DE212004000080U1

DE212004000080U1 - Differenzialantriebs-Spiralspeicher-Vorrichtung

Info

Publication number: DE212004000080U1
Application number: DE212004000080U
Authority: DE
Original assignee: Hartness International Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2014-11-06
Also published as: AU2004318743A1; CN1926033B; EP1730057A1; US7032742B2; US7191896B2; US20050217977A1; WO2005102880A1; ATE469851T1; AU2004318743B2; CN1926033A; DE602004027551D1; CA2561707A1; JP2007530394A; CA2561707C; EP1730057B1; US20060185962A1

Abstract

Spiralspeichervorrichtung zur Steuerung des Flusses von Artikeln, umfassend:
einen Einlaufförderer, angetrieben in einer ersten Richtung, zum Befördern von Artikeln daran entlang in der ersten Richtung entlang eines ersten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist;
einen Auslaufförderer, angetrieben in einer entgegengesetzten Richtung, zum Befördern von Artikeln daran entlang in der entgegengesetzten Richtung entlang eines zweiten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist;
wobei der Einlauf- und der Auslaufförderer mit einem Abstand voneinander angeordnet und im Allgemeinen parallel entlang wenigstens eines Abschnitts des ersten und des zweiten Weges sind, so dass ein Zwischenraum dazwischen definiert wird;
ein bewegliches Transportelement, welches im Allgemeinen quer über und entlang des Zwischenraums bewegbar angeordnet ist;
ein Artikeltransferelement, getragen von dem Transportelement und funktionsfähig angeordnet zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer, zum Transferieren von Artikeln zwischen dem Einlaufförderer und dem Auslaufförderer;
einen Transportelement-Riemen, verbunden mit dem Transportelement; und
einen Differenzial-Antriebsmechanismus, lokalisiert...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Spiral-Anhäufungs- bzw. Speicher-Vorrichtung zur Steuerung des Flusses von Artikeln aus einer stromaufwärts gelegenen Zuführungsstation zu einer stromabwärts gelegenen Aufnahmestation unter Verwendung eines Differenzialantriebs; und genauer gesagt, eine Vorrichtung, einschließend ein Artikel-Transferbauteil, welches mittels eines entfernt gelegenen Differenzialantriebsmechanismus bewegt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Speicher sind zwischen einer stromaufwärts gelegenen Zuführungsstation und einer stromabwärts gelegenen Aufnahmestation eingesetzt worden, um Artikel anzuhäufen, wenn die Kapazität der stromabwärts gelegenen Aufnahmestation entweder abgeschaltet oder bei einer Geschwindigkeit betrieben wird, bei der sie mit der Anzahl an Artikeln, welche von der stromaufwärts gelegenen Zuführungsstation zugeführt wird, nicht umgehen kann. Ein besonderer Speicher wird im U.S.-Patent Nr. 4 018 325 offenbart. Ein Problem bei solchen Speichern besteht darin, dass der letzte in den Speicher eingespeiste Artikel der erste aus dem Speicher ausgegebene Artikel ist, und es im Ergebnis schwierig ist, die Charge, aus der ein besonderer Artikel stammt, und die Abfolge, in der die Artikel aus der stromaufwärts gelegenen Zuführungsstation eingespeist werden, zu verfolgen.
Es sind Speicher hergestellt worden, worin der erste eingegebene Artikel der erste ausgestoßene Artikel ist. Derartige "first in, first out"-Speicher sind manchmal als "FIFO"-Speicher bekannt. Zum Beispiel ist der Inhaber der vorliegenden Patentanmeldung auch Inhaber der U.S.-Patente Nr. 6 152 291, 6 182 812, 6 230 874, 6 260 688, 6 382 398, 6 497 321, 6 523 669, 6 533 103, 6 550 602, 6 585 104 und 6 612 420, welche sämtlich verschiedene Aspekte von FIFO-Fördereinrichtungen offenbaren und sämtlich hierin als Bezugsstellen für alle Zwecke einbezogen sind.
