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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Puffern von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage, insbesondere Abfüllanlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
DE 10 2018 211 859 A1 bekannt. Damit können einreihige Behältergruppe, beispielsweise bestehend aus Getränkeflaschen, mittels quer ausgerichteter Reihenschieber ohne Staudruck über eine Pufferfläche geschoben werden. Im Zusammenhang mit einem jeweils quer zur Pufferrichtung ausgerichteten Behältereinlauf und Behälterauslauf ergibt sich so eine Puffervorrichtung, die Behälterströme bei prinzipiell effizienter Platzausnutzung, beispielsweise nach dem Frist-in-first-out-Prinzip puffern kann.
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Es wäre jedoch wünschenswert, die Platzausnutzung der Pufferfläche durch die Reihenschieber mit möglichst einfach technischen Mitteln weiter zu optimieren.
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Die gestellte Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach dient diese zum Puffern einreihig gruppierter Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage, insbesondere Abfüllanlage. Die Vorrichtung umfasst eine Pufferfläche und ein darüber angeordnetes Transportsystem zum einreihigen Verschieben der Behälter auf der Pufferfläche in einer Pufferrichtung von einem Einlaufbereich mit wenigstens einem Einlaufförderband in einen Auslaufbereich mit wenigstens einem Auslaufförderband. Das Transportsystem umfasst hierzu ein Gleissystem mit einer in Pufferrichtung verlaufenden Gleismittelachse und diesbezüglich beidseitig und insbesondere achsensymmetrisch ausgebildeten Schienen. Das Transportportsystem umfasst ferner an den Schienen geführte Shuttles mit quer zur Pufferrichtung ausgerichteten Reihenschiebern zum einreihig gruppierten Verschieben der Behälter.
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Erfindungsgemäß sind die Shuttles und/oder an den Shuttles ausgebildete Fahrwerke und/oder an den Shuttles ausgebildete Mitnehmer zum Eingriff in gemeinsame Zugmittel für die Shuttles asymmetrisch bezüglich der Gleismittelachse ausgebildet und/oder angeordnet.
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Dadurch können die Fahrwerke der Shuttles vergleichsweise kompakt und einfach konstruiert werden im Hinblick auf Reihenschieber, die quer zur Pufferrichtung eine möglichst große Anzahl von Behältern einreihig aufnehmen können und deren Abmessungen in Pufferrichtung zugunsten einer effizienten Transportteilung in Pufferrichtung minimiert werden können.
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Anders gesagt sollen die Fahrwerke trotz einer Spurweite des Gleissystems, die ein Vielfaches der Fahrwerkslänge der Shuttles beträgt, mit möglichst einfachen technischen Mitteln eine im unter den Betriebsbedingungen in einer Behälterbehandlungsanlage und insbesondere Abfüllanlage zuverlässig orthogonale und dennoch kompakte Anordnung der Shuttles und ihrer Reihenschieber bezüglich der Pufferrichtung ermöglichen.
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Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass Elemente zum Ausgleich herstellungsbedingter und/oder temperaturbedingter Unterschiede zwischen tatsächlicher Spurweite des Gleissystems und dem tatsächlichen Radstand der Shuttles dann asymmetrisch, also nur am linken oder rechten Fahrwerk, ausgebildet sind, und/oder dass die Fahrwerksmittelachsen der Shuttles, also die jeweils aus linkem und rechtem Fahrwerk eines Shuttles gebildete Mittelachse, seitlich gegenüber der Gleismittelachse des Gleissystems versetzt sind, was eine in Pufferrichtung überlappende Verschachtelung aufeinanderfolgender Fahrwerke und somit eine Minimierung der Transportteilung ermöglicht, und/oder dass mehrere Mitnehmer für jeweils damit korrespondierende Zugmittel unterschiedlich bezüglich der Gleismittelachse versetzt zwischen den Fahrwerken angeordnet sind, um die Shuttles unabhängig voneinander wahlweise an einem der Zugmittel einzukuppeln.
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Vorzugsweise umfassen die Shuttles einen Querträger und beidseitig daran seitwärts drehbar gelagerte Fahrwerke, wobei nur eines der beiden Fahrwerke ferner quer zur Pufferrichtung verschiebbar am Querträger gelagert ist. Anders gesagt ist an dem Querträger dann lediglich das in Pufferrichtung gesehen linke Fahrwerk oder rechte Fahrwerk quer zur Pufferrichtung verschiebbar am Querträger gelagert.
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Dies ermöglicht an den Fahrwerken, deren Radstand zueinander um ein Vielfaches höher ist als deren Länge, eine einfache Anpassung des Radstands / der Fahrwerksbreite der Shuttles an die tatsächliche Spurweite des Gleissystems bei herstellungsbedingten und/oder temperaturbedingten Abweichungen.
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Als Fahrwerksbreite ist hier sinngemäß stets der Radstand der Shuttles oder dergleichen Abstand zwischen ihrem linken und rechten Fahrwerk zu verstehen, nicht die Breite des linken / rechten Fahrwerks für sich genommen.
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Vorzugsweise sind die beidseitig am Querträger angeordneten Fahrwerke gemeinsam angetrieben. Zu diesem Zweck können die Fahrwerke beispielsweise mittels einer Kardanwelle drehsteif aneinandergekoppelt sein. Die Fahrwerke können beispielsweise von einem gemeinsamen Servomotor angetrieben sein. Der Antrieb der Shuttles kann dann beispielsweise mittig zwischen den Fahrwerken angeordnet sein oder auch im Bereich eines der beiden Fahrwerke.
