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Die
Erfindung betrifft ein Transportsystem für Bearbeitungsanlagen
von Substraten, insbesondere für unter Reinraum-, Schutzgas-
oder Vakuumbedingungen arbeitende Bearbeitungsanlagen von plattenförmigen
Substraten.
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In
solchen Transportsystemen sind in Abhängigkeit von der
Größe der Substrate für deren Transport
Transferkammern vorgesehen, die fallweise Reinraum-, Schutzgas-
oder Vakuumbedingungen gewährleisten müssen und
die dementsprechend stabil, schwer und gegebenenfalls auch voluminös sind,
und somit für ihre Handhabung entsprechende Voraussetzungen
erfordern, vor allem auch in der Platzierung der Andockstationen
und der Verfahrwege zu den Andockstationen.
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Um
trotz solcher einschränkender Randbedingungen in der Gestaltung
solcher Bearbeitungsanlagen möglichst flexibel zu sein
und insbesondere auch in ihrem Ablauf unterschiedliche Arbeitsprozesse
bei möglichst geringem Raumbedarf für die Anlage
zu ermöglichen, wird mit einem zwischen den Andockstationen
variabel verfahrbaren Transportwagen gearbeitet, der eine gasdicht
anzudockende und die genannten Sonderbedingungen gewährleistende Transferkammer
aufweist. Der Transportwagen ist mit Fahrwerksrädern versehen
und weist eine Antriebsanordnung auf, die mit der Transferkammer verbundene
und über die Transferkammer pa rallel zur über
die Fahrwerksräder erfolgenden Abstützung belastbare
motorgetriebene, insbesondere durch Antriebsräder gebildete
Antriebsglieder aufweist.
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Bei
einer solchen Ausbildung des Transportsystems mit frei verfahrbarem,
die Transferkammer umfassenden Transportwagen ist insbesondere eine federnde
Abstützung, bevorzugt durch Federbeine gebildete Abstützung
für die Fahrwerksräder von Vorteil, die es in
einfacher Weise gestattet, eine Verteilung der insbesondere durch
die Transferkammer gebildeten Traglast zu erreichen, bei der die
Antriebsräder im Wesentlichen nur mit einem Lastanteil beaufschlagt
sind, der für den bezogen auf die Antriebsleistung erforderlichen
Reibschluss der Antriebsräder gegen die Fahrbahn erforderlich
ist.
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Gleichzeitig
ist es dadurch möglich, die Federbeine so auszulegen, dass
sie für den Fahrbetrieb nicht die volle Last des Transportwagens
einschließlich Transferkammer tragen müssen und
dass der Transportwagen eine zur Fahrbahn abgestützte Ruhelage
einnimmt, wenn keine zusätzliche Abstützung über
die motorgetriebenen Antriebsräder erfolgt, so dass der
Transportwagen quasi auf der Fahrbahnebene aufsitzt.
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Erfindungsgemäß ist
die Antriebsanordnung insbesondere durch einen omnidirektionalen
Antrieb gebildet, dessen Antriebsglieder durch Omniräder gebildet
sind.
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In
einer eigenständigen weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Transportsystems ist eine zur Abstützung des Transportwagens
bzw. Transferkammer über die Fahrwerksräder eigenständige
Antriebsanordnung vorgesehen, die bodenseitig eingefahren unter
den Transportwagen und, diesen in Hochrichtung untergreifend, mit
diesem verbunden wird, derart, dass der mit der Antriebsanordnung
verkuppelte Transportwagen teilweise bevorzugt, zu einem überwiegenden
Teil über seine Fahrwerksräder getragen ist.
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Für
die Ausgestaltung der Antriebsanordnung erweist sich dabei eine
Ausgestaltung in Form eines Schleppwagens oder Tragschleppers als zweckmäßig,
bei der Schleppwagen sich als mit Omnirädern ausgerüsteter
omnidirektionaler Antrieb darstellt, der entsprechend derartigen
Antriebsformen durch die Antriebssteuerung den nicht lenkbaren Omnirädern
die Verfolgung beliebiger Wegvorgaben bis hin zu rechtwinkligen
Richtungswechseln, ebenso wie ein Drehen auf der Stelle, ermöglicht.
So ist jeweils auf kürzestem Wege und auch unter sehr beengten
Raumverhältnissen ein dichtendes Andocken an die jeweilige
Andockstation möglich, auch zwischen einander gegenüberliegenden
Andockstationen oder rechtwinklig zueinander aneinander anschließenden
Andockstationen.
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Für
die Ausgestaltung der Antriebsanordnung als Schleppwagen erweist
sich eine Gestaltung desselben als Hubwagen zweckmäßig,
der in einfacher Weise aufgebaut werden kann, insbesondere mit einem
die Omniräder mit ihren Motoren tragenden unteren Tragrahmen
und einem oberen Tragrahmen, der gegen den unteren Tragrahmen hubverstellbar
ist und somit eine Verkupplung in Hochrichtung wie auch eine Lastübernahme
durch Hubverstellung ermöglicht.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt es auch, den auf den Schleppwagen jeweils
abgestützten Lastanteil in Abhängigkeit vom Schlupf
der motorgetriebenen Antriebsräder, also insbesondere der
Omniräder bezogen auf die jeweils gewünschte Fahrtrichtung
zu steuern.