Verschiedene der obenstehenden Patente offenbaren Speicher mit Förderern, welche sich entlang mehrstöckiger gekrümmter Pfade erstrecken, wobei ein Transfermechanismus zwischen den Förderern zum Übertragen der beförderten Objekte zwischen den Förderern angeordnet ist. Solche Speicher werden üblicherweise Spiralspeicher genannt. Wie offenbart, kann der Transfermechanismus solcher Spiralspeicher von rotierbaren Bauteilen angetrieben werden, welche die sich gegenläufig bewegenden Förderer (oder Anhänge daran) am Transferpunkt kontaktieren. Die rotierbaren Bauteile wandern mit dem Transfermechanismus entlang der Förderer, an einer Position, welche von den jeweiligen Geschwindigkeiten der Förderer vorgegeben wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einigen Aspekten der Erfindung wird eine Spiral-Speicher-Vorrichtung zum Steuern des Flusses von Artikeln offenbart. Der Speicher schließt eine Trägerstruktur, einen Einlaufförderer, montiert an der Trägerstruktur und angetrieben in einer ersten Richtung zum Befördern von Artikeln daran entlang in der ersten Richtung längs eines ersten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist, und einen Auslaufförderer, montiert an der Trägerstruktur und angetrieben in einer entgegengesetzten Richtung zum Befördern von Artikeln daran entlang in der Gegenrichtung entlang eines zweiten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist, ein. Der Einlauf- und der Auslaufförderer sind in einem Abstand zueinander angeordnet und im Allgemeinen parallel entlang wenigstens eines Teils der ersten und zweiten Wege, so dass ein Zwischenraum dazwischen definiert wird. Ein Gleis ist an die Trägerstruktur entlang zumindest eines Teils des Zwischenraums montiert, und ein bewegliches Transportelement ist allgemein quer und bewegbar längs des Zwischenraums auf dem Gleis angeordnet. Ein Artikeltransferelement wird von dem Transportelement getragen und ist funktionsfähig zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer angeordnet, um Artikel zwischen dem Einlaufförderer und dem Auslaufförderer zu übertragen. Ein Transportelement-Riemen ist an das Transportelement angeschlossen, wobei der Transportelement-Riemen eine Endlosschleife einschließt. Ein Differenzialantriebsmechanismus ist an einer fixierten Position in Abstand von dem Transportelement lokalisiert. Der Differenzialantriebsmechanismus schließt einen Abtriebsbereich zum Kontaktieren und Bewegen des Transportelement-Riemens ein, wenn eine relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer besteht, wodurch veranlasst wird, dass das Transportelement in der Richtung des schnelleren von dem Einlauf- und dem Auslaufförderer wandert. Verschiedene Optionen und Alternativen sind ebenfalls verfügbar.
Falls gewünscht, kann zum Beispiel die Endlosschleife ein Band, ein Seil oder ein beliebiges Äquivalent sein. Der Differenzial-Antriebsmechanismus kann eine Vielzahl von Getrieberädern einschließen. Wenn dem der Fall ist, kann die Vielzahl von Getrieberädern zwei Eingangsgetrieberäder und ein Differenzial-Getrieberad einschließen, wobei eines der Eingangsgetrieberäder an einer Achse angebracht ist, rotierend bei einer Geschwindigkeit, welche zusammenhängt mit derjenigen des Einlaufförderers, und das andere der Eingangsgetrieberäder an einer Achse angebracht ist, rotierend bei einer Geschwindigkeit, welche zusammenhängt mit derjenigen des Auslaufförderers, wobei das Differenzial-Getrieberad von den zwei Eingangsgetrieberädern so angetrieben wird, dass der Abtriebsbereich des Differenzial-Antriebsmechanismus angetrieben wird.
Der Differenzial-Antriebsmechanismus kann betriebsfähig mit Achswellen verbunden sein, welche von dem Einlauf- und dem Auslaufförderern ange trieben werden. Des Weiteren kann der Differenzial-Antriebsmechanismus zustandsempfindliche Vorrichtungen zum direkten oder indirekten Detektieren einer Geschwindigkeit des Einlauf- und des Auslaufförderers, einen Motor und eine Antriebssteuerung zum Antreiben des Motors basierend auf den Geschwindigkeiten des Einlauf- und des Auslaufförderers einschließen, so dass der Abtriebsbereich des Differenzial-Antriebsmechanismus bei einer gewünschten Geschwindigkeit bewegt wird.