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Vorzugsweise sind die Schienen jeweils als Zwillingsschienen ausgebildet, die ein bezüglich der Gleismittelachse nach links versetztes linkes Gleis und ein bezüglich der Gleismittelachse nach rechts versetztes rechtes Gleis mit identischen Spurweiten ausbilden. Die Shuttles können dann im Bereich der Pufferfläche in Pufferrichtung abwechselnd auf das linke und rechte Gleis verteilt hintereinander angeordnet werden. Dies ermöglicht einen seitlichen Versatz der auf dem linken Gleis laufenden Fahrwerke bezüglich der auf dem rechten Gleis laufenden Fahrwerke.
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Ein derartiger seitlicher Versatz ermöglicht ein Überlappen der auf unterschiedlichen Gleisen laufenden Fahrwerke in Pufferrichtung und somit ein enges Zusammenfahren der Reihenschieber in Pufferrichtung. Dies ergibt sich insbesondere daraus, dass die Fahrwerkslänge, also die Abmessungen der Fahrwerke in Pufferrichtung größer sein können als entsprechende Abmessungen der am zugeordneten Shuttle angeordneten Reihenschieber. Dies gilt insbesondere bei einer Pufferung von Behältern mit vergleichsweise kleinem Durchmesser und entsprechend daran angepassten Reihenschiebern.
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Vorzugsweise weisen die Shuttles derartig korrespondierende Aussparungen auf, und insbesondere sind das linke und rechte Gleis derart in einem Schienenabstand der Zwillingsschienen angeordnet, dass bezüglich Pufferrichtung aufeinanderfolgende Shuttles so aneinander gefahren werden können, dass die Shuttles im Bereich ihrer Fahrwerke und/oder Antriebe in Pufferrichtung überlappen. Die Fahrwerke und/oder Antriebe überlappen dann vorzugsweise derart, dass die Reihenschieber von Shuttles, die auf demselben Gleis oder auf unterschiedlichen Gleisen laufen, lückenlos aneinander gefahren werden können.
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Denkbar ist auch, dass die Reihenschieber dann so weit zusammengefahren werden können, dass der Abstand zwischen Reihenschieber unterschiedlicher Shuttles nicht größer ist als der Abstand zwischen Reihenschiebern ein und desselben Shuttles. Dadurch lässt sich die Transportteilung insbesondere für relativ kleine Behälterdurchmesser besonders effektiv minimieren.
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Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform sind die Mitnehmer und Zugmittel miteinander korrespondierend quer zur Pufferrichtung verteilt angeordnet, und jeweils einer der Mitnehmer kann wahlweise elektronisch gesteuert ausgefahren und dadurch in kraftschlüssigen Eingriff mit dem korrespondierenden Zugmittel gebracht werden, um das jeweilige Shuttle einem Bewegungsprofil des Zugmittels folgend anzutreiben.
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Damit das Zugmittel nicht zu stark belastet und folglich die Gefahr eines Reißens besteht, kuppeln die Mitnehmer vorzugsweise mittels eines Freilaufs ein. Mit dem Freilauf wird ein abruptes Einkuppeln verhindert. Das Einkuppeln mit Freilauf der Mitnehmer lässt sich beispielsweise über eine Federspirale am Mitnehmer bewerkstelligen. Diese wird dann vor dem Einkuppeln auf geeignete Weise aufgezogen. Auch eine Torsionsfeder am Mitnehmer kann ein Ein- und Auskuppeln mit Freilauf ermöglichen.
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Die Mitnehmer und die zugeordneten Zugmittel sind jeweils in einander entsprechender Weise quer zur Pufferrichtung bezüglich der Gleismittelachse versetzt und somit jeweils asymmetrisch bezüglich der Gleismittelachse angeordnet.
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Beispielsweise ist es dann möglich, dem Einlaufbereich, dem Auslaufbereich, der dazwischenliegenden Pufferfläche und/oder einem Leershuttle-Puffer zum Zurückführen und Bereitstellen der Leershuttles zwischen dem Auslaufbereich und Einlaufbereich unterschiedliche Zugmittel zuzuordnen, so dass die Shuttles in den jeweiligen Bereichen der Vorrichtung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und/oder mit unterschiedlichen, insbesondere getakteten Bewegungsmustern angetrieben werden können.
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Die Shuttles führen dann keinen eigenständigen Antrieb mit, sondern werden individuell in eines der Zugmittel elektronisch gesteuert eingekuppelt und von diesem mitgezogen. Dies ermöglicht einen relativ kostengünstigen Antrieb der Shuttles durch die gemeinsamen Zugmittel.
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Vorzugsweise weist das Transportsystem dann mehrere in Pufferrichtung aufeinanderfolgende Zugmittel auf. Beispielsweise könnten kontinuierlich angetriebene Zugmittel und intermittierende angetriebene Zugmittel sowohl quer zur Pufferrichtung nebeneinander als auch in Pufferrichtung hintereinander angeordnet werden, um vergleichsweise komplexe Bewegungsabläufe der Shuttles in Pufferrichtung im Sinne unterschiedlicher Vorschubgeschwindigkeiten und/oder eines durchgehenden Anfahrens einer bestimmten Zielposition und/oder eines getakteten Nachrückens mehrere Shuttles hintereinander im Sinne eines Folgebetriebs erzeugt werden.
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Am Übergang zwischen unterschiedlichen Bewegungsprofilen der Shuttles wäre dann lediglich der zuvor eingekuppelte Mitnehmer aus dem zugehörigen Zugmittel auszukuppeln und stattdessen ein anderer Mitnehmer in ein diesem zugeordneten Zugmittel einzukuppeln.
