DE102020120282A1

DE102020120282A1 - Vorrichtung zum Transportieren von Objekten

Info

Publication number: DE102020120282A1
Application number: DE102020120282.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Kaiser; Stefan Elsperger; Michael Neubauer; Heinrich Bielmeier; Johann Koenig
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-02-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10A-10L) zum Transportieren von Objekten (32), vorzugsweise Behältern. Ein Planarantriebssystem (12) weist ein Grundelement (14) und mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) zum Transportieren der Objekte (32) auf, wobei die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) bezüglich des Grundelements (14) bewegbar ist. Ein Energiespeicher (22) ist mit dem Planarantriebssystem (12) verbunden und dazu ausgebildet, eine Energieversorgung des Planarantriebssystems (12) zu übernehmen, wenn eine Fehlfunktion einer normalen Energieversorgung des Planarantriebssystems (12) auftritt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten, vorzugsweise Behältern.
Technischer Hintergrund
Behälter in unterschiedlichen Geometrien und Formen werden in Abfüll- und Verpackungsanlagen durch die einzelnen Anlagenteile transportiert, dabei gefüllt, verschlossen, etikettiert, inspiziert und ausgeschleust, gruppiert und verpackt.
Die EP 3 172 156 B1 offenbart eine Antriebsfläche, die zwei Transportsysteme quer zu deren Transportrichtung überdeckt. Die Antriebsfläche ist etwas oberhalb der Oberseite der Transportsysteme in der Weise angeordnet, dass Mover in der Lage sind, zugeführte Produkte mit zumindest teilweiser Vertikalbewegung aufzunehmen und in einen Behälter abzulegen. Zwei Mover greifen jeweils zusammen eine Gruppe zugeführter Produkte. Eine Handlingseinrichtung der Mover ist beispielsweise L-förmig ausgeführt und umfasst mehrere Aufnahmen für die Produkte.
Die DE 10 2014 214 697 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behältnisses. Eine Füllstation füllt zumindest ein Behältnis. Zumindest eine Behältnisaufnahme transportiert das Behältnis relativ zur Füllstation. Eine Antriebsfläche und zumindest ein auf der Antriebsfläche magnetisch ankoppelbarer Mover sind vorgesehen. Der Mover ist auf der Antriebsfläche in zumindest zwei Freiheitsgraden verschiebbar und/oder drehbar angeordnet und die Behältnisaufnahme ist auf dem Mover angeordnet.
Die DE 10 2011 085 724 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gruppieren von Artikeln oder Behältern. Die Artikel oder Behälter werden geordnet auf einem Zuförderer befördert, wonach sie mit einer Handhabungseinrichtung innerhalb eines Bewegungsbereichs in Gruppen zusammengestellt und in regelmäßigen Formationen mit einem Abförderer einer nachgeordneten Verpackungsmaschine zugeführt werden. Die Handhabungseinrichtung umfasst mehrere unabhängig voneinander innerhalb des Bewegungsbereichs bewegliche Greifelemente, denen jeweils separate Antriebselemente zugeordnet sind.
Bekannt sind eisenlose bzw. kernlose Planarmotoren mit einem oder mehreren magnetisch gelagerten und passiven Bewegungsvorrichtungen. Um die Bewegungsvorrichtungen und das antreibende Grundelement per abstoßender Kraft auf einem definierten Abstand halten zu können, ist für die Magnetschwebetechnik ein eisenloser Motor erforderlich. Ein eisenbehafteter Motor würde zu hohe Anziehungskräfte erzeugen, welche über den per Spule erzeugten Elektromagnetismus nicht kompensiert werden könnten. Nachteilig an eisenlosen Motoren mit magnetisch gelagerten Bewegungsvorrichtungen ist ihre geringe Kraftdichte, d.h. ihre - im Vergleich zur Bewegungsvorrichtungsgröße - nur sehr geringe Vortriebs- und Normalkraft. Für eine Bewegungsvorrichtung mit einer Größe von z.B. 100 mm x 100 mm beträgt die typische Vortriebskraft ca. 8 N. Dieses Kraft - Größenverhältnis kann für viele Anwendungen nicht ausreichend sein.
Aus der DE 10 2015 210 905 A1 ist ein Planarmotor bekannt, bei dem die Mover zumindest eine Stützrolle aufweisen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine alternative und/oder verbesserte Vorrichtung zum Transportieren von Objekten zu schaffen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten, vorzugsweise Behältern, (z. B. in einer Behälterbehandlungsanlage). Die Vorrichtung weist ein Planarantriebssystem aufweisend ein Grundelement und mindestens eine Bewegungsvorrichtung zum Transportieren der Objekte, wobei die mindestens eine Bewegungsvorrichtung bezüglich des Grundelements bewegbar ist, vorzugsweise mittels magnetischer Wechselwirkung zwischen dem Grundelement und der mindestens einen Bewegungsvorrichtung, auf. Die Vorrichtung weist einen, vorzugsweise elektrischen oder mechanischen, Energiespeicher (z. B. Notfallenergiespeicher) auf, der mit dem Planarantriebssystem verbunden und dazu ausgebildet ist, eine Energieversorgung des Planarantriebssystems zu übernehmen, wenn eine Fehlfunktion (z. B. Netzstromausfall) einer normalen Energieversorgung (z. B. Netzversorgung) des Planarantriebssystems auftritt.
Vorteilhaft macht die mindestens eine Bewegungsvorrichtung somit im Falle der Fehlfunktion, z. B. Netzstromausfall, keine ungewollte Bewegung. Dadurch können Schäden verhindert werden. Zudem kann ein schnelleres Wiederanfahren nach dem Beheben der Fehlfunktion ermöglicht werden. Die Technik kann in unterschiedlichen Anwendungsfällen angewendet werden. Bspw. könnte das Grundelement senkrecht ausgerichtet sein oder die mindestens eine Bewegungsvorrichtung kopfüber positioniert sein. In einigen Anwendungsfällen können auch bei einer horizontalen Ausrichtung des Grundelements und einer Anordnung der mindestens einen Bewegungsvorrichtung auf einer Oberseite des Grundelements permanent oder zeitweise externe Kräfte auf die mindestens eine Bewegungsvorrichtung wirken. In einigen Anwendungsfällen könnte auch durch ein Absenken der mindestens einen Bewegungsvorrichtung durch einen Stromausfall ein Maschinenschaden verursacht werden.
Bevorzugt kann der Energiespeicher einen elektrischen Energiespeicher, vorzugsweise einen Akkumulator, und/oder einen mechanischen Energiespeicher, vorzugsweise eine an einem Generator angeschlossenen rotierende Schwungmasse, aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung mindestens eine Parkstation auf, die mit dem Grundelement verbunden ist und zu der die mindestens eine Bewegungsvorrichtung zum Sichern der mindestens einen Bewegungsvorrichtung bewegbar ist. Vorzugsweise kann die mindestens eine Parkstation dazu ausgebildet sein, die mindestens eine Bewegungsvorrichtung mechanisch kontaktierend oder magnetisch zu sichern. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Parkstation beispielsweise in einer Ebene senkrecht zum Grundelement einen L-förmigen Querschnitt aufweisen. Vorteilhaft kann die Parkstation ein energieloses Parken bzw. Abstellen der Bewegungsvorrichtung ermöglichen, in der die Bewegungsvorrichtung zudem gesichert ist, z. B. vor einem Herabfallen bei einem Netzstromausfall usw.
In einer Weiterbildung ist das Planarantriebssystem dazu ausgebildet, die mindestens eine Bewegungsvorrichtung zu der mindestens einen Parkstation zu bewegen, wenn die Fehlfunktion auftritt und/oder wenn eine Abschaltung des Planarantriebssystems geplant ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Energiespeicher einen Mindestladezustand auf, der ausreicht, um das Planarantriebssystem mit genügend Energie zu versorgen, um die mindestens eine Bewegungsvorrichtung von jeglicher Position bezüglich des Grundelements zu der mindestens einen Parkstation zu bewegen. So kann beispielsweise sichergestellt werden, dass bei einem Netzstromausfall noch die mindestens eine Bewegungsvorrichtung zum Sichern zu der mindestens einen Parkstation bewegt werden kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die mindestens eine Bewegungsvorrichtung eine dem Grundelement entgegengesetzte Seitenfläche auf. Die mindestens eine Parkstation weist eine, vorzugsweise U-förmige, rechteckförmige oder I-förmige, Anlageplatte auf, an der die Seitenfläche der mindestens einen Bewegungsvorrichtung anlegbar ist (z. B. wenn keine magnetische Wechselwirkung zwischen dem Grundelement und der jeweiligen Bewegungsvorrichtung besteht).
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Fangeinrichtung zum Auffangen der mindestens einen Bewegungsvorrichtung bei einem Herabfallen von dem Grundelement (z. B. bei einem Netzstromausfall) auf. Vorzugsweise kann die Fangeinrichtung als eine Fangschiene ausgeführt sein, und/oder die mindestens eine Bewegungsvorrichtung kann innerhalb der Fangeinrichtung bewegbar bezüglich des Grundelements sein.
Bevorzugt kann sich die Fangeinrichtung entlang eines Hauptfahrwegs der mindestens einen Bewegungsvorrichtung erstrecken.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner ein magnetisches, vorzugsweise plattenförmiges, Sicherungselement (z. B. aus Eisen oder einer Eisenlegierung) auf, das in dem Grundelement angeordnet und bezüglich einer Antriebsfläche des Grundelements senkrecht zwischen einer Nichtgebrauchsstellung und einer Gebrauchsstellung bewegbar ist. Das magnetische Sicherungselement ist in der Gebrauchsstellung näher an der Antriebsfläche als in der Nichtgebrauchsstellung. Vorzugsweise kann die mindestens eine Bewegungsvorrichtung mittels magnetischer Anziehung an das magnetische Sicherungselement (z. B. bei einem Netzstromausfall) vor einem Herabfallen sicherbar sein, wenn das magnetische Sicherungselement in der Gebrauchsstellung ist.