Führungselemente können an der Trägerstruktur zum Führen des Transportelement-Riemens montiert sein, und die Führungselemente können verzahnte oder gerillte Riemenscheiben und/oder Laufrollen einschließen.
Der Differenzial-Antriebsmechanismus kann den Transportelement-Riemen bei einer Geschwindigkeit antreiben, welche gleich der Hälfte der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten des Einlauf- und des Auslaufförderers ist. Des Weiteren kann der Differenzial-Antriebsmechanismus den Transportelement-Riemen bei einer Geschwindigkeit, proportional zu as₁–bs₂ antreiben, wobei s₁ die Geschwindigkeit des Einlaufförderers und s₂ die Geschwindigkeit des Auslaufförderers ist, und a und b einstellbare Parameter sind.
Gemäß bestimmten anderen Aspekten der Erfindung wird eine Spiral-Speicher-Vorrichtung zur Steuerung des Flusses von Artikeln offenbart. Der Speicher schließt einen Einlaufförderer, angetrieben in einer ersten Richtung zum Befördern von Artikeln daran entlang in der ersten Richtung entlang eines ersten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist, und einen Auslaufförderer, angetrieben in einer entgegengesetzten Richtung zum Befördern von Artikeln daran entlang in der entgegengesetzten Richtung entlang eines zweiten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist, ein. Der Einlauf- und der Auslaufförderer sind in Abstand zueinander angeordnet und im Allgemeinen parallel entlang wenigstens eines Teils der ersten und zweiten Wege, so dass ein Zwischenraum dazwischen umgrenzt wird, und ein bewegbares Transportelement ist im Allgemeinen quer über und entlang des Zwischenraums bewegbar angeordnet. Ein Artikeltransferelement wird von dem Transportelement getragen und ist betriebsfähig zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer angeordnet, um Artikel zwischen dem Einlaufförderer und dem Auslaufförderer zu transferieren, und ein Transportelement-Riemen ist mit dem Transportelement verbunden. Ein Differenzial-Antriebsmechanismus ist an einer fixierten Position, in Abstand von dem Transportelement lokalisiert, wobei der Differenzial-Antriebsmechanismus einen Abtriebsbereich zum Kontaktieren und Bewegen des Transportelement-Riemens einschließt, wenn eine relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer besteht, wodurch verursacht wird, dass das Transportelement in der Richtung des schnelleren von dem Einlauf- und dem Auslaufförderer wandert. Verschiedene weitere Optionen und Alternativen sind bei diesem Speicher ebenfalls möglich, wie oben stehend.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine Spiral-Speicher-Vorrichtung zur Steuerung des Flusses von Artikeln offenbart. Der Speicher schließt einen Einlaufförderer, angetrieben in einer ersten Richtung zum Befördern von Artikeln daran entlang in der ersten Richtung entlang eines ersten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist, und einen Auslaufförderer, angetrieben in einer entgegengesetzten Richtung zum Befördern von Artikeln daran entlang in der entgegengesetzten Richtung entlang eines zweiten Wegs, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist, ein. Der Einlauf- und der Auslaufförderer sind in Abstand voneinander angeordnet und im Allgemein parallel entlang wenigstens eines Teils der ersten und zweiten Wege, so dass ein Zwischenraum dazwischen definiert wird. Ein bewegliches Transportelement ist im Allgemeinen quer zum und beweglich entlang des Zwischenraums angeordnet, und ein Artikeltransferelement wird von dem Transportelement getragen und ist betriebsfähig angeordnet zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer zum Transferieren von Artikeln zwischen dem Einlaufförderer und dem Auslaufförderer. Ein Transportelement-Riemen ist mit dem Transportelement verbunden. Ein Differenzial-Antriebsmechanismus ist an einer fixierten Position in Abstand von dem Transportelement lokalisiert. Der Differenzial-Antriebsmechanismus schließt zwei Eingangsgetrieberäder und ein Differenzialgetrieberad ein, wobei eines der Eingangsgetrieberäder an einer Achse angebracht ist, rotierend bei einer Geschwindigkeit, welche zusammenhängt mit derjenigen des Einlaufförderers, und wobei das andere Eingangsgetrieberäder an einer Achse angebracht ist, rotierend bei einer Geschwindigkeit, welche mit derjenigen des Auslaufförderers zusammenhängt, wobei das Differenzialgetrieberad von den zwei Eingangsgetrieberädern so angetrieben wird, dass ein Abtriebsbereich des Differenzialantriebsmechanismus angetrieben wird. Der Abtriebsbereich kontaktiert und bewegt den Transportelement-Riemen, wenn ein relativer Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer besteht, wodurch verursacht wird, dass das Transportelement in der Richtung des schnelleren von dem Einlauf- und dem Auslaufförderern wandert. Wiederum sind verschiedene Optionen und Modifikationen mit diesem Speicher, wie oben, möglich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, veranschaulichend eine Vorrichtung zur Steuerung des Flusses von Artikeln in ihrer grundlegenden Form.
