DE102018204612B4

DE102018204612B4 - Vorrichtung zum Lagern einer Vielzahl von Objekten sowie zum vereinzelten Handhaben der Objekte

Info

Publication number: DE102018204612B4
Application number: DE102018204612.3A
Authority: DE
Inventors: Philip Funke; Simon Baumgarten; Theo Jacobs
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2038-03-28
Also published as: DE102018204612A1

Abstract

Vorrichtung zum Lagern einer Vielzahl von Objekten (31) sowie zum vereinzelten Handhaben von Objektträgern (X), in Art eines Warenautomaten, mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4), die jeweils eine Anzahl n von in Umfangsrichtung um eine Vertikalachse angeordnete Lagerpositionen aufweisen, an denen jeweils ein Objektträger (5, X) angeordnet ist, an dem wenigstens eines der Objekte (31) lösbar fest gefügt ist, sowie einer längs einer vertikal orientierten Drehachse (D) und um die Drehachse (D) innerhalb eines sämtliche Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) vertikal durchsetzenden Zentralschachtes (7) bewegbaren Tragstruktur (8), die zum Aufnehmen eines der Objektträger (X) und Überführen des jeweils aufgenommenen Objektträgers (X) in eine Zielposition angeordnet und ausgebildet ist,bei der die Tragstruktur (8) in Umfangsrichtung um die Drehachse (D) wenigstens ein Kontaktmittel (27*) aufweist,bei der die Tragstruktur (8) in einer ersten Position um die Drehachse (D) vermittels des wenigstens einen Kontaktmittels (27*) mit einem in einer Lagerebene (L, L1, L2, L3, L4) angeordneten Objektträger (X) in Eingriff gelangt und durch Vertikalbewegung der Tragstruktur (8) den in Eingriff befindlichen Objektträger (X) gegenüber der Lagerebene (L, L1, L2, L3, L4) vertikal anhebt,bei der die Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) jeweils einen zusätzlichen Ausschnitt (21) aufweisen, so dass die zusätzlichen Ausschnitte (21) sämtlicher Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) in vertikaler Projektion überlappen und einen vertikalen Transportschacht (22) bilden,bei der die Tragstruktur (8) durch Rotation um die Drehachse (D) in eine zweite Position überführbar ist, in der der mit dem Kontaktmittel (27*) in Eingriff stehende Objektträger (X) innerhalb des Transportschachtes (22) angeordnet ist, undbei der längs des Transportschachtes (22) die Zielposition angeordnet ist, in die der sich innerhalb des Transportschachtes (22) befindliche Objektträger (X) durch Vertikalbewegung der Tragstruktur (8) überführbar ist,dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (8) ringförmig ausgebildet ist, einen die Ringform radial äußeren Umfangsrand (26) besitzt, längs dessen in Umfangsrichtung n Kontaktmittel (27, 27*) angeordnet sind, die den Umfangsrand (26) radial nach außen lokal überragen und jeweils paarweise mit dem Umfangsrand (26) eine radial nach außen offene Lücke (28) begrenzen,dass die an den Lagerpositionen in den einzelnen Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) angeordneten Objektträger (5, X) jeweils eine seitlich in den Zentralschacht (7) ragende Aufnahmestruktur (24) besitzen,dass die Aufnahmestrukturen (24) zweier längs einer virtuellen Kreislinie um die Drehachse (D) jeweils benachbart angeordnete Objektträger (5, X) einen Abstand (29) zueinander aufweisen,dass die n Kontaktmittel (27, 27*) jeweils in Art eines Aufnahmehakens ausgebildet sind, unddass die Aufnahmestrukturen (24) der Objektträger (5, X) jeweils eine nutförmige Ausnehmung (25) besitzen, in die jeweils der Aufnahmehaken eines Kontaktmittels (27, 27*) unter Ausbildung einer Formschlussverbindung einführbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Lagern einer Vielzahl von Objekten sowie zum vereinzelten Handhaben der Objekte in Art eines Warenautomaten, mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Lagerebenen, die jeweils eine Anzahl n von in Umfangsrichtung um eine Vertikalachse angeordnete Lagerpositionen aufweisen, an denen jeweils ein Objektträger angeordnet ist, an dem wenigstens eines der Objekte lösbar fest gefügt ist, sowie einer längs einer vertikal orientierten Drehachse und um die Drehachse innerhalb eines sämtliche Lagerebenen vertikal durchsetzenden Zentralschachtes bewegbaren Tragstruktur, die zum Aufnehmen eines der Objektträger und Überführen des jeweils aufgenommenen Objektträgers in eine Zielposition angeordnet und ausgebildet ist.
Stand der Technik
Gattungsgemäße Lagersysteme sind in den unterschiedlichsten Ausprägungsformen bekannt und reichen von herkömmlichen Warenautomaten für die Bevorratung von Konsumgütern, wie bspw. Getränke, Süßigkeiten, Blumen etc., bis hin zu industriell nutzbaren Warenlagersystemen, in denen Objekte in große Vielzahl und Varianz bevorratet sind, bspw. Maschinenteile, Maschinen oder Autos.
Die Druckschrift DE 38 31 463 A1 beschreibt hierzu eine Vorrichtung zum Verteilen und Lagern von Gütern, z. B. in Form von Kraftfahrzeugteilen oder Kraftfahrzeugen, mit vertikal übereinander angeordneten Lagerebenen, in denen jeweils eine Vielzahl einzelner Güter zwischengelagert werden können. Die Lagerebenen sind kreisringförmig ausgebildet und verfügen über kreisringsegmentförmige Lagerplätze, die über einen sämtliche Lagerebenen vertikal durchsetzenden Schacht zugänglich sind. Innerhalb des Schachtes ist ein Lastenaufzug angeordnet, der sowohl vertikal verfahrbar auch um die Vertikale drehbar gelagert ist. Auf diese Weise vermag der Lastenaufzug durch geeignete Vertikal- sowie Drehausrichtung um die Vertikalachse relativ zu einem bestimmten Lagergut, durch radiales Überführen des Lagergutes aus dem jeweiligen Lagerplatz auf den Lastenaufzug aufzunehmen. Der Lastenaufzug verfährt vertikal in eine Übergabeebene, bspw. in die Erdgeschoßebene, in der das Kraftfahrzeug aus dem Lager gefahren werden kann. Selbstverständlich erfolgt der Beladevorgang der Lagervorrichtung in entsprechend umgekehrter Reihenfolge.
Ein mit dem vorstehenden Lager vergleichbares Lagersystem ist in der Druckschrift FR 2 614 609 A1 beschrieben. Auch in diesem Fall ist mittig zu einer Vielzahl vertikal übereinander angeordneter, kreisringförmig ausgebildeter Lagerebenen längs eines Vertikalschachtes eine längs zur Vertikalachse linear bewegliche Aufnahmevorrichtung angeordnet, die zusätzlich drehbar um die Vertikalachse gelagert ist. Die Aufnahmevorrichtung vermag einzelne Lagergüter, die in einheitlichen Lagercontainern untergebracht sind, aus den jeweiligen Lagerplätzen durch horizontales Überführen aufzunehmen. Die Ausgabe bzw. Abgabe des Lagergutes erfolgt an einer definierten Ausgabeebene des Lagersystems.
