DE102004022060A1

DE102004022060A1 - Fördereinrichtung zum Transportieren von Fördergut und Verfahren zum Betreiben der Fördereinrichtung

Info

Publication number: DE102004022060A1
Application number: DE200410022060
Authority: DE
Inventors: Rainer Adolf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-05-05
Filing date: 2004-05-05
Publication date: 2005-12-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung (1) zum Transportieren von Fördergut (9) und ein Verfahren zum Betreiben der Fördereinrichtung (1). Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fördereinrichtung (1) zu schaffen, die einerseits die Aufgabe des Transportierens und andererseits die Aufgabe des Ausrichtens des Fördergutes (9) übernehmen kann. Eine Fördereinrichtung (1) zum Transportieren von Fördergut weist eine Tragfläche auf, auf welcher das Fördergut (9) gehalten ist. Die Tragfläche bildet in ihrer Erstreckung eine Förderbahn, die von einem Startpunkt zu einem Endpunkt führt. Gemäß der Erfindung weist die Oberfläche der Tragfläche mikromechanische Elemente (5) auf, welche zum Fördern des Fördergutes (9) entlang der Förderbahn Mikrobewegungen ausführen.

Description

Fördereinrichtung zum Transportieren von Fördergut und Verfahren zum Betreiben der Fördereinrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum Transportieren von Fördergut und ein Verfahren zum Betreiben der Fördereinrichtung.
Im Bereich der Materiallogistik von Lagereinrichtungen bis hin zu Produktionsstraßen und in Produktionsstraßen ist der Transport von Schütt- und Stückgut über Förderstrecken eine prägende Aufgabe. Hierfür haben sich unterschiedliche Fördereinrichtungen etabliert.

Bisherige übliche Fördereinrichtungen zum Transportieren von Fördergut, insbesondere von Schütt- und Stückgut sind Förderbänder, bei denen auf Bändern ruhend aufliegendes Material gefördert wird. Vorteile derartiger Förderbänder liegen in einer einfachen Konstruktion und der Eignung sowohl für Stück- als auch für Schüttgut. Nachteilig sind bei Förderbändern der reibungsbedingte hohe Energieaufwand und die nicht vorhandene Kurvengängigkeit.

Darüber hinaus ist es bekannt Rollengänge zu verwenden, deren Vorteile in einer hohen Belastbarkeit, dem hohen Wirkungsgrad, der Kurvengängigkeit sowie der Möglichkeit einer modularen Erweiterbarkeit des Systems zu sehen. Nachteilig sind die hohen Kosten für Erstellung derartiger Fördereinrichtungen.

Weiterhin sind Vibrationsförderer bekannt, die vor allem beim Transport von Schüttgütern Verwendung finden. Der Materialtransport erfolgt dabei durch geeignete Vibration einer Förderrinne. Die Gestaltung der Förderrinne ist beliebig und auch kurvengängig, jedoch ist die realisierbare Förderstrecke begrenzt und auch die Vibrationsbelastung des Förderguts kann nachteilig sein.

Mischformen der genannten Arten von Fördereinrichtungen sind ebenfalls bekannt, es sind dies insbesondere Riemen- und Kettenförderer.

Den vorstehend genannten Fördereinrichtungen ist es gemeinsam, das die häufig vorkommende Aufgabe des Ausrichtens des Fördergutes, beispielsweise zu Montage- oder Entnahmezwecken oder zur Einlagerung, von maschinenbaulich konstruierten Einrichtungen (Wende-/Schub- und Stoßeinrichtungen) übernommen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Fördereinrichtung zu schaffen, die einerseits die Aufgabe des Transportierens andererseits die Aufgabe des Ausrichtens des Fördergutes übernehmen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Fördereinrichtung zum Transportieren von Fördergut, wie Stück- oder Schüttgut gemäß der Erfindung gelöst. Eine derartige Fördereinrichtung wird vorzugsweise gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben.

Eine Fördereinrichtung zum Transportieren von Fördergut weist eine Tragfläche auf, auf welcher das Fördergut gehalten ist. Die Tragfläche bildet in ihrer Erstreckung eine Förderbahn die von einem Startpunkt zu einem Endpunkt führt. Gemäß der Erfindung, weist die Oberfläche der Tragfläche mikromechanische Elemente auf, welche zum Fördern des Fördergutes entlang der Förderbahn Mikrobewegungen ausführen.