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Da
erfindungsgemäß über die motorbetriebene
Antriebsanordnung bevorzugt nur ein kleiner Lastanteil zu übernehmen
ist, kann diese im Vergleich zur voluminösen und schweren
Transferkammer als kleine und leicht bauende Antriebseinheit, insbesondere
omnidirektional arbeitende Antriebseinheit, ausgestaltet sein, die
zudem nicht an einen jeweiligen Transportwagen gebunden ist, sondern variabel
einsetzbar ist, womit auch der Gesamtaufwand für ein solches
Transportsystem bei hoher Flexibilität und Effektivität
desselben gering gehalten werden kann.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 in
schematisierter Darstellung eine Draufsicht auf eine insbesondere
unter Sonderbedingungen wie Reinraum-, Schutzgas- oder Vakuumbedingungen
arbeitende Bearbeitungsanlage für flächige Substrate,
bei der durch Bearbeitungsstationen, Übergabestationen
oder dergleichen gebildete Andockstationen in parallel und beabstandet
zueinander angeordneten Reihen angeordnet sind und dazwischen liegend
eine Gasse zur Beschickung der Stationen über einen eine
Transferkammer tragenden Transportwagen vorgesehen ist, dessen Transferkammer
gegen die Stationen zur Übergabe der jeweiligen Substrate
dichtend anzudocken ist,
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Transportwagens und einer Ventilanordnung,
die seitens einer jeweiligen, hier nicht dargestellten Andockstation
angeordnet ist und über die, bei hier nicht dargestellter
Andocklage der Transferkammer, die gegen die Umgebung abgedichtete Übergabe
von Substraten zwischen der Transferkammer und einer Andockstation
erfolgt,
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3 eine
Draufsicht auf die Darstellung gemäß 2,
wobei die lagefeste Verbindung der Ventilanordnung zur Andockstation
ergänzend gezeigt ist,
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4 bis 6 Schnittdarstellungen,
in denen die Verbindung zwischen der Ventilanordnung und der jeweiligen
Andockstation teilweise gezeigt ist und aus denen in 4 und 5 auch
die in 2 nur angedeutete Verbindung des Transportwagens zu
einem Schleppwagen ersichtlich ist, der zum Transportwagen unterfahrend
mit diesem zu verbinden ist, wobei der Transportwagen mittels des Schleppwagen
translatorisch längs einer Fahrebene zu verfahren ist und
wobei über den Schleppwagen gegebenenfalls auch eine untergreifende
Abstützung des Transportwagens erfolgt,
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7 und 8 weitere,
teils vereinfacht, im Wesentlichen der 5 entsprechende
Darstellungen, mit einer bevorzugten federnden Abstützung
der dem Fahrwerk des Transportwagens zugehörigem Fahrwerksräder über
teleskopische Federbeine, und zwar in der Darstellung gemäß 7 in
zur durch den Schleppwagen gebildeten Antriebsanordnung verkuppelter
Stellung des Transportwagens, und in 8 bei gegenüber
dem Schleppwagen über eine Hubeinrichtung ausgehobener
Stellung des Transportwagens,
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9 eine
der 8 entsprechende Darstellung in Ansicht auf die
Hubeinrichtung,
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10 die
Ventilanordnung mit zugeordneter Hubeinrichtung in einer perspektivischen
Darstellung,
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11 bis 14 zur
Ventilanordnung und Hubeinrichtung gemäß 10 verschiedene
Ansichten, in den 13 und 14 in
verschiedenen Hubstellungen der Hubeinrichtung,
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15 bis 18 verschiedene
Darstellungen eines in erfindungsgemäßer Weise
einsetzbaren und insbesondere für den Einsatz in Bearbeitungsanlagen
für Substrate ausgebildeten Schleppwagens, sowie
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19 bis 21 verschiedene
Ansichten eines erfindungsgemäßen Transportwagens
mit dem Transportwagen unmittelbar zugeordneter Antriebsanordnung
in Form einer mit Omnirädern arbeitenden Antriebsanordnung.
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Anlagen
modularen Aufbaus zur Bearbeitung flächiger Substrate,
auch großflächiger mikroelektronischer Werkstücke
unter Sonderbedingungen, so insbesondere Reinraum-, Schutzgas- oder
Vakuumbedingungen sind beispielsweise aus der
DE 10 2005 039 453 B4 oder
der
DE 10 2005
040 741 B4 bekannt. Bei diesen Anlagen bilden die in Reihe
angeordneten Module unter anderem Prozess-, Speicher- oder Übergabestationen
und sind als Andockstationen über seitlich entlang der
Modulreihe längs einer Führungsbahn laufende Transfereinheiten
zu versorgen. Die Transfereinheiten weisen Transferkammern auf,
welche über Andockvorrichtungen mit den Modulen zu verbinden
sind. Die Andockvorrichtungen umfassen Ventile, über die
die Transferkammern mit den durch die Module gebildeten Andockstationen
gasdicht zu verbinden sind und über die die Transferkammern
im angedockten Zustand auf jeweils geforderte Sonderbedingungen,
also beispielsweise auf Vakuumbedingungen eingestellt werden können,
die in den Transferkammern dann auch während des Transfers,
zum Beispiel in Abstimmung auf das nächste anzudockende
Modul, aufrechterhalten werden können. Die Module weisen Übergabeöffnungen
auf, die anordnungs- und/oder funktionsbedingt auf unterschiedlicher
Höhe liegen, so dass sich für die Beschickung
in unterschiedliche Höhe liegende Übergabeebenen
ergeben, auf die die Transferkammer jeweils einzustellen ist. Dies
geschieht durch Hubverstellung der Transferkammer gegenüber
der Führungsbahn.
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Insbesondere
für in ihren Flächenmaßen besonders große
Substrate, wie beispielsweise Flachbildschirme erweist sich ein
solcher Aufbau als vorteilhaft und wegen der zu beherrschenden Kräfte
teilweise auch notwendig. Sind geringere Flächenmaße der
Substrate gegeben und diese auch leichter, so ist der mit einem
solchen Aufbau verbundene Flächenbedarf und Aufwand nicht
immer nötig und es werden teilweise auch Lösungen
angestrebt, die in der Anordnung der Module eine größere
Flexibilität, gegebenenfalls aber auch eine bessere Flächennutzung ermöglichen,
so beispielsweise auch eine Anordnung der Module in parallel verlaufenden
Reihen mit einem dazwischen liegenden und an die Größe
des Transfermoduls angepassten Gang.
