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Technisches Umfeld
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Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter für eine Sortiervorrichtung von Waren mit einem Behälterrahmen, an welchem zwei eine Auflagefläche für die zu sortierenden Waren bildenden drehbewegliche Klappen festgelegt sind, wobei die Klappen durch eine Koppelvorrichtung, welche mit beiden Klappen mittels jeweils eines Drehgelenkes verbunden ist, synchron von einer horizontalen Transportstellung in eine im wesentlichen vertikale Kippstellung für das Herabfallen der Ware in eine unter dem Transportbehälter befindliche Sortierstation bewegbar sind.
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Stand der Technik
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Eingangs beschriebene Transportbehälter sind Bestandteil von Sortiervorrichtungen von Waren, wie sie insbesondere in Verteilzentren, Versandhäusern und Produktionsanlagen eingesetzt werden, um verschiedene Waren pro Auslieferungsbestimmungsort zusammenzubringen. Die in Rede stehenden Vorrichtungen weisen dabei üblicherweise eine Mehrzahl (10 bis über 100) von Transportbehältern auf, die von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung bewegbar sind, wobei diese Antriebsvorrichtung die Form einer Endloskette, eines Riementriebes oder dergleichen aufweisen kann, die in einer Schleife über in der Regel eine Mehrzahl von Umlenkrädern geführt ist und an der die Transportbehälter festgelegt sind.
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Die zu sortierenden Güter wie beispielsweise Bücher, Zeitschriften, Kleidungsstücke oder dergleichen werden in einer zur Sortiervorrichtung gehörenden Zuführstation jeweils auf die zum Transportbehälter gehörenden Auflageflächen aufgelegt. Von der Zuführstation werden die Transportbehälter mit Hilfe der Antriebsvorrichtung einer Vielzahl von Ausgabestationen zugeleitet. Die Ausgabestationen sind gekennzeichnet durch unterhalb der Transportbehälter vorhandene Auslieferungsbehälter wie Körbe Kartons oder anderweitige Transportbänder oder -rutschen, in denen oder auf die die auf der Auflagefläche der Transportbehälter liegenden Waren je nach Bestimmung einsortiert werden müssen.
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Das Einsortieren geschieht dadurch, dass mittels einer elektronischen Steuerung der Sortiervorrichtung die Klappen des Transportbehälters, die die Auflagefläche für die Ware bilden, in einer bestimmten Ausgabestation entriegelt werden und durch das Gewicht der aufliegenden Ware im Zusammenhang mit dem Eigengewicht der Klappen nach unten klappen und eine Öffnung freigeben, durch die die Ware in die unterhalb der Transportbehälter vorhandenen Auslieferungskörbe herabfallen kann.
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Der Öffnungsvorgang der Klappen und das Herabfallen der Ware ist dabei in kinematischer Hinsicht nicht unproblematisch. Grund hierfür ist zum einen die erhebliche Geschwindigkeit der Transportbehälter sowie die unterschiedliche Gewichtsbeschaffenheit der auf der Auflagefläche der Transportbehälter befindlichen Waren und deren Lage auf den Auflageflächen.
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Insbesondere bei Waren mit geringem Gewicht besteht für diese Waren beim Herabfallen ein gewisses Trägheitsmoment, welches dazu führen kann, dass die Ware durch die in Transportrichtung hintere geöffnete Klappe beim Herabfallen eine Krafteinwirkung erfährt, die die Ware in einen in Transportrichtung vor dem richtigen Bestimmungsbehälter platzierten Behälter befördert, so dass eine falsche Sortierung erfolgt.
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Diese Problematik wird bei vielen aus dem Stand der Technik bekannten Sortieranlagen dadurch verstärkt, dass die durch ihr Eigengewicht herabfallenden Klappen aus ihrer maximalen Öffnungsstellung zurückschwingen und hierbei mit der herabfallenden Waren kollidieren. Dieser Effekt ist insbesondere bei Klappen aus Holz oder Metall mit entsprechend hohem Gewicht gegeben, welches ein schnelles Öffnen der Klappen unterstützen soll.