Durch eine große Anzahl an mikromechanischen Elementen erfolgt das Fördern des Fördergutes. Das Fördergut ist um mehrere Dimensionen größer als die mikromechanischen Elemente, so dass durch Betätigen der mikromechanischen Elemente sowohl ein Fördern des Fördergutes als auch ein Ausrichten desselben auf der Tragfläche vorgenommen werden kann. Es entspricht dabei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Oberfläche der Tragfläche zumindest weit überwiegend aus mikromechanischen Elementen gebildet wird um die Anzahl der mikromechanischen Elemente, auf denen des Fördergut aufliegt so groß wie möglich zu halten.

Einzelne mikromechanische Elemente alleine für sich genommen sind nicht in der Lage ein wesentlich größeres Fördergut über eine längere Strecke zu fördern. Die Vielzahl der entsprechenden Elemente auf der Tragfläche jedoch kann dies bewerkstelligen.

Ein Vorteil einer solchen Transporteinrichtung ist neben der Tatsache dass zusätzlich zu dem Fördern ein präzises Ausrichten des Fördergutes erfolgen kann, auch dass nur die mikromechanischen Elemente betätigt werden müssen, auf denen das Fördergut aktuell aufliegt. Es ist also möglich den Energieverbrauch auf mikromechanische Elemente zu beschränken, die gerade aktiv am Förderprozess von Fördergut teilnehmen. Dies senkt den Energieverbrauch der Transporteinrichtung.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der mikromechanischen Elemente vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung dem koordinierten Ausführen der Mikrobewegungen durch die mikromechanischen Elemente dient. Durch das koordinierte Ansteuern der mikromechanischen Elemente wird das Erzeugen einer vorgebbaren Bahnkurve für das zu fördernde Fördergut ermöglicht. Darüber hinaus auch das genaue Positionieren und Ausrichten des Fördergutes auf der Transporteinrichtung.

Fördereinrichtung weisen gemäß erfindungsgemäßer Weiterbildung mikromechanischen Elemente auf, die in einem Gitter angeordnet sind. Das Gitter besteht dabei vorzugsweise aus senkrecht zueinander verlaufenden Zeilen und Spalten. Durch eine Gitteranordnung und eine zeilen- und spaltenweise Raste rung der mikromechanischen Elemente wird eine leicht adressierbare Struktur der Elemente geschaffen. Darüber hinaus erleichtert eine solche Anordnung die Ermittlung der erforderlichen Betätigungen der mikromechanischen Elemente zum Realisieren der gewünschten Bahnkurve des Fördergutes. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Gitterelemente einzeln oder gruppenweise, insbesondere zeilen- oder spaltenweise ansteuerbar sind. Das Zusammenfassen von als Gitterelemente angeordneten mikromechanischen Elemente zu Gruppen reduziert dabei den Berechnungsaufwand und den Steueraufwand für diese Bereiche, das in diesen Bereichen ein vorgegebenes Bewegungsverhalten und eine vorgegebene nicht einzeln zu berechnende Transportfunktion, beispielsweise insbesondere mit linearem Transport des Fördergutes in eine Längsrichtung erfolgt. Für besondere Aufgaben wie dem Ausrichten des Fördergutes oder dem erzeugen gekrümmter Bahnkurven des Förderguts kann eine synchrone und gleichlaufende gruppenweise Ansteuerung der mikromechanischen Elemente nicht ausreichend sein, so dass dann kleinere Gruppengrößen oder einzelne mikromechanische Elemente miteinander angesteuert werden müssen.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dimension der mikromechanischen Elemente im Bereich von 0,01 mm bis 0,1 mm liegt und wird insbesondere im Verhältnis zu dem Fördergut bestimmt. In besonderen Anwendungsfällen (Größe des Förderguts, Verschmelzungslage) können die mikromechanischen Elemente auch bis zu 1 mm groß dimensioniert sein. Es wird also durch ein einzelnes mikromechanisches Element ein Bereich von 0,01 bis 0,1 mm in jede der beiden Erstreckungsrichtungen des Elements an der Oberfläche der Tragfläche eingenommen. Es wird also eine Tragfläche mit einer sehr hohen Anzahl an mikromechanischen Elementen pro Flächeneinheit der Tragfläche geschaffen. Die Dimension der mikromechanischen Elemente wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass ihre Dimension im Bereich eines tausendstels des Förderguts liegt. Bei einem quadratischen Fördergut würde das Fördergut demnach auf einer Anzahl von mikromechanischen Ele menten aufliegen, die in der Größenordnung von einer Million liegt.