Die beiden vorstehend genannten Lagervorrichtungen sehen jeweils stationär angeordnete, kreisringförmige Lagerebenen vor, aus denen einzelne Lagergüter durch lineares Überführen auf eine mittig zu den Lagerebenen angeordnete, vertikal auslenkbare Aufnahmeeinheit zur weiteren Verbringung überführt werden.
Ein anderes Lagerungsprinzip liegt dem in der Druckschrift JP 2004 - 307 125 A beschriebenen Lagersystem zugrunde, bei dem in vertikal übereinanderliegenden Lagerebenen jeweils eine Vielzahl in einheitlichen Lagercontainern untergebrachte Objekte bevorratet sind. Mit Hilfe eines vertikal über sämtlichen Lagerebenen angebrachten, vertikal auslenkbaren Greifsystems werden einzelne Lagercontainer von oben ergriffen und durch vertikales Abheben von den Lagerebenen entnommen. Für einen vertikalen Zugang zu einzelnen Lagercontainern, die in unteren Lagerebenen bevorratet sind, weisen sämtliche darüber angeordnete Lagerebenen wenigstens einen lokalen Durchgriffsschacht auf, durch den ein vertikaler Zugriff über das Greifsystem erfolgen kann. Dies setzt voraus, dass die einzelnen Lagerebenen relativ zueinander dreh- und/oder linearbeweglich angeordnet sind.
Aus der Druckschrift CH 679 089 A5 ist eine Warenabgabevorrichtung zu entnehmen, die vornehmlich für den Warenverleih von Videokassetten geeignet ausgebildet ist. Innerhalb eines zylinderförmigen Gehäuses ist längs der Zylinderachse vertikal beweglich sowie auch drehbar um die Zylinderachse eine Trommelmagazineinheit angeordnet, mit einer Vielzahl übereinander angeordneter Magazinebenen, in die Videokassetten radial ein- und ausschiebbar sind. Zur Entnahme oder Eingabe einer Videokassette über eine Öffnungsschlitz innerhalb des zylinderförmigen Gehäuses, wird das innenliegende Trommelmagazin gesamtheitlich vertikal translatorisch sowie auch um die Hochachse rotatorisch bewegt, so dass ein bestimmter Magazinplatz relativ zum Öffnungsschlitz des Gehäuses angeordnet werden kann.
Aus US 4 734 005 A geht ein Warenautomat hervor, bei dem zur Entnahme eines Warenträgers aus einer Lagerebene der jeweilige Warenträger vertikal über die Lagerebene samt der in dieser Lagerebene gelagerten Objekte angehoben wird, um den jeweils ausgewählten Warenträger durch eine anschließende Rotationsbewegung in einen Ausgabeschacht zu verbringen.
In CN 106 945 971 A wird eine automatische Tragevorrichtung für Kulturpflanzplatten offenbart, bei der eine Vielzahl von Kulturkästen rund um einen zentralen Schacht in mehreren Ebenen angeordnet sind. Zur Entnahme einer einzelnen Pflanzplatte aus einem der Kulturkästen wird die Pflanzplatte mittels eines Vierstangenstützmechanismus angehoben und mittels eines Pflanzplattenschiebemechanismus in den zentralen Schacht verbracht. Durch Drehen um eine vertikale Drehachse im Zentrum des Schachtes und durch vertikales Verschieben entlang der Drehachse mittels eines entsprechenden Kreisbewegungs- bzw. Längsbewegungsmechanismus kann die Pflanzplatte an einen Ausgabeort, beispielsweise zu Zwecken der Aberntung, verbracht werden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Lagern einer Vielzahl von Objekten sowie zum vereinzelten Handhaben von Objektträgern in Art eines Warenautomaten, mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Lagerebenen, die jeweils eine Anzahl n von in Umfangsrichtung um eine Vertikalachse angeordnete Lagerpositionen aufweisen, an denen jeweils ein Objektträger angeordnet ist, an dem wenigstens eines der Objekte lösbar fest gefügt ist, sowie einer längs einer vertikal orientierten Drehachse und um die Drehachse innerhalb eines sämtliche Lagerebenen vertikal durchsetzenden Zentralschachtes bewegbaren Tragstruktur, die zum Entnehmen eines der Objektträger und Überführen des jeweils aufgenommenen Objektträgers in eine Ausgabeposition angeordnet und ausgebildet ist, bei der die Tragstruktur in Umfangsrichtung um die Drehachse wenigstens ein Kontaktmittel aufweist, bei der die Tragstruktur in einer ersten Position um die Drehachse vermittels des wenigstens einen Kontaktmittels mit einem in einer Lagerebene angeordneten Objektträger in Eingriff gelangt und durch Vertikalbewegung der Tragstruktur den in Eingriff befindlichen Objektträger gegenüber der Lagerebene vertikal anhebt, bei der die Lagerebenen jeweils einen zusätzlichen Ausschnitt aufweisen, so dass die zusätzlichen Ausschnitte sämtlicher Lagerebenen in vertikaler Projektion überlappen und einen vertikalen Transportschacht bilden, bei der die Tragstruktur durch Rotation um die Drehachse in eine zweite Position überführbar ist, in der der mit dem Kontaktmittel in Eingriff stehende Objektträger innerhalb des Transportschachtes angeordnet ist, und bei der längs des Transportschachtes die Zielposition angeordnet ist, in die der sich innerhalb des Transportschachtes befindliche Objektträger durch Vertikalbewegung der Tragstruktur überführbar ist, derart weiterzubilden, so dass eine große Vielzahl gleicher oder unterschiedlicher Objekte in einem möglichst kleinen, kompakten Speichervolumen untergebracht werden kann, in das bzw. aus dem die Objekte vereinzelt mit einer Handhabungseinheit eingebracht bzw. entnommen werden können, wobei die Handhabungseinheit möglichst kleinbauend ausgebildet sein soll und sicher und zuverlässig in mittel- oder unmittelbaren Eingriff mit den handzuhabenden Objekten treten soll. Zum Zwecke der Handhabung der einzelnen Objekte gilt es zudem, die Objekte schonend und sicher zu bewegen, so dass auch bewegungssensible Objekte, wie bspw. mit Flüssigkeit gefüllte Becher oder Tassen schadlos in der Vorrichtung gelagert und zumindest aus dieser entnommen werden können.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den lösungsgemäßen Gedanken in vorteilhafter Weise weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie insbesondere der Beschreibung unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
Die lösungsgemäße Vorrichtung zum Lagern einer Vielzahl von Objekten sowie zum vereinzelten Handhaben der Objektträger in Art eines Warenautomaten mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1, zeichnet sich dadurch aus, dass die Tragstruktur ringförmig ausgebildet ist, einen die Ringform radial äußeren Umfangsrand besitzt, längs dessen in Umfangsrichtung n Kontaktmittel angeordnet sind, die den Umfangsrand radial nach außen lokal überragen und jeweils paarweise mit dem Umfangsrand eine radial nach außen offene Lücke begrenzen. Die an den Lagerpositionen in den einzelnen Lagerebenen angeordneten Objektträger besitzen jeweils eine seitlich in den Zentralschacht ragende Aufnahmestruktur. Die Aufnahmestrukturen zweier längs einer virtuellen Kreislinie um die Drehachse jeweils benachbart angeordnete Objektträger weisen einen Abstand zueinander auf. Die Lagerpositionen verschiedener Lagerebenen sind jeweils vertikal fluchtend übereinander angeordnet, so dass die Abstände in jeweils vertikal übereinanderliegenden Lagerebenen in Projektion längs der Drehachse miteinander fluchtend ausgerichtet sind. Die n Kontaktmittel sind jeweils in Art eines Aufnahmehakens ausgebildet. Die Aufnahmestrukturen der Objektträger besitzen jeweils eine nutförmige Ausnehmung, in die jeweils der Aufnahmehaken eines Kontaktmittels unter Ausbildung einer Formschlussverbindung einführbar ist.
