DE102009026388A1

DE102009026388A1 - Flächenantrieb, Verfahren und Vorrichtung zum Transport, zur Sortierung, Verschiebung und/oder Verteilung von Artikeln auf einer Auflage

Info

Publication number: DE102009026388A1
Application number: DE102009026388A
Authority: DE
Inventors: Manuel Kollmuss; Kai Wegener; Peter Dipl.-Ing. Kirschner
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-02-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flächenantrieb (10) mit einer zumindest abschnittsweise ebenen Auflage (14) und einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln (16), die zum Bewegen von auf der Auflage (14) befindlichen Artikeln (28) antreibbar sind. Den Kugeln (16) sind mehrere separate Antriebe (20) zugeordnet. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Transport-, Sortier-, Verschiebe- und/oder Verteilvorrichtung für Artikel (28), die wenigstens einen derartigen Flächenantrieb (10) aufweist. Die Antriebe (20) der Kugeln (16) sind mit einer Steuereinheit (30) gekoppelt, die zur Verarbeitung von Sensorsignalen (32) von Erfassungseinrichtungen (34) vorbereitet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flächenantrieb mit einer zumindest abschnittweise ebenen Auflage und einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln, die zum Bewegen von auf der Auflage befindlichen Artikeln antreibbar sind. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Transport-, Sortier- und/oder Verteileinrichtung für Artikel, die wenigstens einen derartigen Flächenantrieb aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Transport, zur Verschiebung- und/oder Verteilung von Artikeln auf einer zumindest abschnittweise ebenen Auflage mittels einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln, die zum Bewegen von auf der Auflage befindlichen Artikeln antreibbar sind.
Zur Sortierung, Drehung, Verteilung und zum gerichteten Weitertransport von Artikeln, Behältern, Gebinden und dgl. Packgütern gibt es verschiedene Handhabungseinrichtungen, die normalerweise auf mechanischer Wirkungsweise beruhen. So ist es bspw. üblich, zur Sortierung und Ausrichtung von unregelmäßig geförderten Gebinden zu horizontalen Palettenlagen dreh- und verschiebbare Greiferarme einzusetzen, die mit Hilfe einer geeigneten optischen Erfassungseinrichtung die Gebinde zielgenau greifen, anschließend in eine gewünschte Position drehen und/oder verschieben und danach wieder freigeben, bis eine Palettenlage aus nebeneinander stehenden Gebinden komplettiert ist.
Der Platzbedarf für eine solche Greiferkopfsortierung ist relativ hoch. Für manche Anwendungsfälle ist die Handhabungsgeschwindigkeit nicht hoch genug, so dass die Fördergeschwindigkeit für die zu sortierenden Artikel reduziert werden muss. Zudem ist diese Greiferkopfsteuerung für manche Anwendungsfälle zu aufwändig, so dass nach kompakteren und einfacher aufgebauten Sortierungs- und Verschiebungsmöglichkeiten für Artikel, Gebinde und andere Packgüter gesucht wird.
Die Förderung der Artikel erfolgt meist über bekannte Horizontalfördereinrichtungen, bspw. über Förderbänder oder -ketten o. dgl. Eine weitere bekannte Möglichkeit zur horizontalen Bewegung von Artikeln und Packgütern auf einer Ablage- und/oder Förderebene ist die Verwendung von sog. Flächenantrieben, die durch eine Vielzahl von regelmäßig angeordneten und gemeinsam antreibbaren Kugeln gebildet sind.
In der EP 0 180 710 A2 ist eine derartige Transportvorrichtung für Stückgüter mit einer Vielzahl von drehbaren Kugeln beschrieben, die aus einer Auflagefläche ragen und die jeweils über einen Wellenantrieb verfügen. Jeweils einer Reihe von Kugeln ist eine Antriebswelle zugeordnet. Die parallelen Antriebswellen befinden sich quer zu einer Förderrichtung, so dass eine fest eingestellte Transportrichtung für die Stückgüter definiert ist.