In einer Weiterbildung weist die Vorrichtung eine Verstelleinrichtung auf, mittels der das magnetische Sicherungselement zwischen der Gebrauchsstellung und der Nichtgebrauchsstellung bewegbar ist. Vorzugweise kann die Verstelleinrichtung im betätigten Zustand (z. B. bei Strom- und/oder Medienversorgung (z. B. Fluidversorgung)) das magnetische Sicherungselement in der Nichtgebrauchsstellung halten. Bevorzugt kann die Verstelleinrichtung im unbetätigten Zustand (z. B. ohne Strom- und/oder Medienversorgung (z. B. Fluidversorgung)) das magnetische Sicherungselement selbsttätig in die Gebrauchsstellung bewegen und/oder halten. Vorteilhaft kann so sichergestellt werden, dass bspw. bei einem Netzstromausfall die mindestens eine Bewegungsvorrichtung vor einem Herabfallen von dem Grundelement durch das sich selbsttätig in die Gebrauchsstellung bewegende Sicherungselement gesichert werden kann.
In einer Ausführungsvariante ist das Grundelement horizontal ausgerichtet, und die mindestens eine Bewegungsvorrichtung ist unterhalb des Grundelements bewegbar (alternativ: oberhalb). Alternativ kann das Grundelement bspw. geneigt zu einer Horizontalebene ausgerichtet sein, vorzugsweise senkrecht.
In einer weiteren Ausführungsvariante weist die mindestens eine Bewegungsvorrichtung ein, vorzugsweise bewegbares oder starres, Schiebeelement zum Schieben von Objekten über eine unbewegte oder bewegte Transportfläche der Vorrichtung auf, wobei vorzugsweise das Schiebeelement L-förmig, V-förmig, C-förmig oder stabförmig ist.
In einem Ausführungsbeispiel weist die mindestens eine Bewegungsvorrichtung einen Objektgreifer, vorzugsweise einen Sauggreifer oder einen mechanischen Greifer, auf, wobei vorzugweise eine flexible (z. B. frei hängende) Leitung (z. B. Medienleitung, Luftleitung, Stromleitung) mit dem Objektgreifer zum Betätigen des Objektgreifers verbunden ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind mindestens zwei Bewegungsvorrichtungen umfasst, die jeweils ein Klemmelement aufweisen, sodass vorzugsweise ein Objekt zwischen den Klemmelementen von jeweils zwei Bewegungsvorrichtungen zum Transportieren des Objekts einklemmbar ist.
Vorteilhaft kann das Schiebelement, der Objektgreifer und das Klemmelement eine Reduzierung der Umstellzeiten bei Formatwechseln ermöglichen, da Formatwechsel keinen Greiferkopfwechsel erfordern können, sondern bevorzugt per Programmänderung erfolgen. Dadurch kann auch der Anlagenfootprint reduziert werden, da der Platzbedarf für Formatteilregale entfällt. Zudem müssen in diesem Fall auch keine Formatteile mehr hergestellt werden. Das Schiebeelement und das Klemmelement können bevorzugt zudem passiv ausgeführt sein, sodass keine Betätigungsleitung (z. B. zur Energiezufuhr oder Medienleitung) für diese benötigt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner einen Objektpuffer, vorzugsweise eine LiFo-Objektpuffer (Last-In-First-Out-Objektpuffer) auf, in den die Objekte mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung transportierbar sind und/oder aus dem die Objekte mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung transportierbar sind. Dies kann bspw. ermöglichen, dass auf aufwendige Massenstrompuffer stromauf oder stromab der Vorrichtung verzichtet werden kann.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine, vorzugsweise optische, Sensorik (z. B. Kamera, Laserscanner oder LED-Scanner) zum Erfassen von Positionen der Objekte (z. B. auf einer Transportfläche) auf. Vorzugsweise ist das Planarantriebssystem (z. B. mittels einer Steuereinheit) dazu ausgebildet, die mindestens eine Bewegungsvorrichtung basierend auf der erfassten Position der Objekte zu den Objekten zum Transportieren, vorzugsweise Gruppieren, der Objekte zu bewegen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von Gruppen von Objekten auf, wobei das Planarantriebssystem (z. B. mittels einer Steuereinheit) vorzugsweise dazu ausgebildet ist, die Objekte auf einer Transportfläche stromaufwärts von der Verpackungsmaschine für die Verpackungsmaschine zu gruppieren. Alternativ oder zusätzlich weist die Vorrichtung eine (z. B. bewegte oder unbewegte) Transportfläche für die Objekte auf, wobei die Transportfläche vorzugsweise eine Gabelung oder Kreuzung aufweist und das Planarantriebssystem (z. B. mittels einer Steuereinheit) dazu ausgebildet ist, ein mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung transportiertes Objekt in einer gewünschten Richtung über die Gabelung oder die Kreuzung zu transportieren (z. B zum Ausschleusen des Objekts).
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Trägervorrichtung auf, die das Planarantriebssystem, vorzugsweise das Grundelement des Planarantriebssystems, bewegbar trägt, vorzugsweise zum Bewegen des Planarantriebssystems zwischen einer Aufnahmeposition für die Objekte und einer Ablageposition für die Objekte. Vorteilhaft kann die Trägervorrichtung bspw. eine Flexibilität erhöhen, eine Funktion verbessern und eine Leistung steigern. Beispielsweise kann eine Leistungssteigerung dadurch erfolgen, dass für den Aufnahmevorgang im Wesentlichen nur die (massearmen und wesentlich dynamischeren) Bewegungsvorrichtungen beansprucht werden. Während der Bewegung zur Ablageposition können die Bewegungsvorrichtungen die aufgenommenen Behälter zudem in einem gewünschten Muster anordnen.
In einer Ausführungsvariante ist das Planarantriebssystem dazu ausgebildet, ungeordnet einlaufende Objekte mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung in einem gewünschten Muster anzuordnen, oder geordnet in einer oder mehreren Spuren einlaufende Objekte mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung in einem gewünschten Muster anzuordnen.
In einer weiteren Ausführungsvariante weist das Grundelement einen Magnetkern, vorzugsweise einen Eisenkern, auf (z. B. zusammen mit einer elektrischen Spule). Alternativ oder zusätzlich weist die mindestens eine Bewegungsvorrichtung ein mechanisches Fahrwerk zum Kontaktieren des Grundelements auf, vorzugsweise mit mehreren Abrollelementen, bevorzugt drehbar gelagerte Nachlaufrollen oder Kugelrollen. Bevorzugt können die Abrollelemente verteilt um einen Außenumfang der mindestens einen Bewegungsvorrichtung angeordnet sein
Vorteilhaft kann so eine höhere Normalkraftdichte gegenüber einem kernlosen Planarantriebssystem erreicht werden. Dadurch kann bspw. ein Ablösen der Bewegungsvorrichtung von dem Grundelement tendenziell verhindert werden, was insbesondere bei Überkopf-Anordnung vorteilhaft sein kann. Vorteilhaft kann so auch eine höhere Vortriebskraftdichte gegenüber einem eisenlosen Motor erreicht werden, was z. B. für eine Objektklemmung mittels der Klemmelemente hilfreich sein kann.
Andererseits kann das mechanische Fahrwerk auch vorteilhaft gegenüber einer Luftlagerung von Bewegungsvorrichtungen sein, die einem kernbehafteten Planarantriebssystem zugeordnet sind. In Fall der Luftlagerung kann Druckluft über Kanäle aus der Bewegungsvorrichtung austreten, wodurch sich zwischen der Bewegungsvorrichtung und der Grundfläche ein Luftfilm aufbaut (aerostatische Lager). Auf diesem Luftpolster kann die Bewegungsvorrichtung dann reibungsfrei gleiten. Das Luftpolster ist dabei so stabil, dass es die Magnetnormalkräfte kompensieren kann. Ein Vorteil der mechanischen Lagerung gegenüber der pneumatischen Lagerung kann ein geringerer Energieverbrauch sein, da der Luftverbrauch zum Betrieb der Bewegungsvorrichtungen entfällt. Zudem kann eine höhere Flexibilität erreicht werden, da durch die entfallenden Pneumatikleitungen die Bewegungsvorrichtungen nicht in ihrer Bewegung einschränkt werden. Zudem kann sich eine Funktionsverbesserung ergeben. Die Steifigkeit der Bewegungsvorrichtung kann insbesondere bei Verkippung tendenziell höher als im Fall einer Luftlagerung sein. Unter Berücksichtigung der bevorzugten Anwendungsfälle, die durch weit auskragende Massenschwerpunkte und / oder Klemmkräfte große Hebelmomente auf die Bewegungsvorrichtung erzeugen, kann eine hohe Steifigkeit eine wesentliche Voraussetzung für die Funktion des beschriebenen Prinzips sein.
Es ist möglich, dass die Vorrichtung, die Trägervorrichtung und/oder das Planarantriebssystem eine Steuereinheit aufweist, die eine Bewegung der Bewegungsvorrichtung(-en) und/oder der Trägervorrichtung und/oder eine Betätigung des Objektgreifers (sofern vorhanden) steuert.
Vorzugsweise kann sich der Begriff „Steuereinheit“ auf eine Elektronik (z. B. mit Mikroprozessor(en) und Datenspeicher) beziehen, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben und/oder Verarbeitungsaufgaben übernehmen kann. Auch wenn hierin der Begriff „Steuern“ verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regeln“ bzw. „Steuern mit Rückkopplung“ und/oder „Verarbeiten“ umfasst bzw. gemeint sein.