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Ein
solcher Grundaufbau einer Bearbeitungsanlage 1 ist schematisch
in 1 dargestellt und zeigt – bei modularem
Aufbau beispielsweise Prozess-, Speicher- und/oder Übergabestationen
als Andockstationen 2 für zumindest eine Transferkammer 3 – die
Anordnung der Andockstationen 2 in zwei parallel verlaufenden
und mit Abstand einander gegenüberliegenden Reihen 4, 5.
Zwischen den Reihen 4, 5 liegt, bezogen auf eine
solche Ausgestaltung, ein Gang 6, in den die Transferkammer 3 einzufahren
ist und von dem aus die Andockstationen 2 zu beschicken
sind.
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Bezogen
auf einen möglichst geringen Raumbedarf ist der Gang 6 in
seiner Breite an die Breite der Transferkammer 3 möglichst angepasst, woraus
schon einige der bei Bearbeitungsanlagen 1 dieser Art auftretenden
Probleme erkennbar werden.
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So
ist es beispielsweise zweckmäßig, wenn eine Transferkammer 3 auch
an in ihrer Lage zueinander unregelmäßig, also
quasi chaotisch zueinander angeordnete Andockstationen 2 herangeführt und
an diesen angedockt werden kann. Ferner, wenn eine Transferkammer 3,
auch unter beengten Platzverhältnissen, wie bei der Reihenanordnung
gemäß 1, zwischen Andockstation 2 eingefahren
zu werden. Unter gewichts- und verfahrtechnischen Gesichtspunkten
sind auch möglichst geringe Abmaße der Transferkammer 3 anzustreben,
die aus funktionalen Gründen, zudem so gestaltet sein sollte,
dass sie auch für einen Transport von Substraten unter Einstellung
auf oder Aufrechterhaltung von Sonderbedingungen einzusetzen ist.
Die Aufstellbedingungen für die Andockstationen 2 sowie
deren Ausgestaltung unter funktionalen Gesichtspunkten bedingen
häufig auch eine Anpassung der Transferkammer 3 in
der Höhenlage ihrer Übergabeöffnung auf die Übergabeöffnung
einer jeweiligen Andockstation 2, und dies ungeachtet der
beim Andockvorgang herzustellenden Ventilverbindung zwischen der
Transferkammer 3 und der jeweiligen Andockstation 2.
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Resultierend
aus diesen teils gegenläufigen Bedingungen werden nachfolgend
im Rahmen der Erfindung liegende Einzellösungen erläutert,
sowie auch aus diesen Lösungen resultierende Kombinationen.
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Ausgehend
von der Forderung, die Transferkammer 3 auch an in nahezu
beliebiger Anordnung zueinander stehende Andockstationen 2 andocken zu
können, ist für die Transferkammer 3 eine
Ausbildung als Teil eines Transportwagens 7 – wie
in den nachfolgenden Figuren näher erläutert – vorgesehen und
dadurch eine freie Verfahrbarkeit längs einer Fahrebene 8 gegeben,
bevorzugt mit einer Antriebsanordnung für den Transportwagen 7,
die eine sol che freie Verfahrbarkeit auch in rechtwinklig oder nahezu
rechtwinklig zueinander stehenden Bewegungsrichtungen übergangslos
oder nahezu übergangslos ermöglicht. Der weiteren
Forderung einer Anpassung der Höhenlage der Transferkammer 3 an die
jeweils durch die Übergabeöffnung der Andockstation 2 bedingte
Höhenlage der Übergabeebene wird mit einer Hubverstellung
der Transferkammer 3 Rechnung getragen. Diese ist bevorzugt
bezüglich der aufzubringenden Hubkraft über eine
parallele Abstützung der Transferkammer 3 gegen
die jeweilige Bodenfläche als Aufstellfläche und/oder
Fahrebene 8 entlastet. Dies insbesondere bei mit der jeweiligen Andockstation 2 verbundener,
im Übergang zwischen Andockstation 2 und Transferkammer 3 liegender
Ventilanordnung 65, die sich bevorzugt als Anbaueinheit
zur jeweiligen Andockstation 2 und damit als Zubehör,
insbesondere auch marktseitig im Lieferumfang als Zubehör
zu Andockstationen 2 darstellt. Der Andockstation 2 ist
des Weiteren bevorzugt auch die Hubeinrichtung 66 zugeordnet,
und zwar wiederum zweckmäßigerweise in Zusammenfassung mit
der Ventilanordnung 65. Schließlich wird die allseitige
und auch punktbezogen rechtwinklige Verfahrbarkeit über
ein spezielles Antriebssystem erreicht, wodurch in der Kombination
ein außerordentlich effektives und raumsparend zu nutzendes
Transportsystem für Bearbeitungsanlagen von Substraten entsteht,
das zudem zumindest teilweise automatisierte Transportabläufe
ermöglicht.
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Weitere
Details des Transportwagens 7 und der Transferkammer 3 werden
zunächst anhand der 2 bis 6 näher
erläutert. Die Transferkammer 3 weist bei in Draufsicht
im Wesentlichen quadratischem Umriss einen Tranferraum 12 auf,
in dem ein Handhabungsgerät 13 angeordnet ist,
das, wie insbesondere aus 6 ersichtlich,
von einem über einem Motor 23 anzutreibenden Speicherkarussell 14 mit
in Umfangsrichtung nebeneinander liegenden Speicherplätzen 15 für
scheibenförmige Substrate 16 überdeckt
ist. Der nach vier Seiten Übergabeöffnungen 18 aufwei sende
Transferraum 12 ist nach oben über einen Deckel 19 mit
Sichtfenstern 20 geschlossen, und nach unten durch eine
Abschlussplatte 21, die vom hubverstellbaren Drehantrieb 22 für
das als Scara-Roboter ausgebildete Handhabungsgerät 13 durchsetzt
ist. Über das Handhabungsgerät 13 können
jeweilige Substrate 16 auf dem Speicherkarussell 14 platziert,
von diesem entnommen und auch durch die Übergabeöffnungen 18 in
den Transferraum 12 eingeführt oder aus diesem
entnommen werden. Derartige Handlingssysteme sind in der Praxis
vielfältig eingesetzt und damit auch allgemein bekannt.