Es entspricht vorteilhafter Ausgestaltung, wenn die Betätigungsfrequenz der mikromechanischen Elemente im kHz-Bereich liegt. Ein mikromechanisches Element überträgt bei jeder Betätigung einen Bestimmten Impuls auf das Fördergut, der für sich genommen so gering ist, dass ein nennenswertes Fördern nicht erzeugbar ist. Erst durch die sehr hohe Anzahl an Förderelementen und die hohe Wiederholrate der Betätigungen wird ein Gesamtimpuls geschaffen, der geeignet ist das Fördergut zielgerichtet und hinreichend schnell zu transportieren.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung sind die mikromechanischen Elemente so gestaltet, dass die Bewegungen entweder Bewegungen in einer Richtung oder Bewegungen in zwei Richtungen ausführbar sind. Mikromechanische Elemente können so ausgebildet sein, dass sie in nur einer festgelegten Richtung einen Impuls auf das Fördergut übertragen können. Diese Maßnahme ermöglicht eine kostengünstige Gestaltung des mikromechanischen Elements, jedoch sind die Fähigkeiten dieses Elements zu der Ausrichtung des Förderguts oder Änderungen in der Förderrichtung beizutragen begrenzter. Daneben ist es möglich mikromechanische Elemente vorzusehen, die in zwei Richtungen, die voneinander unabhängig sind, beweglich sind und so einen in der Transportebene beliebig ausgerichteten Impuls auf das Fördergut übertragen können. Somit ist unter erhöhtem Aufwand der Ausbildung der mikromechanischen Elemente und ihrer Ansteuerung eine größere Flexibilität in der Ausrichtung und der Förderrichtung des Fördergutes gegeben. Mikromechanische Elemente, die so ausgebildet sind, dass Bewegungen in zwei voneinander unabhängigen Richtungen möglich sind, sind vorzugsweise so gestaltet, dass diese Bewegung auch in unterschiedlicher Kombination miteinander ausführbar und voneinander unabhängig ist.

Es entspricht vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, wenn eine Fördereinrichtung Bereiche mit mikromechanischen Elementen, die nur in einer Richtung beweglich sind und Bereiche mit mikromechanischen Elementen aufweist, die in zwei Richtungen beweglich sind. Die ersteren Bereiche dienen insbesondere dem einfachen und schnellen linearen Fördern des Fördergutes in der einen Richtung, während die zweit genannten Bereiche insbesondere zum Erzeugen von Kurvenbahnen, Wendestellen oder Ausrichtbereichen für das Fördergut dienen. Es kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung aus Segmenten vordefinierter Größe zusammengesetzt sind, wobei jedes der Segmente mikromechanischer Elemente vorzugsweise nur einer Sorte und eine entsprechend zugeordnete Steuereinheit zum Ansteuern der Segmente aufweist. Die Steuereinheiten der einzelnen Elemente können dabei zum Erzeugen einer entsprechenden Fördereinrichtung durch einen Datenbus miteinander verbunden sein um ein miteinander koordiniertes Fördern über die Grenzen der einzelnen Segmente hinweg zu erzeugen. Die einzelnen Segmente werden dabei vorzugsweise unmittelbar aneinandergesetzt und notwendige elektrische Kontaktierungen beim Zusammensetzen selbsttätig hergestellt und bilden die Tragfläche aus, wobei auch an den Segmenten Möglichkeiten zum planen Ausrichten der Segmente zueinander vorhanden sein können. Die Segmente sind dabei insbesondere auf einem Gestell, welches dem Verlauf der Fördereinrichtung folgt aufgelegt. Dies ermöglicht eine flexible, baukastenartige Gestaltung der Fördereinrichtung in insbesondere modularer Form. So kann die Fördereinrichtung in einfacher Weise an unterschiedlichste Erfordernisse und Bahnkurven angepasst und auch noch nachträglich modifiziert werden. Innerhalb eines Segmentes werden die mikromechanischen Elemente wahlweise einzeln oder gruppenweise angesteuert, wobei dies in Abhängigkeit der entsprechenden Erfordernisse durch entsprechende Ansteuerung einfach realisierbar und veränderbar ist. Ein einzelnes Segment kann dabei durchaus auch mehrere Gruppen von mikromechanischen Elementen und/oder einzeln ansteuerbaren mikromechanischen Elementen aufweisen.