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Um ein Rückschwingen zu vermeiden, gibt es Lösungen, bei denen die Klappen in ihrer Endstellung durch magnetische oder pneumatische Mittel gehalten werden sollen. Die technische Realisierung derartiger Lösungen bleibt jedoch in Bezug auf den Öffnungsvorgang der Klappen, welcher selbstverständlich ausreichend schnell und zuverlässig vonstatten gehen soll, oftmals unbefriedigend, da die entsprechenden Haltevorrichtungen ein Zurückschwingen der Klappen und ein sicheres Verharren in der maximalen Öffnungsstellung der Klappen nicht bewirken können, insbesondere bei Klappen mit hohem Gewicht negativ zu beobachten ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Bauarten von Transportbehältern der gattungsgemäßen Art besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen derartigen Transportbehälter so zu gestalten, dass bei allen Arten von Waren mit unterschiedlichsten Gewichten immer eine zuverlässige Sortierung in dafür vorgesehene Auslieferungsbehälter unterhalb der Transportbehälter gewährleistet ist. Die Anlage soll darüber hinaus flexibel einsetzbar sein und entsprechenden sortiervorrichtungstechnischen Vorgaben angepasst werden können.
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Lösung der Aufgabe
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Die Lösung der Aufgabe ergibt sich zusammen mit den Merkmalen eines im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Transportbehälters aus der im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 offenbarten technischen Lehre.
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Erfindungswesentlich dabei ist es, dass die Koppelvorrichtung ein im wesentlichen vertikal in Öffnungsrichtung der Klappen verschiebliches Betätigungsglied aufweist, an dem um zwei zueinander beabstandet gegenüberliegende Befestigungspunkte drehbar jeweils eine stabförmige Schubstange angeordnet ist, welche mit ihrem dem Betätigungsglied abgewandten freien Ende jeweils an einer Klappe angelenkt ist, wobei Betätigungsglied und Schubstangen mindestens eine Kniehebelmechanik ausbilden.
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Durch die beschriebene technische Gestaltung und insbesondere durch die Ausbildung von Betätigungsglied und Schubstangen als Kniehebelmechanik wird eine exakt vordefinierte Endstellung der Klappen beim Öffnungsvorgang sichergestellt. Ein Zurückschwingen der Klappen ist durch die Eigenschaften der Kniehebelmechanik ausgeschlossen. Durch die geschilderte Ausgestaltung kann aufgrund der exakten Klappenführung gegebenenfalls eine zusätzliche Erhöhung der Transportgeschwindigkeit für die einzelnen Transportbehälter und somit eine Effektivitätserhöhung der gesamten Anlage erzielt werden. Die konstruktive Gestaltung hat darüber hinaus den Vorteil, dass eine zum schnellen Öffnen notwendiges erhöhtes Gewicht der Klappen von diesen auf das Betätigungsglied übertragen werden kann, was das Schwingungsverhalten der Klappen wiederum positiv beeinflusst.
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Besondere Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich zusätzlich zur technischen Lehre des Anspruches 1 aus den Merkmalen in den auf den Hauptanspruch rückbezogenen Unteransprüchen.
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Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, zur exakten Bewegung des Betätigungsgliedes dieses in einer Längsführung verschieblich zu lagern, wobei die Längsführung an einer rechtwinklig zur Auflagefläche nach oben vorstehenden Seitenwandung des Behälterrahmens angeordnet ist.
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Zusätzlich kann es zweckmäßig sein, am Betätigungsglied mehrere beabstandet zueinander angeordnete Befestigungspunkte für die Schubstangen festzulegen. Durch diese Maßnahme können für die Klappen je nach Anwendungsfall unterschiedliche Öffnungswinkel festgelegt werden, ohne dass dies Einfluss auf die erfindungsgemäße Kniehebelmechanik hat. Die unterschiedlichen Öffnungswinkel sind insbesondere vorteilhaft, da sich in praktischen Versuchen ergeben hat, dass die in Transportrichtung vordere Klappe in der Regel zum sicheren Herausfallen der Ware aus dem Transportbehälter nur einen kleineren Öffnungswinkel benötigt als die in Transportrichtung hintere Klappe, bei der unter Umständen ein Anstoßen der Ware zu befürchten ist.
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Zur Arretierung der Klappen in der Transportstellung kann zweckmäßigeiweise am der Auflagefläche abgewandten Ende der Längsführung eine Verriegelungsvorrichtung zur Festlegung des Betätigungsgliedes angeordnet werden. Die geschilderte Anordnung gewährt zum einen die Möglichkeit eines von der Transport- und Auswurffunktion für die Ware unabhängige Platzwahl, zum anderen ist eine einfache Ansteuerung der Betätigungsvorrichtung von der Außenseite des Transportbehälters möglich.