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Den Übergabeöffnungen 18 zum
Transferraum 12 sind Verschlussplatten 24 zugeordnet,
die beispielsweise über Magnete haftend wandseitig zum
Gehäuse 17 der Transferkammer 3 festgelegt sind,
zudem aber auch durch im Transferraum 12 herrschenden Unterdruck
in ihrer Schließlage gehalten sind oder gehalten sein können.
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Zum
durch den Transferraum 12 gebildeten Teil der Transferkammer 3 weist
diese einen den Drehantrieb 22 umgreifenden Unterbau mit
eckseitig vorgesehenen Tragsäulen 10 auf, die über
eine Bodenplatte 11 verbunden sind und die Führungen
für das Fahrwerk 9 des Transportwagens 7 bilden,
wobei das Fahrwerk 9 Fahrwerksräder 25 aufweist,
die insbesondere nach Art von Teewagen-Rollen schwenkbeweglich zu
Auslegern 26 festgelegt sind. Die Ausleger 26 sind
ihrerseits über Federbeine 27 getragen, wie sie
aus den 7 und 8 – eingefedert
in 7 und ausgefedert in 8 – ersichtlich
sind und deren äußeres Zylinderrohr 98 durch
die hohlzylindrischen Tragsäulen 10 gebildet ist.
In diesen ist das innere Zylinderrohr 28 hubverstellbar,
aber nicht verdrehbar geführt, von dem die Ausleger 26 auskragen und
das seinerseits über die Feder 29 in Richtung
auf den Transferraum 12 gegen die Abschlussplatte 21 abgestützt
ist. Die Feder 29 umschließt einen ebenfalls in
Richtung auf die Abschluss platte 21 abgestützten
Dämpferzylinder 30, dessen Kolbenstange 31 gegen
das innere Zylinderrohr 28 im Bereich dessen mit den jeweiligen
Ausleger 26 verbundenes Ende abgestützt ist.
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Im
Bereich der Tragstützen 10 sind über
die Bodenplatte 11 nach unten auskragende Abstützungen 32 in
Form von Stützfingern 33 vorgesehen, auf denen
der Transportwagen 7 gegen die jeweilige Fahrebene 8 tragend
abzustützen ist, wenn er nicht anderweitig getragen ist.
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Im
Rahmen der erfindungsgemäß bevorzugten Lösung
ist die durch die Federbeine 27 gebildete Abstützung
so ausgelegt, dass sie das volle Gewicht des Transportwagens 7 nicht
abfangen kann, so dass der Transportwagen 7, wenn er nicht
anderweitig getragen oder mittragend gehalten ist, über
die Abstützungen 32 lagefest auf der Fahrbahnebene 8 aufsitzt. Wird
der Transportwagen 7 wie in den 4 und 5 ersichtlich über
eine dort gezeigte Abstützanordnung 34 – oder
anderweitig – ergänzend und parallel zu den Federbeinen 27 abgestützt,
so ergibt sich die aus den 4 und 5 ersichtliche
Freiganglage der durch die Stützfinger 33 gebildeten
Abstützungen 32 gegenüber der Fahrbahnebene 8 bei
einem um die Traglast der Abstützanordnung 34 verringerten, über
die Federbeine 27 getragenem Lastanteil. Der maximale Einfederweg
der Federbeine 27 ist anschlagbegrenzt, veranschaulicht
durch den Anschlagbund 101.
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Der
auf die Abstützanordnung 34 entfallende Lastanteil
kann erfindungsgemäß sehr gering gehalten werden,
und beispielweise nur einen sehr kleinen Bruchteil des über
die Federbeine 27 getragenen Lastanteils ausmachen, da
die Abstützungen 32 nur so weit von der Fahrbahnebene 8 ausgehoben
werden müssen, dass im Fahrbetrieb ein Kontakt zur Fahrbahnebene 8 ausgeschlossen
ist. Dementsprechend bleibt bei über dem Federweg flach
verlaufender Feder-Kennlinie der Federbeine 27 bezogen
auf den vorgesehenen, geringen Hubweg der Abstützanordnung 34 und
die mit dem Anheben des Transportwagens 7 über
die Abstützanordnung 34 verbundene eine geringe
Ausfederbewegung der Federbeine 27 der von den Federbeinen 27 getragene
Lastanteil im Wesentlichen gleich.
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Erfindungsgemäß ist
die Abstützanordnung 34 bevorzugt als Antriebsanordnung 35 ausgebildet und
in dieser Ausbildung zweckmäßigerweise nur so weit
gewichtstragend genutzt, dass der notwendige Reibschluss der Antriebsglieder 36 der
Antriebsanordnung 35 bezogen auf die jeweilige Antriebsleistung
gewährleistet ist. Dies ist insbesondere zweckmäßig,
wenn die Abstützanordnung 34 in ihrer Funktion
als Antriebsanordnung 35 durch einen omnidirektionalen
Antrieb mit Omnirädern 37 als Antriebsglieder 36 gebildet
ist, da insbesondere bei solchen Antriebsanordnungen 35 mit
Omnirädern 37 hohe Radlasten besonders verschleißkritisch
sind. Zudem ist für eine Antriebsanordnung 35 bei
der vorgesehenen Nutzung als Antriebshilfe für Transportwagen 7 in
Bearbeitungsanlagen von Substraten ein kleiner Bauraumbedarf und
ein möglichst kleiner Anteil an der Masse des jeweils zu
bewegenden Gesamtsystems anzustreben.
