagergassen dirigierbar ist. Der Gassenwechsel des Regalbediengerätes geschieht direkt nach Durchfahren einer Kurvenstrecke und einem Weichensystem oder indirekt mittels eines im Lagerquergang positionierten Querversetzwagens.For the storage of piece goods, the Effective use of space and space is required for high-bay storage created. These are rows of shelves with in between lying alleys for receiving goods in steel or concrete construction with a height of up to about 40 m. As funding for Storage and retrieval of pallets or containers for lower heights, up to 12 m, primarily forklifts and above it stacking cranes or special shelf conveyors - also referred to as storage and retrieval machines in the narrower sense - used. Such storage and retrieval machines run on one Bottom rail and are guided on a guide rail at the top. You have one or two masts on which a load handler - with or without driver's cab - moved vertically becomes. The storage and retrieval machines can be operated manually or in the automated warehouse operation. One differentiates the alley-bound version, where in every warehouse alley a separate device is provided, and the alley-free Version, in which a device in several storage aisles can be directed. The aisle change of the storage and retrieval machine happens immediately after driving through a curve and a switch system or indirectly by means of an im Warehouse cross aisle of positioned cross transfer car.

Das Lastaufnahmemittel führt unzählige Bewegungen aus, aber auch das Regalbediengerät als Ganzes wird beständig mit seinem hohen Eigengewicht, und im beladenen Zustand zusätzlich mit der Nutzlast, zwischen den anzufahrenden Positionen bewegt. Die Leistungsfähigkeit eines Regalbediengerätes ist entscheidend von der Reaktionsgeschwindigkeit des Gesamtgerätes, d. h. von der für einen Positionswechsel benötigten Zeiteinheit, abhängig. Damit kommt dem Beschleunigungsvermögen des Regalbediengerätes auf der Bodenschiene, also der Gestaltung dieses Teiles des Antriebes, maßgeblich Bedeutung zu.The load handler performs countless movements off, but the storage and retrieval unit as a whole also becomes permanent with its high weight, and in the loaded Condition additionally with the payload, between those to be approached Positions moved. The performance of a storage and retrieval machine is critical on the speed of reaction of the entire device, d. H. from that for one Position change required time unit, depending. In order to comes the acceleration ability of the storage and retrieval machine on the bottom rail, so the design of this part of the drive.

Bei den bisherigen Konstruktionen werden von den auf der stählernen Bodenschiene aufsitzenden Laufrädern - zumindest eines oder beide - über eine Motorgetriebeeinheit angetrieben. Das Halten des Regalbediengerätes in der Spur, d. h. seine Führung auf der Bodenschiene und der oben befindlichen Leitschiene, wird durch Führungsräder gewährleistet. Die Laufräder, sie haben Radlasten bis zu mehreren Tonnen zu tragen, bestehen völlig aus Stahl, mit einem die Lauffläche umgebenden Kunststoffmantel oder gänzlich aus Kunststoff. Somit erhält man die Reibpaarungen "Stahl auf Stahl" (Stahlrad/ Stahlschiene) oder "Kunststoff auf Stahl" (Kunststoffrad/ Stahlschiene bzw. Kunststoffmantel/Stahlschiene). Diese Materialpaarungen erlauben eine etwa maximal erreichbare Beschleunigung a_max. ≦ 0,6 m/s². Die Limitierung der höchstmöglichen Beschleunigung wird von der Reibungszahl µ der Materialpaarungen und von den extremen Radbelastungen beim Beschleunigen, Stoppen und Schwingen des Regalbediengerätes bewirkt. Die Ummantelung der Laufradfläche mit einem Material, das eine höhere Reibungszahl erbringen würde, ist insgesamt wegen der starken Laufradbelastung nicht realisierbar. Somit entsteht ein technisches Dilemma. Zur Effektivitätssteigerung bei Regalbediengeräten wären höhere erreichbare Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswerte mit a ≧1,0 m/s² erforderlich. Eine hohe Belastbarkeit ist jedoch bisher mit einer niedrigen Reibungszahl gekoppelt.In the previous designs, at least one or both of the wheels mounted on the steel base rail are driven by a motor gear unit. Keeping the storage and retrieval machine in the lane, ie guiding it on the bottom rail and the top rail, is ensured by guide wheels. The wheels, which have to carry wheel loads of up to several tons, are made entirely of steel, with a plastic jacket surrounding the running surface or entirely of plastic. This gives the friction pairings "steel on steel" (steel wheel / steel rail) or "plastic on steel" (plastic wheel / steel rail or plastic jacket / steel rail). These material pairings allow an approximately maximum achievable acceleration a _max. ≦ 0.6 m / s². The limitation of the highest possible acceleration is caused by the coefficient of friction µ of the material pairings and the extreme wheel loads when accelerating, stopping and swinging the storage and retrieval machine. The covering of the impeller surface with a material that would bring about a higher coefficient of friction cannot be achieved overall because of the heavy impeller load. This creates a technical dilemma. In order to increase the effectiveness of storage and retrieval machines, higher achievable acceleration and deceleration values with a ≧ 1.0 m / s² would be required. However, high resilience has so far been coupled with a low coefficient of friction.