2 ist eine Draufsicht der Vorrichtung von 1, wobei Artikel gezeigt werden, welche in die Vorrichtung geladen werden.
3 ist eine Draufsicht einer modifizierten Form des Entwurfs von 1.
4 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Vorrichtung veranschaulicht, die Artikel in einer vertikalen Spirale lagert.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Transportelements, das auf einem Gleis montiert und mit einem Transportelement-Riemen verbunden ist, gemäß bestimmten Aspekten der Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Differenzialantriebs-Mechanismus gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine perspektivische Explosions-Teilansicht des Differenzial-Antriebsmechanismus von 6.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Differenzial-Antriebsmechanismus, wie in Patentanspruch 6, jedoch mit Seil und Trommel.
9 ist ein schematisches Diagramm eines alternativen Differenzial-Antriebsmechanismus gemäß bestimmten Aspekten der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf 1–4 wird allgemein eine Vorrichtung 10 zur Steuerung des Flusses von Artikeln A aus einer stromaufwärts gelegenen Zuführungsstation an 12 zu einer stromabwärts gelegenen Aufnahmestation 14 veranschaulicht. Die Artikel werden auf einer Hauptfördereinrichtung 16 getragen, welche von einem beliebigen herkömmlichen Fördererantriebs-Mechanismus angetrieben wird. Die Artikel werden entlang der Hauptfördereinrichtung 16 zugeführt, bis sie eine Vorrichtung 10 erreichen, an welchem Punkt die Fördereinrichtung 16 verlassen und in die Vorrichtung 10 eintreten. Schließlich werden die Artikel in einer FIFO-Abfolge zur Hauptfördereinrichtung 16 zurückgeführt.
Die Vorrichtung 10 schließt eine Trägerstruktur 18 ein, welche, wie gezeigt, verschiedene vertikale Elemente 20 und horizontale Elemente 22 einschließen kann. Die Auslegung der Trägerstruktur 18 kann jede gewünschte Form einnehmen, abhängig von der Größe und Anwendung für die Vorrichtung 10. Daher ist die hier gezeigte Trägerstruktur 18 lediglich ein Beispiel, und jedwede Modifikationen an dem Gezeigten sollten als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet werden. 1–3 zeigen zur Deutlichkeit nur vertikale Elemente 20 der Trägerstruktur.
Die Vorrichtung 10 schließt eine Ablenkschiene 24 zum Ablenken von Artikeln A weg von der Hauptfördereinrichtung 16 auf einen Einlaufförderer 26, der auf der Trägerstruktur 18 getragen wird, ein. Der Einlaufförderer 26 ist ein Endlos-Förderer und wird von einem Einlauf-Antriebsmechanismus 28 angetrieben, welcher einen Motor 30 mit variabler Geschwindigkeit und eine Motorsteuerung 32 einschließen kann.
Ein Auslaufförderer 34 wird ebenfalls auf der Trägerstruktur 18 getragen. Ein wesentlicher Abschnitt der Trassen des Einlauf- und des Auslaufförderers 26 und 34 sind zueinander parallel, wobei ein Zwischenraum 36 dazwischen vorgesehen wird. Ein Auslauf-Antriebsmechanismus 42, welcher einen Motor 44 mit variabler Geschwindigkeit und eine Motorsteuerung 46 einschließen kann, treibt den Auslaufförderer 34 an. Eine Ablenkschiene 24 ist ebenfalls angeordnet, so dass Artikel von dem Auslaufförderer 34 zurück auf die Hauptfördereinrichtung 16 umgelenkt werden.