Die längs einer vertikal orientierten Drehachse translatorisch sowie auch um die Drehachse rotatorisch bewegbare Tragstruktur gelangt in einer ersten Position relativ zur Drehachse vermittels des wenigstens einen Kontaktmittels mit einem in eine Lagerebene angeordneten Objektträger in Eingriff. Die Ineingriffnahme erfolgt auf Basis eines Kraft- und/oder Formschlusses zwischen dem Kontaktmittel und dem Objektträger, so dass der Objektträger samt des wenigstens einen auf dem Objektträger gefügten Objektes durch Vertikalbewegung der Tragstruktur gegenüber der Lagerebene vertikal angehoben werden kann. Im Falle einer ausreichend groß gewählten vertikalen Bewegungsfreiheit der Tragstruktur zwischen zwei vertikal benachbarten Lagerebenen sowie geeignet niedrigen bzw. flachen Objekten, die auf den benachbarten Objektträgern in der Lagerebene bevorratet sind, ist die Tragstruktur durch nachfolgende Rotation um die Drehachse in eine zweite Position überführbar, in der der mit dem Kontaktmittel in Eingriff stehende Objektträger innerhalb eines sämtliche Lagerebenen durchragenden vertikalen Transportschachtes positionierbar ist. So weist jede Lagerebene jeweils einen weiteren Ausschnitt auf, vorzugsweise einen zur Drehachse Kreissektor-förmig ausgebildeten Ausschnitt, wobei die weiteren Ausschnitte sämtlicher Lagerebenen in vertikaler Projektion überlappen und den vertikalen Transportschacht bilden. Der Transportschacht ist in Größe, Form und Anordnung vorzugsweise derart ausgebildet, so dass jeweils ein von der Tragstruktur ergriffener Objektträger kontaktfrei vertikal durch sämtliche Lagerebenen vertikal verfahren werden kann und dass die Bewegungstrajektorien zum Überführen eines Objektträgers aus der ersten in die zweite Position längs einer um die Drehachse orientierten Kreislinie erfolgt.
Längs des Transportschachtes ist wenigstens eine Ausgabeposition angeordnet, in die der sich innerhalb des Transportschachtes befindliche Objektträger durch Vertikalbewegung der Tragstruktur überführbar ist. Befindet sich der Objektträger in der Ausgabeposition, so kann das wenigstens eine, lösbar fest am Objektträger gefügte Objekt entnommen werden. Zum Zwecke der Entnahme eines auf einem Objektträger aufsitzenden Objektes aus der Vorrichtung wird somit das betreffende Objekt minimalst und schonend bewegt, sodass auch äußerst vorsichtig handzuhabende Objekte, wie bspw. mit einer Flüssigkeit befüllte Becher, sicher aus der Vorrichtung entnommen werden können.
Gleichsam ist es möglich, in umgekehrter Bewegungsabfolge die lösungsgemäße Vorrichtung mit Objekten zu beladen.
Lösungsgemäß ist die Tragstruktur ringförmig ausgebildet und besitzt einen radial äußeren Umfangsrand, längs dessen wenigstens ein Kontaktmittel angeordnet ist. Der sämtliche Lagerebenen vertikal durchsetzende Zentralschacht ist in Größe und Form unter Berücksichtigung der Tragstruktur ausgebildet, so dass die Tragstruktur kollisionsfrei vertikal längs des Zentralschachtes durch sämtliche Lagerebenen mit den jeweils darauf angeordneten Objektträgern verfahrbar ist. Der Zentralschacht weist hierzu vorzugsweise eine Geradzylinderform auf, d. h. die einzelnen Lagerebenen weisen jeweils eine kreisförmige Ausnehmung auf, die allesamt koaxial zur Drehachse ausgerichtet sind. Die innerhalb jeder Lagerebene vorgesehenen n Lagerpositionen verteilen sich äquidistant beabstandet zueinander längs einer virtuellen Kreislinie um die Drehachse, ausgenommen in jenem Bereich, in dem die Lagerebenen zur Ausbildung des vertikalen Transportschachtes den vorzugsweise Kreissektor-förmig ausgebildeten Ausschnitt aufweisen.
Die an den Lagerpositionen jeder Lagerebene angeordneten Objektträger können einheitliche oder unterschiedliche geometrische Ausprägungen besitzen, in einer bevorzugten Ausführungsform bieten sich tablettartig ausgebildete Objektträger an, auf denen wenigstens ein Objekt lose oder lösbar fest anbringbar ist, um das Objekt im Wege eines frei zugänglichen unmittelbaren Abgriffes an der Ausgabeposition entnehmen zu können.
Für die Herstellung einer robusten und lösbar festen Fügeverbindung zwischen dem Kontaktmittel der Tragstruktur und jeweils einem an einer Lagerebene angebrachten Objektträger weist jeder Objektträger eine an das tragstrukturseitige Kontaktmittel angepasste Aufnahmestruktur auf. Lösungsgemäß ist das tragstrukturseitige Kontaktmittel in Form eines Aufnahmehakens ausgebildet, der mit einer entsprechend gegenkonturiert ausgebildeten Objektträger-seitigen Aufnahmestruktur, lösungsgemäß in Form einer nutförmigen Ausnehmung, unter Ausbildung einer stabilen Formschlussverbindung in Eingriff bringbar ist. Die Objektträger sind hierzu derart in einer Lagerebene angeordnet, so dass die objektträgerseitige Aufnahmestruktur jeweils lokal in den Bereich des Zentralschachtes hineinragt. Durch Unterfahren der objektträgerseitigen Aufnahmestruktur mit dem tragstrukturseitig angebrachten Aufnahmehaken sowie nachfolgender Vertikalbewegung der Tragstruktur ist die Ausbildung einer robusten Formschlussverbindung zwischen Tragstruktur und Objektträger herstellbar.
In einer nicht-lösungsgemäßen Vorrichtung sind möglichst flache Objekte innerhalb der einzelnen Lagerebenen gelagert und es ist ein ausreichend großer vertikaler Bewegungsraum über jeder einzelnen Lagerebene vorhanden, so dass nach entsprechendem Ergreifen eines Objektträgers mit Hilfe einer nicht-lösungsgemäßen Tragstruktur und vertikalem Anheben der erfasste Objektträger durch Drehung der Tragstruktur über in Drehrichtung benachbart angeordnete Objektträger samt deren Objekte hinweg direkt in den Bereich des Transportschachtes überführt werden kann.