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Zusätzlich vorteilhaft kann es darüber hinaus sein, an dem der Auflagefläche abgewandten oberen Randbereich der Seitenwandung mindestens zwei Aufhängevorrichtungen zur Anbindung des Transportbehälters an ein zur Sortiervorrichtung gehörendes Trägerschienensystem anzuordnen. Diese konstruktive Gestaltung entkoppelt die für die Öffnung der Klappen vorgesehenen Arbeitsbereiche vom denjenigen Bauelementen, die für die Anbindung an die Antriebsvorrichtung bzw. an die Tragvorrichtung der Sortiervorrichtung vorgesehen sind.
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Figurenbeschreibung
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Teilbereiches einer Sortiervorrichtung mit zwei erfindungsgemäßen Transportbehältern und
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2 eine Ansicht entsprechend dem Pfeil A auf die in der 1 abgebildeten Transportbehälter
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In der 1 ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäßen in Ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichneten Transportbehälter mittels mehrerer Aufhängevorrichtungen 2 an einem Trägerschienensystem 3 aufgehängt sind. Die Aufhängevorrichtungen 2 sind so gestaltet, dass sie die Transportbehälter 1 innerhalb des Trägerschienensystems 3 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung führen, wobei die Führung durch geeignete Führungsrollen gewährleistet ist.
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Das Trägerschienensystem 3 ist Bestandteil einer Sortiervorrichtung für Güter, wie sie in Verteilzentren, Versandhäusern und anderen Produktionsstätten eingesetzt werden, um unterschiedliche Produkte zu einzelnen Sammelstationen zu transportieren. Die Produkte können dabei Bücher, Zeitschriften, Kleidung oder dergleichen sein. Zur zusätzlichen Stabilisierung der Transportbehälter 1 sind diese an ihrer Rückseite durch eine Stützschiene 4 zusätzlich in seitlicher Richtung geführt.
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Das Trägerschienensystem 3 der Sortiervorrichtung dient zur Aufhängung der einzelnen Transportbehälter 1, deren Anzahl bei einer Sortiervorrichtung von 1 bis n betragen kann, und ist dabei üblicherweise in hier nicht näher dargestellter, aber bekannter Weise in der Regel als geschlossenes System ausgestaltet, so dass die einzelnen zum Sortiersystem gehörenden Transportbehälter 1 sich auf einer umlaufenden Transportbahn bewegen.
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Angetrieben werden sie durch eine zum Trägerschienensystem 3 gehörende Antriebsvorrichtung, die aus einer Endloskette, einem Riementrieb oder dergleichen bestehen kann. Auf der Bewegungsbahn der einzelnen Transportbehälter 1 innerhalb der Sortiervorrichtung befinden sich eine oder mehrere Befüllungsstationen für die Transportbehälter 1. In den Befüllungsstationen wird die mit 10 bezeichnete Auflagefläche der Transportbehälter 1 mit einer Ware bestückt. Auf der Umlaufbahn der Transportbehälter 1 befinden sich außerhalb der Befüllungsstation/en eine Vielzahl von Entlade- oder Ausgabestationen für die auf der Auflagefläche 10 der Transportbehälter 1 befindlichen Waren. Die Ausgabestationen zeichnen sich dadurch aus, dass sich unterhalb der Umlaufbahn der Transportbehälter 1 nebeneinander in Transportrichtung angeordnet eine Vielzahl von Auslieferungsbehältern befinden, die verschiedenen Bestimmungsorten zugeordnet sind und in die die Waren elektronisch gesteuert einsortiert werden. Nach Befüllung des Transportbehälters 1 wird dieser somit entlang der endlosen Umlaufbahn zu derjenigen Entladestation transportiert, in der die aufliegende Ware einzusortieren ist. Ist die Entladestation erreicht, so wird die Auflagefläche 10, die durch zwei Klappen 5 und 6 gebildet ist, durch Herabschwenken der Klappen 5 und 6 geöffnet, so dass die aufliegende Ware nach unten in den entsprechenden Auslieferungskorb hineinfallen kann.
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Der gesamte Prozess wird dabei von einer Computersteuerung kontrolliert. Die zugeführten Waren werden bei der Ladestation zunächst identifiziert und einem Transportbehälter 1 zugeordnet. Es ist somit genau bekannt, welches Produkt sich in einem bestimmten Transportbehälter 1 befindet. Die Transportbehälter 1 werden durch die Antriebsvorrichtung entlang ihrer Umlaufbahn bewegt und gelangen somit zu der Reihe von Entladestationen. Die einzelnen Entladestationen weisen ein Betätigungselement auf, mit dem eine Verriegelungsvorrichtung 7 entriegelt werden kann. Dies kann mittels eines Magneten oder einer anderen Ansteuerung erfolgen. Sobald sich ein Transportbehälter 1 an einer Entladestation mit einem Produkt vorbeibewegt, das für diese Entladestation vorgesehen ist, werden die Klappen 5 und 6 des Transportbehälters 1 abgesenkt, so dass die Ware in den betreffenden Auslieferungskorb hineinfallen kann.