Bevorzugt kann die hierin offenbarte Vorrichtung in einer Behälterbehandlungsanlage für Flaschen, Dosen und/oder Kanister zum Behälterhandling, zum Behälterprüfen und/oder zum Behälterbehandeln (z.B. Füllen, Verschließen, Etikettieren und/oder Bedrucken) umfasst sein.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Die einzelnen Ausführungsformen, -beispiele und -varianten sind auch explizit ohne Vorhandensein des Energiespeichers offenbart.
Figurenliste
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Schemaansicht einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
2 eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
3A eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
3B eine Schnittansicht des Abschnitts der Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 3A in einer Sicherungsstellung/Gebrauchsstellung;
4 eine perspektivische Schemaansicht einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
5 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
6 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
7 eine perspektivische Schemaansicht einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
8A eine perspektivische Schemaansicht einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
8B eine Draufsicht auf ein Grundelement eines Planarantriebssystems der Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 8A;
9A eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
9B eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 9A;
10A eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
10B eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 10A;
11A eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten;
11B eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 11A;
12A eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten in einer Ruheposition;
12B eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 12A in einer Aufnahmeposition;
12C eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten der 12A und 12B in einer Ablageposition;
12D eine Draufsicht auf verschiedene Ablagemuster für Objekte;
13A eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten in einer Ruheposition;
13B-13F Draufsichten auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 13A in einer Aufnahmeposition;
13G eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten der 13A bis 13F in einer Ablageposition;
14A-14D Draufsichten auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten in einer Aufnahmeposition;
14E eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten der 14A bis 14D in einer Ablageposition;
15A eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten in einer Ruheposition;
15B-15D Draufsichten auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 15A in einer Aufnahmeposition;
15E eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten der 15A bis 15D in einer Ablageposition;
16A-16E Draufsichten auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten beim Ausrichten von Objekten;
17A-17E Draufsichten auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten in einer Aufnahmeposition (17A, 17B, 17D) und in einer Ablageposition (17C, 17E);
18A eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Transportieren von Objekten; und
18B eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung zum Transportieren von Objekten von 18A, wobei ein Grundelement der Vorrichtung transparent dargestellt ist.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die 1 zeigt eine Vorrichtung 10A zum Transportieren von Objekten (nicht dargestellt in 1). Die Objekte sind vorzugsweise Behälter, z. B. für flüssige, pastöse oder feste Nahrungsmittel usw. Die Behälter können beispielsweise als Flaschen, Dosen, Kanister usw. ausgeführt sein. Die Objekte können bspw. eine runde (z. B. kreisrunde oder elliptische) oder eckige Grundform aufweisen.
Besonders bevorzugt kann die Vorrichtung 10A in einer Behälterbehandlungsanlage (nicht gesondert dargestellt) zum Behältertransport eingesetzt werden. Die Behälterbehandlungsanlage kann mindestens eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern aufweisen. Beispielsweise kann die Behälterbehandlungsvorrichtung zum Herstellen, Reinigen, Befüllen, Verschließen, Prüfen, Etikettieren, Bedrucken, Gruppieren und/oder Verpacken von Behältern ausgebildet sein. Die Vorrichtung 10A kann ein Teil der Behälterbehandlungsvorrichtung sein, Behälter zu der Behälterbehandlungsvorrichtung transportieren und/oder Behälter von der Behälterbehandlungsvorrichtung abtransportieren. Es ist allerdings auch möglich, dass die Vorrichtung 10A in anderen Anlagen zum Transport von Objekten eingesetzt wird.
Die Vorrichtung 10A weist ein Planarantriebssystem 12 auf. Das Planarantriebssystem 12 ist vorzugsweise ein magnetisches Planarantriebssystem.
Das Planarantriebssystem 12 weist ein Grundelement 14, mindestens eine Bewegungsvorrichtung (Mover bzw. Läufer) 16 und eine Steuereinheit 18 auf. Die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 kann mittels magnetischer Wechselwirkung mit dem Grundelement 14 frei und bei mehreren Bewegungsvorrichtungen 16 unabhängig voneinander über das Grundelement 14 bewegt werden. Die Steuereinheit 18 ist dazu ausgebildet, eine Bewegung der mindestens einen Bewegungsvorrichtung 16 bezüglich des Grundelements 14 zu steuern.
Die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 kann auch mittels magnetischer Wechselwirkung mit dem Grundelement 14 bezüglich des Grundelements 14 gedreht werden (z. B. Gieren). Die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 kann auch mittels magnetischer Wechselwirkung mit dem Grundelement 14 bezüglich des Grundelements 14 geneigt werden (z. B. Nicken und/oder Rollen). Die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 kann ebenfalls mittels magnetischer Wechselwirkung mit dem Grundelement 14 bezüglich des Grundelements 14 eine Hubbewegung nach oben oder nach unten ausführen. Eine Anzahl der Bewegungsvorrichtungen 16 kann je nach Anwendungsfall frei wählbar sein.
Das Grundelement 14 bildet einen Stator des Planarantriebssystems 12. Die Bewegungsvorrichtungen 16 bilden Läufer des Planarantriebssystems 12. Die Bewegungsvorrichtungen 16 werden berührungslos von dem Grundelement 14 getragen, vorzugsweise auf einer Unterseite des Grundelements 14. Die Bewegungsvorrichtungen 16 können bevorzugt über Kopf bzw. auf der Unterseite des Grundelements 14 bewegbar angeordnet sein. Das Grundelement 14 kann beispielsweise mehrere, verteilt angeordnete Elektromagnete, z. B. elektrische Spulen, aufweisen. Die Bewegungsvorrichtungen 16 können Permanentmagnete aufweisen. Die Elektromagnete sind bevorzugt in einer Matrix angeordnet, welche sich in einer Ebene des Grundelements 14 erstreckt (hier bevorzugt Horizontalebene). Die Steuereinheit 18 des Planarantriebssystems 12 kann eine Stromzuführung zu den Elektromagneten des Grundelements 14 steuern, um elektromagnetische Felder an einer gewünschten Position des Grundelements 14 mit einer gewünschten Feldstärke aufzubauen. Ein Vortrieb, eine Drehung, eine Neigung und/oder ein Hub der Bewegungsvorrichtungen 16 kann durch entsprechende elektromagnetische Felder der Elektromagneten des Grundelements 14 bewirkt werden. Bevorzugt ist das Grundelement 14 in einer Horizontalebene ausgerichtet. Allerdings sind auch andere Ausrichtungen denkbar, z. B. eine zur Horizontalebene geneigte Ausrichtung, vorzugsweise eine Vertikalausrichtung.
Die Bewegungsvorrichtungen 16 sind dazu ausgebildet, die Objekte zu bewegen, wenn sich die jeweilige Bewegungsvorrichtung 16 relativ zum Grundelement 14 bewegt. Dafür können die Bewegungsvorrichtungen 16 bspw. ein Schiebeelement 20 aufweisen, mit dem ein Objekt über eine bewegte oder unbewegte Transportfläche geschoben werden kann. Alternativ oder zusätzlich können die Bewegungsvorrichtungen 16 bspw. Sauger, Greifer, Klemmhalterungen usw. aufweisen, um ein Objekt zu transportieren. Es ist möglich, dass mehrere Bewegungsvorrichtungen 16 zusammenwirken, um ein Objekt zu transportieren. Es ist auch möglich, dass eine Bewegungsvorrichtung 16 gleichzeitig mehrere Objekte, z. B. in Form eines Objektgebindes, transportieren kann.
Zur Erhöhung der Betriebssicherheit kann die Vorrichtung 10A beispielsweise einen Energiespeicher 22 und/oder mindestens eine Parkstation 24 aufweisen.
Der Energiespeicher 22 kann eine temporäre Energieversorgung des Planarantriebssystems 12, vorzugsweise des Grundelements 14 und der Steuereinheit 18, übernehmen, wenn eine Fehlfunktion bei der normalen Energieversorgung des Planarantriebssystems 12 auftritt (z.B. Netzstromausfall und/oder Generatorausfall).
Der Energiespeicher 22 kann beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher, vorzugsweise einen Akkumulator, und/oder einen mechanischen Energiespeicher, vorzugsweise eine an einem Generator angeschlossenen rotierende Schwungmasse, aufweisen.
Die mindestens eine Parkstation 24 ist an dem Grundelement 14 angebracht, vorzugsweise an einer Antriebsseite des Grundelements 14. In der mindestens einen Parkstation 24 kann die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 gesichert werden, z. B. vor einem Herunterfallen von dem Grundelement 14 bei Auftreten einer Fehlfunktion in der Energieversorgung. Es ist möglich, dass in einer Parkstation 24 mehrere Bewegungsvorrichtungen 16 gesichert werden können oder dass in einer Parkstation 24 nur eine einzige Bewegungsvorrichtung 16 gesichert werden kann. Eine Anzahl der Parkstationen 24 kann je nach Anwendungsfall frei wählbar sein, vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Anzahl der Bewegungsvorrichtungen 16.
Die Steuereinheit 18 kann die Bewegungsvorrichtung 16 zum Bewegen zu der Parkstation 24 steuern, wenn die Fehlfunktion auftritt und/oder wenn eine Abschaltung des Planarantriebssystems 12 geplant ist. Es ist möglich, dass der Energiespeicher 22 einen Mindestladezustand aufweist, wobei der Mindestladezustand ausreicht, um das Planarantriebssystem 12 mit genügend Energie zu versorgen, um die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 von jeglicher Position bezüglich des Grundelements 14 in die mindestens eine Parkstation 24 zu bewegen.