Aus der EP 0 276 881 A1 ist eine weitere Transportvorrichtung mit Kugeln bekannt, die ebenfalls mittels Wellen und Reibübertragung angetrieben werden. Mittels eines Antriebs jeder Kugel über zwei winkelig zueinander angeordneten Wellen kann die Förderrichtung und Geschwindigkeit der zu transportierenden Güter durch Überlagerung der Antriebe variiert werden, da die Umdrehungsrichtungen und Drehzahlen der beiden Wellen variabel steuerbar sein können.
Ein angetriebener Kugeltisch zum orthogonalen Sortieren flacher Gegenstände ist weiterhin in der DE 692 05 309 T2 beschrieben. Die Kugeln sind in einer Matrix angeordnet und werden mittels eines antreibbaren Förderbandes in Drehung versetzt. Ein weiteres Antriebsmittel kann eine dazu senkrechte Bewegungskomponente erzeugen.
Weitere Varianten von Kugeltischen sind bspw. aus der DE 692 07 737 T2 , aus der US 60 65 665 A , aus der JP 2000 219 308 A , aus der GB 23 48 631 A sowie aus der EP 1 277 675 A1 bekannt.
Ein vorrangiges Ziel der Erfindung besteht darin, einen derartigen Kugeltisch und ein Verfahren zum horizontalen Transport von Artikeln und Stückgütern dahin gehend weiterzuentwickeln und zu verbessern, dass die Variabilität der Bewegbarkeit der zu transportierenden Artikel und Güter erhöht wird.
Das genannte Ziel der Erfindung wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung betrifft einen Flächenantrieb mit einer zumindest abschnittweise ebenen Auflage und einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln, die zum Bewegen von auf der Auflage befindlichen Artikeln antreibbar sind. Das erfinderische Merkmal des Flächenantriebs besteht darin, dass den Kugeln mehrere separate Antriebe zugeordnet sind. Der erfindungsgemäße Flächenantrieb kann auch als Kugeltisch bezeichnet werden, da die Auflage als Tisch angesehen werden kann, durch dessen Tischoberfläche eine Vielzahl von Kugeln mit einem Teil ihrer Oberfläche ragen. Die drehbaren Kugeln sind jedoch im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Kugeltischen mit mehr als einem Antrieb ausgestattet. Vorzugsweise sind zumindest jeweils Gruppen von mehreren Kugeln separate Antriebe zugeordnet, so dass eine individuelle Ansteuerbarkeit von definierten Gruppen von Kugeln ermöglicht ist. In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann wahlweise sogar jeder einzelnen antreibbaren Kugel jeweils ein separater Antrieb zugeordnet sein, so dass eine sehr weitgehende Beweglichkeit jedes einzelnen von mehreren auf der Auflagefläche stehenden und in verschiedene Richtungen zu bewegenden Artikeln oder Stückgütern ermöglicht ist. Sollen mehrere Güter in unterschiedliche Richtungen bewegt, gedreht und/oder verschoben und bspw. an verschiedene Transporteinrichtungen übergeben werden, so ist die mit dem erfindungsgemäßen Flächenantrieb dadurch ermöglicht, dass jeder der Antriebe für die Kugeln individuell ansteuerbar ist. Auf diese Weise kann das aus dem Stand der Technik bekannte Phänomen der parallelen Bewegung mehrerer Artikel vermieden werden, das besonders dann nachteilig ist, wenn nahe beieinander stehende Artikel voneinander getrennt und/oder in unterschiedliche Richtungen befördert werden sollen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Flächenantriebs bilden die in alle Richtungen drehbar in der Auflage gelagerten Kugeln selbst Teile der jeweiligen Antriebe. Hierbei bilden die Kugeln in der Regel jeweils den Anker, während ihre Lagerung, Auflage bzw. Aufnahme die Wicklung bildet. Der Aufbau und die Funktionsweise derartiger sog. Kugelmotoren sind dem Fachmann bekannt, so dass auf die detaillierte Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird. Es handelt sich dabei um elektrisch angetriebene Motoren, bei denen die Kugeln durch entsprechende Ansteuerung in alle Richtungen gedreht werden können, ohne dass hierzu weitere mechanische Übertragungsmittel erforderlich sind.