Häufig besteht jedoch das Erfordernis eine möglichst große Anzahl von Objekten innerhalb eines möglichst kleinen Lagervolumens zu bevorraten, so dass der vertikale Abstand zwischen zwei Lagerebenen unter Maßgabe der Maximalgröße einzelner innerhalb der Lagerebene bevorrateten Objekte bemessen wird, so dass kein ausreichend großer vertikaler Bewegungsraum für einen jeweils ergriffenen und vertikal angehobenen Objektträger zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Rotationsbewegung über jeweils auf der Lagerebene aufsitzenden Objekte vorhanden ist. Für diesen Fall sieht die lösungsgemäße Ausführungsform der Tragstruktur n Kontaktmittel vor, die der Anzahl der pro Lagerebene angebrachten Objektträger entspricht. Die tragstrukturseitig angebrachten Kontaktmittel sowie die jeweils objektträgerseitig vorgesehen Aufnahmestrukturen sind lösungsgemäß rein mechanisch ausgebildet, gleichwohl technisch aufwendiger zu realisierende, elektromechanische oder magnetische Fügemechanismen zwischen Tragstruktur und Objektträger grundsätzlich ebenso geeignet sind.
Die n an der Tragstruktur angebrachten Kontaktmittel sind in Art jeweils eines Aufnahmehakens ausgebildet und längs des Umfangsrandes der ringförmig ausgebildeten Tragstruktur derart angeordnet, so dass sie den Umfangsrand radial nach außen lokal überragen und jeweils benachbart zueinander paarweise mit dem Umfangsrand eine radial nach außen offene Lücke begrenzen. Demgegenüber besitzen die an den n Lagerpositionen in den einzelnen Lagerebenen angeordneten Objektträger jeweils eine seitlich in den Zentralschacht lokal ragende Aufnahmestruktur. Jeweils zwei längs einer virtuellen Kreislinie um die Drehachse benachbart angeordnete Aufnahmestrukturen weisen einen Abstand zueinander auf.
Die Anordnung der Objektträger in den einzelnen vertikal übereinander angeordneten Lagerebenen erfolgt nach einem streng vorgegebenen Anordnungsmuster, bei dem die jeweils in Größe und Form identisch ausgebildeten Objektträger pro Lagerebene äquidistant in Umfangsrichtung um die Drehachse und jeweils in vertikaler Projektion exakt übereinander liegend angeordnet sind.
Somit bilden die in jeder Lagerebene zwischen den Aufnahmestrukturen vorhandenen Abstände in Projektion längs der Drehachse durch ihre jeweils vertikal miteinander fluchtende Anordnung vertikal orientierte Kanäle, in die bei geeigneter Drehposition um die Drehachse die tragstrukturseitig angebrachten n Aufnahmehaken berührungslos hineinragen und zugleich die in den Zentralschacht seitlich radial ragenden objektträgerseitigen Aufnahmestrukturen jeweils in die tragstrukturseitigen Lücken kontaktfrei einmünden. In dieser Drehposition ist eine ungehinderte Vertikalbewegung der Tragstruktur innerhalb des Zentralschachtes durch sämtliche Lagerebenen hindurch möglich.
Gilt es ein bestimmtes Objekt, das sich in einer Lagerebene an einer bestimmten Lagerposition befindet, mit Hilfe der über n Kontaktmittel bzw. Aufnahmehaken verfügenden Tragstruktur zu entnehmen, so wird die Tragstruktur derart unterhalb der betreffenden Lagerebene längs und um die Drehachse positioniert, so dass die tragstrukturseitigen n Aufnahmehaken in Projektion längs zur Drehachse jeweils unterhalb der in den Zentralschacht ragenden objektträgerseitigen Aufnahmestrukturen angeordnet sind.
Im Wege einer vorzugsweise ausschließlichen Vertikalbewegung der Tragstruktur gelangen die tragstrukturseitigen Aufnahmehaken in Eingriff mit den objektträgerseitigen Aufnahmestrukturen jeweils unter Ausbildung einer stabilen und robusten Kraft- und/oder Formschlussverbindung. Durch Vertikalbewegung der Tragstruktur werden sämtliche in der Lagerebene angeordneten Objektträger gegenüber der Lagerebene vertikal angehoben. Hierbei gilt es die einzelnen Objektträger lediglich in eine erste Position überzuführen, in der sie gerade keinen körperlichen Kontakt mit der Lagerebene besitzen, so dass der vertikale Hub mit dem die Objektträger vertikal über der Lagerebene in einer ersten Position beabstandet sind, möglichst minimal ist, vorzugsweise wenige Millimeter beträgt. Nachfolgend wird die Tragstruktur um die Drehachse in eine zweite Position gedreht, in der sich jener Objektträger innerhalb des sog. Transportschachtes befindet, dessen zugeordnetes Objekt zur Ausgabe bereitgestellt werden soll. Zu beachten ist, dass während der Drehung sämtliche Objektträger von der Tragstruktur erfasst und gemeinsam um die Drehachse gedreht werden. Auf diese Weise können jegliche Kollisionen zwischen einzelnen Objektträgern bzw. Objekten während der Drehung innerhalb der Lagerebene ausgeschlossen werden.
Im Weiteren wird die Tragstruktur aus der zweiten Position durch vertikales Absenken in eine dritte Position überführt, in der sämtliche Objektträger mit Ausnahme des sich im Transportschacht befindlichen Objektträgers, dessen zugeordnetes Objekt zur Ausgabe bestimmt ist, auf der Lagerebene jeweils an einer Lagerposition unter Lösung der Formschlussverbindung wieder abgesetzt werden. Hierzu bedarf es lediglich einer geringfügigen vertikalen Absenkung der Tragstruktur, bspw. von einigen Millimetern oder Zentimetern. Der sich im Transportschacht befindliche Objektträger befindet sich in der dritten Position gegenüber der Lagerebene um ein kleines Raummaß, d.h. um wenigen Millimeter bzw. Zentimeter vertikal nach unten versetzt.
Zu beachten ist, dass die tragstrukturseitigen Aufnahmehaken in dieser dritten Position in Projektion längs der Drehachse jeweils mit sämtlichen in den Zentralschacht radial ragenden objektträgerseitigen Aufnahmestrukturen überlappen, wodurch eine kollisionsfreie Vertikalbewegung der Tragstruktur längs der Drehachse in dieser Drehposition unmöglich ist.
Um eine kollisionsfreie Vertikalbewegung der Tragstruktur mit dem sich innerhalb des Transportschachtes befindlichen Objektträger sowie dem zur Ausgabe ausgewählten Objekt zu ermöglichen, wird die Tragstruktur aus der dritten Position durch Rotation um die Drehachse in eine vierte Position überführt, in der sich die Aufnahmehaken der Tragstruktur in Projektion längs der Drehachse jeweils innerhalb der Abstände zwischen den in den Zentralschacht ragenden objektträgerseitigen Aufnahmestrukturen zu liegen kommen. Um zu verhindern, dass der innerhalb des Transportschachtes positionierte Objektträger durch die Rotationsbewegung der Tragstruktur aus der dritten in die vierte Position nicht mitbewegt wird, ist in einer bevorzugten Ausführungsform sowohl ein zwischen der Tragstruktur und der Lagerebene mittel- oder unmittelbar vorgesehener mechanischer Anschlag sowie eine gleitende Relativbewegung zwischen der objektträgerseitigen Anschlussstruktur und dem tragstrukturseitigen Aufnahmehaken vorgesehen.