Die Parkstation 24 kann die eingefahrene Bewegungsvorrichtung 16 bevorzugt mechanisch kontaktierend in der Parkstation 24 sichern. Hierzu kann die Parkstation 24 beispielsweise einen L-förmigen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zum Grundelement 14 aufweisen. Eine zum Grundelement 14 gerichtet Seite des L-förmigen Querschnitts dient als Anlage für eine Oberseite der mindestens einen Bewegungsvorrichtung 16.
Im Einzelnen kann die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 eine dem Grundelement 14 entgegengesetzte Seitenfläche 17 aufweisen. Die Seitenfläche 17 kann sich an eine, vorzugsweise U-förmige, rechteckförmige oder I-förmige, Anlageplatte 25 der Parkstation 24 anlegen. Die Anlageplatte 25 ist beabstandet zu dem Grundelement 14 angeordnet.
Es ist allerdings bspw. auch möglich, dass die Parkstation 24 die in die Parkstation 24 eingefahrene Bewegungsvorrichtung 16 magnetisch sichert, z. B. mittels eines magnetischen Körpers, an den die Permanentmagnete der Bewegungsvorrichtung 16 angezogen werden können.
2 zeigt eine weitere Technik zum Erhöhen der Betriebssicherheit, die mit den anderen hierin offenbarten Techniken kombinierbar ist, aber auch unabhängig von diesen anwendbar ist.
Zum Erhöhen der Betriebssicherheit kann die Vorrichtung 10B eine Fangeinrichtung 26 aufweisen. Die Fangeinrichtung 26 ist zum Auffangen von mindestens einer, vorzugsweise kopfüber positionierten, Bewegungsvorrichtung 16 bei einem Herabfallen von dem Grundelement 14 (z. B. bei dem Stromausfall) ausgebildet.
Die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 kann sich im Normalbetrieb innerhalb der Fangeinrichtung 26 bezüglich des Grundelements 14 bewegen. Die Fangeinrichtung 26 kann an einer Unterseite des Grundelements 14 angebracht sein. Die Fangeinrichtung 26 kann als ein Profil bzw. eine Fangschiene ausgeführt sein, das bzw. die einen (z. B. Haupt-) Bewegungspfad für die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 im Normalbetrieb vorgibt. Aus Sicherheitsgründen kann bei einer solchen Lösung eine Einschränkung der Bewegungsfreiheit der mindestens einen Bewegungsvorrichtung 16 (z. B. nach links und nach rechts in 2) in Kauf genommen werden.
Die 3A und 3B zeigen eine weitere Technik zum Erhöhen der Betriebssicherheit, die mit den anderen hierin offenbarten Techniken kombinierbar ist, aber auch unabhängig von diesen anwendbar ist.
Zum Erhöhen der Betriebssicherheit kann die Vorrichtung 10C ein magnetisches Sicherungselement 28 und eine Verstelleinrichtung 30 aufweisen. Das magnetische Sicherungselement 28 und die Verstelleinrichtung 30 sind vorzugsweise in dem Grundelement 14 aufgenommen. Bevorzugt sind das magnetische Sicherungselement 28 und/oder die Verstelleinrichtung 30 auf einer der mindestens einen Bewegungsvorrichtung 16 abgewandten Seite einer elektrischen Spule 31 des Grundelements 14 angeordnet. Die mindestens eine Bewegungsvorrichtungen 16 kann wiederum kopfüber positioniert sein. Es ist auch möglich, dass das Grundelement 14 geneigt zur Horizontalebene ausgerichtet ist, vorzugsweise vertikal.
Das magnetische Sicherungselement 28 ist vorzugsweise plattenförmig ausgeführt und parallel zu dem Grundelement 14 ausgerichtet. Das magnetische Sicherungselement 28 ist aus Eisen und/oder einem anderen magnetischen Werkstoff hergestellt.
Das magnetische Sicherungselement 28 ist mittels der Verstelleinrichtung 30 zwischen einer Nichtgebrauchsstellung und einer Gebrauchsstellung bewegbar. Die 3A zeigt das magnetische Sicherungselement 28 in der Nichtgebrauchsstellung. Die 3B zeigt das magnetische Sicherungselement 28 in der Gebrauchsstellung.
In der Nichtgebrauchsstellung ist das magnetische Sicherungselement 28 entfernt von einer Unterseite bzw. Antriebsfläche des Grundelements 14. Es besteht im Wesentlichen keine magnetische Wechselwirkung zwischen den Permanentmagneten der Bewegungsvorrichtung 16 und dem magnetischen Sicherungselement 28. In der Gebrauchsstellung ist das magnetische Sicherungselement 28 im Vergleich zur Nichtgebrauchsstellung an die Unterseite bzw. Antriebsfläche des Grundelements 14 angenähert. Es besteht eine magnetische Wechselwirkung zwischen den Permanentmagneten der Bewegungsvorrichtung 16 und dem magnetischen Sicherungselement 28. Es besteht eine Anziehung zwischen den Permanentmagneten der Bewegungsvorrichtung 16 und dem magnetischen Sicherungselement 28, die ein Herunterfallen der Bewegungsvorrichtung 16 verhindern kann, z. B. wenn eine Fehlfunktion bei der Energieversorgung des Planarantriebssystems 12 auftritt oder das Planarantriebssystem 12 abgeschaltet wird.
Bevorzugt ist die Verstelleinrichtung 30 dazu ausgebildet, dass sie im betätigten Zustand das magnetische Sicherungselement 28 in die Nichtgebrauchsstellung bewegt und darin hält. Im unbetätigten Zustand (z. B. bei einem Stromausfall oder beim Abschalten des Planarantriebssystems) bewegt die Verstelleinrichtung 30 das magnetische Sicherungselement 28 selbsttätig in die Gebrauchsstellung und hält das magnetische Sicherungselement 28 dort. Der betätigte Zustand kann bspw. ein bestromter Zustand oder ein Zustand mit Fluidbeaufschlagung sein. Der unbetätigte Zustand kann bspw. ein unbestromter Zustand oder ein Zustand ohne Fluidbeaufschlagung sein.
Beispielsweise kann die Verstelleinrichtung 30 pneumatische oder hydraulische Aktoren aufweisen, wie in den 3A und 3B dargestellt ist. Bei Fluidbeaufschlagung können die Aktoren der Verstelleinrichtung 30 das magnetische Sicherungselement 28 in der Nichtgebrauchsstellung halten. Ohne Fluidbeaufschlagung bewegen die Aktoren der Verstelleinrichtung 30 das magnetische Sicherungselement 28 in die Gebrauchsstellung und halten es dort.
Vorzugsweise ist das magnetische Sicherungselement 28 in der Gebrauchsstellung dichter an der elektrischen Spule 31 des Grundelements 14 positioniert als in der Nichtgebrauchsstellung.
Die 4ff zeigen bevorzugte Anwendungsbeispiele, bei denen die hierin offenbarten Techniken zum Erhöhen der Betriebssicherheit angewendet werden können, wenn gewünscht. Allerdings sind die bevorzugten Anwendungsbeispiele auch unabhängig von den hierin offenbarten Techniken zum Erhöhen der Betriebssicherheit offenbart. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele sind ebenfalls miteinander kombinierbar. Die 4ff zeigen bis auf 7 Ausführungsbeispiele, bei denen die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 kopfüber an einer Unterseite des Grundelements 14 bewegbar sind. Anordnungen mit einem zur Horizontalebene geneigten Grundelement sind ebenfalls denkbar.
4 zeigt ein Anwendungsbeispiel, bei der die Vorrichtung 10D zum flexiblen Gruppieren von Objekten 32, vorzugsweise in Form von Behältern, verwendet wird. Das Grundelement 14 ist transparent dargestellt.
Die Vorrichtung 10D weist eine bewegbare Transportfläche 34 und eine optische Sensorik 36 auf.
Die bewegbare Transportfläche 34 ist beispielsweise als ein Förderband ausgeführt. Mittels der Transportfläche 34 werden die ungeordneten Objekte 32 unter das Planarantriebssystem 34 bewegt. Das Planarantriebssystem 12 ist über einem Abschnitt der Transportfläche 34 angeordnet. Vorteilhaft kann die Objektgruppierung somit sehr platzsparend erfolgen. Insgesamt kann die gesamte Vorrichtung 10D sehr platzsparend durch den Wegfall von Zuläufen, Bändersprüngen usw. sein.
Die Bewegungsvorrichtungen 16 weisen jeweils ein Schiebeelement 20 in Form eines L- oder V-förmigen Schubblechs auf. Die Schiebeelemente 20 können für unterschiedliche Objektformate (rund, oval, eckig usw.) verwendbar sein, sodass keine aufwendigen Formatumstellungen und zusätzliche Formatteile erforderlich sind. Die Formatumstellung kann rein softwaretechnisch mittels einer angepassten Steuerung durch die Steuereinheit 18 umgesetzt werden. Zudem können die Schiebeelemente 20 weniger anfällig für Störungen wie bei Behälterklemmern oder durch Umfaller usw. sein. Alternativ zu den Schiebelement 20 kann in dieser und allen anderen Ausführungsformen hierin auch ein Objektgreifer (z. B. Sauggreifer oder mechanische Greifer) oder ein Klemmelement umfasst sein.
Stromaufwärts des Planarantriebssystems 12 ist die optische Sensorik 36 angeordnet. Die optische Sensorik 36 kann über und/oder neben der Transportfläche 34 angeordnet sein. Die optische Sensorik 36 kann bspw. eine Kamera, einen Laserscanner oder einen LED-Scanner aufweisen. Mittels der optischen Sensorik 36 können die einzelnen Positionen der Objekte 32 auf der Transportfläche 34 stromaufwärts des Planarantriebssystems 34 erfasst werden. Die Objekte 32 werden somit auf der Transportfläche 34 in den Erfassungsbereich der optischen Sensorik 36 transportiert.