Eine denkbare und für die Praxis vorteilhaft einsetzbare Ausführungsvariante kann vorsehen, dass die Antriebe für die einzelnen Kugeln jeweils durch Elektromotoren gebildet sind, deren rotierende Wellen bspw. über eine Reibradübertragung oder eine andere Art der Kraftübertragung mit den Kugeln bzw. mit Gruppen von Kugeln gekoppelt sind. Zweckmäßigerweise ist jeder Kugel ein Antrieb, bestehend aus mindestens zwei Elektromotoren, zugeordnet, wobei deren Antriebswellen in einem Winkel zueinander stehen, so dass durch gleichzeitigen Antrieb beider Motoren und durch eine Überlagerung ihrer Antriebsbewegungen eine gewünschte Drehrichtung der Kugeln und damit eine gewünschte Bewegungsrichtung der zu transportierenden Artikel erzeugt werden kann. Die Drehübertragung von den rotierenden Wellen der Elektromotoren auf die Kugeloberfläche kann z. B. mittels geeigneter Reibräder erfolgen, die vorzugsweise jeweils eine Antriebsoberfläche mit einer günstigen Struktur zur Bildung einer praktikablen Reibpaarung aufweisen. Bei Verwendung von Kugeln aus Stahl können die Reibräder bspw. ebenfalls Stahloberflächen aufweisen, die bei einer entsprechend gewählten Andrückkraft für eine weitgehend schlupffreie Kraftübertragung bei gleichzeitig minimalem Verschleiß sorgen können. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch andere Reibpaarungen sinnvoll einsetzbar, bspw. solche aus Stahl/Kunststoff, Kunststoff/Elastomer, Stahl/Elastomer etc.
Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante können auch andere Antriebsarten eingesetzt werden. So können die variabel steuerbaren Antriebe für die Kugeln z. B. jeweils durch piezoelektrische Antriebe bzw. Aktoren gebildet sein, die jeweils über reibschlüssige Verbindungen mit den Kugeln bzw. mit Gruppen von Kugeln gekoppelt sind. Durch geeignete Platzierung von piezoelektrisch antreibbaren Stößeln o. dgl. können den Kugeln gewünschte Drehbewegungen aufgeprägt werden. Durch sehr schnelle Oszillationen solcher piezoelektrischer Linearantriebe können die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Kugeln in praktikablen Größenordnungen gehalten werden, wie sie für den gewünschten Einsatzzweck erforderlich sind.
In vorteilhafter Weise kann der Flächenantrieb als Transporteinrichtung eingesetzt werden, bei dem die flächige Auflage zumindest einen Teil eines Transporttisches bildet, der Teil einer Transport-, Sortier- und/oder Verteileinrichtung für Artikel sein kann. Diese Artikel können bspw. Gebinde von Getränkebehältern oder andere Stückgüter mit flacher Unterseite sein, so dass sie in gewünschter Weise mit dem Transporttisch befördert werden können. In einer derartigen Anwendung betrifft die Erfindung eine Transport-, Verschiebe-, Sortier- und/oder Verteilvorrichtung für Artikel, die wenigstens einen Flächenantrieb mit einer zumindest abschnittweise ebenen Auflage und einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln aufweist, die zum Bewegen von auf der Auflage befindlichen Artikeln antreibbar sind, wobei den Kugeln mehrere separate Antriebe zugeordnet sind, die jeweils mit einer Steuereinheit gekoppelt sind, die zur Verarbeitung von Sensorsignalen optischer Erfassungseinrichtungen vorbereitet ist. Diese mit der Steuereinheit gekoppelten optischen Erfassungseinrichtungen können insbesondere jeweils durch Bilderfassungseinrichtungen mit nachgeschalteter Bildauswertung zur Erfassung und Auswertung der Artikel sowie deren Bewegungen auf der Oberfläche des Flächenantriebs gebildet sein. Mittels einer solchen optischen Erfassung und Überwachung wird eine gewünschte Bewegungssteuerung jedes einzelnen erkannten Artikels mittels des Flächenantriebs ermöglicht, da dessen rotierende Kugeln individuell angesteuert und dadurch mehreren auf dem Tisch befindlichen Artikeln voneinander unterschiedliche Bewegungsrichtungen und Fördergeschwindkgeiten aufgeprägt werden können. Als optische Erfassungseinrichtungen kommen insbesondere sog. CCD-Kameras in Frage, deren Ausgangssignale in Form von Pixelgrafiken erfasst und mittels geeigneter Auswerteprogramme in vorteilhafter Weise zur Steuerung des Flächenantriebs genutzt werden können.