Ein Transportelement 38 läuft auf einem Gleis 40, getragen von der Trägerstruktur 18, welches gestattet, dass das Transportelement sich entlang der Länge des Einlauf- und des Auslaufförderers 26 und 34 rückwärts und vorwärts bewegt. Der Einlauf-Antriebsmechanismus 28 treibt den Einlaufförderer 26 in einer ersten Richtung auf einer Seite des Gleises 40 an, und ein Auslauf-Antriebsmechanismus 42 treibt den Auslaufförderer 34 in einer zweiten Richtung auf der anderen Seite des Gleises an.
Ein Transportelement-Riemen 48 ist funktionsfähig mit dem Transportelement 38 verbunden und wird von einem Differenzial-Antriebsmechanismus 50 angetrieben. Der Transportelement-Riemen 48 kann eine Endlosschleife, wie ein Band, eine Kette, ein Seil oder dergleichen umfassen, welches in oder entlang des Gleises 40 läuft. Falls gewünscht, können Führungselemente 41, wie Getriebe-Trommeln oder Rillen-Trommeln oder Leitwalzen verwendet werden, um den Transportelement-Riemen 48 zu führen.
Der Differenzial-Antriebsmechanismus 50 ist an der Trägerstruktur 18 montiert und ist funktionsfähig gekoppelt mit dem Einlauf- und dem Auslaufförderer 26 und 34. Wie nachstehend in größerer Ausführlichkeit erörtert wird, schließt der Differenzial-Antriebsmechanismus zwei Achsen 52 und 54 ein, welche an einem Differenzialgehäuse 56 angeschlossen sind. Die Achsen 52 und 54 rotieren jeweils mit dem Einlauf- und dem Auslaufförderer 26 und 34 als eine Funktion der Geschwindigkeit der Förderer. Wie gezeigt, werden die Achsen 52 und 54 direkt durch Kontakt mit den Förderern 26 und 34 über Walzen 53 und 55 angetrieben. Allerdings wäre es auch möglich, eine Eingangs-Rotationsgeschwindigkeits-Information aus anderen leerlaufenden oder angetriebenen Bauteilen, welche von Förderern oder Motoren rotiert werden, sowohl direkt oder indirekt zu erhalten, falls dies gewünscht wird. Der Transportelement-Riemen 48 rotiert um einen Abtriebsbereich des Gehäuses 56, wenn sich das Gehäuse bewegt, abhängig von den differenziellen Geschwindigkeiten der Wellen 52 und 54, letztendlich basierend auf den Förderergeschwindigkeiten (siehe 6–8). Folglich wird das Transportelement 38 relativ zu den Förderern 26 und 34 entlang eines zu den Förderern parallelen Weges angetrieben, bei einer Geschwindigkeit und Richtung in Abhängigkeit von der relativen Geschwindigkeit der Förderer. Ein Artikel- Transferelement 58 wird von dem Transportelement 38 zum Ablenken von Artikeln von dem Einlaufförderer 26 zum Auslaufförderer 34 getragen.
Die Geschwindigkeiten der Förderer 26 und 34 werden durch Antriebsmechanismen 28 und 42 gesteuert. Wenn die Geschwindigkeit des Auslaufförderers 34 langsamer als die Geschwindigkeit des Einlaufförderers 36 ist, dann wird das Transportelement 38 gegen den Uhrzeigersinn (wie gezeigt in 1–3) bewegt, wodurch die Anzahl von Artikeln auf den Oberflächen des Einlaufförderers und des Auslaufförderers zum zeitweiligen Aufbewahren der Artikel im Speicher 10 erhöht wird. Wenn die Geschwindigkeit des Auslaufförderers 34 größer als die Geschwindigkeit des Einlaufförderers 26 ist, wird sich das Transportelement 38 im Uhrzeigersinn (wie gezeigt in 1–3) bewegen, wodurch die Anzahl von Artikeln verringert wird, welche auf dem Einlauf- und dem Auslaufförderer gelagert ist, und zwar mit einer FIFO-Abfolge.