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Vorzugsweise sind die Zugmittel unabhängig voneinander angetrieben. Dadurch lassen sich mit den einzelnen Zugmitteln voneinander unabhängige Bewegungsprofile der Shuttles erzeugen, beispielsweise zum durchgehend gezielten Anfahren einer bestimmten Zielposition im Einlaufbereich, auf der Pufferfläche und/oder im Auslaufbereich oder zum stufenweisen getakteten Nachrücken beladener Shuttles mit konstantem Abstand zueinander, beispielsweise auf der Pufferfläche in Richtung zum Auslaufbereich und/oder in einem Leershuttle-Puffer beim Zurückfahren zum Einlaufbereich.
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Vorzugsweise umfasst das Transportsystem ein untere Transportebene mit im Bereich der Pufferfläche in Pufferrichtung angetriebenen Zugmitteln sowie eine obere Transportebene mit wenigstens einem im Bereich eines Leershuttle-Puffers entgegen der Pufferrichtung angetriebenen Zugmittel. Damit lässt sich eine geschlossene Umlaufbahn für die Shuttles unter Einbeziehung der unteren und oberen Transportebene auf vergleichsweise einfache und kostengünstige Weise bereitstellen.
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Vorzugsweise umfassen die Shuttles mit dem Gleissystem verzahnte Fahrwerke, die mittels einer Synchronwelle drehsteif miteinander verbunden sind. Das Gleissystem kann zu diesem Zweck beispielsweise beidseitig lineare Triebstöcke umfassen, die Shuttles damit korrespondierende Zahnräder. Durch die Verzahnung ist eine orthogonale Ausrichtung der Shuttles und ihrer Reihenschieber bezüglich der Gleismittelachse auch bei diesbezüglich asymmetrischem Antrieb durch bezüglich der Gleismittelachse versetztes Einkuppeln der Mitnehmer in die Zugmittel gegeben.
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Vorzugsweise weisen die Reihenschieber eine Breite von 3 bis 6 m, insbesondere von 4 bis 5,5 m, quer zur Pufferrichtung auf. Die beschriebenen asymmetrischen Anordnungen der Fahrwerke und Antriebe bezüglich der Gleismittelachse sind bei Shuttles mit derart breiten Reihenschiebern für eine orthogonale Ausrichtung und kleine Transportteilungen besonders wirksam und ermöglichen dennoch eine vergleichsweise einfache Konstruktion der Shuttles.
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Vorzugsweise umfasst jedes Shuttle zwei in Pufferrichtung hintereinander angeordnete Reihenschieber. Dies reduziert den Aufwand für die Antriebe des Transportsystems insbesondere bei individuellem Antrieb einzelner Shuttles, da dann für jeweils zwei in Pufferrichtung benachbarte Reihenschieber nur ein Shuttle und ein gemeinsamer Antrieb benötigt wird.
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Vorzugsweise weisen die Reihenschieber eine Länge von 50 bis 150 mm in Pufferrichtung auf. Damit eignen sich die Reihenschieber für das Puffern handelsüblicher Flaschen, wie beispielsweise Getränkeflaschen, oder dergleichen.
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Vorzugsweise beträgt das Verhältnis aus der Spurweite des Gleissystems und der jeweiligen Fahrwerkslänge der Shuttles wenigstens 20, insbesondere wenigstens 40. Bei einem derartigen Verhältnis aus Spurweite zu Fahrwerkslänge sind die beschriebenen asymmetrischen Anordnungen und/oder Ausgestaltungen der Fahrwerke an den Shuttles besonders vorteilhaft.
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Die Länge der Fahrwerke ist hierbei zwischen den jeweils in Pufferrichtung vorderen und hinteren Laufrollen und/oder Führungsrollen der einzelnen Fahrwerke an ihren Berührungspunkten mit dem Gleissystem definiert.
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Vorzugsweise umfassen die Reihenschieber jeweils einen quer zur Pufferrichtung verlaufenden Führungskanal zur einreihigen Aufnahme der Behälter, wobei der Führungskanal von einer den Behältern vorauslaufenden vorderen Reihenführung und einer den Behältern nachlaufenden hinteren Reihenführung begrenzt wird. Dadurch können die Behälter in den Reihenschiebern, insbesondere beim Beschleunigen und/oder Abbremsen der Shuttles, sowohl in als auch entgegen der Pufferrichtung präzise seitlich geführt und ein Umfallen vermieden werden.
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Vorzugsweise umfassen die Schienen jeweils ein Paar Laufschienen und einen dazwischen angeordneten Triebstock zur Verzahnung der Schienen mit den zugeordneten Laufwerken. Dies ermöglicht einen ausrichtungsstabilen Antrieb der Fahrwerke. Diese umfassen dann beispielsweise mit den Triebstöcken korrespondierende Zahnräder, die mittels Synchronwelle drehsteif aneinandergekoppelt sind.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung;
- 2 eine schematische seitliche Ansicht der Vorrichtung;
- 3 eine schematische Vorderansicht eines Shuttles mit Toleranzausgleich;
- 4 eine schematische Draufsicht auf Shuttles mit asymmetrischen Fahrwerken;
- 5 eine schematisch seitliche Ansicht eines Fahrwerks;
- 6 eine schematische Draufsicht auf ein Gleissystem mit Zwillingsgleisen;
- 7 einen schematischen Querschnitt eines gemeinsamen Antriebssystems für die Shuttles;
- 8 einen schematischen Querschnitt einer Verzahnung des Antriebssystems; und
- 9 eine schematische seitliche Ansicht des Antriebssystems.
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Die 1 und 2 zeigen schematisch eine grundlegende Konfiguration der Vorrichtung 1 zum Puffern einreihig gruppierter Behälter 2 bzw. daraus gebildeter Behälterreihen 2a. Bei den Behältern 2 handelt es sich beispielsweise um Flaschen, insbesondere um Getränkeflaschen.