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Transport, zum Drehen, Steuern, Verschieben und/oder Verteilen von Artikeln auf einer zumindest abschnittweise ebenen Auflage mittels einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln, die zum Bewegen von auf der Auflage befindlichen Artikeln antreibbar sind. Auch das erfindungsgemäße Verfahren ist wie der zuvor im Detail beschriebene Flächenantrieb dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln separat oder zumindest gruppenweise individuell angesteuert und angetrieben werden. Auf diese Weise können auch mehrere Artikel, die ggf. unmittelbar nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind, voneinander räumlich getrennt und gleichzeitig in verschiedene Richtungen transportiert, bspw. verschiedenen Transportschienen oder Förderbändern o. dgl., zugeordnet werden. Zudem können diese Förderbewegungen der angetriebenen Kugeln in verschiedene Richtungen jeweils mit verschiedenen Fördergeschwindigkeiten erfolgen, da der Antrieb der Kugeln in eine gewünschte Richtung mit variabler Geschwindigkeit erfolgen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Auflage einen Teil einer Transport-, Sortier- und/oder Verteilvorrichtung für Artikel bilden, wobei die den Kugeln zugeordneten separaten Antriebe jeweils von einer Steuereinheit angesteuert werden. Die Sensorsignale werden wenigstens von einer optischen Erfassungseinrichtung verarbeitet. So kann die Steuereinheit bspw. mit optischen Erfassungseinrichtungen gekoppelt sein, die jeweils durch Bilderfassungseinrichtungen mit nachgeschalteter Bildauswertung zur Erfassung und Auswertung der Artikel sowie deren Bewegungen auf der Oberfläche des Flächenantriebs gebildet sind. Als derartige optische Erfassungseinrichtungen kommen bspw. sog. CCD-Kameras in Frage, die Pixelsignale unterschiedlicher Auflösungen liefern können. Diese Pixelsignale lassen sich mit geeigneten Auswertealgorithmen innerhalb sehr kurzer Verarbeitungszeiten auswerten, so dass daraus Steuersignale für die Ansteuerung der Antriebe des erfindungsgemäßen Flächenantriebs generiert werden können.
Darüber hinaus sind jedoch auch weitere Ausführungsvarianten zur Erfassung und Steuerung der Kugelbewegungen denkbar, bspw. eine Belastungsstromanalyse o. dgl., mit deren Hilfe die jeweils mit einem Widerstand durch einen bewegten Artikel beaufschlagen Kugeln erkannt und durch Analyse mehrerer oder aller Belastungsströme im Ansteuersignal der Kugelantriebe die mit den Antrieben bewegten Artikel, deren Masse bzw. Trägheitsmoment und/oder deren Größe ausgewertet werden können. Eine weitere Auswertungs- und Ansteuervariante kann bspw. eine Gewichtssensorik vorsehen, mit deren Hilfe die Positionen der ruhenden oder mittels der Kugelantriebe bewegten Artikel erkannt, ausgewertet und zur Ansteuerung der Kugelantriebe verwendet werden können. Alle diese genannten Sensorvarianten können je nach Bedarf und Anwendungsfall auch miteinander kombiniert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung können die Artikel bspw. durch Behälter oder Gebinde gebildet sein, die mittels des durch die flächige Auflage gebildeten Flächenantriebs gedreht, sortiert, verschoben, verteilt und/oder mehreren verschiedenen Transportwegen zugeordnet und dort weiterbefördert werden. Derartige Behälter können insbesondere Getränkebehälter und die Gebinde können insbesondere Gruppen zusammengefasster und miteinander verbundener Getränkebehälter sein.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können mittels der individuell ansteuerbaren und der jeweils in verschiedene Richtungen drehbaren Kugeln der flachen Auflage mehrere dort befindliche Artikel, Behälter und/oder Gebinde gleichzeitig in jeweils verschiedene Richtungen gedreht und/oder befördert werden.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechend nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Flächenantriebs mit einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten beweglichen Kugeln.