Im Bemühen, die Arbeitsweise von Regalbediengeräten zu verbessern, wurden verschiedene Anstrengungen unternommen. Aus der DE-OS 2 219 142 ist eine Vorrichtung bekannt, mit welcher das Schwingen des Regalbediengerätes als Ganzes in Fahrtrichtung verhindert werden soll. Hierzu ist eine recht aufwendige Antriebskonstruktion und Antriebswellenführung erforderlich. In der DE-OS 2 508 696 wird eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Hubmaste, insbesondere zur Kompensation belastungsbedingter Längs- und Querverbiegungen, vorgeschlagen. Auch mit diesen Maßnahmen mag die Belastbarkeit von Regalbediengeräten im Verhältnis zum konstruktiven Aufwand verbessert worden sein, aber die Reaktionsgeschwindigkeit, d. h. die mögliche Beschleunigung des Gesamtgerätes auf der Bodenschiene, konnte nicht gesteigert werden.In an effort to work with storage and retrieval machines Various efforts have been made to improve. A device is known from DE-OS 2 219 142, with which the swing of the storage and retrieval machine should be prevented as a whole in the direction of travel. For this is a very complex drive design and drive shaft guide required. In DE-OS 2 508 696 becomes a device for stabilizing the masts, in particular to compensate for longitudinal and Cross bends, suggested. Even with these measures likes the resilience of stacker cranes in relation have been improved to the design effort, but the Reaction speed, d. H. the possible acceleration of the entire device on the floor track, could not be increased become.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antrieb eines Regalbediengerätes für Hochregallager zu schaffen, der auch bei großer Belastung eine erhöhte Beschleunigung des Regalbediengerätes auf der Bodenschiene ermöglicht und somit die Leistungsfähigkeit des Gerätes beachtlich erweitert. Der Antrieb soll sich durch eine unkomplizierte Bauweise und Anpassungsfähigkeit an spezifische Bedingungen auszeichnen, um optimale Leistungsparameter zu erzielen. Ferner muß am Antrieb auftretender Verschleiß - die Räder sind einer gewissen Abnutzung unterworfen - einfach zu kompensieren sein.It is therefore an object of the present invention a drive of a storage and retrieval machine for high-bay storage to create an increased even with heavy loads Acceleration of the storage and retrieval machine on the floor rail enables and thus the performance of the device considerably expanded. The drive should be through a uncomplicated construction and adaptability to specific Characterize conditions to optimal performance parameters to achieve. Furthermore, must occur on the drive Wear - the wheels are wearing a certain amount subject - be easy to compensate.

Die Erfindung ist im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert; bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.The invention is in the characterizing part of the independent Claim 1 defined; preferred embodiments result from the dependent patent claims.

Der neuartig gestaltete Antrieb beruht auf dem Erfindungsgedanken, die beiden Aufgaben "Masse tragen" und "Masse beschleunigen" zu entkoppeln und separaten, an die Bodenschiene ansetzenden Rädern - nämlich Lauf- und Reibrädern - zu übertragen. Damit wird es möglich, bisher nötige Führungsrollen einzusparen und sowohl die Lauf- als auch die Reibräder optimal an die gegebenen Bedingungen anzupassen. Dank des erfindungsgemäßen Antriebes sind nunmehr für Regalbediengeräte Beschleunigungswerte erreichbar, wie sonst nur mit den sehr viel aufwendigeren kraftschlüssigen Antrieben.The innovative drive is based on the Invention ideas, the two tasks "carry mass" and "Accelerate mass" to decouple and separate, to the Wheels attaching to the base rail - namely running and friction wheels - transferred to. This makes it possible to do what was previously necessary Save leadership roles and both running and also the friction wheels optimally to the given conditions adapt. Thanks to the drive according to the invention acceleration values now available for storage and retrieval machines, as usual only with the much more complex force-fitting Drives.