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Demnach umfasst die Vorrichtung 1 eine im Wesentlichen horizontale und stationäre Pufferfläche 3 sowie ein darüber angeordnetes Transportsystem 4 zum Verschieben der Behälter 2 bzw. Behälterreihen 2a auf der Pufferfläche 3 in einer Pufferrichtung PR von einem Einlaufbereich 5 mit wenigstens einem Einlaufförderband 5a in einen Auslaufbereich 6 mit wenigstens einem Auslaufförderband 6a und Transportgassen 6b für die ausgespeicherten Behälterreihen 2a.
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Das wenigstens eine Einlaufförderband 5a verläuft in einer Einlaufrichtung ER und das Auslaufförderband 6a in einer Auslaufrichtung AR jeweils quer und insbesondere orthogonal zur Pufferrichtung PR des Transportsystems 4.
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Das Transportsystem 4 umfasst vorzugsweise unabhängig voneinander angetriebene Shuttles 7 und ein als geschlossene Umlaufbahn ausgebildetes Gleissystem 8 mit einer Gleismittelachse GA und diesbezüglich beidseitig und insbesondere achsensymmetrisch ausgebildeten Schienen 9, 10, an denen die Shuttles 7 entlanglaufen.
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Die Shuttles 7 umfassen vorzugsweise einen in Pufferrichtung PR gesehen vorderen Reihenschieber 11 und einen diesbezüglich hinteren Reihenschieber 12. Die Shuttles 7 könnten prinzipiell aber auch jeweils nur einen der Reihenschieber 11, 12 umfassen.
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Die in Pufferrichtung PR hintereinander am Shuttle 7 angeordneten Reihenschieber 11, 12 können auch als Zwillings-Reihenschieber angesehen werden. Jeder Reihenschieber 11, 12 ist zur einreihigen Aufnahme der Behälter 2, also zur räumlich voneinander getrennten Aufnahme von Behälterreihen 2a, ausgebildet und quer, insbesondere orthogonal, zur Pufferrichtung PR ausgerichtet. Die Reihenschieber 11, 12 können somit auch als in Pufferrichtung PR bewegliche und räumlich voneinander getrennte Pufferzeilen für die einzelnen Behälterreihen 2a angesehen werden.
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Die Reihenschieber 11, 12 sind zur jeweils vorauslaufenden und nachlaufenden Führung der einreihig gruppierten Behälter 2 und somit zu deren seitlichen Führung sowohl in Pufferrichtung PR, also bei deren Vorschub in Pufferrichtung PR, beispielsweise bei Beschleunigung des Vorschubs, als auch entgegen der Pufferrichtung PR, insbesondere beim Abbremsen des Vorschubs, ausgebildet.
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Die Reihenschieber 11, 12 umfassen zu diesem Zweck jeweils eine den Behältern 2 vorauslaufende vordere Reihenführung 11a, 12a und eine den Behältern 2 nachlaufende hintere Reihenführung 11b, 12b sowie von diesen jeweils begrenzte Führungskanäle 11c, 12c zur Aufnahme und zweiseitigen Führung der Behälter 2 / einzelnen Behälterreihen 2a.
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Die Reihenschieber 11, 12 bzw. deren Führungskanäle 11c, 12c weisen eine jeweils zwischen vorderer Reihenführung 11a, 12a und hinterer Reihenführung 11b, 12b definierte lichte Weite 13 auf, die vorzugsweise an den jeweiligen Behälterdurchmesser oder dergleichen Behälterabmessung angepasst werden kann.
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Die Reihenschieber 11, 12 erstrecken sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Breite 3a der Pufferfläche 3 und weisen vorzugsweise eine ebenso quer zur Pufferrichtung PR definierte Breite 14 von 3 bis 6 m auf, insbesondere von 4 bis 5,5 m.
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Die in Pufferrichtung PR definierte Länge 15 der Reihenschieber 11, 12 beträgt vorzugsweise 50 bis 150 mm.
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Die Shuttles 7 können vorzugsweise so dicht aneinander gefahren und dann hintereinander synchron in Pufferrichtung PR bewegt werden, dass die Führungskanäle 11c, 12c mehrerer Shuttles 7 im gleichmäßigen Abstand einer minimalen Transportteilung 16 zueinander auf der Pufferfläche 3 zum Auslaufbereich 6 nachrücken.
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Die jeweils kleinstmögliche Transportteilung 16 ergibt sich im Wesentlichen aus der gegebenenfalls abhängig vom Behälterdurchmesser eingestellten lichten Weite 13 und somit aus der Länge 15 der Reihenschieber 11, 12, jeweils in Pufferrichtung PR gesehen.
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Die Shuttles 7 können unabhängig voneinander angetrieben werden. Zu diesem Zweck können die Shuttles 7 über eigenständige Antriebe 17 verfügen, beispielsweise mittels Servomotoren oder als Läufer eines Linearmotorantriebs. Die Shuttles 7 können aber auch unabhängig voneinander an Transportketten oder dergleichen Zugmitteln 39, 40 kraftschlüssig eingekuppelt werden, wie nachfolgend noch unter Verweis auf die 5 bis 7 beschrieben wird.
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Einzelne in Pufferrichtung PR aufeinanderfolgende Shuttles 7 können somit entweder mittels ihrer individuellen Antriebe 17 unabhängig voneinander, also beispielsweise mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder wahlweise kontinuierlich oder getaktet angetrieben werden, oder durch Einkuppeln an unterschiedlich angetriebenen Zugmitteln 39, 40.