Da sich die Aufnahmehaken der Tragstruktur in der vierten Position in Projektion längs der Drehachse längs der durch die objektträgerseitigen Aufnahmestrukturen jeweils begrenzten Abstände befinden, ist die Tragstruktur aus der vierten Position durch eine Vertikalbewegung in die Ausgabeposition überführbar, in der das auf dem Objektträger gefügte Objekt entnommen werden kann oder aus der der Objektträger und/oder das Objekt durch eine anschließende Kinematik in eine gewünschte Ausgabeposition überführbar ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der lösungsgemäßen Vorrichtung sieht ein zylinderförmiges Gehäuse vor, das ein zylinderförmiges Volumen zumindest teilweise umfasst, mit einem Gehäuseboden, einem Gehäusedeckel sowie einer Gehäusewand, die vorzugsweise aus zwei halbzylindermantelförmigen Gehäusewandteilen zusammensetzbar ist.
Im Bereich des Gehäusebodens ist der motorische Antrieb zur Realisierung der Drehbewegung um die Drehachse sowie Vertikalbewegung längs der Drehachse angeordnet. Vorzugsweise ist dient hierzu ein Linearantrieb in Art eines Spindelantriebes, eines Seilzugantriebes, eines elektromotorischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebes. Zum Zwecke einer Bewegungstrennung zwischen Vertikalbewegung längs der Drehachse und Rotation um die Drehachse ist der Linearantrieb mit einer Getriebeeinheit, einer Kupplungsanordnung, einer schaltbaren Bremsanordnung und/oder einem separaten Antrieb um die Drehachse kombiniert.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

1a perspektivische Ansicht einer lösungsgemäßen Vorrichtung in Art eines Warenautomaten mit einem zylinderförmigen Gehäuse,
1 b schematische Darstellung des Antriebes zur separaten Translations- und Drehbewegung,
2 flächiges Strukturteil, das eine Lagerebene bestimmt,
3 Einlegetablett zur Aufnahme n Objektträger,
4 Seiten eines Objektträgers,
5 a, b Draufsicht sowie perspektivische Ansicht einer ringförmigen Tragstruktur,
6 -9 axiale Ansichten längs der Drehachse auf eine mit Objektträgern belegte Lagerebene mit Tragstruktur sowie
10 perspektivische Ansicht einer nicht lösungsgemäßen Vorrichtung in Art eines Warenautomaten mit einem zylinderförmigen Gehäuse.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
1a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer lösungsgemäßen Vorrichtung zum Lagern einer Vielzahl von Objekten sowie zum vereinzelten Handhaben der Objekte in Art eines Warenautomaten. Innerhalb eines geradzylinderförmigen Gehäuses 1 mit einem Gehäuseboden 2, einem Gehäusedeckel 3 sowie einer vorzugsweise aus zwei geradzylinderförmigen Gehäusemantelhälften zusammensetzbare Gehäusewand 4, die in 1 hälftig offen dargestellt ist, sind in vier vertikal übereinander angeordnete Lagerebenen L₁ , L₂ , L₃ , L₄ jeweils n Objektträger 5 angeordnet, in die Objekte lösbar fest einfügbar sind. Aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung ist auf die Illustration der Objekte in 1 verzichtet worden.
Sämtliche Lagerebenen L₁ bis L₄ sowie eine zusätzlich vorgesehene sog. Ausgabeebene L_A weisen eine kreisförmige mittige Ausnehmung 20 auf, siehe auch die 2 und 3, die in Projektion längs einer Zylinderachse 6 fluchtend übereinander angeordnet sind und somit einen mittigen, hohlen geradzylinderförmigen Zentralschacht 7 bilden.
Längs der Zylinderachse 6 sowie auch drehbar um die als Zylinderachse 6 dienende Drehachse D ist eine sog. Tragstruktur 8 angeordnet. Die Tragstruktur 8 vermag translatorische Bewegungen längs der Drehachse D unabhängig von Drehbewegungen um die Drehachse D auszuführen.
Hierzu ist längs der Drehachse D eine Gewindespindel 9 angeordnet, deren oberes Ende in einem am Gehäusedeckel 3 angebrachten Drehlager 10 gefasst ist und deren unteres Ende von einem am Gehäuseboden 2 fest angebrachten Drehmotor 11 angertrieben wird.
1 b illustriert eine schematische Anordnung zur separaten Ausführung einer Drehbewegung der Tragstruktur 8 um die Drehachse D sowie linear translatorischen Bewegung längs der Drehachse D. Hierzu greift die Tragstruktur 8 in Eingriff mit der Spindelachse 9, deren unteres Ende mit einem fest am Gehäuseboden 2 angebrachten Drehmotor 11 verbunden ist. Parallel zur Spindelachse 9 sind zudem zwei als Rundstäbe ausgebildete Linearführungen 12 angeordnet, die die Tragstruktur 8 jeweils durch lokale Bohrungen gleitend in Längserstreckung zur Drehachse D durchragen. Die Linearführungen 12 sind gleichfalls drehbar um die Drehachse D angeordnet und stützen sich auf einem unteren Lager 13 ab, das über einen weiteren am Gehäuseboden 2 fest angebrachten Drehantrieb 14 über einen Riementrieb 15 verbunden ist. Bei stehendem Drehantrieb 14 sorgt das Haltemoment des Drehantriebes und der Riementrieb 15 dafür, dass die Lagerung 13 arretiert ist. In diesem Fall wird die Tragstruktur 8 über den Drehantrieb 11 translatorisch längs der Drehachse D verfahren. Werden die Linearführungen 12 vermittels des Drehantriebes 14 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit angetrieben, wie die Spindelachse 9 vermittels des mit ihr unmittelbar verbundenen Drehmotors 11, so dreht sich die Tragstruktur 8 um ihre eigene Achse, ohne sich in Achsrichtung nach oben oder unten zu bewegen. Durch jeweiliges Anpassen der Winkelgeschwindigkeit der Linearführungen 12 sowie der Gewindespindel 9, kann grundsätzlich jede beliebige Bahnkurve mit der Tragstruktur 8 auf einer virtuellen Zylinderfläche Z abgefahren werden.
Alternativ zur vorstehend erläuterten Verwendung zweier Drehantriebe 11, 14 zur entkoppelten rotatorischen sowie translatorischen Bewegung der Tragstruktur 8 dient anstelle des in 1b erläuterten Drehantriebes 14 mit Riementrieb 15 eine am Lager 13 mit dem Drehantrieb 11 bzw. mit der vom Drehantrieb 11 verbundenen Spindelachse 9 in Wechselwirkung tretende Kupplungs- oder Bremsanordnung 16. So können mit Hilfe der Kupplungs- oder Bremsanordnung 16 zwei Betriebsarten eingestellt werden:

1. Das Lager 13 und die mit diesen verbundenen Linearführungen 12 werden mit der Spindelachse 9 drehfest verbunden, so dass sich die Spindelachse 9 und die Linearführungen 12 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen - in diesem Fall findet keine translatorische Bewegung der Tragstruktur 8 statt.
2. Werden das Lager 13 sowie die damit fest verbundenen Linearführungen 12 vermittels der Kupplungs- oder Bremsanordnung ortsfest mit dem Gehäuse verbunden, so dreht sich ausschließlich die Spindelanordnung 9 und die Spindelmutter 8 bewegt sich rein translatorisch längs der Drehachse D.