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Die kontrollierte Öffnungsbewegung der Klappen 5 und 6 ist wesentlicher Gegenstand der Erfindung. Problematik bei der Öffnung der Klappen 5 und 6 ist es, dass Waren unterschiedlichen Gewichtes und unterschiedlicher Größe mit verschiedener Geschwindigkeit aus dem Transportbehälter 1 in die Auslieferungsbehälter fallen, da sie einer natürlichen Trägheit unterliegen. Durch ein verzögertes Herabfallen kann es geschehen, dass der Transportbehälter sich soweit vorwärts bewegt hat, dass die in Transportrichtung hintere Klappe die Ware anstößt und in einen Auslieferungskorb befördert, der in Transportrichtung vor dem eigentlich richtigen Auslieferungskorb liegt. Dieses Phänomen tritt insbesondere dann auf, wenn gleichzeitig durch das Gewicht der Klappen 5 und 6 ein Zurückschwingen aus der maximalen Öffnungsposition erfolgt. Zur Beseitigung der geschilderten Problematik besitzt die Transportvorrichtung einen speziellen Aufbau, der nachfolgend näher erläutert wird.
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Wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Transportbehälter 1 ist zunächst ein Behälterrahmen 8, der im wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeordnet ist und einseitig eine senkrechte nach oben oder nach unten über den Behälterrahmen 8 vorstehende Seitenwandung 9 aufweist. Der Behälterrahmen 8 wird vorteilhaft aus Aluminiumprofilen zusammengesetzt und besitzt an seiner Unterseite zwei Drehgelenkstäbe, an denen die oben bereits erwähnten Klappen 5 und 6 drehbeweglich angelenkt sind.
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Die Klappen 5 und 6 können, wie dies die 1 zeigt, eine geschlossene Form einnehmen, in der sie eine Auflagefläche 10 für die zu transportierende Ware bilden. Durch die Drehbeweglichkeit ergibt sich für die Klappen 5 und 6 darüber hinaus eine vertikale Kippstellung, die ebenfalls für einen Transportbehälter 1 in der 1 dargestellt ist. Das Verbringen der Klappen 5 und 6 von der geschlossenen Transportstellung in die geöffnete Kippstellung ist durch eine Koppelvorrichtung 11 zwangsgesteuert.
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Die in ihrer Gesamtheit mit 11 bezeichnete Koppelvorrichtung ist aus der 2 im einzelnen ersichtlich und besteht im wesentlichen aus einem Betätigungsglied 12, welches entsprechend dem Pfeil P in vertikaler Richtung beweglich ist. Die Bewegung des Betätigungsgliedes 12 wird durch eine Längsführung 13 sichergestellt, die in der Seitenwandung 9 des Transportbehälters 1 unterhalb des Trägerschienensystems 3 angeordnet ist. Das Betätigungsglied 12 ist in der Längsführung 13, welche als Langloch ausgestaltet ist, mittels zweier Lagerbolzen 14 zwangsbewegt. Am unteren Ende, welches dem Trägerschienensystem 3 abgewandt ist, ist das Betätigungsglied 12 mit zwei seitlichen Auslegern 15 und 16 versehen, so dass sich insgesamt für das Betätigungsglied 12 eine T-förmige Form ergibt, es sind natürlich auch eine Y-Form oder ähnliche Gestaltungen denkbar. Die freien Enden der Ausleger 15 und 16 sind jeweils mit einer Schubstange 17 und 18 gekoppelt, wobei die Kopplung in jeweils einem Befestigungspunkt 19 drehbar erfolgt.
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Das andere Ende der Schubstangen 17 und 18 ist an der Unterseite der Klappen 5 und 6 ebenfalls in einem Drehpunkt angebunden. Die Abmessungen und die Bauform des Betätigungsgliedes 12 zusammen mit den Schubstangen 17 und 18 sowie deren Anbindung an die Klappen 5 und 6 sind so gewählt, dass sie eine Kniehebelmechanik ausbilden. Diese Kniehebelmechanik ist zum einen für die zwangsgeführte Bewegung der Klappen 5 und 6 beim Öffnen verantwortlich und stellt darüber hinaus sicher, dass die Klappen in ihrer in der 2 dargestellten Endstellung verriegelt sind und keinerlei unkontrollierte Rückschwingbewegung möglich ist, auch weil das Gewicht des Betätigungsgliedes größer als dasjenige der Klappen 5 und 6 ist.