2 zeigt einen Teil des Flächenantriebs gemäß 1.
3 zeigt in zwei Ansichten ein einzelnes Antriebselement des Flächenantriebs gemäß 1.
4 zeigt in drei verschiedenen schematischen Ansichten einen Abschnitt einer Horizontalfördereinrichtung mit einem Flächenantrieb.
5 zeigt in drei verschiedenen schematischen Ansichten Steuerungskomponenten des Flächenantriebs.
6 zeigt in drei schematischen Darstellungen den Aufbau eines elektromotorischen Antriebs für einen Kugelantrieb.
Die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient als nicht einschränkendes Beispiel. Gleiche Bauteile in den 1 bis 6 weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.
Die schematische Perspektivansicht der 1 zeigt anhand eines Ausführungsbeispiels die Anordnung eines erfindungsgemäßen Flächenantriebs 10, der nachfolgend auch als Kugeltisch 12 bezeichnet wird. Der erfindungsgemäße Flächenantrieb 10 bzw. Kugeltisch 12 weist eine ebene Auflagefläche 14 und eine Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln 16 auf, die zum Bewegen von auf der Auflagefläche 14 befindlichen Artikeln (hier nicht dargestellt) antreibbar sind. Der erfindungsgemäße Flächenantrieb 10 wird auch deshalb als Kugeltisch 12 bezeichnet, da die Auflagefläche 14 als Tisch angesehen werden kann, durch dessen Tischoberfläche (Auflagefläche 14) die regelmäßige Vielzahl von Kugeln 16 mit einem Teil ihrer Oberfläche ragen. Dargestellt ist in 1 lediglich ein kleinerer Ausschnitt eines annähernd beliebig groß ausführbaren Flächenantriebs 10 bzw. Kugeltischs 12.
Die Kugeln 16 können sich gemäß 2 in mehreren nebeneinander angeordneten Kugelleisten 18 befinden, so dass sich durch Aneinanderreihen mehrerer bzw. einer Vielzahl solcher Kugelleisten 18 ein Flächenantrieb 10 gewünschter Größe entsprechend 1 konfigurieren lässt. Die Kugelleisten 18 können wahlweise mit ihren Längsseiten nebeneinander aneinander gereiht werden. Zur Bildung noch größerer Kugeltische 12 können jedoch auch zusätzlich jeweils zwei, drei oder mehr Kugelleisten 18 jeweils mit ihren Schmalseiten aneinander gefügt werden, so dass Vielfache der zuvor durch Nebeneinanderlegen gebildeten Flächen entstehen können.
Die drehbaren Kugeln 16 sind jeweils mit separaten Antrieben 20 versehen (vgl. 3) bzw. bilden solche separate Antriebe 20, so dass eine sehr weitgehende Beweglichkeit jedes einzelnen von mehreren auf der Auflagefläche 14 (vgl. 1) stehenden und in verschiedene Richtungen zu bewegenden Artikeln oder Stückgütern ermöglicht ist. 3a zeigt eine perspektivische Darstellung, während 3b eine schematische Seitenansicht eine solchen Kugelantriebs 20 zeigt. Hierbei sind die in alle Richtungen drehbar in der Auflage 14 gelagerten Kugeln 16 selbst Teile der jeweiligen Antriebe 20. Hierbei bilden die Kugeln 16 in der Regel jeweils den Anker, während ihre Lagerung, Auflage bzw. Aufnahme die Wicklung bildet. Der Aufbau und die Funktionsweise derartiger sog. Kugelmotoren sind dem Fachmann bekannt, so dass auf die detaillierte Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden kann. Es handelt sich dabei um elektrisch angetriebene Motoren, bei denen die Kugeln 16 durch entsprechende Ansteuerung in alle Richtungen gedreht werden können, ohne dass hierzu weitere mechanische Übertragungsmittel erforderlich sind. Eine alternative Ausgestaltung eines solchen Antriebs 20 mit Reibrädern als Kugelantrieb ist anhand der 6 näher erläutert.
