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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von Stückgütern,
die über Transportmittel ungeordnet nebeneinander liegend
zu- und geordnet hintereinander liegend abgeführt werden,
wobei deren Handhabung in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene
erfolgt, in der jeweils eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren
Fördermitteln arrayförmig angeordnet sind, mittels
derer die darauf aufliegenden Stückgüter, deren
Position und Zielinformation bekannte sind, in der Ebene individuell
bewegbar und in einer den Sortierkriterien entsprechende Reihenfolge einem
Abförderer zuführbar sind.
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Handhabung
im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst das Vereinzelung und/oder
Ausrichtung und/oder Sortierung und/oder Speicherung von Stückgütern,
die mittels einer Fördertechnik der Handhabungsvorrichtung
zu- und abgeführt werden. Stückgüter
können sowohl Pakete, Päckchen und Paletten, aber
auch Behälter, z. B. mit darin aufgenommenen Gepäckstücken,
sein. Die Stückgüter werden gewöhnlich
ungeordnet nebeneinander oder vereinzelt mit definierten Abständen
zueinander und hintereinander liegend zugeführt. Nach der
Handhabung in der Vorrichtung werden die Stückgüter
geordnet zu einer weiteren Bearbeitung abgeführt. Die Handhabung
kann dazu benutzt werden, eine bestimmte Reihenfolge (Sequenz) der
Stückgüter am Abförderer herzustellen,
die für eine weitere Bearbeitung notwendig oder vorteilhaft
ist.
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Das
Sortieren von Stückgütern wird gegenwärtig überwiegend
mit linearen oder zirkulären Transportrichtung wie Kippschalensorter
oder Quergurtsorter realisiert. Das Speichern oder auch Zwischenspeichern
von Stückgütern geschieht gegenwärtig,
manuell oder mechanisch unterstützt, durch Abstapeln auf
dem Boden oder in Regalen bzw. teil- oder vollautomatisiert in Durchlaufspeichern
oder Hochregalspeichern.
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Eine
Handhabungsvorrichtung, von der die vorliegende Erfindung als nächstliegender
Stand der Technik ausgeht, ist in dem
deutschen Patent 199 27 251 C2 beschrieben.
Sie ermöglicht gegenüber den eingangs beschriebenen
Vorrichtungen einer besonders effektiven Handhabe der Stückgüter
sowohl beim Vereinzeln, Ausrichten und/oder Speichern wie auch beim
Sortieren nach einer festgelegten Reihenfolge. Die arrayförmige
Anordnung der die Stückgüter in vier Richtungen
senkrecht zueinander in einer horizontalen Ebene bewegenden Fördermittel
sowie die Identifizierung und ständige Verfolgung der Stückgüter
auf der Arrayfläche schaffen die Voraussetzung, die Stückgüter
kollisionsfrei zu bewegen und auszurichten.
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Nach
Ermittlung der Lage der Stückgüter am Eingang
der ebenen Arrayfläche wird ein Stückgut nach
dem anderen mit festgelegtem Abstand durch gezielte Ansteuerung
der unter dem Stückgut befindlichen Fördermittel
zu einer Abgabestelle transportiert, während gleichzeitig
eine Ausrichtung der Stückgüter erfolgen kann.
Sollen die Stückgüter sortiert werden, so werden
die Handhabungsinformationen, in diesem Fall Adressen der Stückgüter
als Sortierinformationen ermittelt. Dann erfolgt der Transport zu
den laut Sortierplan vorgesehenen Abgabestellen.
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Bei
den Transporten, die nach Möglichkeit parallel durchgeführt
werden, erfolgt eine ständige Verfolgung jedes einzelnen
Stückgutes, so dass die Bewegungen definiert und kollisionsfrei
durchgeführt werden können. Ist für den
Ablauf ein Zwischenspeichern notwendig, so findet dies in der Handhabungsvorrichtung
statt.
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Die
Vorrichtung zum Handhaben ist zwar funktional vielseitig und kompakt,
erfordert aber zur wirtschaftlichen Handhabung eine relativ große Grundfläche,
die aufgrund vorhandener Baustrukturen häufig nicht darstellbar
ist, wodurch die Leistungsfähigkeit der Anlage begrenzt
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deshalb eine gattungsgemäße
Handhabungsvorrichtung zu schaffen, die die Vorteile der bekannten
Vorrichtung mit deutlich geringerem Flächenbedarf und/oder
größerer Durchsatzleistung verbindet.