Auf den Zustand ansprechende bzw. zustandsempfindliche Vorrichtungen können entlang den Förderern zum Erzeugen von Signalen in Antwort auf verschiedene Zustände positioniert sein. Zum Beispiel kann eine zustandsempfindliche Vorrichtung 60 benachbart zur Hauptfördereinrichtung 16 zum Erfassen eines Rückstaus von Artikeln auf der Hauptfördereinrichtung positioniert sein; und wenn ein solcher Zustand eintritt, kann ein Signal zu einer Motorsteuerung 32 gesendet werden, welches verursacht, dass der Motor 30 auf eine höhere Geschwindigkeit umschaltet, wodurch der Einlaufförderer 26 beschleunigt wird. Die zustandsempfindliche Vorrichtung 60 kann jedweder geeignete herkömmliche Sensor sein, ist aber in einer besonderen Ausführungsform eine Photozelle, ausgestattet mit einer Zeitmessvorrichtung, so dass, wenn die Photozelle für eine bestimmte Zeitperiode durch Nicht-Bewegung des Artikels aktiviert wird, ein Signal erzeugt wird. Die auf der Hauptfördereinrichtung getragenen Artikel A liegen in einem Abstand zueinander vor, und so lange der Abstand zwischen den Artikeln in einer gegebenen Zeitperiode erfasst wird, wird kein Signal von der Photozelle erzeugt, um eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Einlaufförderers 26 auszulösen. Eine geeignete Photozelle wird hergestellt von Sick A.G. mit der Teilenummer WT4-2P135S10. Die Sick A.G. ist in Waldkirch, Deutschland, gelegen. Es versteht sich, dass jegliche herkömmliche geeignete zustandsempfindliche Vorrichtung an jeder der Stellen verwendet werden kann, wo eine solche erforderlich ist.
Eine andere zustandsempfindliche Vorrichtung 62 kann entlang der Hauptfördereinrichtung 16 nah benachbart zum Vorderende der Schiene 24 positioniert sein. Diese Vorrichtung wird bereitgestellt, um einen Rückstau auf der Fördereinrichtung 16 zu erfassen, und veranlasst die Erzeugung eines Signals zum Verringern der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 16 zu einer mittleren Geschwindigkeit. Eine andere zustandsempfindliche Vorrichtung 64 kann nahe zum Eintritt des Einlaufförderers 26 zum Erfassen eines Mangels an Artikeln auf dem Einlaufförderer positioniert sein. Dieser Sensor erzeugt ein Signal zum Anhalten des Einlaufförderers, wenn ein solcher Zustand eintritt.
Es kann noch eine andere zustandsempfindliche Vorrichtung 66 vorhanden sein, positioniert benachbart zur Hauptfördereinrichtung 16, wo die Artikel auf die Hauptfördereinrichtung zurückgeführt werden. Wenn ein Rückstau von Artikeln durch die zustandsempfindliche Vorrichtung 66 auf der Hauptfördereinrichtung 16 erfasst wird, wird ein Signal zur Motorsteuerung 46 gesendet, um den Auslaufförderer 34 zu stoppen. Ein Rückstau wird erfasst, wenn die Artikel, welche vom Auslaufförderer 34 austreten, auf der Hauptfördereinrichtung 16 gegeneinander gepresst werden.
Unter dem normalen Betriebsvorgang läuft die Hauptfördereinrichtung 16 bei einer höheren Geschwindigkeit als der Auslaufförderer 34, und wenn die Artikel von dem Auslaufförderer auf die Hauptfördereinrichtung überführt werden, wird ein Abstand zwischen den Artikeln entstehen gelassen. Die zustandsempfindliche Vorrichtung 66 ist somit vorgesehen, um zu gewährleis ten, dass dieser Abstand zwischen den Artikeln bleibt, und wenn der Abstand als Ergebnis eines Rückstaus von Artikeln verloren geht, dann wird der Auslaufförderer 34 gestoppt.
Noch eine weitere zustandsempfindliche Vorrichtung 68 kann weiter abwärts in der Bahn auf der Hauptfördereinrichtung 16 positioniert sein, und wenn sie erfasst, dass es keinen Abstand zwischen Artikeln gibt, welche zurück auf die Hauptfördereinrichtung geführt werden, wird ein Signal erzeugt, welches zur Steuerung 46 des variablen Motors für den Auslaufförderer 34 eingespeist wird, um die Geschwindigkeit des Motors 44 mit variabler Geschwindigkeit zu reduzieren.