Sollen entsprechend 4 mehrere auf einer Horizontalfördereinrichtung 22 wie bspw. einem Transportband 24 oder einem Kettenförderer o. dgl. in ungeordneter Folge in Förderrichtung 26 nach rechts bewegte Stückgüter 28 oder Artikel in unterschiedliche Richtungen bewegt, gedreht und/oder verschoben und bspw. an verschiedene Transporteinrichtungen (hier nicht dargestellt) übergeben werden, so ist dies mit Hilfe des erfindungsgemäßen Flächenantriebs 10 gemäß 5 dadurch ermöglicht, dass jeder der Antriebe 20 für die Kugeln 16 individuell ansteuerbar ist. Wie in den 4 und 5 angedeutet, kann der Flächenantrieb 10 bzw. der Kugeltisch 12 somit vorteilhaft als Transporteinrichtung eingesetzt werden, bei dem die flächige Auflage 14 zumindest einen Teil eines Transporttisches bildet, der Teil einer Transport-, Sortier- und/oder Verteileinrichtung für Artikel oder Stückgüter 28 ist. Diese Artikel bzw. Stückgüter 28 können bspw. Gebinde von Getränkebehältern oder andere Güter mit flacher Unterseite sein, so dass sie in gewünschter Weise mit den im Transporttisch angeordneten Kugeln 16 befördert und entsprechend 5 in eine gewünschte Richtung gedreht und/oder verschoben werden können.
Wahlweise können mit den im Transporttisch angeordneten Kugeln 16 auch Artikel 28 mit unebener Fläche befördert und bewegt werden. Hierbei muss jedoch zumindest ein gewisser Anteil an in gleicher Ebene liegenden Flächen vorhanden sein, damit die Artikel einwandfrei transportierbar sind. So ist beispielsweise eine Ausführungsvariante denkbar, bei der die Kugeln von der Größe her z. B. nur 5 mm im Durchmesser betragen. Mit einer solchen Variante wäre es dann auch möglich, Artikel zu transportieren, welche nicht eine exakte flache Oberfläche haben, da die Artikel in der Regel auf einer Vielzahl von Kugeln 16 aufliegen, so dass immer eine ausreichende Kontaktierung für einen einwandfreien Transport gegeben sein dürfte.
Zudem sind die Antriebe 20 der einzelnen Kugeln 16 jeweils mit einer Steuereinheit 30 gekoppelt, welche die Sensorsignale 32 einer optischer Erfassungseinrichtung 34 verarbeitet. Diese mit der Steuereinheit 30 gekoppelten optischen Erfassungseinrichtungen 34 können insbesondere jeweils durch Bilderfassungseinrichtungen mit nachgeschalteter Bildauswertung zur Erfassung und Auswertung der Artikel bzw. Stückgüter 28 sowie deren Bewegungen auf der Oberfläche des Flächenantriebs 10 gebildet sein. Mittels einer solchen optischen Erfassung und Überwachung ist eine gewünschte Bewegungssteuerung jedes einzelnen erkannten Artikels 28 mittels des Flächenantriebs 10 ermöglicht, da dessen rotierende Kugeln 16 individuell angesteuert und dadurch mehreren auf dem Tisch 12 befindlichen Artikeln 28 voneinander unterschiedliche Bewegungsrichtungen und Fördergeschwindkgeiten aufgeprägt werden können. Als optische Erfassungseinrichtungen 34 kommen insbesondere sog. CCD-Kameras 36 in Frage, deren Ausgangssignale 32 in Form von Pixelgrafiken erfasst und in der Steuereinrichtung 30 mittels geeigneter Auswerteprogramme in vorteilhafter Weise zur Steuerung des Flächenantriebs 10 genutzt werden können.