Basierend auf den erfassten Positionen können die Bewegungsvorrichtungen 16 zu einem jeweiligen Objekt 32 bewegt werden. Die Steuereinheit 18 des Planarantriebssystems 12 berechnet die Route einer verfügbaren Bewegungsvorrichtung 16 so, dass diese ihr Schiebeelement hinter dem jeweiligen Objekt 32 positionieren kann. Vorteilhaft kann so bspw. auf einen Drängelzulauf und Gassenbleche verzichtet werden. Somit können auch Objektbeschädigungen durch Aneinanderreiben von Objekten und Staudruck verhindert werden.
Die Bewegungsvorrichtungen 16 schieben die Objekte 32 dann mittels der Schiebeelemente 20 in eine gewünschte Ordnung bzw. gruppierte Anordnung auf der Transportfläche 34. Die Bewegungsvorrichtungen 16 können die Objekte in jeder gewünschten Ordnung gruppieren, z. B. auch vorgruppieren für Gebinde. Die Objekte 32 verlassen den Abschnitt unter dem Planarantriebssystem 34 auf der bewegten Transportfläche 34 in der gewünschten Ordnung bzw. gruppierten Anordnung z. B. in Richtung zu einer Verpackungsmaschine. Vorteilhaft kann bei nachfolgenden Bearbeitungsschritten somit auch auf die sogenannten Einteiler verzichtet werden. Die Objekte 32 werden durch das Planarantriebssystem 12 wie benötigt gruppiert, z.B. als Sechserpack oder in jeglicher anderen gewünschten Gebindeform. Das Planarantriebssystem 12 kann beispielsweise auch für die Sortierung von Leer- und Vollgut verwendet werden oder zur Zusammenstellung von Mischgebinden.
Nachdem die jeweilige Bewegungsvorrichtung 16 ein Objekt 32 wie gewünscht positioniert hat, trennt sich die Bewegungsvorrichtung 16 vom Objekt 32, z. B. durch Abbremsen, Rückwärtsbewegen und/oder seitliches Ausscheren. Die Bewegungsvorrichtung 16 bewegt sich zurück stromaufwärts zur Übernahme des nächsten (ungeordneten) Objekts 32. Diese Rückbewegung kann an einem Rand des Grundelements 14 erfolgen. Der Rand kann ein Abschnitt des Grundelements 14 sein, der in einer Querrichtung über die Transportfläche 34 hinaus übersteht. Im über die Transportfläche 34 überstehenden Abschnitt können die Bewegungsvorrichtungen 16 nach der Eingruppierung eines Objekts 32 wieder stromaufwärts zur Übernahme des nächsten Objekts 32 bewegt werden. Es ist auch möglich, dass die Bewegungsvorrichtungen 16 auf eigens hierfür berechneten Routen die Rückbewegung durchführen, sodass keine Kollision mit anderen Bewegungsvorrichtungen 16 oder Objekten 32 auftreten.
Für den Fall, dass ein Objekt 32 umfällt oder bereits vor dem Planarantriebssystem 12 umgefallen ist, kann dieses umgefallenen Objekt 32 von einem oder mehreren Bewegungsvorrichtungen 16 seitlich aus dem Arbeitsbereich geschoben werden, so dass es bspw. in eine unter der Transportfläche 34 angeordnete Auffangwanne fällt oder auf eine weitere Transportfläche oder Abstellfläche neben der Transportfläche 34 geschoben wird. Die Vorrichtung 10D bietet somit eine geringe Störanfälligkeit durch umgefallene Objekte 32.
5 zeigt eine mögliche Erweiterung in Form einer Objektpufferung für die Technik von 4.
Die Vorrichtung 10E weist einen Objektpuffer 38 auf. Der Objektpuffer 38 ist neben der Transportfläche 34 angeordnet. Der Objektpuffer 38 ist bevorzugt orthogonal zu einer Förderrichtung der Transportfläche 34 ausgerichtet. Ein Ende des Objektpuffers 38 ist unterhalb des Planarantriebssystems 12 angeordnet. Der Objektpuffer 38 ist bspw. als eine bewegbare Transportfläche ausgeführt.
Im Störungsfall kann die Steuereinheit 18 die Objekte von den Bewegungsvorrichtungen (nicht dargestellt in 5) des Planarantriebssystems 12 zu dem Objektpuffer 38 bewegen lassen. Für eine Entnahme aus dem Objektpuffer 38 kann der Objektpuffer 38 rückwärts bewegt werden bzw. reversieren. Die Bewegungsvorrichtungen 16 können die im Objektpuffer 38 positionierten Objekte dann wieder abholen und wie gewünscht auf der Transportfläche 34 gruppieren, z. B. für eine Weiterverarbeitung in einer stromabwärts angeordneten Verpackungsmaschine 40.
6 zeigt eine weitere mögliche Erweiterung für die Technik von 4.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel von 5 weist die Vorrichtung 10F statt eines Objektpuffers im Bereich des Planarantriebssystems 12 ein Massenstrompuffer 42 in einem Abschnitt stromaufwärts des Planarantriebssystems 12 auf. Der Massenstrompuffer 42 weist parallele sich entgegengesetzt bewegende Transportflächen für die Objekte 32 auf. Der Massenstrompuffer 42 kann eine Umlenkung 44 aufweisen, mit der die Objekte 32 von einer Transportfläche auf die andere Transportfläche umgelenkt werden. Die Umlenkung 44 ist hin- und herbewegbar, um ein Volumen des Massenstrompuffers 42 zu verändern.
Eine Verschiebung der Umlenkung 44 in einer ersten Richtung (z. B. nach rechts in 6) vergrößert das Volumen des Massenstrompuffers 42. Das Volumen kann vergrößert werden, wenn eine Störung in der Anlage auftritt und Objekte 32 gepuffert werden sollen. Eine Verschiebung der Umlenkung 44 in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung (z. B. nach links in 6) verkleinert das Volumen des Massenstrompuffers 42. Das Volumen kann verkleinert werden, wenn der Massenstrompuffer 42 geleert werden soll.
7 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel als Vorrichtung 10G.
Die Bewegungsvorrichtung 16 dient mit Ihrem Schiebeelement 20 zum Schieben des Objekts 32, z. B. Flasche, Gebinde usw. Das Grundelement 14 erstreckt sich parallel zu der bevorzugt unbewegten Transportfläche 34. Das Grundelement kann bspw. neben, über oder unter der Transportfläche 34 angeordnet sein.
Die Bewegungsvorrichtung 16 trägt das Objekt 32 nicht selbst. Damit ist es nicht nötig, spezielle Aufnahmen für die Objekte 32 zu entwickeln. Die Bewegungsvorrichtung 16 schiebt das Objekt 32 mittels des Schiebeelements 20 durch eine Parallelbewegung zurTransportfläche 34 über die Transportfläche 34.
Das Schiebeelement 20 kann selbst bewegbar mit der Bewegungsvorrichtung 16 verbunden sein. Vorteilhaft kann damit eine Flexibilität weiter erhöht werden. Das Schiebeelement 20 kann bspw. ein- und ausfahrbar, verschiebbar und/oder verschwenkbar bezüglich der Bewegungsvorrichtung 16 sein. Bspw. kann das Schiebeelement 20 bei Bedarf eingefahren werden.
Die 8A und 8B zeigen ein weiteres Anwendungsbeispiel als Vorrichtung 10H.
Das Planarantriebssystem 12 ist über der (bewegten oder unbewegten) Transportfläche 34 angeordnet. Die Bewegungsvorrichtung 16 kann zum Realisieren einer Weichenfunktion eingesetzt werden. Mit diesem System lassen sich auch Ausleitungen usw. einfach umsetzen, z. B. dadurch, dass die Bewegungsvorrichtung 16 das Objekt 32 nur einen kurzen Moment begleitet, ohne es aufzunehmen. Ein (Ausleit-) Kontakt durch das Schiebeelement 20 wird erst aktiviert, wenn z.B. ein Ausleitsignal von einer Steuereinheit empfangen oder generiert wird.
Die 9A und 9B zeigen ein weiteres Anwendungsbeispiel als Vorrichtung 101, die bevorzugt zum flexiblen Positionieren (z. B. Umgruppieren) von Objekten 32 eingesetzt wird.
Die Vorrichtung 101 weist eine Trägervorrichtung 46 auf. Die Trägervorrichtung 46 kann das Planarantriebssystem 12 bewegbar oder stationär tragen. Beispielsweise kann das Grundelement 14, vorzugweise eine Rückseite und/oder eine Außenseite des Grundelements 14, an der Trägervorrichtung 46 angebracht sein. Sofern eine bewegbare Trägervorrichtung 46 vorgesehen ist, kann die Trägervorrichtung 46 das Planarantriebssystem 12 in einer Vertikalrichtung (z-Richtung) und/oder in einer Horizontalebene (x-y-Ebene) bewegen. Es kann auch möglich sein, dass die Trägervorrichtung 46 das Planarantriebssystem 12 verschwenkbar trägt. Prinzipiell kann die bewegbare Trägervorrichtung 46 das Planarantriebssystem 12 in einem oder mehreren Freiheitsgraden bewegen.
Die Bewegungsvorrichtungen 16 tragen jeweils Objektgreifer 48. Die Objektgreifer 48 sind zum Greifen der Objekte 32 ausgebildet. Die Objektgreifer 48 können beispielsweise als Saug- bzw. Vakuumgreifer oder als mechanische Greifer ausgeführt sein. Jeder Objektgreifer 48 kann jeweils ein Objekt 32 greifen. In Zusammenarbeit mit den Bewegungsvorrichtungen 16 können somit von den mehreren Objektgreifern 48 der mehreren Bewegungsvorrichtungen 16 mehrere Objekte 32 gleichzeitig oder nacheinander aufgenommen, individuell bewegt und abgegeben werden.