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Zur
Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass mindestens
eine zweite Ebene, in der zur Handhabung der Stückgüter
jeweils eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Fördermitteln
arrayförmig angeordnet sind, parallel und vertikal zur
ersten Ebene beabstandet vorgesehen ist, wobei die übereinander angeordneten
Ebenen fördertechnisch untereinander verbunden sind. Die
Erweiterung der bekannten Handhabungsvorrichtung in die dritte Dimension
ermöglicht nicht nur die Einsparung von Grundfläche, Sie
ermöglicht vor allem eine deutliche Kapazitätssteigerung
durch erhöhte Durchsatzleistung.
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Vorzugsweise
erfolgt erfindungsgemäß die Zu- und Abfuhr zu
und von den Ebenen und/oder die Verbindung der Ebenen untereinander
mittels konventioneller Fördertechnik. Für die
Zu- und Abfuhr kommen beispielsweise herkömmliche Linearförderer,
für die Verbindung der Ebenen untereinander Lifte, Heber,
Paternosterförderer o. ä. zum Einsatz.
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Um
den Funktionsumfanges für die einzelnen Ebenen zu erhöhen,
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Ebenen über
die Fördertechnik multidirektional miteinander zu verbinden.
Dadurch wird es möglich, einzelne Ebenen zu spezialisieren
und zu simplifizieren und wie ein weiterer Vorschlag der Erfindung
vorsieht, den einzelnen Ebenen jeweils bestimmte Funktionen, wie
Vereinzeln, Sortieren, Speichern oder Sequenzieren zuzuordnen.
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Wenn,
wie ein anderes Merkmal der Erfindung vorsieht, der obersten Ebene
die Eingabe der Stückgüter zugeordnet ist, können
die darunter liegende Ebenen mit der obersten Ebene direkt oder
indirekt, beispielsweise durch Schwerkraftförderer verbunden
werden, wodurch die Energiebilanz der Vorrichtung verbessert wird.
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Schließlich
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mehrere Ebenen
durch mehrere Übergängen von einer Ebene zu anderen
Ebenen miteinander verbunden sind, deren Anzahl durch die Funktionszuordnung
und die geförderten Durchsätze der Übergänge
festgelegt ist. Damit lassen sich die Durchsatzzeit der Vorrichtung
und damit die Kapazität zusätzlich erhöhen.
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Die
Fördermittel sind bevorzugt mit einem drehbar gelagerten,
angetrieben kugelförmigen Transportteil versehen, dessen
Transportrichtung frei wählbar ist. Die Transportteile
sind ohne feste Achse gelagert ist und beispielsweise elektromechanisch
so angetrieben, dass ihre Drehrichtung Richtung frei wählbar
ist. So ist es möglich, wenn viele Fördermittel auf
einer bestimmten Arrayfläche untergebracht sind, durch
die freie Richtungswahl mit den Stückgütern möglichst
kurze Wege zurückzulegen. Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf diese Art von Fördermitteln beschränkt,
auch andere Fördermittel mit gleicher Funktion sind einsetzbar,
solange sie eine Bewegung der Stückgüter in der
Ebene, vorzugsweise in vier zueinander senkrechten Richtungen ermöglichen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung wird
eine platzsparende multifunktionale Vorrichtung zum Vereinzeln,
Ausrichten, Fördern, Sortieren, Speichern und Sequenzieren
von Stückgütern geschaffen, die sich durch höchste
Flexibilität und Durchsatzleistung auszeichnet. Auf geringem Raum
wird eine leistungsfähige Kompaktanlage geschaffen, deren
Funktionalität sich bisher nur mit mehreren miteinander
verknüpften unterschiedlichen Anlagen darstellen ließ.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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Die
einzige Zeichnungsfigur zeigt grob schematisch eine dreidimensionale
Darstellung der Vorrichtung 1 zum Handhaben von Stückgütern 2,
die hier vereinfacht als quaderförmige Pakete dargestellt sind.
Statt der Pakete können auch Behälter, beispielsweise
Behälter zur Aufnahme von Fluggepäck in der Anlage
sortiert, sequenziert, vereinzelt und gespeichert werden.