Eine in der Praxis vorteilhaft einsetzbare und relativ kostengünstig realisierbare Antriebsvariante kann vorsehen, dass die motorischen Antriebe 20 für die einzelnen antreibbaren Kugeln 16 gemäß 6 jeweils durch Elektromotoren 38 gebildet sind, deren rotierende Wellen 40 über eine Reibradübertragung 42 mit den Kugeln 16 gekoppelt sind. Zweckmäßigerweise ist jeder einzelnen Kugel 16 ein Antrieb 20, bestehend aus mindestens zwei Elektromotoren 38, zugeordnet, wie dies in 6 angedeutet ist. Die Elektromotoren 38 werden von der Steuereinheit 30 zur Erzielung der gewünschten Kugelbewegung angesteuert. Die Antriebswellen 40 der Elektromotoren 38 stehen zweckmäßigerweise in einem Winkel zueinander, so dass durch gleichzeitigen Antrieb beider Motoren 38 und durch eine Überlagerung ihrer Antriebsbewegungen eine gewünschte Drehrichtung der Kugeln 16 und damit eine gewünschte Bewegungsrichtung der zu transportierenden Artikel 28 ermöglicht ist.
Die Drehübertragung von den rotierenden Wellen 40 der Elektromotoren 38 auf die Kugeloberfläche 16 kann dabei mittels geeigneter Reibräder 42 erfolgen, die vorzugsweise eine geeignete Oberfläche zur Erzielung einer günstigen Reibpaarung mit der Kugel 16 aufweisen. Bei Verwendung von Kugeln 16 aus Stahl können die Reibräder 42 bspw. ebenfalls Stahloberflächen aufweisen, die bei einer entsprechend gewählten Andrückkraft für eine weitgehend schlupffreie Kraftübertragung bei gleichzeitig minimalem Verschleiß sorgen können. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch andere Reibpaarungen sinnvoll einsetzbar.
Abweichend von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel können auch andere Antriebsarten eingesetzt werden, so dass die Antriebe 20 bspw. durch piezoelektrische Aktoren gebildet sein können, die jeweils über reibschlüssige Verbindungen mit den Kugeln 16 bzw. mit Gruppen von Kugeln 16 gekoppelt sein können. Durch geeignete Platzierung von piezoelektrisch antreibbaren Stößeln o. dgl. können den Kugeln 16 gewünschte Drehbewegungen aufgeprägt werden. Durch sehr schnelle Oszillationen solcher piezoelektrischer Linearantriebe können die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Kugeln 16 in praktikablen Größenordnungen gehalten werden, wie sie für den gewünschten Einsatzzweck erforderlich sind.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.
Bezugszeichenliste

10: Flächenantrieb
12: Kugeltisch
14: Auflagefläche
16: Kugel
18: Kugelleiste
20: Antrieb
22: Horizontalfördereinrichtung
24: Transportband
26: Förderrichtung
28: Stückgut, Artikel
30: Steuereinheit
32: Sensorsignal
34: Optische Erfassungseinrichtung
36: Kamera
38: Elektromotor
40: Antriebswelle
42: Reibrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0180710 A2 [0005]
- EP 0276881 A1 [0006]
- DE 69205309 T2 [0007]
- DE 69207737 T2 [0008]
- US 6065665 A [0008]
- JP 2000219308 A [0008]
- GB 2348631 A [0008]
- EP 1277675 A1 [0008]

Claims

Flächenantrieb (10) mit einer zumindest abschnittweise ebenen Auflage (14) und einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln (16), die zum Bewegen von auf der Auflage (14) befindlichen Artikeln (28) antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass den Kugeln (16) mehrere separate Antriebe (20) zugeordnet sind.