Die Erfindung wird im weiteren detailliert, in einer bevorzugten Ausführungsform, anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is further detailed in a preferred embodiment, based on the attached schematic drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Darstellung des Antriebs in Fahrtrichtung, Fig. 1 is a view of the drive in the direction of travel,

Fig. 2 die Darstellung des Antriebs quer zur Fahrtrichtung und Fig. 2 shows the drive transverse to the direction of travel and

Fig. 3 den Antrieb in der Draufsicht mit Drehschemel. Fig. 3 shows the drive in plan view with a turntable.

In Fig. 1 ist als Bodenschiene 1 ein Doppel-T-Träger dargestellt, welche mit ihrem Unterflansch 1b fest mit dem Fußboden 7 der Lagerhalle verankert bzw. partiell in diesem eingelassen ist. Die Bodenschiene 1 besitzt ferner den Oberflansch 1a sowie den Steg 1c. Auf der Bodenschiene 1 sitzt das Räder- und Laufwerk des Regalbediengerätes. Auf dem Oberflansch 1a der Bodenschiene 1 läuft das unangetriebene Lastrad 2; dieses trägt die gesamte Masse des Regalbediengerätes (nicht dargestellt), einschließlich der Nutzlast. Das Lastrad 2 besteht entsprechend dem konkreten Anwendungsfall - es können Radlasten bis zu mehreren Tonnen auftreten - aus Stahl oder aus Kunststoff. Je nach Konstruktion des Regalbediengerätes kann dieses mehrere Lasträder 2 aufweisen, und anstelle des Doppel-T-Trägers könnte auch ein T-Walzprofil mit vertikal stehendem Steg eingesetzt werden.In Fig. 1 is shown as a bottom rail 1, a double-T beam, which is firmly anchored with its lower flange 1 b to the floor 7 of the warehouse or partially embedded therein. The bottom rail 1 further has the upper flange 1a, and the web 1 c. On the bottom rail 1 sits the wheels and drive of the storage and retrieval machine. On the upper flange 1 a of the bottom rail 1 , the unpowered load wheel 2 runs ; this carries the entire mass of the storage and retrieval machine (not shown), including the payload. The load wheel 2 is made of steel or plastic, depending on the specific application - wheel loads of up to several tons can occur. Depending on the construction of the storage and retrieval machine, this can have several load wheels 2 , and instead of the double T-beam, a T-roll profile with a vertical web could be used.

An den Steg 1c der Bodenschiene 1 ist beidseitig, je ein gegensinnig angetriebenes, horizontal positioniertes Reibrad 3 mit der nötigen Andruckkraft angepreßt. Auf diese Weise wird die Antriebskraft auf das Regalbediengerät übertragen und ein beschleunigter Positionswechsel ermöglicht. Über ein Getriebe 4 sind die Reibräder 3 mit einem Motor 5 verbunden. Vorteilhaft kann es sein, jedes Reibrad 3 mit einem kleiner dimensionierten, separaten Motor anzutreiben. Realisierbar ist ebenso, den Antrieb mit nur einem Reibrad 3 auszustatten oder bei einem Paar von Reibrädern 3 nur eines anzutreiben bzw. auch mehr als zwei Reibräder 3 einzusetzen. Entsprechend den jeweiligen Einsatzbedingungen werden Reibräder 3 aus Stahl, aus Kunststoff oder aus Stahl mit einer Kunststoffbandage um die Lauffläche vorgesehen.On the web 1 c of the bottom rail 1 , an oppositely driven, horizontally positioned friction wheel 3 is pressed on both sides with the necessary pressing force. In this way, the driving force is transferred to the storage and retrieval machine and an accelerated change of position is made possible. The friction wheels 3 are connected to a motor 5 via a gear 4 . It can be advantageous to drive each friction wheel 3 with a smaller, separate motor. It is also feasible to equip the drive with only one friction wheel 3 or to drive only one for a pair of friction wheels 3 or to use more than two friction wheels 3 . Depending on the respective conditions of use, friction wheels 3 made of steel, plastic or steel with a plastic bandage are provided around the running surface.