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Wie aus der 2 ergänzend deutlich wird, ist die in Transportrichtung vorne liegende Klappe 5 soweit geöffnet, dass sich ein Winkel α mit der Vertikalen ergibt. Der Öffnungswinkel β, den die Klappe 6 mit der Vertikalen bildet, ist in seinem Wert deutlich kleiner gewählt. Diese konstruktive Gestaltung hat den Zweck, sicherzustellen, dass auch bei hohen Transportgeschwindigkeiten und kleinen, leichten und somit kinematisch trägen Waren eine Mitnahme der Ware während des Herausfallens aus dem Transportbehälter 1 durch die Klappe 6 zuverlässig auszuschließen. Um gegebenenfalls die Winkel α und β an spezielle Erfordernisse anpassen zu können, sind – wie dies aus der 2 deutlich wird – die Ausleger 15 und 16 am Betätigungsglied 12 mit jeweils drei Befestigungspunkten versehen, in denen die Schubstangen 17 bzw. 18 drehbeweglich festgelegt werden können.
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Die Darstellung zweier Transportbehälter 1 in der 2 sowohl in geöffneter als auch in geschlossener Stellung der Klappen 5 und 6 macht deutlich, wie durch die vertikale Bewegung des Betätigungsgliedes 12 in Verbindung mit der Verschiebung der Schubstangen 17 und 18 und den vorhandenen Drehpunkten zwischen Schubstangen 17 und 18 und Betätigungsglied 12 bzw. zwischen Schubstangen 17 und 18 und Klappen 5 und 6 die Kniehebelmechanik funktioniert.
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Die Bewegung des Betätigungsgliedes 12 in senkrechter Richtung erfolgt dabei ohne eigenen Antrieb allein durch das Eigengewicht der Klappen 5 und 6. Nach Öffnen der Klappen 5 und 6 und dem Überfahren der Entladestation werden die Klappen 5 und 6 durch eine geeignete Schließvorrichtung wieder in ihre Verschlussposition gebracht, so dass der Transportbehälter 1 zur Aufnahme der nächsten Ware bereit ist. Der Schließvorgang der Klappen ermöglicht dabei ein gleichzeitiges Anheben beider Klappen durch das Anheben des Betätigungsgliedes 12, was insbesondere für die in Fahrtrichtung hintere Klappe, die gegen die Fahrtrichtung zu schließen ist, Vorteile bringt.
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Die geschlossene Position der Klappen 5 und 6 wird durch eine am oberen Ende des Betätigungsgliedes 12 vorhandene Verriegelungsvorrichtung 7 sichergestellt. Diese Verriegelungsvorrichtung 7 kann ebenfalls durch geeignete und aus dem Stand der Technik bekannte konstruktive Maßnahmen entsprechend der Computersteuerung der Sortiervorrichtung betätigt werden.
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Die praktische Anwendung der neuartigen Zwangsführung für die Bewegung der Klappen 5 und 6 zeigt in der Praxis eine effiziente Steigerung der Zuverlässigkeit für die Warenzuordnung in die einzelnen Entladestationen. Gleichzeitig kann durch die Anpassung der Klappenstellung auch eine erhöhte Geschwindigkeit der Transportbehälter 1 auf ihrer Umlaufbahn innerhalb der Sortiervorrichtung gewährleistet werden.
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Es ist erfindungsgemäß selbstverständlich denkbar, neben der beschriebenen Ausführungsform auch anders gestaltete Betätigungsglieder und Schubstangen einzusetzen, solange sie durch ihre Gestaltung eine Kniehebelmechanik sicherstellen. Somit sind neben der beschriebenen Ausführungsform durchaus viel mehr mögliche Variationen und Ausführungsformen für den Durchschnittsfachmann denkbar, ohne sich aus dem Schutzbereich der Erfindung zu entfernen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportbehälter
- 2
- Aufhängevorrichtung
- 3
- Trägerschienensystem
- 4
- Stützschiene
- 5
- Klappe
- 6
- Klappe
- 7
- Verriegelungsvorrichtung
- 8
- Behälterrahmen
- 9
- Seitenwandung
- 10
- Auflagefläche
- 11
- Koppelvorrichtung
- 12
- Betätigungsglied
- 13
- Längsführung
- 14
- Lagerbolzen
- 15
- Ausleger
- 16
- Ausleger
- 17
- Schubstange
- 18
- Schubstange
- 19
- Befestigungspunkt