Flächenantrieb nach Anspruch 1, bei dem jeweils Gruppen von mehreren Kugeln (16) ein separater Antrieb (20) zugeordnet ist.
Flächenantrieb nach Anspruch 1, bei dem jeder einzelnen antreibbaren Kugel (16) jeweils ein separater Antrieb (20) zugeordnet ist.
Flächenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem jeder der Antriebe (20) individuell ansteuerbar ist.
Flächenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Antriebe (20) jeweils durch Elektromotoren (38) gebildet sind, deren rotierende Wellen (40) über eine Reibradübertragung (42) mit den Kugeln (16) bzw. mit Gruppen von Kugeln (16) gekoppelt sind.
Flächenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Antriebe (20) jeweils durch piezoelektrische Antriebe gebildet sind, die jeweils über reibschlüssige Verbindungen mit den Kugeln (16) bzw. mit Gruppen von Kugeln (16) gekoppelt sind.
Flächenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die in alle Richtungen drehbar in der Auflage (14) gelagerten Kugeln (20) Teile der jeweiligen Antriebe (20) bilden.
Flächenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die flächige Auflage (14) zumindest einen Teil eines Transporttisches bildet, der Teil einer Transport-, Sortier- und/oder Verteileinrichtung für Artikel ist.
Transport-, Sortier-, Verschiebe- und/oder Verteilvorrichtung für Artikel (28), die wenigstens einen Flächenantrieb (10) mit einer zumindest abschnittweise ebenen Auflage (14) und einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln (16) aufweist, die zum Bewegen von auf der Auflage (14) befindlichen Artikeln (28) antreibbar sind, wobei den Kugeln (16) mehrere separate Antriebe (20) zugeordnet sind, die jeweils mit einer Steuereinheit (30) gekoppelt sind, die zur Verarbeitung von Sensorsignalen (32) von Erfassungseinrichtungen (34) vorbereitet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Steuereinheit (30) zur Verarbeitung von Sensorsignalen (32) optischer Erfassungseinrichtungen (34) vorbereitet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die mit der Steuereinheit (30) gekoppelten optischen Erfassungseinrichtungen (34) jeweils durch Bilderfassungseinrichtungen mit nachgeschalteter Bildauswertung zur Erfassung und Auswertung der Artikel (28) sowie deren Bewegungen auf der Oberfläche des Flächenantriebs (10) gebildet sind.
Verfahren zum Transport, zur Sortierung, Verschiebung und/oder Verteilung von Artikeln (28) auf einer zumindest abschnittweise ebenen Auflage (14) mittels einer Vielzahl von darin in regelmäßiger Anordnung gelagerten Kugeln (16), die zum Bewegen von auf der Auflage (14) befindlichen Artikeln (28) antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (16) separat oder zumindest gruppenweise individuell angesteuert und angetrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Auflage (14) einen Teil einer Transport-, Sortier- und/oder Verteilvorrichtung für Artikel (28) bildet, wobei die den Kugeln (16) zugeordneten separaten Antriebe (20) jeweils von einer Steuereinheit (30) angesteuert werden, die Sensorsignale (32) wenigstens einer Erfassungseinrichtung (34) verarbeitet.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die Steuereinheit (30) mit optischen Erfassungseinrichtungen (34) gekoppelt ist, die jeweils durch Bilderfassungseinrichtungen mit nachgeschalteter Bildauswertung zur Erfassung und Auswertung der Artikel (28) sowie deren Bewegungen auf der Oberfläche des Flächenantriebs (10) gebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Artikel (28) durch Behälter oder Gebinde gebildet sind, die mittels des durch die flächige Auflage (14) gebildeten Flächenantriebs (10) gedreht, sortiert, verschoben, verteilt und/oder mehreren verschiedenen Transportwegen zugeordnet und dort weiterbefördert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem mittels der individuell ansteuerbaren und der jeweils in verschiedene Richtungen drehbaren Kugeln (16) der flächigen Auflage (14) mehrere dort befindliche Artikel (28), Behälter und/oder Gebinde gleichzeitig in jeweils verschiedene Richtungen gedreht und/oder befördert werden.