Der besondere Charme des Drehantriebes zur separaten rotatorischen sowie auch translatorischen Bewegungsausführung der Tragstruktur 8 längs der und um die Drehachse D liegt bei beiden vorstehend genannten Antriebsalternativen insbesondere darin, dass die Drehantriebe stationär im Gehäusebodenbereich 2 platzsparend untergebracht werden können und darüber hinaus auf jegliche elektrische Drehübertragersysteme verzichtet werden kann, siehe auch das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel mit jeweils zwei Drehmotoren 11, 14.
In 2 ist eine Draufsicht eines flächigen Strukturteils 17 gezeigt, das in Form eine Einlegebleches jeweils fest mit einer Hälfte der Gehäusewand 4 verbunden ist und die Lagerebenen L₁ bis L₄ sowie die Ausgabeebene L_A definiert. Auf den die Lagerebenen L₁ bis L₄ definierenden Strukturteilen 17 ist jeweils ein in 3 dargestelltes Einlegetablett 18 lösbar fest ablegbar, das gegen unkontrolliertes Verdrehen oder Verrutschen geeignete Rastnasen 19 aufweist, die in entsprechende an den flächigen Strukturteilen 17 vorgesehene Gegenkonturen 19' lösbar fest eingreifen. Die flächigen Strukturteile 17 sowie auch die darauf ablegbaren Einlegetabletts 18 sind im Wesentlichen ringförmig geformt und weisen jeweils eine kreisrunde mittige Ausnehmung 20 auf, die in Projektion längs der Drehachse D den Zentralschacht 7 bilden, durch den die Tragstruktur 8 vertikal bewegbar ist, siehe 1a. Zudem weisen die flächigen Strukturteile 17 sowie auch die Einlegetabletts einen zusätzlichen Ausschnitt 21 auf, der vorzugsweise kreissegmentartig ausgebildet ist, der in Projektion längs der Drehachse in der Zusammenschau sämtlicher in den einzelnen Lagerebenen angeordneten Strukturteilen 17 und Einlegetabletts 20 den sog. Transportschacht 22 bilden, siehe 1a, längs dessen ein Ausgabeobjektträger, der im Weiteren im Detail erläutert wird, vertikal bewegt werden kann.
In 4 ist in Seitenansicht ein Objektträger 5 dargestellt, auf den wenigstens ein Objekt, nicht dargestellt, platziert werden kann. Der Objektträger 5 ist optional mit einer Klemmvorrichtung 23 zur lösbar festen Fixierung eines Objektes ausgestattet. Die Klemmvorrichtung 23 kann bei entsprechender Aus- und Übergabe eines Objektes gelöst werden, um eine einfache Entnahme und Handhabung des Objektes zu ermöglichen. Jeder Objektträger 5 verfügt einseitig über eine Aufnahmestruktur 24, die vorzugsweise eine nutförmige Ausnehmung 25 aufweist. Die Objektträger 5 werden an geometrisch festgelegten Lagerpositionen auf das Einlegetablett 18 abgelegt. Hierzu weist jedes Einlegetablett 18 an dessen die kreisförmige Ausnehmung 20 unmittelbar umgebenden Umfangsrand Abstandsmittel 26 auf, zwischen denen jeweils die objektträgerseitige Aufnahmestruktur 24 positioniert wird, die jeweils radial in die kreisförmige Ausnehmung 20 ragen. Auf diese Weise nehmen sämtliche auf einem Einlegetablett 18 lose aufgebrachte Objektträger jeweils eine einheitlich definierte Position ein, wie dies auch aus 1a zu entnehmen ist. Die nutförmigen Ausnehmungen 25 der objektträgerseitigen Aufnahmestrukturen 24 sind bei Anordnung auf dem Einlegetablett 18 jeweils vertikal nach unter orientiert.
Die 5 a und b zeigen jeweils in Draufsicht sowie perspektivischer Seitenansicht eine Tragstruktur 8, die ringförmig ausgebildet ist und einen radialen Umfangsrand 26 besitzt, längs dessen in Umfangsrichtung eine Anzahl von hakenförmig ausgebildeten Kontaktmitteln 27 angeordnet sind, die den Umfangsrand 26 radial nach außen lokal überragen und jeweils paarweise mit dem Umfangsrand 26 eine radial nach außen offene Lücke 28 begrenzen. Die Anzahl der an der Tragstruktur 8 angebrachten hakenförmig ausgebildeten Kontaktmittel 27 entspricht der maximalen Anzahl der auf einem Einlegetablett 18 aufgebrachten Objektträger 5.
Die an der Tragstruktur 8 angebrachten jeweils als Aufnahmehaken ausgebildeten Kontaktmittel 27 weisen zur Ausbildung einer Formschlussverbindung mit der nutförmigen Ausnehmung 25 der Aufnahmestruktur 24 des Objektträgers 5 jeweils eine entsprechend gegenkonturierte Hakenstruktur auf. Ferner sind die jeweils gleichförmigen und gleich groß dimensionierten Lücken 28 zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten Kontaktmitteln 27 in Form und Größe an die objektträgerseitigen Aufnahmestrukturen 24 derart angepasst, so dass eine der Aufnahmestrukturen 24 völlig kontaktfrei in jeweils eine Lücke 28 einmünden kann.
Die als Aufnahmehaken ausgebildeten Kontaktmittel 27 sind bis auf ein Kontaktmittel 27* in Form und Größe gleichartig ausgebildet. Das Kontaktmittel 27* entspricht dem sog. Förderhaken, dessen Funktion nachstehend erläutert wird und der im Verhältnis zu den übrigen Kontaktmitteln 27 sowie Lücken 28 ein in Umfangsrichtung gemessenes Bogenmaß besitzt, das der folgenden Beziehung entspricht: $φ_{F \ddot{o} rderhaken, 27*} = 2 \times φ_{L \ddot{u} cke, 28} .$
In den 5 a, b sind aus Übersichtlichkeitsgründen keinerlei Komponenten gezeigt, die die Innenverzahnung zwischen der Tragstruktur 8 und der Spindelachse 9 sowie den gleitenden Kontakt zu den Linearführungen 12 näher erläutern. Diese Komponenten entsprechen üblichen handwerklichen Vorkehrungen.
In den 6 und 7 ist jeweils eine Draufsicht auf eine Lagerebene L mit jeweils in der Lagerebene aufsitzenden Objektträger 5 sowie der Tragstruktur 8 gezeigt. Zur Durchführung der Lagerung und Handhabung vereinzelter Objekte mit Hilfe der lösungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich im Wesentlichen zwei voneinander unterscheidbare Ausrichtungen der Lagerstruktur 8 in Drehorientierung um die Drehachse D.
In einer ersten Ausrichtung, die in 6 gezeigt ist, kann die Tragstruktur 8 kollisionsfrei durch sämtliche Lagerebenen L₁ bis L₄ bewegt werden. In dieser Konstellation befinden sich die tragstrukturseitigen Kontaktmittel 27 jeweils innerhalb der Abstände 29 zwischen zwei längs einer virtuellen Kreislinie um die Drehachse D jeweils unmittelbar benachbart auf dem Einlegetablett 18 angeordneten Objektträger 5, siehe die Doppelpfeile 29 in 7. Das als Förderhaken 27* ausgebildete Kontaktmittel befindet sich in dieser Konstellation im Bereich der zusätzlichen Ausnehmung 21, die in der vertikalen Zusammenschau mit sämtlichen Lagerebenen L₁ , L₂ , L₃ , L₄ , L_A den vertikalen Transportschacht 22 bildet.