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Somit können die einzelnen Shuttles 7 an prinzipiell beliebige Stellen der von den Schienen 9, 10 des Gleissystems 8 definierten Umlaufbahn bewegt und dort positioniert werden, wofür sie gegebenenfalls unabhängig voneinander beschleunigt und abgebremst werden. Zum einen können so Abstände zwischen einzelnen Shuttles 7 verändert werden, beispielweise beim Überfahren leerer Bereiche 3b der Pufferfläche 3, zum anderen kann eine Abfolge mehrerer Shuttles 7 mit konstanten Abstand zueinander bewegt werden, beispielsweise beim Nachrücken der Shuttles 7 in einem gefüllten Bereich 3c der Pufferfläche 3 zum Auslaufbereich 6 hin.
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Sind die Shuttles 7 Läufer von Linearmotoren, so sind deren aktiven Komponenten vorzugsweise an den Schienen 9, 10 in Form von Langstatoren angeordnet und die Shuttles 7 mit zugehörigen Permanentmagneten ausgestattet, woraus individuelle Antriebe für die einzelnen Shuttles 7 resultieren. Alternativ können die Shuttles 7 Servomotoren mit Antriebsritzeln umfassen, die an einer an den Schienen 9, 10 ausgebildeten Verzahnung entlanglaufen können.
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Zu diesem Zweck kann Antriebsenergie berührungslos oder über Schleifleitungen an die Servomotoren oder dergleichen aktive Antriebskomponenten der Shuttles 7 übertragen werden.
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Die Shuttles 7 können zudem Energiespeicher für ihre Antriebe aufweisen, wie beispielsweise Leistungskondensatoren, Batterien oder dergleichen. Dadurch lassen sich Spitzen der Leistungsaufnahme beispielsweise beim Beschleunigen der Shuttles 7 kompensieren oder eine Energieversorgung in Abschnitten der Schienen 9, 10 aufrechterhalten, in denen keine permanente Energieeinspeisung aus einer stationären Energiequelle möglich ist.
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Zur Steuerung der einzelnen Shuttles 7 ist beispielsweise eine Datenübertragung mittels Leck-Wellenleiter und/oder funkgestützt möglich, beispielsweise über WLAN.
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Derartige Konzepte zum Individualantrieb und zur Steuerung der Shuttles 7 sind prinzipiell bekannt und daher nicht weiter im Detail erläutert.
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Die Shuttles 7 umfassen einen Querträger 18 und daran beidseits der Gleismittelachse GA angeordnete Fahrwerke 19, 20, mit denen die Shuttles 7 an den Scheinen 9, 10 entlanglaufen.
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Die Fahrwerke 19, 20 können zu diesem Zweck auf prinzipiell bekannte Weise mit den Schienen 9, 10 korrespondierende Laufrollen und Führungsrollen umfassen, die daher nicht dargestellt sind.
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Die 3 verdeutlicht schematisch eine Variante der Shuttles 7 mit einem Toleranzausgleich quer zur Pufferrichtung PR zur gegenseitigen Anpassung der Fahrwerksbreite FB zwischen den Fahrwerken 19, 20 einzelner Shuttles 7 und der Spurweite SW zwischen den Schienen 9, 10 aneinander.. Die Schienen 9, 10 umfassen hierzu vorzugsweise jeweils linke und rechte Laufschienen 21, 22 und die Fahrwerke 19, 20 diesen zugeordnete linke und rechte Laufrollen 23, 24.
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Als Fahrwerksbreite FB ist in diesem Zusammenhang stets der Abstand zwischen dem linken und rechten Fahrwerk 19, 20 der Shuttles 7 zu verstehen, nicht die Breite der einzelnen Fahrwerke 19, 20 für sich genommen.
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Demnach sind die Fahrwerke 19, 20 beide bezüglich des Querträgers 18 seitlich drehbar im Sinne von lenkbaren Fahrwerken gelagert. Zusätzlich ist eines der beiden Fahrwerke 19, 20 mittels einer Linearführung 21 quer zur Pufferrichtung PR verschiebbar am Querträger 18 gelagert. Dadurch kann sich die Fahrwerksbreite FB des Shuttles 7 an die Spurweite SW des Gleissystems 8 zum Ausgleich herstellungsbedingter und/oder temperaturbedingter Längentoleranzen angleichen.
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Diese bezüglich der Gleismittelachse GA asymmetrische Ausbildung der Fahrwerke 19, 20 ermöglicht mit vergleichsweise einfachen technischen Mitteln einen zuverlässigen Toleranzausgleich und damit eine Reduzierung des Konstruktionsaufwands für die Shuttles 7.
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Die 4 zeigt in der schematischen Draufsicht einen Abschnitt des Transportsystems 4. Die Schienen 9, 10 des Gleissystems 8 umfassen demnach vorzugsweise jeweils eine linke Laufschiene 21, eine rechte Laufschiene 22 und einen dazwischen angeordneten Triebstock 25. Die Fahrwerke 19, 20 der Shuttles 7 umfassen dann jeweils der linken Laufschiene 21 zugeordnete linke Laufrollen 23, der rechten Laufschiene 22 zugeordnete rechte Laufrollen 24 und ein dem Triebstock 25 zugeordnetes Zahnrad 26. Die Zahnräder 26 des linken und rechten Fahrwerks 19, 20 sind dann vorzugsweise an einen gemeinsamen Antrieb 17 des jeweiligen Shuttles 7 gekoppelt und können zu diesem Zweck drehsteif miteinander verbunden sein. Die Antriebe 17 und die Querträger 18 der Shuttles 7 sind der Übersichtlichkeit halber in der 4 nicht dargestellt.