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Eine
zweckmäßige Ausbildung der Antriebsanordnung 35 als
omnidirektionaler Schleppwagen 99 in seiner Verbindung
zum Transportwagen 7 ist in den 15 bis 18 dargestellt,
wobei für den die Antriebsanordnung 35 bildenden
Schleppwagen 99 in den 16 und 18 eine
Abdeckung 38 gezeigt ist, die in der Darstellung gemäß 15 fehlt. Die
Antriebsanordnung 35 weist einen oberen Tragrahmen 40 und
einen unteren Tragrahmen 41 auf, die gegeneinander über
einen Hubantrieb 42 höhenverstellbar sind und über
teleskopische Schiebeführungen 43 verbunden sind.
Diese Schiebeführungen 43 weisen am unteren Tragrahmen 41,
der als Platte gestaltet ist, aufgesetzte Führungshülsen 44 auf,
in denen im Ausführungsbeispiel rollengeführt
Führungstifte 45 laufen, welche mit ihren Einsteckenden 46 den
als Tragkreuz gestalteten oberen Tragrahmen 40 im Bereich
der Enden zwei einander gegenüberliegenden Arme 47 durchsetzen.
Zu den Armen 47 sind die Führungsstifte 45 axial
festgelegt, was hier durch formschlüssig verrastende Sicherungsringe 48 veranschaulicht
ist. Der Hubantrieb 42 umfasst, schematisch angedeutet,
eine Antriebseinheit 49 mit einer Antriebsspindel 50,
die sich über ein Lager 51 im Zentrum des den
oberen Tragrahmen 40 bildenden Tragkreuzes abstützt.
Die Abdeckung 38 ist im zum Tragrahmen 40 überdeckenden
Bereich ausgespart, so dass der Tragrahmen 40 in seiner
Hubverstellbarkeit nicht eingeschränkt ist, die nach unten durch
den unteren Tragrahmen 41 als Anschlag für die
Führungshülsen 44 begrenzt ist.
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15 veranschaulicht
des Weiteren in Verbindung mit 18, dass
in den Endbereichen der zu den Armen 47 senkrechten Arme 52 des
als Tragkreuz ausgebildeten oberen Tragrahmens 40, der zum
unteren Tragrahmen 41 über die Antriebseinheit 49 hubverstellbar
ist, lagefeste, aber gegebenenfalls höhenverstellbare Stützelemente 53 angeordnet sind,
die verhältnismäßig weich gehalten sind
und so den Transportwagen 7 gegen die durch den Schleppwagen 99 gebildete
Antriebsanordnung 35 in einer Ebene abstützen,
die sich senkrecht zu der durch die Schiebeführungen 43 bestimmten
Querebene 54 erstreckt. Die Querebene 54 liegt
senkrecht zu einer für den die Antriebsanordnung 35 bildenden
Schleppwagen 99 bevorzugten in Fahrtrichtung 55,
die insbesondere einer Geradeausfahrtrichtung des Schleppwagens 99 entspricht,
der entsprechend der Ausgestaltung der Antriebsanordnung 34 als
omnidirektionaler Antrieb, bezogen auf die gleiche Fahrebene 8, auch
in allen hierzu abweichenden Fahrtrichtungen lediglich durch entsprechende
Antriebssteuerung der Omniräder 37 verfahrbar
ist.
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Bezogen
auf die Geradeausfahrtrichtung 55 als bevorzugte Fahrtrichtung
liegen die vier für den Schleppwagen 99 als Antriebs anordnung 35 vorgesehenen,
nicht lenkbaren Omniräder 37 mit ihren achsgleich
liegenden Antriebsmotoren 56 jeweils in einem der Quadranten
des den oberen Tragrahmen 40 bildenden Tragkreuzes, und
zwar bezogen auf das Zentrum 57 des Tragkreuzes, und damit
auch die Achse des Hubantriebes 49, einander diagonal gegenüberliegend.
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Im
Hinblick auf die Fahrtrichtung 55 als bevorzugte Geradeausfahrtrichtung
ist die Winkellage der Achsen der vor und hinter der Querebene 54 liegenden,
jeweils durch einen Motor 56 mit Omnirad 37 gebildeten
Antriebseinheiten zueinander gleich, wobei der Winkel zur Querebene 54 kleiner
als 45° ist und bevorzugt bei etwa 30° liegt.
Die Ausbildung der Omniräder 37 ist in 17 schematisiert
veranschaulicht, ansonsten sind die Omniräder 37 nur
angedeutet und auch viele Ausführungsformen von Omnirädern 37 bekannt.
In der in 17 als Beispiel veranschaulichten
Ausführungsform weisen die Omniräder 37 über
dem Radumfang einen Kranz von quer zur in der 17 mit
der Zeichenebene zusammenfallenden Radebene liegenden Radkörpern 58 auf,
deren Drehachsen in der Radebene und tangential zur Umfangsrichtung
liegen mit dem Ergebnis, dass sich über entsprechende Ansteuerung
der Omniräder 37 die jeweilige Vortriebsrichtung
für den Schleppwagen 99 als Antriebsanordnung 35 in
bekannter Weise bestimmen lässt.