In der anderen Konstellation haken die tragstrukturseitigen hakenförmig ausgebildeten Kontaktmittel 27, 27* vertikal von unten in alle objektträgerseitig angebrachten Aufnahmestrukturen 24 ein, wie dies in 7 illustriert ist.
Zum Zwecke der Entnahme eines bestimmten Objektes aus der lösungsgemäßen Vorrichtung verfährt die Tragstruktur 8 in jene Lagerebene, in der ein ausgewähltes Objekt enthalten ist. Es sei angenommen, dass das in 7 auf dem Objektträger X befindliche Objekt (nicht dargestellt) mit Hilfe der Tragstruktur 8 entnommen werden soll. Hierzu fährt die Tragstruktur 8 in der in 7 illustrierten Konstellation die objektträgerseitigen in den Zentralschacht 7 hineinragenden Aufnahmestrukturen 24 von unten an, hakt dabei sämtliche Objektträger 27 der Lagerebene L ein und hebt diese gegenüber der Lagerebene L vertikal an. Diese Konstellation entspricht der ersten Position. Wesentlich ist, dass der zu entnehmende Objektträger X von dem Förderhaken 27* erfasst wird, dessen Bogenmaß größer ist als jene der übrigen Aufnahmestrukturen 24.
Aus der ersten Position wird die Tragstruktur 8 solange um die Drehachse D im Uhrzeigersinn gedreht bis der ausgewählte, am Förderhaken 27* aufsitzende Objektträger X in den Bereich des Transportschachtes 22 gelangt. Aus dieser zweiten Position verfährt die Tragstruktur 8 vertikal nach unten in eine dritte Position, in der sämtliche Objektträger 5 mit Ausnahme des sich im Transportschacht 22 befindlichen Objektträgers X, auf der Lagerebene L unter Loslösung der Formschlussverbindungen abgesetzt werden. Diese dritte Position ist in 8 illustriert. Zu beachten ist, dass die auf dem Einlagetablett 18 abgesetzten und von der Tragstruktur 8 getrennten Objektträger 5 auf exakt vorgegebenen Lagerpositionen positioniert sind. Die Tragstruktur 8 befindet sich in dieser dritten Position gegenüber der Lagerebene L um wenige Millimeter bzw. Zentimeter abgesenkt. Um die Möglichkeit zu schaffen, dass die Tragstruktur 8 samt des am Förderhaken 27* nach wie vor aufsitzenden Objektträgers X kollisionsfrei vertikal längs zur Drehachse D verfahren werden kann, gilt es die in 9 angegebene Drehausrichtung der Tragstruktur 8 relativ zu den in der Lagerebene L aufliegenden Objektträger 5 einzunehmen. Dies erfolgt durch ausschließliche Rotation der Tragstruktur 8 aus der in 8 illustrierten Position 3 im Gegenuhrzeigersinn, wobei der auf dem Förderhaken 27* aufsitzende Objektträger X durch einen mechanischen Anschlag 30 während der Drehbewegung der Tragstruktur 8 innerhalb des Transportschachtes 22 zurückgehalten wird. Hierbei gleitet der Tragstrukturseitige Förderhaken 27* längs der nutförmigen Ausnehmung 25 der Aufnahmestruktur 24 des Objektträgers X und verbleibt ansonsten mit der Aufnahmestruktur 24 des Objektträgers X sicher verbunden.
Nach Erreichen der vierten Position, in der die Tragstruktur-seitigen Aufnahmehaken 27 jeweils innerhalb der Abstände 29 zwischen jeweils zwei benachbart auf der Lagerebene L angebrachten Objektträger 5 angeordnet sind, kann der Objektträger X längs des Transportschachtes 22 zu einer entsprechenden Zielposition bzw. Ausgabestelle vertikal verfahren werden.
Je nach Ausbildung und Verwendung der lösungsgemäßen Vorrichtung kann die Objektabgabe mittels weiterer mechanischer Linearführungen oder Handhabungseinheiten aus dem Inneren des Gehäuses 4 unterstützt werden.
In gleicher Weise in der eine Objektabgabe durchgeführt wird, kann auch in umgekehrter Bewegungsreihenfolge eine gezielte Eingabe von Objekten auf bestimmte Lagerpositionen durchgeführt werden. Üblicherweise erfolgt jedoch eine Befüllung von entleerten Einlegetabletts 18 durch die geöffnete Gehäusehälfte, siehe die in 1a gezeigte Situation, durch Einlegen von mit Objekten und Objektträgern bestückten Einlegetabletts auf die jeweiligen flächigen Strukturteile 17, die die einzelnen Lagerebenen vorgeben.
Die lösungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere als Serviceroboter zur Bevorratung und Bereitstellung von Snacks, Getränken und ähnlichen Lebensmitteln. Die Vorrichtung ist beliebig skalierbar und nicht beschränkt in Bezug auf Größe und Art der zu bevorratenden Objekte. So können nahezu beliebige Objekte magazinartig aufgenommen, gespeichert sowie befördert und ausgegeben werden.
In 10 ist eine nicht lösungsgemäße Vorrichtung zur Bevorratung von Objekten 31 in Form von mit jeweils einem Getränk befüllten Bechern schematisiert gezeigt. Die Darstellung zeigt das Gehäuse 1 mit einer halb geöffneten Gehäusewand 4, mit dem Gehäuseboden 2 und dem Gehäusedeckel 3. Die Objekte 31, bzw. Becher 31 sind jeweils in einer Ausnehmung 23 innerhalb der Objektträger 5, siehe 4, kraft- und formschlüssig gefügt, so dass für eine sichere Handhabung der Becher 31 innerhalb der Vorrichtung gesorgt ist. Dargestellt sind zwei Lagerebenen L₁ , L₂ , in denen die Objektträger 5 jeweils auf den Einlegetablett 18 zur Entnahme mit Hilfe der Tragstruktur 8 aufliegen. Die Tragstruktur 8 steht mit der Gewindespindel 9 in Eingriff, die mit dem am Gehäuseboden 2 befestigten Spindelmotor 11 angetrieben wird. Die zwei Linearführungen 12 durchsetzen die Tragstruktur 8 lose gleitend. Die Tragstruktur 8 weist in der gezeigten Darstellung ein Koppelmittel 27 auf, das in Eingriff mit einer Objektträger-seitigen Aufnahmestruktur 24 bringbar ist, die allesamt radial in den Zentralschacht 7 ragen.