Dies kann insbesondere in Abhängigkeit der Erfordernisse der zu erzeugenden Bahnkurven für das Fördergut auch im Betrieb des Segmentes durch die Steuereinrichtung variabel bestimmbar sein.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den mikromechanischen Elementen um Schwenkplatten. Derartige Schwenkplatten können in einfacher Weise eine lineare Bewegung erzeugen und entweder eine oder zwei stabile Betätigungsendlagen aufweisen. Die Schwenkbewegung der Platten ist in einfacher weise erzeugbar. Es entspricht vorteilhafter Ausgestaltung wenn die Schwenkplatten um wenigstens eine ihrer Mittelachsen schwenkbar gehalten ist, wobei in dem Fall dass die Schwenkplatten um zwei Mittelachsen schwenkbar ist eine entsprechende Aufhängung vorgesehen sein kann, so dass die eine der beiden Schwenkachsen bei der Schwenkbewegung um die andere Schwenkachse mitbewegt wird. Es entspricht einer weiterführenden vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Schwenkplatten von einer Deckfolie überdeckt sind. Die Deckfolie schützt die Schwenkplatten vor Verschmutzung und Beschädigung. Die Deckfolie muss entsprechend dünn und flexibel sein um eine Impulsübertragung von den Schenkplatten auf das Fördergut weiterhin zu ermöglichen. Dennoch wird dir Schutz durch die Deckfolie im Vergleich zu einem deckfolienfreien System zu geringeren Fördergeschwindigkeiten und einem geringeren energetischen Wirkungsgrad führen.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den mikromechanischen Elementen um Rollen handelt. Rollen haben den Vorteil kostengünstig zu sein und eine kontinuierliche Momentenübertragung auf das Fördergut zu ermöglichen. Sie haben den Nachteil nur eine Bewegungsrichtung zu ermöglichen und verschmutzungsanfälliger zu sein, weil sie nicht abdeckbar sind, allerdings ermöglichen sie einen höheren Wirkungsgrad.

Gemäß weiterer alternativer Ausgestaltung handelt es sich bei den mikromechanischen Elementen um Kugeln handelt, wobei die Kugeln insbesondere so angeordnet sind, dass Bewegungen in zwei voneinander unabhängige Richtungen ausführbar sind. Die Kugeln weisen die Vor- und Nachteile der Rollen auf, sind aber vorzugsweise in zwei unabhängigen Richtungen antreibbar, so dass sich eine Gesamtdrehrichtung in entsprechender vektorieller Kombination ausbildet. Die Rolle können insbesondere in vorteilhafter Weise Dreh- oder Schwenkbewegungen des Fördergutes erzeugen. Aus diesem Gesichtspunkt kann es besonders vorteilhaft sein, dass die Fördereinrichtung sowohl Rollen als auch Kugeln aufweist, insbesondere ist es auch möglich, dass einzelne Segmente einer Fördereinrichtung Rollen und Kugeln aufweist.

Ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung sieht vor, dass die Fördereinrichtung mikromechanische Elemente zum Fördern des Fördergutes aufweist. Die mikromechanischen Elemente werden erfindungsgemäß durch eine Steuereinrichtung derart angesteuert werden, dass das Fördergut einer vorgegebenen Bahnkurve entsprechend auf der Fördereinrichtung transportiert wird. Dabei kann es sich um eine frei vorgegebene Bahnkurve handeln, wobei die Bahnkurve gemäß vorteilhafter Ausgestaltung auch ein Ausrichten des Fördergutes in einer bestimmten Richtung umfassen kann. Die Steuereinrichtung steuert die mikromechanischen Elemente im Sinne des Erzeugens eines bestimmten Impulses oder eines bestimmten Moments an, welches auf das Fördergut einwirkt. Zum Ausrichten oder Drehen des Fördergutes auf der Fördereinrichtung kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass die Lage des Fördergutes mit Sensoren, wie Kameras, erfasst und ausgewertet wird und die Steuerung der Elemente in Abhängigkeit der so ermittelten Lage und Bewegung des Fördergutes erfolgt. Die Ausrichtung des Fördergutes auf der Fördereinrichtung kann insbesondere auch in Bezug auf externe Arbeitsstationen oder Bearbeitungseinrichtungen hin erfolgen.

Gemäß bevorzugter Ausgestaltung werden die mikromechanischen Elemente in zeitlichem Bezug zueinander angesteuert – beispielsweise in Form durchlaufender Wellenbewegung, so dass sich eine besonders günstige Momentenübertragung von den mikromechanischen Elementen auf das Fördergut ergibt. Dabei erfolgt die Ansteuerung der mikromechanischen Elemente durch die Steuereinrichtung so, dass die Bahnkurve des Fördergutes sich aus der Korrelation der Ansteuerung ergibt. Gemäß bevorzugter Weiterbildung sind mikromechanische Elemente zu Gruppen zusammen gefasst, wobei das Ansteuern für alle mikromechanischen Elemente einer Gruppe gemeinsam erfolgt. Dies gestattet es in besonders einfacher Weise den rechnerischen Aufwand für die Ansteuerung der Elemente stark zu reduzieren und ist insbesondere für die Durchführung linearer Förderbewegungen in einer Richtung geeignet. Dabei ist vorzugsweise zumindest bereichsweise eine Anordnung der mikromechanischen Elementen Zeilen längs der Förderrichtung und/oder Spalten quer zur Förderrichtung gegeben, wobei dann vorzugsweise Zeilen und/oder Spalten mikromechanischer Einrichtungen zu einer Gruppe zusammengefasst werden.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Betätigung der mikromechanischen Elemente hochfrequent, insbesondere im kiloherz-Bereich, insbesondere im Bereich von 1 kHz bis mehrere hundert kHz. Die Ansteuerung durch die Steuereinheit kann dabei beispielsweise auch jeweils für eine gewisse Anzahl von Betätigungen der mikromechanischen Elemente ermittelt werden, beispielsweise jeweils für Zeitblöcke von hundertstel von Sekunden. Diese Maßnahme verringert den Rechenaufwand und insbesondere die erforderliche Rechenleistung der Steuereinrichtung, dir zum Ansteuern der mikromechanischen Einrichtungen benötigt wird. Eine einfache Möglichkeit des Betriebes einer solchen Fördereinrichtung ist darin zu sehen, dass eine hochfrequente Spannungsversorgung gegeben ist, welche alle mikromechanischen Elemente einer Fördereinrichtung oder eines Segmentes einer Fördereinrichtung synchron getaktet versorgt, wobei durch die Steuereinheit für jedes der mikromechanischen Elemente ein Schalter betätigbar ist, der die Spannungszufuhr zum entsprechenden mikromechanischen Element unterbricht bzw. durchschaltet. Zur Umkehr der Bewegungsrichtung kann vorgesehen sein, ein entsprechende Phasenverschiebung bzw. Umpolung der Spannungsversorgung zu schalten.

Dabei kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der mikromechanische Elemente Bewegungen in zwei voneinander unabhängige Bewegungsrichtungen ausführen können, wobei diese Bewegungen getrennt voneinander ansteuerbar sind. Hierzu kann insbesondere jedem mikromechanischen Element für jede der beiden Bewegungsrichtungen ein von der Steuereinrichtung betätigbarer Schalter zugeordnet sein, wobei die beiden Schalter unabhängig voneinander schaltbar sind und jeweils die Spannungsversorgung des Antriebs einer der beiden Bewegungsrichtungen des mikromechanischen Elements unterbricht bzw. durchschaltet. Mischbewegungen in einer Kombination beider Bewegungsrichtungen werden durch entsprechend synchronisierte, in gewünschtem Verhältnis zueinander getaktete Ansteuerung der Elemente zueinander erzeugt.