Flexible Leitungen 50 (z. B. Medienleitungen (bspw. Luft) und/oder Energiezufuhrleitungen (bspw. Strom) können an den Objektgreifern 48 zum Betätigen der Objektgreifer 48 angeschlossen sein. Die flexiblen Leitungen 50 können beispielsweise an eine externe Energiequelle oder eine externe Vakuumpumpe angeschlossen sein, die bspw. von der Trägervorrichtung 46 getragen wird.
Die 10A und 10B zeigen ein weiteres Anwendungsbeispiel als Vorrichtung 10J, die bevorzugt zum flexiblen Positionieren von Objekten 32 eingesetzt wird.
Die Vorrichtung 10J ist gegenüber der Vorrichtung 101 von den 9A und 9B derart modifiziert, dass immer zwei Bewegungsvorrichtungen 16 miteinander zusammenwirken, um ein Objekt 32 (z. B. ein Gebinde) zu bewegen. Das Objekt 32 kann zwischen zwei Klemmelementen 52 der zwei Bewegungsvorrichtungen 16 geklemmt, individuell bewegt und freigegeben werden. Die Objekte 32 können geklemmt zwischen den Klemmelementen 52 aufgenommen oder lediglich von den Bewegungsvorrichtungen 16 mittels der Klemmelemente 52 über die Transportfläche 34 bewegt (z. B. verschoben und/oder gedreht) werden. Die Klemmelemente 52 sind bevorzugt passiv ausgeführt und benötigen somit keine Strom- oder Medienversorgung.
Die 11A und 11B zeigen ein weiteres Anwendungsbeispiel als Vorrichtung 10K, die bevorzugt zum flexiblen Positionieren von Objekten 32 eingesetzt wird.
Die Vorrichtung 10K ist gegenüber der Vorrichtung 10J von den 10A und 10B derart modifiziert, dass das Schiebeelement 20 einer Bewegungsvorrichtung 16 ausreicht, um das Objekt 32 (z. B. ein Gebinde) zu bewegen. Das Schiebeelement 20 berührt das Objekt 32 bevorzugt an mehreren Seiten, um es zu verschieben. Bspw. kann das Schiebeelement 20 einen L-förmigen oder V-förmigen Querschnitt aufweisen. Die Schiebeelemente 20 sind bevorzugt passiv ausgeführt und benötigen somit keine Strom- oder Medienversorgung.
Die 12A bis 12D zeigen eine bevorzugte Anwendung für die Vorrichtung 101 von 9A und 9B. Die Vorrichtung 101' der 12A bis 12C weist ein mittels der Trägervorrichtung 46 bewegbares Planarantriebssystem 12 auf. Die Transportfläche 34 ist als ein mehrgassiger Zulaufförderer ausgeführt.
12A zeigt, dass sich das Planarantriebssystem 12 mit der Trägervorrichtung 46 in einer Ruheposition befindet. Die Objekte 32 bewegen sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit auf der gassengeführten Transportfläche 34 in mehreren parallelen Spuren. Die optische Sensorik 36 erfasst die Position der aufzunehmenden Objekte 32. Die erfassten Positionen werden an die Steuereinheit 18 gesendet.
12B zeigt, dass das Planarantriebssystem 12 mittels der Trägervorrichtung 46 über erste aufzunehmende Objekte 32 positioniert wird. Die Objekte 32 können weiterhin von der Transportfläche 34 bewegt werden. Die Objektgreifer 48 können mittels Bewegung der Bewegungsvorrichtungen 16 relativ zu dem Grundelement 14 und/oder mittels Bewegung der Trägervorrichtung 46 mit den sich bewegenden Objekten 32 synchronisiert werden. Die Bewegungsvorrichtungen 16 werden von der Steuereinheit 18 gemäß den zuvor erfassten Positionen der Objekte 32 ausgerichtet. Anschließend bewegt die Trägervorrichtung 46 das Planarantriebssystem 12 nach unten. Die Objektgreifer 48 nehmen die Objekte 32 auf.
12C zeigt, dass die Trägervorrichtung 46 das Planarantriebssystem 12 zusammen mit den aufgenommenen Objekten 32 wieder angehoben hat. Die Trägervorrichtung 46 hat das Planarantriebssystem 12 zu einer gewünschten Objektablageposition bewegt, z. B. eine weitere Transportfläche oder eine Verpackung oder eine Verpackungsmaschine. Während der Bewegung der Trägervorrichtung 46 zu der Objektablageposition, können die Bewegungsvorrichtungen 16 eine Verziehbewegung durchführen. Die aufgenommenen Objekte 32 nehmen ein in der Steuereinheit 18 gespeichertes (Ablage-)Muster ein. An der Objektablageposition geben die Objektgreifer 48 die Objekte 32 frei. Die Trägervorrichtung 46 bewegt das Planarantriebssystem 14 anschließend für den nächsten Arbeitszyklus wieder zurück zur Aufnahmeposition über der Transportfläche 34.
12D zeigt eine Auswahl für mögliche Ablagemuster der Objekte 32. Sollten für ein Ablagemuster weniger Bewegungsvorrichtungen 16 gebraucht werden als vorhanden sind, da weniger Objekte 32 aufzunehmen sind, können die überschüssigen Bewegungsvorrichtungen 16 bspw. in eine Parkposition bewegt werden (vgl. Abbildung rechts in 12D).
Die 13A bis 13G zeigen eine weitere bevorzugte Anwendung für die Vorrichtung 101 von 9A und 9B. Die Vorrichtung 10l" der 13A bis 13G weist ein mittels der Trägervorrichtung 46 bewegbares Planarantriebssystem 12 auf. Die Transportfläche 34 ist als ein eingassiger bzw. einspuriger Zulaufförderer ausgeführt.
Im Unterschied zur Anwendung gemäß der 12A bis 12D werden die Objekte 32 in mehreren Zwischenschritten aufgenommen. Nach jedem Zwischenschritt wird das Planarantriebssystem 12 von der Trägervorrichtung 46 (etwas) angehoben, damit die nächsten Bewegungsvorrichtungen 16 sich mit den nächsten Objekten 32 auf der Transportfläche 34 aufsynchronisieren können.
Die 13A zeigt die Ruheposition der Trägervorrichtung 46 und des Planarantriebssystems 12. Die 13B und 13C zeigen einen ersten Zwischenschritt, in dem erste Objekte 32 von ersten Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen und weg von der Transportfläche 34 bewegt werden. Die 13D und 13E zeigen einen zweiten Zwischenschritt, in dem zweite Objekte 32 von zweiten Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen und weg von der Transportfläche 34 bewegt werden. Die 13F zeigt einen dritten Zwischenschritt, in dem dritte Objekte 32 von dritten Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen und weg von der Transportfläche 34 bewegt werden. Die 13G zeigt die Ablageposition der Trägervorrichtung 46 und des Planarantriebssystems 12 zum Ablegen bzw. Freigegeben der aufgenommenen ersten, zweiten und dritten Objekte 32 in einem gewünschten Ablagemuster.
Die 14A bis 14E zeigen eine bevorzugte Anwendung für die Vorrichtung 10J von 10A und 10B. Die Vorrichtung 10J' der 14A bis 14E weist ein mittels der Trägervorrichtung 46 bewegbares Planarantriebssystem 12 auf. Die Transportfläche 34 ist als ein eingassiger bzw. einspuriger Zulaufförderer ausgeführt.
Im Unterschied zur Anwendung gemäß der 13A bis 13G werden die Objekte 32 mittels Einklemmen zwischen den Klemmelementen 52 von zwei Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen. Es können jeweils mehrere Objekte 32 zwischen den Klemmelementen 52 von zwei Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen. Die Aufnahme erfolgt wiederum in mehreren Zwischenschritten. Nach jedem Zwischenschritt wird das Planarantriebssystem 12 von der Trägervorrichtung 46 (etwas) angehoben, damit die nächsten Bewegungsvorrichtungen 16 sich mit den nächsten Objekten 32 auf der Transportfläche 34 aufsynchronisieren können.
Die 14A zeigt, dass die Trägervorrichtung 46 das Planarantriebssystem 12 über der Transportfläche 34 positioniert hat. Zwei erste Bewegungsvorrichtungen 16 sind beidseitig neben der Transportfläche 34 positioniert. Die optische Sensorik 36 erfasst die Positionen der aufzunehmenden Objekte 32 auf der Transportfläche 34. Die erfassten Positionen werden an die Steuereinheit 18 gesendet.
Die 14B und 14C zeigen einen ersten Zwischenschritt, in dem erste Objekte 32 von zwei ersten Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen und weg von der Transportfläche 34 bewegt werden. In 14C synchronisieren sich die zwei ersten Bewegungsvorrichtungen 16 auf die mehreren ersten Objekte 32 auf. Die beiden ersten Bewegungsvorrichtungen 16 klemmen die ersten Objekte 32 zwischen den beiden Klemmelementen 52 ein, vorzugweise durch eine Bewegung der beiden ersten Bewegungsvorrichtungen 16 aufeinander zu in einer Richtung (y-Richtung) senkrecht zur Förderrichtung der Transportfläche 34. In 14C bewegen sich die beiden ersten Bewegungsvorrichtungen 16 zusammen mit den geklemmten Objekten 32 synchron weg von der Transportfläche 34. Gleichzeitig oder anschließend bewegen sich zwei zweite Bewegungsvorrichtungen 16 zur Aufnahmeposition, um die nächsten Objekte 32 aufzunehmen.