In der in 10 gezeigten Situation befindet sich die Tragstruktur 8 samt eines ergriffenen Objektträgers 5 und dem darauf befindlichen Becher 31 in der Ausgabeebene L_A , in der das Objekt 31 zur weiteren Übergabe vorgehalten wird. Der Becher 31 kann vom Objektträger in dieser Position automatisch oder manuell separiert und aus der Vorrichtung entnommen werden. In vorteilhafter Weise dient eine nicht weiter illustrierte Kinematik zur Übergabe des Bechers 31 von dem Objektträger 5 auf ein Ausgabetablett 32, von dem der Becher entnommen werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Gehäuseboden
3: Gehäusedeckel
4: Gehäusewand
5: Objektträger
6: Zylinderachse
7: Zentralschacht
8: Tragstruktur
9: Gewindespindel
10: oberes Drehlager
11: Drehmotor, Spindelmotor
12: Linearführungen
13: Lager
14: Drehmotor
15: Riementrieb
16: Kupplungs-, Bremsanordnung
17: flächiges Strukturteil
18: Einlegetablett
19: Rastnase
20: kreisförmige Ausnehmung
21: zusätzlicher Ausschnitt
22: Transportschacht
23: Klemmvorrichtung
24: Aufnahmestruktur
25: nutförmige Ausnehmung
26: Umfangsrand
27: Koppelmittel, Aufnahmehaken
27*: Förderhaken
28: Lücke
29: Abstand
30: Mechanischer Anschlag
31: Objekt
32: Ausgabetablett
L₁ bis L₄: Lagerebene
L: Lagerebene
L_A: Ausgabeebene
X: ausgewählter Objektträger
D: Drehachse

Claims

Vorrichtung zum Lagern einer Vielzahl von Objekten (31) sowie zum vereinzelten Handhaben von Objektträgern (X), in Art eines Warenautomaten, mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4), die jeweils eine Anzahl n von in Umfangsrichtung um eine Vertikalachse angeordnete Lagerpositionen aufweisen, an denen jeweils ein Objektträger (5, X) angeordnet ist, an dem wenigstens eines der Objekte (31) lösbar fest gefügt ist, sowie einer längs einer vertikal orientierten Drehachse (D) und um die Drehachse (D) innerhalb eines sämtliche Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) vertikal durchsetzenden Zentralschachtes (7) bewegbaren Tragstruktur (8), die zum Aufnehmen eines der Objektträger (X) und Überführen des jeweils aufgenommenen Objektträgers (X) in eine Zielposition angeordnet und ausgebildet ist, bei der die Tragstruktur (8) in Umfangsrichtung um die Drehachse (D) wenigstens ein Kontaktmittel (27*) aufweist, bei der die Tragstruktur (8) in einer ersten Position um die Drehachse (D) vermittels des wenigstens einen Kontaktmittels (27*) mit einem in einer Lagerebene (L, L1, L2, L3, L4) angeordneten Objektträger (X) in Eingriff gelangt und durch Vertikalbewegung der Tragstruktur (8) den in Eingriff befindlichen Objektträger (X) gegenüber der Lagerebene (L, L1, L2, L3, L4) vertikal anhebt, bei der die Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) jeweils einen zusätzlichen Ausschnitt (21) aufweisen, so dass die zusätzlichen Ausschnitte (21) sämtlicher Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) in vertikaler Projektion überlappen und einen vertikalen Transportschacht (22) bilden, bei der die Tragstruktur (8) durch Rotation um die Drehachse (D) in eine zweite Position überführbar ist, in der der mit dem Kontaktmittel (27*) in Eingriff stehende Objektträger (X) innerhalb des Transportschachtes (22) angeordnet ist, und bei der längs des Transportschachtes (22) die Zielposition angeordnet ist, in die der sich innerhalb des Transportschachtes (22) befindliche Objektträger (X) durch Vertikalbewegung der Tragstruktur (8) überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (8) ringförmig ausgebildet ist, einen die Ringform radial äußeren Umfangsrand (26) besitzt, längs dessen in Umfangsrichtung n Kontaktmittel (27, 27*) angeordnet sind, die den Umfangsrand (26) radial nach außen lokal überragen und jeweils paarweise mit dem Umfangsrand (26) eine radial nach außen offene Lücke (28) begrenzen, dass die an den Lagerpositionen in den einzelnen Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) angeordneten Objektträger (5, X) jeweils eine seitlich in den Zentralschacht (7) ragende Aufnahmestruktur (24) besitzen, dass die Aufnahmestrukturen (24) zweier längs einer virtuellen Kreislinie um die Drehachse (D) jeweils benachbart angeordnete Objektträger (5, X) einen Abstand (29) zueinander aufweisen, dass die n Kontaktmittel (27, 27*) jeweils in Art eines Aufnahmehakens ausgebildet sind, und dass die Aufnahmestrukturen (24) der Objektträger (5, X) jeweils eine nutförmige Ausnehmung (25) besitzen, in die jeweils der Aufnahmehaken eines Kontaktmittels (27, 27*) unter Ausbildung einer Formschlussverbindung einführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (8) längs der Drehachse (D) mittels eines Linearantriebes vertikal auslenkbar gelagert ist, und dass der Linearantrieb samt Tragstruktur (8) über eine Getriebeeinheit, Kupplungsanordnung (16), schaltbare Bremsanordnung (16) und/oder einen separaten Antrieb (14, 15) um die Drehachse (D) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb in Art eines Spindelantriebes, eines Seilzugantriebes, eines elektromotorischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebes ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerpositionen verschiedener Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) jeweils vertikal fluchtend übereinander angeordnet sind, so dass die Abstände (29) in jeweils vertikal übereinanderliegenden Lagerebenen (L, L1, L2, L3, L4) in Projektion längs der Drehachse (D) miteinander fluchtend ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (8) in der ersten Position durch Vertikalbewegung vermittels der n Kontaktmittel (27, 27*) mit sämtlichen in einer Lagerebene (L, L1, L2, L3, L4) angeordneten Objektträgern (5, X) in Eingriff gelangt und die Objektträger (5, X) gegenüber der Lagerebene (L, L1, L2, L3, L4) vertikal anhebt, dass die Tragstruktur (8) durch Rotation um die Drehachse (D) in die zweite Position überführbar ist, dass die Tragstruktur (8) aus der zweiten Position durch vertikales Absenken in eine dritte Position überführbar ist, in der sämtliche Objektträger (5) mit Ausnahme des sich im Transportschacht (22) befindlichen Objektträgers (X), auf der Lagerebene (L, L1, L2, L3, L4) jeweils an einer Lagerposition unter Lösung der Formschlussverbindung abgesetzt sind, und dass die Tragstruktur (8) aus der dritten Position durch Drehen um die Drehachse (D) in eine vierte Position überführbar ist, in der sich die Kontaktmittel (27) der Tragstruktur (8) in Projektion längs der Drehachse (D) jeweils innerhalb der Abstände (29) zwischen den in den Zentralschacht (7) ragenden Aufnahmestrukturen (24) der Objektträger (5) befinden, und in der der sich im Transportschacht (22) befindliche Objektträger (X) durch Relativbewegung zur Tragstruktur (8) während der Drehung verbleibt, und dass die Tragstruktur (8) aus der vierten Position in die Zielposition überführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (1) vorgesehen ist, das ein zylinderförmiges Volumen zumindest teilweise umfasst, mit einem Gehäuseboden (2), einem Gehäusedeckel (3) und einer Gehäusewand (4), dass am Gehäuseboden (2) mittel- oder unmittelbar wenigstens ein Antrieb (11) für den Linear- und/oder Spindelantrieb angebracht ist, dass an der den Gehäuseboden (2) und Gehäusedeckel (3) verbindenden Gehäusewand (4) in jeder Lagerebene (L, L1, L2, L3, L4) ein flächiges Strukturteil (17) fest angebracht ist, dass auf jedes flächige Strukturteil (17) ein mit Objektträgern (5, X) und Objekten (31) bestücktes Einlegetablett (18) lösbar fest fügbar ist, und dass die flächigen Strukturteile (17) und die Einlegetabletts (18) jeweils Ausnehmungen (20, 21) für den Zentralschacht (7) sowie den Transportschacht (7) aufweisen.