Bei dem mit einem erfindungsgemäßen Verfahren oder auf einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung transportierten Fördergut handelt es sich vorzugsweise um Schütt- oder Stückgut. Beispielhafte Anwendungen einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung liegen im Bereich der Montagetechnik, der Warenlogistik, der Postautomatisierung, des Transports von Papier in Kopier- oder Faxgeräten und Druckern, denkbar ist aber auch die Verwendung im bereich des Personentransports als besondere Art des „Laufbandes". Wesentliche Vorteile des Systems liegen in seiner geringen Anfälligkeit und im geringen Wartungsaufwand. Es sind keine Schmierstellen und mechanischen Antriebseinrichtungen erforderlich.

Nachfolgend ist die Erfindung auch an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigt:
1 in schematischer Darstellung ein Segment einer Fördereinrichtung;
2 in schematischer Darstellung den Transport von Fördergut auf einem solchen Segment mit Schwenkplatten als mikromechanischen Elementen;
3 in schematischer Darstellung Rollen als mikromechanische Elemente;
4 in schematischer Darstellung Kugeln als in zwei Richtungen betätigbare mikromechanische Elemente; und
5 eine beispielhafte Bahnkurve von Fördergut auf einer Fördereinrichtung.
Die 1 zeigt die Aufsicht auf ein Segment 2 einer Fördereinrichtung 1. Das Segment 2 besteht aus in Zeilen 3 und Spalten 4 angeordneten mikromechanischen Elementen 5, welche einzeln oder in Gruppen – beispielsweise spaltenweise – durch die Steuereinrichtung 6 ansteuerbar sind. Jede Zelle der Gitteranordnung, die hier stark vergrößert und vereinfacht gezeigt ist, weist ein mikromechanisches Element 5 auf welches hochfrequente Bewegungen in wenigstens einer Richtung ausführen kann.
Wie aus der 2 ersichtlich sind die mikromechanischen Elemente 5, die beispielsweise eine Kantenlänge von 0,01mm bis 0,1mm aufweisen und damit im Bereich eines oder etlicher tausendstels der Größe des Förderguts liegen, auf einem Substrat 6 angeordnet, das die mikromechanischen Elemente 5 hält und in dem auch die Betätigungsfunktion und die Steuerleitungen integriert sein können. Die mechanische Steifigkeit des Ganzen wird durch die Trägerplatte 8 herbeigeführt.
Wie in den nachfolgenden Figuren auch sind die Größenverhältnisse der mikromechanischen Elemente 5 ebenso wenig maßstäblich gezeigt, wie das Verhältnis zwischen Fördergut 9 und den mikromechanischen Elementen 5.
In der in 2 dargestellten Ausführungsform mit Schwenkplatten 10 als mikromechanischen Elementen können die mikromechanischen Elemente mit einer dünnen Folie 11 überdeckt sein, welche die mikromechanischen Elemente 5 vor Umwelteinflüssen und Verschmutzung schützt.
Zum Erzeugen einer Förderbewegung werden die mikromechanischen Elemente 5 hochfrequent, beispielsweise im kiloherz-Bereich angesteuert und führen wellenartige Bewegungsabläufe aus, so dass das Fördergut 5 mit dem Fortlaufen des Wellenkamms mitbewegt wird. Die wellenartige Bewegung der Schwenkplatten 10 entsteht dabei durch zueinander synchronisiertes Verschwenken der Schwenkplatten um ihre Mittelachse 19 welche parallel zueinander und quer zur Förderrichtung ausgerichtet sind. Die Ansteuerung der mikromechanischen Elemente 5 wird dabei durch die Steuereinrichtung 6 entsprechend berechnet und vorgenommen.