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Die
aufgegebenen Stückgüter
2 werden mittels
zahlreicher, in einer matrizen- oder arrayartigen Form angeordneter
Fördermitteln
3 mit kugelförmigen Transportteilen
bewegt, auf denen die Stückgüter
2 aufliegen.
Jedes Stückgut kann für sich in beliebige horizontale
Richtungen bewegt werden, wie die kleinen in den Stückgütern
2 andeuteten
Pfeile
4 darzustellen versuchen. Die Fördermittel
3 werden
mit variabler Geschwindigkeit und variabler Beschleunigung angetrieben.
Antriebe solcher Fördermittel
3 sind an sich bekannt
(z. B.
US 5.808.395 und
US 5.410.232 ), sie sind
aber nicht Gegenstand der Erfindung.
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Mit
Hilfe der separat angetriebenen Fördermittel 3 können
bestimmte Abstände zwischen den aufgegebenen Stückgütern 2 erzeugt
werden; außerdem können die Stückgüter 2 gesteuert
bzw. kontrolliert vereinzelt und in der jeweiligen Ebene 5, 6 und 7 beliebig
ausgerichtet werden.
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Für
die gezielte Steuerung der Antriebe und damit der Stückgüter 2 ist
es notwendig, jedes Stückgut 2 bei der Aufgabe
auf eine der Ebenen 5, 6 oder 7 zu identifizieren.
Das kann durch Aufnehmen der Zielinformation des Stückgutes
und dessen Lage und Grundriss (Form) erfolgen. Anhand dieser Merkmale wird
das Stückgut 2 erkennbar und kann anhand dieser
verfolgt werden. Dazu können Mitteln der Bildverarbeitung
und/oder elektronische Datenträger eingesetzt werden, deren
Informationen im Verlauf des Transportes zu der und durch die Anlage
ausgelesen werden.
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Die
Zuförderung der Stückgüter 2 erfolgt
mittels nicht dargestellter Transporteinrichtungen an einer oder
an mehreren Aufgabestellen 9a bis 9e, wo die Stückgüter 2 sensorisch
und/oder optisch 8 erfasst werden können. Bei 8 ist
symbolhaft die Kamera angedeutet, die im Bereich einer durch Pfeile
angedeuteten Aufgabestelle 9a der Stückgüter 2 auf
die oberste Ebene 5 die Lage und Kontur des Stückgutes 2 mit
Mitteln der Bildverarbeitung erfasst. Der Pfeil 9a ist
als Doppelpfeil dargestellt, weil die Aufgabestelle 9a multidirektional
auch als Abgabestelle für Stückgüter 2 genutzt
werden kann.
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Die
Daten (z. B. Zielinformation, Lage und Grundriss der Stückgüter 2)
werden an eine nicht dargestellte Steuereinrichtung übermittelt,
die auf der Basis von implementierten Algorithmen und einem regelmäßigen
Auffrischen der Information über den gegenwärtigen
Zustand die Fördermittel 3 steuert. Die Fördermittel 3 können
zudem mit Druckaufnehmern ausgestattet sein, die detektieren, ob
sich ein Stückgut 2 auf dem Fördermittel 3 befindet.
So könne alle oder auch nur diejenigen Fördermittel 3 angetrieben
werden, auf denen sich Stückgüter 2 befinden bzw.
in Kürze befinden werden.
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Mit
Hilfe der Fördermitteln
3 und deren Steuereinrichtung
kann jedes Stückgut
2 von einer der Aufgabestellen
9a bis
9e,
gegebenenfalls unter Wechsel der Ebenen
5,
6 und
7,
zu den durch die Zielinformation bestimmten Abgabestelle
9a bis
9e transportiert
werden, wobei die in der Steuereinrichtung implementierten Algorithmen
den parallelen Ablauf dieses Prozesses für alle aufgegebenen
Stückgüter kollisionsfrei gewährleisten
und dadurch einen weg- und zeitoptimalen Bewegungsablauf sicherstellen.
Zu den weiteren Abläufen innerhalb einer Ebene
5 oder
6 oder
7 wird
auf die Beschreibung in dem
deutschen Patent 199 27 251 C2 verwiesen.
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Die
dreidimensionale Übereinander-Anordnung von mehreren Ebenen
ermöglicht einen multifunktionalen Einsatz der Handhabungsvorrichtung. Die
einzelnen Ebenen mit identischen arrayförmig angeordneten
und einzeln ansteuerbaren Fördermitteln sind mit 5, 6 und 7 bezeichnet.