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Dargestellt ist sowohl eine bezüglich der Gleismittelachse GA asymmetrische Anordnung 27 des linken Fahrwerks 19 und des rechten Fahrwerks 20 zueinander als auch eine achsensymmetrische Anordnung 28 des linken Fahrwerks 19 und des rechten Fahrwerks 20 zueinander, siehe auch die 6.
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Das Gleissystem 8 eignet sich prinzipiell sowohl für die asymmetrische als auch für die achsensymmetrische Anordnung der Fahrwerke 19, 20. Alle Fahrwerke 19, 20 sind dann entweder in asymmetrischer oder in symmetrischer Anordnung 27, 28 an den Shuttles 7 entsprechend der Spurweite SW des Gleissystems 8 ausgebildet.
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Die 5 zeigt in schematischer seitlicher Ansicht beispielhaft ein rechtes Fahrwerk 20 mit den rechten Laufrollen 24 und den linken Laufrollen 23 (eine davon von der oberen rechten Laufrolle 24 verdeckt) jeweils oberhalb und unterhalb der zugeordneten Laufschienen 21, 22 und mit dem Zahnrad 26.
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Demnach spannen die Achsen 23a, 24a der Laufrollen 23, 24 ein vorzugsweise gleichschenkliges Dreieck 29 auf, dessen Längserstreckung in Abhängigkeit vom Durchmesser des Zahnrads 26 im Wesentlichen eine Mindestlänge der Fahrwerke 19, 20 in Pufferrichtung PR vorgibt. Die Achse 26a des Zahnrads 26 kann diesbezüglich asymmetrisch angeordnet sein, also in/ entgegen der Pufferrichtung PR um einen horizontalen Achsabstand 30 bezüglich der mittleren/ oberen Laufrollen 23, 24 versetzt.
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Die zugehörigen Antriebe 17 können beispielsweise zwischen den Fahrwerken 19, 20 angeordnet werden, ebenso zugehörige Einheiten zur Energieversorgung und Datenübertragung (in der 2 bis 6 jeweils nicht dargestellt).
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Mit derartigen Anordnungen von Laufrollen 23, 24 und Zahnrädern 26 können die Fahrwerke 19, 20 die erforderlichen Vorschubkräfte auf die Reihenschieber 11, 12 ohne Kippen der Shuttles 7 übertragen. Ferner werden Kurvenfahrten um relativ enge vertikale Bögen ermöglicht, wobei die jeweils oberen/ mittleren Laufrollen 23, 24 dann auf der Bogeninnenseite laufen.
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Schematisch angedeutet sind in der 5 ferner Führungsrollen 31 zur seitlichen Führung der Laufwerke 19, 20 an den Laufschienen 21, 22 (in den 4 und 6 der Übersichtlichkeit halber weggelassen).
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Bei Antrieben 17 nach dem Prinzip eines Linearmotors werden die Fahrwerksabmessungen in Pufferrichtung PR in prinzipiell ähnlicher Weise durch die beim Vorschub auftretenden Momente und die demgegenüber erforderlichen magnetischen Führungskräfte vorgegeben.
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Hierbei ist es auch denkbar, nur die Triebstöcke 25 und die Zahnräder 26 durch Linearmotoren zu ersetzen, die Shuttles 7 dagegen mechanisch durch Laufrollen 23, 24 an den Laufschienen 21, 22 tragend zu führen.Die 6 zeigt in der schematischen Draufsicht einen Abschnitt des Transportsystems 4, dass die Schienen 9, 10 des Gleissystems 8 bei einer weiteren günstigen Ausführungsform als Zwillingsschienen 32 ausgebildet sein können.
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Die Zwillingsschienen 32 bilden dann ein bezüglich der Gleismittelachse GA und der Pufferrichtung PR ein nach links versetztes linkes Gleis 8! und ein bezüglich der Gleismittelachse GA nach rechts versetztes rechtes Gleis 8r mit jeweils identischer Spurweite SW aus.
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Aufeinander in Pufferrichtung PR folgende Shuttles 7 können dann abwechselnd auf dem linken Gleis 8I und dem rechten Gleis 8r versetzt angeordnet werden. Die Fahrwerke 19, 20 der Shuttles 7 sind folglich bezüglich der Gleismittelachse GA seitlich versetzt und diesbezüglich asymmetrisch angeordnet.
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Dadurch können die auf dem linken Gleis 81 laufenden Fahrwerke 19, 20 mit den auf dem rechten Gleis 8r laufenden Fahrwerken 19, 20 in Pufferrichtung PR überlappen. Folglich können die Shuttles 7 im Bereich ihrer Fahrwerke 19, 20 noch näher zusammengefahren werden, als dies bei miteinander fluchtend hintereinander laufenden Fahrwerken 19, 20 (beispielsweise gemäß 4) der Fall wäre. Somit können Shuttles 7 mit einzelnen Reihenschiebern 11, 12 (wie in der 6 beispielhaft angedeutet) und/oder Shuttles 7 mit zwei Reihenschiebern 11, 12 besonders enger lichter Weite 13 bzw. geringer Länge 15 (in Pufferrichtung PR gesehen) zur Minimierung der Transportteilung 16 eng aneinander gefahren werden.
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Der Schienenabstand 33 der Zwillingsschienen 32 kann geeignet an die Abmessungen und Formgebung der Fahrwerke 19, 20 angepasst werden, um deren Überlappen im obigen Sinn zu ermöglichen.
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Der Schienenabstand 33 entspricht dem seitlichen Versatz des linken Gleises 8I und des rechten Gleises 8r zueinander.