Die 3 und 4 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus einem Segment 2 mit einer darauf angeordneten Anzahl von Rollen 12 bzw. Kugeln 13 als mikromechanische Elemente 5. Die Kugeln 13 und Rollen 12 sind dabei in Zeilen 3 und Spalten 4 angeordnet. Auch ein Versetztes Anordnen von Kugeln 13 oder Rollen 12 ist alternativ möglich. Wie mittels der Richtungspfeile 14 gezeigt, sind die Rollen 12 nur geeignet Förderbewegungen in einer Richtung auszuführen, während die Kugeln 13 Förderbewegungen in zwei voneinander unabhängigen Richtungen ausführen können.
Aus der 5 ist ersichtlich wie die Steuerung der Bahnkurve 15 von Fördergut 9 erfolgt. Die Pfeile in den Kästchen der einzelnen mikromechanischen Elemente 5 zeigt die Amplitude oder Frequenz und damit das Moment oder den Impuls an, der von den mikromechanischen Elementen 5 auf das Fördergut 9 übertragen wird, wobei eine größere Pfeillänge anzeigt, dass ein größerer Impuls bzw. ein größeres Moment übertragen wird.
Auf einem ersten Abschnitt der Fördereinrichtung 1, welches aus mehreren Segmenten 2 zusammengesetzt ist, wovon in der Zeichnung exemplarisch nur eines bezeichnet ist, wird das Fördergut 9 in linearer Richtung transportiert. Dazu können in nur in einer Richtung bewegbare mikromechanische Elemente 5, wie beispielsweise Rollen 12 verwendet werden. Diese mikromechanischen Elemente 5 können dabei vorzugsweise Spaltenweise miteinander einer Gruppe angehören. Bei langen Teilstücken nur linearer Förderung können auch alle mikromechanischen Elemente eines oder mehrerer Segmente 2 zu einer Gruppe 16 zusammengefasst sein.
Zum Erzeugen einer Kurve, hier einer 90° Kurve werden die kurveninneren mikromechanischen Elemente 5 weniger stark oder gar nicht angesteuert und betrieben, während die kurvenäußeren mikromechanischen Elemente einen größeren Impuls übermitteln. Eine solche Kurvenbewegung ist in dem Bereich 17 der 5 dargestellt. Die in diesem Bereich verwendeten mikromechanischen Elemente 5 sind vorzugsweise Rollen, welche in zwei unabhängigen Bewegungsrichtungen ansteuerbar sind und so auch eine gezielte Ausrichtung des übertragenen Impuls im Sinne des Erzeugens einer Schwenkbewegung des Fördergutes 5 ermöglichen.
Im Bereich 18 wird die Bahnkurve 15 im Sinne des Ausrichtens des Förderguts 9 auf der Fördereinrichtung beispielhaft gezeigt. Das Fördergut wird dabei beispielsweise um seine Mittelachse um 90° oder 180° verschwenkt. Hierzu weisen mikromechanische Elemente 5 für die Zeitdauer des Ausrichtens von der Förderrichtung des Förderguts 9 abweichende Richtungen, beispielsweise quer oder entgegen der Förderrichtung auf, so dass ein Drehimpuls gegenüber dem Fördergut 9 erzeugt wird, welches dann die gewünschte Schwenkbewegung ausführt auf. Anschließend werden diese mikromechanischen Elemente 5 auch wieder im Sinne des Erzeugens der Bewegung in Förderrichtung, welche durch den weiteren Verlauf der Bahnkurve 15 angezeigt ist, angesteuert.
Das Steuern der mikromechanischen Elemente 5 und ihrer Bewegungsrichtungen erfolgt dabei in den Segmenten 2 zugehörigen Steuergeräten, Die Ansteuerung kann aus berechneten Positions- und Lagedaten für das Fördergut oder aus sensorisch erfassten Daten erfolgen.