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15 und 16 veranschaulichen
des Weiteren, dass die Kopplung zwischen dem Schleppwagen 99 als
Antriebsanordnung 35 und dem Transportwagen 7 über
die Einsteckenden 46 der Führungsstifte 45 erreicht
wird, wenn diese in Aufnahmehülsen 59 eingreifen,
welche in der Bodenplatte 11 des Transportwagens 7 vorgesehen
sind. Erreicht wird dieser Eingriff durch die Hubverstellung des
oberen Tragrahmens 40 gegenüber dem unteren Tragrahmen 41,
zu dem die omnidirektionalen Antriebe mit den Omnirädern 37 festgelegt
sind und gegenüber dem der als Tragkreuz ausgestal tete
obere Tragrahmen 40, zu dem die Führungsstifte 45 festgelegt sind,
in der Höhe verstellbar ist.
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Zum
Ankoppeln des die Antriebsanordnung 35 bildenden Schleppwagens 99 an
den über die Stützfinger 33 in einer
vorgegebenen Mindesthöhe zur Fahrebene 8 abgestützten
Transportwagen 7 muss somit der Schleppwagen 99 lediglich
unter den Transportwagen 7 eingefahren werden und es muss bei
entsprechender Positionierung in vorstehender Weise die Ankopplung
erreicht werden. In der angekoppelten Lage erfolgt die lastübertragende
Abstützung – falls eine solche überhaupt
angestrebt wird – in Berücksichtigung eines verhältnismäßig
geringen, auf die Antriebsanordnung 35 abzustützenden
Lastanteil über die Elemente 53, die bevorzugt
im Wesentlichen auch stoßdämpfend wirken. Bevorzugt sind
die Querarme 47 durchsetzend ferner gegen den unteren Tragrahmen 41 abgestützte
Anschlagelemente 60 vorgesehen, die bezogen auf die jeweilige
Abstützlage zur Bodenplatte 11 einen gegebenenfalls
dämpfenden Endanschlag bilden.
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Der
vom Transportwagen 7 auf der gegebenenfalls als Antriebsanordnung,
insbesondere in Form eines Schleppwagens 99 ausgebildeten
Abstützanordnung abgestützte Lastanteil kann im
Rahmen der Erfindung auch variabel festgelegt und insbesondere in
Abhängigkeit vom Schlupf der Antriebsräder rechnergestützt
eingesteuert werden, um unabhängig von Reibwertschwankungen
zwischen Fahrbahn und Antriebsrädern eine Einhaltung der
jeweils eingesteuerten Fahrtrichtung zu ermöglichen.
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15 veranschaulicht
des Weiteren eine beispielsweise Anordnung von Energiespeicherelementen 61 im
Freiraum zwischen oberem Tragrahmen 40 und unterem Tragrahmen 41 bei
Abstützung auf dem unteren Tragrahmen 41. Zweckmäßigerweise
ist ferner – siehe 18 – die
Zuordnung eines Anschlusssteckers 62 zum oberen Tragrahmen 40, um
gegebenenfalls eine gemeinsame Energieversor gung vom Transportwagen 7 und
Antriebsanordnung 35 herzustellen, was in 18 durch
eine der Bodenplatte 11 des Transportwagens 7 zugeordnete
Steckkupplung 63 erreicht wird.
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Zweckmäßig
ist auch die Ausrüstung der Antriebsanordnung 35 mit
einer Sensoreinheit 64, sei es eine Kamera oder dergleichen,
die in Zuordnung zu einer nicht dargestellten Rechen- und/oder Steuereinheit
auch die automatisierte Ausrichtung der als Schleppwagen 99 ausgebildeten
Antriebsanordnung 35 an vorgegebenen Wegmarkierungen ermöglicht. Entsprechend
ist eine automatisierte Führung gegebenenfalls auch über
Sensoriken, insbesondere in Form zumindest einer Kamera, zu erreichen,
die zum Beispiel als Deckenkamera die Andockstationen 2 und
den oder die Transportwagen entsprechend der ihnen zugeordneten
Kennzeichnungen in Lage erfasst, so dass über die Recheneinheit
eine automatisierte Führung anhand ablaufbedingter Vorgaben möglich
ist.
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In
den Figuren ist teilweise in Zuordnung zum Transportwagen 7 eine
Ventilanordnung 65 gezeigt, die bei zur jeweiligen Andockstation 2 angedocktem
Transportwagen 7 im Übergang zwischen diesem und
der Andockstation 2 liegt. Aus den 3 und 5 ist
ersichtlich, dass diese Ventilanordnung 65, die in erfindungsgemäßer
Weise mit der Hubeinrichtung 66 zu einer Baueinheit 67 zusammengefasst ist,
an einer jeweiligen Andockstation 2 lagefest fixiert ist.
Insoweit bildet diese Baueinheit 67 ein Zubehör
in der Ausrüstung zu Andockstationen 2 und es
wird davon Gebrauch gemacht, dass bezüglich der Anordnung
der Ventilanordnung 65 zu Andockstationen 2 standardisierte
Vorgaben bestehen. Die lagefeste Verbindung der Ventilanordnung 65 zu
einer jeweiligen Andockstation 2 ist über schematisiert
dargestellte Befestigungsanschlüsse 68 veranschaulicht.
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Der
innere Aufbau der Ventilanordnung
65 ist nicht veranschaulicht
und ebenso wenig deren Ausbildung im Hinblick auf die Abnahme der
Verschlussplatte
24 von der jeweiligen Übergabeöffnung
18 der Transferkammer
3,
die im Ausführungsbeispiel allseitig mit Übergabeöffnungen
18 versehen
ist und auch allseitig mit einer jeweiligen Andockstation
2 zu
verbinden ist, so dass auch aus dieser Sicht eine hohe Flexibilität
im Einsatz des Transportwagens
7 gegeben ist, zumal bei übergangslos
allseitiger Verfahrbarkeit auch in zueinander rechtwinklig verlaufenden Fahrtrichtungen,
was auch das Einfahren in schmalste, gerade noch das Einfahren des
Transportwagens
7 ermöglichende Gassen gestattet.