Die 14D zeigt einen zweiten Zwischenschritt, in dem zweite Objekte 32 von den zwei zweiten Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen und weg von der Transportfläche 34 bewegt werden (vgl. Erklärungen zu den 14B und 14C).
Die 14E zeigt die Ablageposition der Trägervorrichtung 46 und des Planarantriebssystems 12 zum Ablegen bzw. Freigegeben der aufgenommenen ersten und zweiten Objekte 32 in einem gewünschten Ablagemuster. Während der Bewegung zur Ablageposition können die ersten und zweiten Bewegungsvorrichtungen 16 wiederum eine Verziehbewegung ausführen, um die aufgenommenen Objekte 32 in das gewünschte Ablagemuster zu bringen. Nach dem Absetzvorgang durch die Trägervorrichtung 46 geben die Bewegungsvorrichtungen 16 die geklemmten Objekte 32 wieder frei. Die Trägervorrichtung 46 bewegt das Planarantriebssystem 12 für den nächsten Arbeitszyklus wieder zurück zur Aufnahmeposition über der Transportfläche 34.
Die 15A bis 15E zeigen eine weitere bevorzugte Anwendung für die Vorrichtung 10J von 10A und 10B. Die Vorrichtung 10J" der 15A bis 15E weist ein mittels der Trägervorrichtung 46 bewegbares Planarantriebssystem 12 auf. Die Transportfläche 34 ist als ein Zulaufförderer ausgeführt.
Die in den 15A bis 15E dargestellte Variante ist ähnlich zu der Variante der 14A bis 14E. Die Objekte 32 sind als Objektgebinde ausgeführt. In der Ablageposition können die Objekte 32 von den Bewegungsvorrichtungen 16 in unterschiedlichen Ausrichtungen positioniert werden. Es können jeweils ein Objekt 32 zwischen den Klemmelementen 52 von zwei Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen werden. Die Aufnahme erfolgt wiederum in mehreren Zwischenschritten. Nach jedem Zwischenschritt wird das Planarantriebssystem 12 von der Trägervorrichtung 46 (etwas) angehoben, damit die nächsten Bewegungsvorrichtungen 16 sich mit dem nächsten Objekten 32 auf der Transportfläche 34 aufsynchronisieren können.
Die 15A zeigt die Trägervorrichtung 46 und das Planarantriebssystem 12 in einer Ruheposition. Die 15B zeigt die Trägervorrichtung 46 und das Planarantriebssystem 12 in einer Aufnahmeposition über der Transportfläche 34. Zwei Objekte 32 werden von vier Bewegungsvorrichtungen 16 aufgenommen.
Die 15C zeigt, dass die aufgenommenen Objekte 32 mittels synchronisierter Bewegung der Bewegungsvorrichtungen 16 neu ausgerichtet werden. Die 15D zeigt, dass zwei weitere Bewegungsvorrichtungen 16 ein weiteres Objekt 32 aufnehmen. Die 15E zeigt die Trägervorrichtung 46 und das Planarantriebssystem 12 in der Ablageposition zum Ablegen der aufgenommenen Objekte 32 im gewünschten Muster.
Die 16A bis 16E zeigen eine weitere bevorzugte Anwendung für die Vorrichtung 10J von 10A und 10B. Die Vorrichtung 10J''' der 16A bis 16E weist ein mittels der Trägervorrichtung 46 bevorzugt stationär getragenes Planarantriebssystem 12 auf. Die Transportfläche 34 ist als ein Zulaufförderer ausgeführt.
Die 16A zeigt, dass die Bewegungsvorrichtungen 16 sich initial aufgereiht auf beiden Seiten neben der Transportfläche 34 zum Aufnehmen der einlaufenden Objekte 32 positioniert sind. Die Objekte 32 bewegen sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit auf der Transportfläche 34. Die optische Sensorik 36 erfasst die Position der aufzunehmenden Objekte 32 und sendet diese an die Steuereinheit 18.
Die 16B zeigt, dass sich die ersten beiden Bewegungsvorrichtungen auf das erste Objekte 32 aufsynchronisieren und dieses zwischen sich klemmen. Zum Einklemmen des ersten Objekts 32 bewegen sich die beiden Bewegungsvorrichtungen 16 aufeinander zu.
Die 16C zeigt, dass das erste Objekt 32 von den beiden ersten Bewegungsvorrichtungen 16 auf der Transportfläche 34 gedreht wird. Währenddessen klemmen bereits zwei nachfolgende Bewegungsvorrichtungen 16 das zweite Objekt 32 zwischen sich ein.
Die 16D zeigt, dass das erste Objekt 32 von den beiden ersten Bewegungsvorrichtungen 16 auf der Transportfläche 34 in eine gewünschte Ausrichtung auf der Transportfläche 34 gedreht wurde. Das zweite Objekt 32 wird gerade von den zwei nachfolgende Bewegungsvorrichtungen 16 gedreht. Das dritte Objekt 32 wird bereits von zwei nachfolgende Bewegungsvorrichtungen 16 zwischen sich eingeklemmt.
16E zeigt, dass die ersten Bewegungsvorrichtungen 16 die Klemmung des ersten Objekts 32 gelöst haben und sich wieder zur Ausgangsposition zurückbewegen. Die beiden ersten Bewegungsvorrichtungen 16 reihen sich wieder in die Bewegungsvorrichtungen-Warteschlangen beidseits der Transportfläche 34 ein.
Es bildet sich im eingeschwungenen Zustand ein kontinuierlicher Fluss an Bewegungsvorrichtungen 16, die entweder Objekte 32 bewegen, vorzugsweise drehen, oder sich zur Ausgangsposition zurückbewegen. Einander paarweise nachfolgende Bewegungsvorrichtungen 16 vollführen analoge aber zeitversetzte Bewegungsmuster.
Die 17A bis 17E zeigen eine weitere bevorzugte Anwendung für die Vorrichtung 101 von 9A und 9B. Die Vorrichtung 10l''' der 17A bis 17E weist ein mittels der Trägervorrichtung 46 bewegbares Planarantriebssystem 12 auf. Die Transportfläche 34 ist als ein Zulaufförderer ausgeführt, auf dem die Objekte 32 ungeordnet einlaufen.
Die 17A zeigt, dass die Trägervorrichtung 46 das Planarantriebssystem 12 über der Transportfläche 34 in einer Aufnahmeposition positioniert hat. Die Objekte 32 werden von der Transportfläche 34 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt. Die Objekte 32 sind ungeordnet auf der Transportfläche 34 positioniert. Die optische Sensorik 36 erfasst die Positionen der Objekte 32 und sendet die erfassten Positionen an die Steuereinheit 18.
Die 17B zeigt, dass die Bewegungsvorrichtungen 16 sich auf die ersten Objekte 32 auf Basis der zuvor erfassten Positionen aufsynchronisieren. Die Trägervorrichtung 46 fährt das Planarantriebssystem 12 nach unten. Die Objektgreifer 48 der Bewegungsvorrichtungen 16 greifen die ersten Objekte 32.
Die 17C zeigt, dass die Trägervorrichtung 46 das Planarantriebssystem 12 nach der Aufnahme der ersten Objekte 32 wieder angehoben und zu einer Ablageposition bewegt hat. Während der Bewegung zur Ablageposition vollführen die Bewegungsvorrichtungen 16 Verziehbewegungen, so dass die ersten Objekte 32 in einem gewünschten Muster positioniert werden. Nach dem Absetzvorgang mittels der Trägervorrichtung 46 geben die Objektgreifer 48 die ersten Objekte 32 frei. Die Trägervorrichtung 46 bewegt das Planarantriebssystem 12 für den nächsten Arbeitszyklus wieder zurück zur Aufnahmeposition über der Transportfläche 34.
Die 17D und 17E zeigen, dass sich der Vorgang der 17B und 17C mit den zweiten Objekten 32 wiederholen kann.
Vorteilhaft kann so eine Leistungssteigerung und Komplexitätsverringerung erreicht werden. Gegenüber einem Einzelpick-System ist mit einer erheblichen Leistungssteigerung pro Trägervorrichtung 46 zu rechnen, da es möglich wäre, mit nur einem einzigen Handhabungszyklus per Sammelpick eine oder gleich mehrere Verpackungseinheiten komplett zu befüllen.
Im Hinblick auf einen Getränke-Behälterzulauf für eine Packmaschine (z.B. Variopac) wären eine oder auch mehrere jeweils mit einem Planarantriebssystem 12 ausgestattete Trägervorrichtungen 46 denkbar, die die Objekte 32 in Form von Behälter direkt aus dem Massentransporteur entnehmen und anschließend vorgruppiert und mit entsprechender Maschinenteilung in die Packmaschine setzen. Die Trägervorrichtungen 46 könnten in diesem Fall die Funktion eines Drängelzulaufs, Behältereinteilers und der Schubkette ersetzen.
Die 18A und 18B zeigen eine weitere Vorrichtung 10L zum Transportieren von Objekten.
Das Planarantriebssystem 12 ist als kernbehaftetes, vorzugsweise eisenkernbehaftetes, Planarantriebssystem ausgeführt. Das Grundelement 14 weist für die elektrischen Spulen 31 einen Magnetkern 54, vorzugsweise Eisenkern, zum Vergrößern der magnetischen Feldstärke auf. Damit kann bspw. die Vortriebskraft F_V der Bewegungsvorrichtungen 16 vergrößert werden. Dies kann bspw. hilfreich beim Schieben mittels des Schiebelements 20 oder beim Klemmen mittels des Klemmelements 52 sein.