Claims

Fördereinrichtung 1 zum Transportieren von Fördergut (9) mit einer Tragfläche auf der das Fördergut (9) gehalten ist, welche in ihrer Erstreckung eine Förderbahn bildet die von einem Startpunkt zu einem Endpunkt führt, dadurch gekennzeichnet , dass die Oberfläche der Tragfläche mikromechanische Elemente (5) aufweist, welche zum Fördern des Fördergutes (9) entlang der Fördereinrichtung (9) Mikrobewegungen ausführen.
Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (6) zum Ansteuern der mikromechanischen Elemente (5) vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung (9) dem koordinierten Ausführen der Mikrobewegungen durch die mikromechanischen Elemente (5) dient.
Fördereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mikromechanischen Elemente (5) in einem Gitter angeordnet sind, vorzugsweise einem Gitter aus senkrecht zueinander verlaufenden Zeilen (3) und Spalten (4).
Fördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterelemente einzeln oder gruppenweise , insbesondere zeilen- oder spaltenweise ansteuerbar sind.
Fördereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimension der mikromechanischen Elemente (5) im Bereich von 0,01mm bis 0,1mm liegt.
Fördereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimension der mikromechanischen Elemente (5) im Bereich von tausendsteln des Förderguts (9) liegt.
Fördereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsfrequenz der mikromechanischen Elemente (5) im kHz-Bereich liegt.
Fördereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mikromechanischen Elemente (5) so ausgebildet sind, dass Bewegungen entweder Bewegungen in einer Richtung (14) oder Bewegungen in zwei Richtungen (14) ausführbar sind.
Fördereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mikromechanischen Elemente (5) so ausgebildet sind, dass Bewegungen in zwei voneinander unabhängige Richtungen (14) unabhängig voneinander ausführbar sind.
Fördereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung 1 aus einer Anzahl zusammengesetzter Segmente (2) gebildet ist, wobei jedes der Segmente (2) eine Tragfläche mit mikromechanischen Elementen (5) aufweist, wobei vorzugsweise jedes der Segmente (2) eine unabhängige Steuereinrichtung (6) zum Ansteuern ihrer mikromechanischen Elemente (5) aufweist, welche insbesondere untereinander vernetzt sind.
Fördereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den mikromechanischen Elementen (5) um Schwenkplatten (10) handelt.
Fördereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkplatten (10) um wenigstens eine ihrer Mittelachsen (19) schwenkbar gehalten sind.
Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkplatten (10) von einer Folie (11) überdeckt sind.
Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den mikromechanischen Elementen (5) um Rollen (12) handelt.
Fördereinrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den mikromechanischen Elementen (5) um Kugeln (13) handelt, wobei die Kugeln (13) insbesondere so gehalten sind, dass Bewegungen in zwei voneinander unabhängige Richtungen (14) ausführbar sind.
Fördereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (13) derart angetrieben sind, dass eine beliebige Kombination zweier Bewegungen in voneinander unabhängigen Richtungen (14) ausführbar sind.
Verfahren zum Betreiben einer Fördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung (1) mikromechanische Elemente (5) zum Fördern des Fördergutes (9) aufweist, wobei die mikromechanischen Elemente (5) durch eine Steuereinrichtung (6) derart angesteuert werden, dass das Fördergut (9) einer vorgegebenen Bahnkurve (15) entsprechend auf der Fördereinrichtung (1) gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnkurve (15) die Aus richtung des Fördergutes (9) bezüglich der Förderstrecke oder externen Bearbeitungsstationen oder -einrichtungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mikromechanischen Elemente in zeitlichem Bezug zueinander angesteuert werden, wobei die Bahnkurve des Fördergutes sich aus der Korrelation der Ansteuerung von mikromechanischen Elementen ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mikromechanische Elemente (5) zu Gruppen (16) zusammen gefasst sind und das Ansteuern für alle mikromechanischen Elemente (5) einer Gruppe (16) gemeinsam erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mikromechanische Elemente (5) in Zeilen (3) und Spalten (4) angeordnet sind, wobei zumindest bereichsweise Zeilen (3) und /oder Spalten (4) zu einer Gruppe (16) zusammengefasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurchgekennzeichnet, dass die Betätigung der mikromechanischen Elemente (5) hochfrequent, insbesondere im kiloherz-Bereich, vorzugsweise im Bereich von 1 kHz bis mehrere hundert kHz, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurchgekennzeichnet, dass mikromechanische Elemente (5) Bewegungen in zwei voneinander unabhängige Bewegungsrichtungen (14) ausführen können, wobei diese Bewegungen getrennt voneinander ansteuerbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Schütt- oder Stückgut als Fördergut (9) transportiert wird.