Zur Ausbildung der Ventilanordnung
65, die hier nur schematisch
angedeutet ist, wird auch Bezug genommen auf die
DE 10 2005 040 741 B4 ,
die insbesondere in
2 eine diesbezügliche
Möglichkeit veranschaulicht. Der Verschlussplatte
24 wird
hier bei Freigabe des Übergabeweges durch die Ventilanordnung
65 mit
einem die entsprechende Übergangsöffnung
18 der
Ventilanordnung
65 verschließenden Deckelelement
verbunden und zusammen mit diesem Deckelelement aus dem jeweiligen Übergabeweg
entfernt.
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Um
den Transportwagen 7 mit der jeweiligen Übergabeöffnung 18 seiner
Transferkammer 3 auf eine zur Ventilanordnung 65 der
jeweiligen Andockstation 2 entsprechende Höhenlage
zu bringen, also eine durchlaufende Übergabeebene von der
Transferkammer 3 zur Andockstation 2 zu schaffen,
wird der Transportwagen 7 über die Hubeinrichtung 66 aus
seiner zur durch den Schleppwagen 99 gebildeten Antriebsanordnung 35 gegebenen
Kupplungslage herausgehoben, was beispielsweise in den 8 und 9 veranschaulicht
ist. Die Hubeinrichtung 66 weist stirnseitig zum Gehäuse 69 der
Ventilanordnung 65 in Hubrichtung verschiebbar geführt
einen Hubrahmen 70 mit seitlich liegenden Hubarmen 71 auf,
an denen parallel verlaufende Führungsstangen 72 angebracht
sind. Diese Führungsstangen 72 laufen in Führungsbuchsen 73,
welche stirn seitig seitlich am Gehäuse 69 angebracht
sind. Am vom Gehäuse 69 abgelegenen, unteren Ende
ist der Hubrahmen 70 über eine die Hubarme 71 verbindende
Tragstange 74 geschlossen, an der längsmittig
ein nach unten ausgekröpfter Tragwinkel 75 vorgesehen
ist, an welchem ein Hubzylinder 76 über seine
Kolbenstange 77 angelenkt ist. Abgestützt ist
der Hubzylinder 76 an seinem oberen Ende gegen das Ventilgehäuse 69.
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Die
Hubarme 71 weisen bevorzugt Flachquerschnitt auf und sind
an ihrer der Andockebene 78 für die Transferkammer 3 zugewandten
Schmalseite mit über die Andockebene 78 auskragenden
Traghaken 79, 80 versehen, denen – siehe 2 – seitens des
den Transferraum 12 umschließenden Gehäuse 17 seitlich
im Übergang zwischen den Übergabeöffnungen 18 und
den in den Eckbereichen vorgesehenen Tragsäulen 10 zu
untergreifende Tragbolzen 81, 82 zugeordnet sind.
Die Tragbolzen 81, 82 liegen jeweils in gegen
die Andockebene 78 offenen Schlitzen 83, wobei
die Breite der in Einführrichtung auf die Schlitze 83 sich
endseitig verjüngenden Traghaken 79, 80 bevorzugt
nahezu der Breite der Schlitze 83 entspricht. Die Traghaken 79, 80 nehmen
die Tragbolzen 81, 82 mit einem gewissen Spiel
auf und sind bezüglich ihrer Tragöffnungen 84 bevorzugt
in Richtung auf die Hubarme 71 hinterschnitten ausgebildet, so
dass bei in den Traghaken 79, 80 liegenden Tragbolzen 81, 82 diese
in dem hinterschnittenen Bereich liegen, wenn das Gehäuse
der Transferkammer 3 an das Gehäuse 69 der
Ventilanordnung 65 dichtend angedockt ist.
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Diese
dichtende Anlage ergibt sich, wenn die Transferkammer 3 über
die Hubeinrichtung 66 zunächst im Wesentlichen
berührungsfrei zur Ventilanordnung 65 auf die Übergabeposition
angehoben ist und in dieser Übergabeposition an die Ventilanordnung 65 herangezogen
wird, so dass sich reibungsfrei in der Andockebene 78 ein
abgedichteter Übergang ergibt. Erreicht wird diese Querbewegung über am
Gehäuse 69 der Ventilanordnung 65 unterseitig und
bevorzugt beiderseits des Hubzylinders 76 liegende Stellzylinder 85, 86,
die (12) eine Anschlussleiste 87 tragen, welche über
die Stellzylinder 85, 86 quer zur Andockebene 78 verstellbar
ist und nach unten offene Fangöffnungen 88, 89 aufweist, denen
seitlich des Gehäuses 17 der Transferkammer 3 über
die Andockebene 78 auskragende pilzförmige Haltestifte 90, 91 zugeordnet
sind. Bei entsprechenden Versorgungsanschlüssen zur Ventilanordnung 65 können über
diese auch die jeweils angeschlossenen Elemente, so insbesondere
auch die Transferkammern 3, den geforderten Sonderbedingungen entsprechend
klimatisiert werden.
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Wird
der Hubrahmen 70 angehoben und untergreift dabei mit seinen
Traghaken 79, 80 die Tragbolzen 81, 82,
so wird die Transferkammer 3 bzw. der Transportwagen 7 zunächst
auf die gemeinsame Übergabeebene angehoben, wobei die am
Gehäuse 17 vorgesehenen Haltestifte 90, 91 zum
Eingriff in die Fangöffnungen 88, 89 der
Anschlussleiste 87 kommen, und es wird dann über
die Stellzylinder 85, 86 die Transferkammer 3 gegen
die Ventilanordnung 65 herangezogen. Durch den Übergriff
der hinterschnitten ausgebildeten Tragöffnungen 84 der
Fanghaken 79, 80 zu den Tragbolzen 81, 82 werden
dabei auch die Tragbolzen 81, 82 in ihrer Höhenlage
zu den Traghaken 79, 80 festgelegt.