Zum Ausgleichen der durch die erhöhte Magnetfeldstärke ebenfalls erhöhten Magnetnormalkraft F_N oder aus sonstigen Gründen in anderen Ausführungsformen kann die mindestens eine Bewegungsvorrichtung 16 ein mechanisches Fahrwerk 56 aufweisen. Mittels des mechanischen Fahrwerks 56 ist die jeweilige Bewegungsvorrichtung 16 an dem Grundelement 14 abgestützt. Das mechanische Fahrwerk 56 weist mehrere Abrollelemente bzw. Laufrollen 58 zum Abrollen auf dem Grundelement 14 auf. Die Abrollelemente 58 ermöglichen eine Bewegungsfreiheit der jeweiligen Bewegungsvorrichtung 16 in der x-y-Ebene (z. B. Horizontalebene, Vertikalebene oder geneigte Ebene) sowie um die z-Achse senkrecht zur x-y-Ebene. Vorzugweise sind je mechanischem Fahrwerk 56 drei oder vier Abrollelemente 58 umfasst. Die Abrollelemente 58 sind bevorzugt um einen Außenumfang der jeweiligen Bewegungsvorrichtung 16 verteilt angeordnet.
Die 18A und 18B zeigen zwei unterschiedliche Varianten für die Abrollelemente 58. In der Variante links in den 18A und 18B sind die Abrollelemente 58 als drehbar gelagerte Nachlaufrollen ausgeführt. Die drehbare Lagerung bezieht sich auf eine Drehachse parallel zur Magnetnormalkraft F_N bzw. senkrecht zur Ausrichtungsebene des Grundelements 14 oder der Bewegungsvorrichtung 16. In der Variante rechts in den 18A und 18B sind die Abrollelemente 58 als Kugelrollen ausgeführt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration des Planarantriebssystems und/oder des Energiespeichers des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart.
Bezugszeichenliste

10A-10L: Vorrichtung zum Transportieren von Objekten
12: Planarantriebssystem
14: Grundelement
16: Bewegungsvorrichtung
17: Seitenfläche
18: Steuereinheit
20: Schiebeelement
22: Energiespeicher
24: Parkstation
25: Anlageplatte
26: Fangeinrichtung
28: Magnetisches Sicherungselement
30: Verstelleinrichtung
31: Elektrische Spule
32: Objekt
34: Transportfläche
36: Optische Sensorik
38: Objektpuffer
40: Verpackungsmaschine
42: Massenstrompuffer
44: Umlenkung
46: Trägervorrichtung
48: Objektgreifer
50: Flexible Leitung
52: Klemmelement
54: Magnetkern
56: Fahrwerk
58: Abrollelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3172156 B1 [0003]
DE 102014214697 A1 [0004]
DE 102011085724 A1 [0005]
DE 102015210905 A1 [0007]

Claims

Vorrichtung (10A-10L) zum Transportieren von Objekten (32), vorzugsweise Behältern, aufweisend: ein Planarantriebssystem (12) aufweisend ein Grundelement (14) und mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) zum Transportieren der Objekte (32), wobei die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) bezüglich des Grundelements (14) bewegbar ist, vorzugsweise mittels magnetischer Wechselwirkung zwischen dem Grundelement (14) und der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16); und einen, vorzugsweise elektrischen oder mechanischen, Energiespeicher (22), der mit dem Planarantriebssystem (12) verbunden und dazu ausgebildet ist, eine Energieversorgung des Planarantriebssystems (12) zu übernehmen, wenn eine Fehlfunktion einer normalen Energieversorgung des Planarantriebssystems (12) auftritt.
Vorrichtung (10A-10L) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: mindestens eine Parkstation (24), die mit dem Grundelement (14) verbunden ist und zu der die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) zum Sichern der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16) bewegbar ist, wobei vorzugsweise: die mindestens eine Parkstation (24) dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) mechanisch kontaktierend oder magnetisch zu sichern; und/oder die mindestens eine Parkstation (24) in einer Ebene senkrecht zum Grundelement (14) einen L-förmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung (10A-10L) nach Anspruch 2, wobei: das Planarantriebssystem (12) dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) zu der mindestens einen Parkstation (24) zu bewegen, wenn die Fehlfunktion auftritt und/oder wenn eine Abschaltung des Planarantriebssystems (12) geplant ist; und/oder der Energiespeicher (22) einen Mindestladezustand aufweist, wobei der Mindestladezustand ausreicht, um das Planarantriebssystem (12) mit genügend Energie zu versorgen, um die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) von jeglicher Position bezüglich des Grundelements (14) zu der mindestens eine Parkstation (24) zu bewegen.
Vorrichtung (10A-10L) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei: die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) eine dem Grundelement (14) entgegengesetzte Seitenfläche (17) aufweist; und die mindestens eine Parkstation (24) eine, vorzugsweise U-förmige, rechteckförmige oder I-förmige, Anlageplatte (25) aufweist, an der die Seitenfläche (17) der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16) anlegbar ist.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: eine Fangeinrichtung (26) zum Auffangen der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16) bei einem Herabfallen von dem Grundelement (14), wobei vorzugsweise: die Fangeinrichtung (26) als eine Fangschiene ausgeführt ist; und/oder die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) innerhalb der Fangeinrichtung (26) bewegbar bezüglich des Grundelements (14) ist.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: ein magnetisches, vorzugsweise plattenförmiges, Sicherungselement (28), das in dem Grundelement (14) angeordnet und bezüglich einer Antriebsfläche des Grundelements (14) senkrecht zwischen einer Nichtgebrauchsstellung und einer Gebrauchsstellung bewegbar ist, wobei das magnetische Sicherungselement (28) in der Gebrauchsstellung näher an der Antriebsfläche ist als in der Nichtgebrauchsstellung; und die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) mittels magnetischer Anziehung an das magnetische Sicherungselement (28) vor einem Herabfallen sicherbar ist, wenn das magnetische Sicherungselement (28) in der Gebrauchsstellung ist.
Vorrichtung (10A-10L) nach Anspruch 6, ferner aufweisend: eine Verstelleinrichtung (30), mittels der das magnetische Sicherungselement (28) zwischen der Gebrauchsstellung und der Nichtgebrauchsstellung bewegbar ist, wobei die Verstelleinrichtung (30) im betätigten Zustand das magnetische Sicherungselement (28) in der Nichtgebrauchsstellung hält, und die Verstelleinrichtung (30) im unbetätigten Zustand das magnetische Sicherungselement (28) selbsttätig in die Gebrauchsstellung bewegt und hält.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Grundelement (14) horizontal ausgerichtet ist und die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) unterhalb des Grundelements (14) bewegbar ist; oder das Grundelement (14) geneigt zu einer Horizontalebene ausgerichtet ist, vorzugsweise senkrecht.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) ein, vorzugsweise bewegbares oder starres, Schiebeelement (20) zum Schieben von Objekten (32) über eine unbewegte oder bewegte Transportfläche (34) der Vorrichtung (10A-10L) aufweist, wobei vorzugsweise das Schiebeelement (20) L-förmig, V-förmig, C-förmig oder stabförmig ist; oder die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) einen Objektgreifer (48), vorzugsweise einen Sauggreifer oder einen mechanischen Greifer, aufweist, wobei vorzugweise eine flexible Leitung (50) mit dem Objektgreifer (48) zum Betätigen des Objektgreifers (48) verbunden ist; oder mindestens zwei Bewegungsvorrichtungen (16) umfasst sind, die jeweils ein Klemmelement (52) aufweisen, sodass ein Objekt (32) zwischen den Klemmelementen (52) von jeweils zwei Bewegungsvorrichtungen (16) zum Transportieren des Objekts (32) einklemmbar ist.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: einen Objektpuffer (38), vorzugsweise eine LiFo-Objektpuffer, in den die Objekte (32) mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16) transportierbar sind und/oder aus dem die Objekte (32) mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16) transportierbar sind.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: eine, vorzugsweise optische, Sensorik (36) zum Erfassen von Positionen der Objekte (32), wobei das Planarantriebssystem (12) dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) basierend auf der erfassten Positionen der Objekte (32) zu den Objekten (32) zum Transportieren, vorzugsweise Gruppieren, der Objekte (32) zu bewegen.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: eine Verpackungsmaschine (40) zum Verpacken von Gruppen von Objekten (32), wobei das Planarantriebssystem (12) dazu ausgebildet ist, die Objekte (32) auf einer Transportfläche (34) stromaufwärts von der Verpackungsmaschine (34) für die Verpackungsmaschine (34) zu gruppieren; oder eine Transportfläche (34) für die Objekte (32), wobei die Transportfläche (34) eine Gabelung oder Kreuzung aufweist und das Planarantriebssystem (12) dazu ausgebildet ist, ein mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16) transportiertes Objekt (32) in einer gewünschten Richtung über die Gabelung oder die Kreuzung zu transportieren.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: eine Trägervorrichtung (46), die das Planarantriebssystem (12), vorzugsweise das Grundelement (14) des Planarantriebssystems (12), bewegbar trägt, vorzugsweise zum Bewegen des Planarantriebssystems (12) zwischen einer Aufnahmeposition für die Objekte (32) und einer Ablageposition für die Objekte (32).
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Planarantriebssystem (12) dazu ausgebildet ist, ungeordnet einlaufende Objekte (32) mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16) in einem gewünschten Muster anzuordnen; oder das Planarantriebssystem (12) dazu ausgebildet ist, geordnet in einer oder mehreren Spuren einlaufende Objekte (32) mittels der mindestens einen Bewegungsvorrichtung (16) in einem gewünschten Muster anzuordnen.
Vorrichtung (10A-10L) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Grundelement (14) einen Magnetkern (54), vorzugsweise einen Eisenkern, aufweist, und die mindestens eine Bewegungsvorrichtung (16) ein mechanisches Fahrwerk (56) zum Kontaktieren des Grundelements (14) aufweist, vorzugsweise mit mehreren Abrollelementen (58), bevorzugt drehbar gelagerte Nachlaufrollen oder Kugelrollen.