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Hierbei ist es insbesondere wünschenswert, das Verhältnis aus der Spurweite SW des Gleissystems 8 und der Fahrwerkslänge 34 (siehe die 5) der einzelnen Fahrwerke 19, 20 zu maximieren. Besonders günstig ist ein Verhältnis von wenigstens 20:1 und insbesondere von wenigstens 40:1 zwischen der Spurweite SW und der Fahrwerkslänge 34, die beispielsweise als Achsabstand zwischen vorderster und hinterster Laufrolle 23, 24 und/oder zwischen den Führungsrollen 31 eines Fahrwerks 19, 20 zu verstehen ist.
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Besonders günstig ist eine Variante, bei der in den Fahrwerken 19, 20 Aussparungen 35, 36 ausgebildet sind, die beim Zusammenfahren hintereinander laufender Fahrwerke 19, 20 derart ineinandergreifen, dass die jeweils aufeinanderfolgenden Fahrwerke 19, 20 in Pufferrichtung PR miteinander überlappen. Dies ist in den 4 und 6 lediglich schematisch angedeutet und ist sowohl ohne als auch mit Zwillingsschienen 32 möglich, um die Reihenschieber 11, 12 auf minimale Transportteilung 16 eng aneinander zu fahren.
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Dadurch können die Reihenschieber 11, 12 von in Pufferrichtung PR benachbarten Shuttles 7 beispielsweise auf Kontakt aneinander gefahren werden. Dadurch lässt sich die Transportteilung 16 insbesondere für relativ kleine Behälterdurchmesser minimieren.
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Die Reihenschieber 11, 12 derart hintereinander angeordneter Shuttles 7 fluchten dabei vorzugsweise in Pufferrichtung PR miteinander, sodass daraus im Wesentlichen identische Führungskanäle 11c, 12c (siehe die 1 und 5) im Sinne identischer Pufferzeilen für Behältergruppen 2a resultieren.
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Die Aussparungen 35, 36 und/oder eine bezüglich der Gleismittelachse GA asymmetrische Anordnung von in Pufferrichtung PR benachbarten Shuttles 7 ermöglicht eine Minimierung der Transportteilung 16 (siehe 1), falls die Breite der Reihenschieber 11, 12 auch bei deren paarweiser Anordnung an den Shuttles 7 geringer ist als die Abmessung der zugehörigen Fahrwerke 19, 20 und Antriebe 17 in Pufferrichtung PR.
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Die Shuttles 7 können hierzu im Bereich der Pufferfläche 3 in Pufferrichtung PR abwechselnd auf das linke und rechte Gleis 81, 8r verteilt hintereinander angeordnet werden.
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Auch beim beschriebenen Gleissystem 8 mit den optionalen Zwillingsschienen 32 sind die davon gebildeten Schienen 9, 10 trotz der seitlich versetzen Gleise 81, 8r insgesamt symmetrisch bezüglich der Gleismittelachse GA angeordnet. Obwohl die Zwillingsschienen 32 in den 1 und 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind, lassen sich diese dennoch uneingeschränkt mit den bezüglich der 1, 2 und 3 und/oder nachfolgend beschriebenen Merkmalen kombinieren.
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Nachfolgend ist ein alternatives Antriebskonzept für das Transportsystem 4 beschrieben, bei dem die Shuttles 7 keine aktiven Antriebe 17 mitführen, sondern wenigstens zwei gesteuert aktivierbare Mitnehmer 37, 38 umfassen, die wahlweise in jeweils zugeordnete und über der Pufferfläche 3 umlaufende Zugmittel 39, 40 maschinell eingekuppelt werden können. Dies ist in den 5 bis 7 schematisch dargestellt.
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Demnach umfasst das Transportsystem 4 wenigstens zwei unabhängig voneinander angetriebene Zugmittel 39, 40, beispielsweise umfassend Transportketten 39a, 40a und zugeordnete Antriebsmotoren 39b, 40b. Dies ist in der 7 im Querschnitt dargestellt.
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Die Shuttles 7 umfassen demnach ebenso am Querträger 18 und daran beidseits der Gleismittelachse GA angeordnete Fahrwerke 19, 20, mit denen die Shuttles 7 an den Schienen 9, 10 des Gleissystems 8 entlanglaufen.
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Ferner umfasst jedes Shuttle 7 mit den Zugmitteln 39, 40 korrespondierend angeordnete Mitnehmer 37, 38, die abwechselnd elektronisch gesteuert ausgefahren werden können, um jeweils einen der Mitnehmer 37 oder 38 am zugeordnete Zugmittel 39 oder 40 antriebstechnisch einzukuppeln. Entsprechend können die Mitnehmer 37, 38 wahlweise elektronisch gesteuert eingefahren werden, um diese vom jeweils zugeordneten Zugmittel 39, 40 zu entkoppeln.
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Damit das Zugmittel 39, 40 nicht zu stark belastet und folglich die Gefahr eines Reißens besteht, kuppeln die Mitnehmer vorzugsweise mittels eines Freilaufs ein. Mit dem Freilauf wird ein ruckartiges Einkuppeln verhindert. Das Einkuppeln mit Freilauf der Mitnehmer 37, 38 lässt sich über eine Federspirale am Mitnehmer bewerkstelligen. Diese wird beispielsweise vor dem Einkuppeln entsprechend aufgezogen. Auch eine Torsionsfeder am Mitnehmer 37, 38 ermöglicht ein materialschonendes Ein- und Auskuppeln mit Freilauf.
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Die Mitnehmer 37, 38 und die Zugmittel 39, 40 sind jeweils asymmetrisch bezüglich der Gleismittelachse GA angeordnet. Das heißt, die Ankopplung des Shuttles 7 an eines der Zugmittel 39, 40 ist asymmetrisch bezüglich der Gleismittelachse GA. Folglich können mehrere Mitnehmer 37, 38 quer zur Pufferrichtung PR am Querträger 18 verteilt angeordnet werden.