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Bevorzugt
trägt die Anschlussleiste 87 auch eines der symbolisch
dargestellten Kontaktelemente 92 einer elektrischen Anschlussverbindung,
so dass verbunden mit dem Andockvorgang auch eine Leitungsverbindung
für die elektrische Energieversorgung, gegebenenfalls aber
auch zur Signalübertragung zwischen dem Transfer 7 und
der jeweiligen Andockstation 2 hergestellt ist.
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Vor
allem die 4, 5, 7 bis 9 und 16 veranschaulichen,
dass die Verbindung zwischen dem omnidirektionalen Schleppwagen 99 als
Antriebsanordnung durch Unterfahren zum Schleppwagen 99 und nachträgliches
Ankuppeln sowohl bei lagefest abgestelltem Schleppwagen 99 wie auch
bei über die Hubeinrichtung 66 zunächst
ausgehobenem Schleppwagen 99 möglich ist.
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Bei über
den Schleppwagen 99 als Antriebsanordnung 35 untergriffener
Transferkammer 7 ist diese zumindest im Wesentlichen über
die Fahrwerksräder 25 getragen, und es übernimmt
der Schleppwagen 99 allenfalls eine Teillast, insbesondere
einen sehr geringen Lastanteil, so dass ein wesentlicher Lastanteil über
die Federbeine 27 auch dann noch getragen ist, wenn die
Transferkammer 3 über die Hubeinrichtung 66 mit
der Ventilanordnung 65 und über diese mit der
jeweiligen Andockstation 2 verbunden ist. Die Hubeinrichtung 66 wird
in ihrer Hubarbeit somit über die über die Federbeine 27 erfolgende
Federabstützung zur Fahrbahnebene 8 unterstützt,
wobei die Federbeine 27 bevorzugt sehr flach verlaufende
Feder-Kennlinien aufweisen, so dass sich über den ganzen
Hubweg eine wirksame Unterstützung ergibt, die zur Stabilität
der jeweiligen Gesamtanordnung, bestehend aus Andockstation 2,
die Anordnung 65 und Transferkammer 3 bzw. Transportwagen 7 bei
insgesamt leichter Bauweise wesentlich beiträgt.
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Anhand
der 19 bis 21 wird
eine weitere Variante einer Antriebsanordnung 93 mit omnidirektionalen
Radantrieben erläutert, die sich insoweit von den anhand
der vorhergehenden Figuren erläuterten Lösungen
unterscheidet, dass die Antriebsanordnung 93 nicht, wie
die Antriebsanordnung 35, mit einem eigenständigen
omnidirektionalen Schleppwagen 99 arbeitet, sondern mit
einzelnen omnidirektionalen Radantrieben 94, umfassend
jeweils ein Omnirad 95 mit zugehörigem Antriebsmotor 96.
Der jeweilige Radantrieb 94 ist über einen Tragarm 97 zur Transferkammer 3 lagefest
festgelegt, wobei Radantriebe 94 jeder der Ecken der im
Querschnitt rechteckförmigen Transferkammer 3 zugeordnet
sind und zu dieser durch lagefeste Verbindung der Tragarme 97 zu
den Tragsäulen 10 festgelegt sind. Die Positionierung
der Radantriebe 94 zueinander, auch in ihrer Winkellage
entspricht bevorzugt der anhand der 15 erläuterten,
wobei die separate Anordnung der Radantriebe 94 in zweckmäßiger
Weise zu einer benachbarten Lage der Omniräder 95 zu
den Fahrwerksrädern 25 führt. Bezüglich
der sonstigen Funktionen, auch bezüglich der möglichen
Lastaufteilung in der Abstützung gegen die Fahrbahnebene
sind die Verhältnisse bei dieser Lösung im Wesentlichen
jenen entsprechend, die anhand der vorhergehenden Figuren erläutert
wurden, weswegen auf die diesbezüglichen Ausführungen
verwiesen wird. Dies gilt auch bezüglich der Verteilung
der Traglasten auf die Federbeine 27 und die Antriebsanordnung 93,
wobei bei dieser Lösung allerdings der Mindestabstand zur Fahrebene 8 durch
die Anschlagbunde 101 an den Federbeinen 27 bestimmt
ist und damit auch der im Extremfall auf die Omniräder 95 wirkende
Lastanteil. Die Fixierung der Abstelllage an einem jeweiligen Standplatz
kann bei dieser Lösung beispielsweise über die
Antriebsblockierung der Omniräder 95 erfolgen.
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In
allen Ausführungsformen ist jeweils ein Rechteckquerschnitt
für die Transferkammer 3 wie auch eine Abstützung
der Transferkammer 3 über deren Ecken zugeordnete
Fahrwerksräder 25 vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung
liegen auch anderweitige Querschnittsformen für die Transferkammer 3,
so insbesondere eine fünf- oder sechseckige Querschnittsform
mit den jeweiligen Flachseiten zugeordneten Übergabeöffnungen 18.
Auch bezüglich der Zahl der Fahrwerksräder 25 und
deren Anordnung sind im Rahmen der Erfindung liegende Abweichungen
möglich, so können beispielsweise auch lediglich
drei Fahrwerksräder 25 in entsprechend dreieckförmiger
Anordnung zur Transferkammer 3 vorgesehen werden. Vergleichbares
gilt bezüglich der Ausbildung des Omniantriebs, der nicht
an vier Omniräder gebunden ist, sondern beispielsweise
auch in allen Ausgestaltungen mit nur drei Antriebsrädern
erfindungsgemäß eingesetzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005039453
B4 [0023]
- - DE 102005040741 B4 [0023, 0047]