Selbstverständlich können auch mehr als drei Ebenen,
aber auch nur zwei Ebenen die Vorteile der Erfindung verwirklichen.
Wie die Pfeile 10 bis 13 symbolisch verdeutlichen,
sind die Ebenen 5, 6 und 7 miteinander
derart verknüpft, dass Stückgüter 2 von
einer zur anderen Ebene 5 und 6 sowie 6 und 7,
aber auch direkt von 5 nach 7 oder zurück
transportiert werden können. Die Doppelpfeile symbolisieren
die multidirektionalen Transportrichtungen, die höchste
Flexibilität garantieren.
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Vorzugsweise
sind die Aufgabestellen (z. B. 9a) an der obersten Ebene 5 vorgesehen,
obgleich dies aufgrund der möglichen multidirektionalen
Anbindung nicht unbedingt erforderlich ist. Das erfasste Stückgut 2 wird
in die jeweilige Ebene transportiert und der entsprechende Handhabungsvorgang,
beispielsweise das Sortieren, wird gestartet. Soll das Stückgut 2 zu
einer bestimmten, der Empfängeradresse zugeordneten Abgabestelle
transportiert werden und ist die Lage des Stückgutes 2 bereits
korrekt, kann es direkt zur Abgabestelle 9c transportiert
und an (nicht dargestellte) externe Transportmittel abgegeben werden.
Wenn nicht, erfolgt vorher noch ein Ausrichten und Sortieren, wie
durch die kleinen Pfeile 4 angedeutet.
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Muss
im Rahmen des Sortiervorganges das Stückgut 2 gespeichert
werden, so kann es zu einem speziellen Speicherbereich transportiert,
der in der Ebenen 6 ausgebildet ist. Der Transportprozess
wird dort für eine definierte Zeitspanne unterbrochen und erst
durch eine durch die Steuereinrichtung initiierte Ausspeicherungsanforderung
wieder aufgenommen. In der Zwischenzeit stehen jedoch die anderen
Ebenen 5 und 7 zur Sortierung (beispielsweise
in Ebene 5) und/oder Sequenzbildung (beispielsweise bei 14 in
Eben 7) zur uneingeschränkten Verfügung,
weil die mehrfache Verknüpfung der Ebenen 5, 6 und 7 untereinander
ein freies Umlenken der Transportströme ermöglicht.
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Im
Zuge der Ausspeicherung und/oder während des Transports
zu den Abgabestellen kann, bedingt durch die Verfügbarkeit
von mehrdirektionalen Transportwegen, eine Steuerung des Transportweges
einzelner Stückgüter 2 in eine vorab
definierte oder während des Prozesses zu erzeugende Reihenfolge
der Stückgüter 2 bei deren Ankunft an
einer der Abgabestellen 9 erzeugt werden. Diese Funktion
ist zum Beispiel hilfreich, wenn die Stückgüter 2 in
der umgekehrten Reihenfolge ihrer weiteren Bearbeitung von der Abgabestelle 9 in
ein Transportmittel verladen werden sollen.
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Die
Verknüpfung der Ebenen 5 bis 7 ermöglicht
ein flexibles Umsetzen der Stückgüter innerhalb einer
Ebene, wie auch zwischen zwei oder mehreren Ebenen. So können
Stückgüter 2, wie der Doppelpfeil 10 darstellt,
unmittelbar zwischen den Ebenen 5 und 7 wechseln,
oder wie der Doppelpfeil 12 zeigt, von der Ebene 5 in
die zum Speichern vorgesehen Ebene 6 und umgekehrt wechseln.
Stückgüter aus der Eben 6 können
in die Ebene 7 und umgekehrt verbracht werden, wie die
Doppelpfeile 11 und 13 zeigen. Die Doppelpfeile
symbolisieren gleichzeitig, dass jede Ebene an mehr als einer Stelle
mit einer anderen Ebene verknüpft werden kann, so wie auch
jeweils mehrere Aufgabe- und Abgabestellen 9a bis 9e in
einer und der selben Ebene 5, 6 oder 7 vorgesehen sein
können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19927251
C2 [0004, 0023]
- - US 5808395 [0018]
- - US 5410232 [0018]