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Auch die 8 zeigt einen Querschnitt durch das Transportsystem 4 gemäß 7, wobei Details der Zugmittel 39, 40 der Übersichtlichkeit halber in der 8 weggelassen wurden. Stattdessen ist dort schematisch dargestellt, dass die Fahrwerke 19, 20 mit den zugeordneten Schienen 9, 10 verzahnt sind, beispielsweise mittels Triebstockverzahnungen 41.
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Die dann beidseits vorhandenen Triebstockverzahnungen 41 umfassen jeweils einen linearen stationären Triebstock 42 und zugehörige Zahnräder 43 als Bestandteilt der Fahrwerke 19, 20, beispielsweise in Anlehnung an die in der 4 und 5 dargestellte Anordnung.
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Die beidseitig an den Shuttles 7 angeordneten Zahnräder 43 oder dergleichen Verzahnungen sind jeweils mittels einer Synchronwelle 44 drehsteif miteinander verbunden, um eine orthogonale Ausrichtung des Shuttles 7, also deren Querträger 18 und Reihenschieber 11, 12, bezüglich der Pufferrichtung PR trotz der bezüglich der Gleismittelachse GA asymmetrischen Kraftübertragung vom Zugmittel 39, 40 auf die Mitnehmer 37, 38 beizubehalten.
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Die 9 zeigt ferner oben in einer schematischen seitlichen Ansicht des Transportsystems 4 und unten in einer schematischen Draufsicht, dass sich die Zugmittel 39, 40 vorzugsweise sowohl in einer unteren Transportebene 4a als auch in einer oberen Transportebene 4b des Transportsystems erstrecken. Im dargestellten Beispiel würden die Shuttles 7 beispielsweise im Bereich der unteren Transportebene 4a von dem einen Zugmittel 39 angetrieben, indem die zugehörigen Mitnehmer 37 in dieses eingekuppelt werden, und in der oberen Transportebene 4b, also beispielsweise beim Zurücklaufen durch einen Leershuttle-Puffer 45 (siehe auch 1), vom anderen Zugmittel 40 durch entsprechendes Einkuppeln der zugeordneten Mitnehmer 38 angetrieben.
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Die Zugmittel 39, 40 können als separate Antriebsstränge für die Shuttles 7 angesehen werden, in die die Shuttles 7 wahlweise eingekuppelt werden können, um bestimmte Geschwindigkeiten und/oder Bewegungsprofile vorzugeben, beispielsweise ein kontinuierliches Anfahren einer bestimmten Streckenposition am Transportsystem 4 oder ein getaktetes Nachrücken der Shuttles 7 hintereinander.
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Hierbei ist es auch denkbar, mehr als zwei Zugmittel 39, 40 in Pufferrichtung PR aufeinanderfolgend und/oder quer zur Pufferrichtung PR nebeneinanderliegend zu kombinieren.
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Beispielsweise wäre es denkbar, ein intermittierend angetriebenes erstes Zugmittel 39 im Einlaufbereich 5, ein separat intermittierend angetriebenes zweites Zugmittel 40 im Auslaufbereich 6 und ein separat intermittierend angetriebenes drittes Zugmittel (nicht dargestellt) über der dazwischenliegenden Pufferfläche 3 anzuordnen, um die Shuttles 7 mit ihren Reihenschiebern 11, 12 unterschiedlichen getakteten Bewegungsprofilen folgend anzutreiben.
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Ferner könnte wenigstens ein kontinuierlich angetriebenes viertes Zugmittel (nicht dargestellt) neben intermittierend angetriebenen Zugmitteln vorhanden sein, um die Behälter 2 zügig zum Einlaufbereich 5, zum Auslaufbereich 6 und/oder durch leere Bereiche der Pufferfläche 3 in einen Anschlussbereich an auf der Pufferfläche 3 nachrückenden Shuttles 7 heranzufahren.
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Beispielsweise könnten intermittierend angetriebene Zugmittel und kontinuierlich angetrieben Zugmittel jeweils geeignet in Pufferrichtung PR überlappen, um die Anschlussbereiche zwischen hintereinander angeordneten Zugmitteln zu überbrücken (nicht dargestellt).
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Damit ließen sich auch ohne an den Shuttles 7 mitgeführte aktive Antriebe 17 vergleichsweise flexibel anpassbare Bewegungsprofile für die einzelnen Shuttles 7 in den unterschiedlichen Abschnitten des Transportsystems 4 vorgeben.
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Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert werden. So sind beispielsweise Fahrwerke 19, 20 mit Toleranzausgleich quer zur Pufferrichtung PR sowohl an Shuttles 7 mit eigenständigem Antrieb 17 als auch an Shuttles 7 mit Mitnehmern 37, 38 für gemeinsame Zugmittel 39, 40 denkbar. Dies gilt für Ausführungsformen mit oder ohne Zwillingsschienen 32 zur Ausbildung seitlich bezüglich der Gleismittelachse GA versetzter Gleise 81, 8r für in Pufferrichtung PR aufeinanderfolgende Shuttles 7.
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Hierbei ermöglicht die jeweils asymmetrische Anordnung und/oder Ausbildung der Fahrwerke 19, 20 und/oder der Gleise 81, 8r des Gleissystems 8 und/oder der Mitnehmer 17, 18 mit Zugmitteln 19, 20 ein konstruktiv einfaches und zuverlässiges Transportsystem 4 mit einer hinsichtlich des Platzbedarfs effizienten Anordnung von Reihenschiebern 11, 12 auf der Pufferfläche 3.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018211859 A1 [0002]