Die Andruckkraft für die Reibräder 3 kann mittels einstellbarer mechanischer Federn oder einer regelbaren Pneumatik bzw. Hydraulik erzeugt werden. Als besonders vorteilhaft erwies sich die Anordnung eines Stellmechanismus in der Art eines Drehschemels 6. Der Drehschemel 6 ist in der horizontalen Ebene schwenkbar, wodurch beide Reibräder 3 um den gleichen Winkelbetrag verstellt und mit gleicher Andruckkraft an die Flächen des Steges 1c angedrückt werden. Ist die gewünschte Andruckkraft anliegend, wird die Stellposition des Drehschemels 6 arretiert. Vermindert sich im Laufe der Betriebszeit die Andruckkraft infolge der Abnutzung und der Durchmesserverringerung der Reibräder 3, erfolgt ein entsprechendes Nachstellen am Drehschemel 6. Per Meßwertaufnehmer und einem Stellglied kann die Andruckkraft über ein automatisches Nachstellen des Drehschemels 6 auch selbsttätig geregelt werden.The pressing force for the friction wheels 3 can be generated by means of adjustable mechanical springs or an adjustable pneumatic or hydraulic system. The arrangement of an adjusting mechanism in the manner of a turntable 6 has proven to be particularly advantageous. The turntable 6 can be pivoted in the horizontal plane, as a result of which both friction wheels 3 are adjusted by the same angular amount and are pressed onto the surfaces of the web 1 c with the same pressing force. If the desired pressure force is applied, the position of the turntable 6 is locked. If the contact pressure decreases in the course of the operating time as a result of the wear and the reduction in diameter of the friction wheels 3 , the turntable 6 is adjusted accordingly. The pressure force can also be controlled automatically by an automatic adjustment of the turntable 6 by means of a measuring sensor and an actuator.

Mit dem erfindungsgemäßen Antrieb sind unter Verwendung handelsüblicher Lasträder 2 und Reibräder 3 sowie bei vertretbarem konstruktivem Aufwand Beschleunigungswerte von a ≧ 1,0 m/s² pro Antrieb erreichbar. Unabhängig vom Betriebszustand des Regalbediengerätes erzielt man bei der Anordnung von zwei Antrieben eine entsprechende Verdopplung der möglichen Beschleunigung.With the drive according to the invention, acceleration values of a ≧ 1.0 m / s² per drive can be achieved using commercially available load wheels 2 and friction wheels 3 and with reasonable design effort. Regardless of the operating status of the storage and retrieval machine, a corresponding doubling of the possible acceleration is achieved with the arrangement of two drives.

Claims

1. Drive of a storage and retrieval unit for high-bay warehouse with a wheels and drive that can be driven on at least one floor rail ( 1 ) and that has at least one, usually two supports on the floor rail ( 1 ), mass-carrying load wheels ( 2 ), characterized in that the Load wheels ( 2 ) only take up the mass of the entire storage and retrieval machine and transfer the drive torque from at least one separate friction wheel ( 3 ), which also engages the floor rail ( 1 ), from a motor ( 5 ) to the wheels and drive of the storage and retrieval machine becomes.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the bottom rail ( 1 ) is designed as a double T-beam or as a T-beam, the web ( 1 c) of which is perpendicular to the floor ( 7 ) on which the beam runs and is fixed, and the load wheel ( 2 ) on the upper flange ( 1 a) of the bottom rail ( 1 ) is supported and rolls, while the web ( 1 c) engages the friction wheel ( 3 ).

3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that a pair of friction wheels ( 3 ) is provided, wherein on both sides of a carrier ( 1 c) an oppositely driven, horizontally positioned friction wheel ( 3 ) is pressed with a defined pressing force.

4. Drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressing force of the friction wheels ( 3 ) on the web ( 1 c) by means of a turntable ( 6 ) is manually adjustable or automatically adjustable, and that by adjusting with the turntable ( 6 ) a pressure force which is reduced due to wear of the friction wheels ( 3 ) is brought back to the setpoint value or is automatically maintained there.

5. Drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressing force of the friction wheels ( 3 ) on the web ( 1 c) is generated by means of adjustable mechanical springs or an adjustable pneumatics or hydraulics, and that a transducer for detecting the Pressure force is provided.

6. Drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of friction wheels ( 3 ) by a motor ( 5 ), with the interposition of a gear ( 4 ), is driven, or each friction wheel ( 3 ) a separate motor ( 5 ) is assigned.

7. Drive according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that a plurality of drive units arranged on the wheels and drive of the storage and retrieval machine becomes.

8. Drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that two or more bottom rails ( 1 ) are provided, the load wheels ( 2 ) and the friction wheels ( 3 ) attacking different bottom rails ( 1 ).