Alle der Signale, erzeugt durch die zustandsempfindlichen Vorrichtungen 60–68 werden in Motor-Steuervorrichtungen 32 und 46 (oder die Steuervorrichtung für die Fördereinrichtung 16, nicht gezeigt) eingespeist, welche herkömmliche Steuervorrichtungen, wie einen programmierbaren Logik-Controller, umfassen können. Ein geeigneter programmierbarer Logik-Controller wird von Allen Bradley hergestellt und besitzt die Modell-Nummer SLC500-Serie. Der Standort von Allen Bradley befindet sich in Milwaukee, Wisconsin. Andere Steuervorrichtungen können ebenfalls innerhalb des Umfangs der Erfindung verwendet werden.
Damit sich das Transportelement 38 von der in 2 gezeigten Position zu der in 1 gezeigten Position bewegt, muss die Geschwindigkeit des Einlaufförderers 26 schneller laufen als die Geschwindigkeit des Auslaufförderers 34. Als Ergebnis, beim Bewegen des Transportelements 38 gegen den Uhrzeigersinn, lädt es Artikel vom Einlaufförderer 26 zum Auslaufförderer 34 zum Aufbewahren der Artikel. Wie vorangehend erwähnt, wird, wenn der Bedarf an der stromabwärts gelegenen Aufnahmestation wächst, die Geschwindigkeit des Auslaufförderers 34 dann über die Geschwindigkeit des Einlaufförderers 26, mittels des Transportelement-Riemens 48, steigen, und das Transportelement wird sich im Uhrzeigersinn aus der in 1 gezeigten Position zu der in 2 gezeigten Position bewegen, um die in dem Speicher aufbewahrten Artikel abzuführen. Die Konfiguration für den parallelen Lauf des Einlaufförderers 26 und des Auslaufförderers 34 kann in Abhängigkeit von dem Ausmaß an Bodenstellfläche variieren, welche erwünschtermaßen für den Speicher verwendet werden soll. In 1 und 2 liegt die Konfiguration des Einlauf- und des Auslaufförderers in einer Spirale vor. In 3 liegt die Konfiguration von Einlaufförderer 26 und Auslaufförderer 34 ebenfalls in einer Spirale vor, aber sie weist einen verlängerten Mittelabschnitt auf. Wenn ausreichend Stellfläche vorhanden ist, kann der Lauf der zwei Förderer in einer horizontalen Ebene liegen.
Wie gezeigt in 4 liegt die Konfiguration von Einlaufförderer 26 und Auslaufförderer 34 in einer vertikalen Spirale vor, so dass eine wesentlicher Anteil der Aufbewahrung auf relativ kleinem Raum untergebracht werden kann. Mit Zunahme der Höhe der Spirale ist es manchmal notwendig, den Einlauf- und den Auslaufförderer entlang des vertikalen Weges der Spirale zusätzlich anzutreiben, so dass der Widerstand der Förderer auf der Laufbahn minimiert wird. Der zusätzliche Antriebsmechanismus ist in schematischer Form in der 4 gezeigt.
Wie in 4 ersehen werden kann, sind der Einlaufförderer 26 und der Auslaufförderer 34 Endlosförderer. Der Einlaufförderer 26 wird vom Motor 30 angetrieben, und sein Weg verläuft aufwärts von der benachbarten Hauptfördereinrichtung 16 in einer spiralförmigen Konfiguration, um über ein Triebrad 70, dann eine vertikale Bahn hinab über ein Laufrad 72 und zurück in die Bahn, welche den Förderer in einer vertikalen Spirale hält, zu laufen. Die Bahn (nicht gezeigt) zum Halten des Förderers kann von jedweder geeigneten Konstruktion sein und wird auf vertikalen Elementen 20 und horizontalen Elementen 22 getragen. Der Auslaufförderer 34 wird vom Auslauf-Antriebsmotor 44 mittels des Triebrads 74 angetrieben. Das Förderband 34 läuft um Laufräder 76 und 78 in seiner Laufbahn. Der Einlaufförderer 26 und der Auslaufförderer 34 können aus jedem geeigneten herkömmlichen Ket tenband konstruiert sein, das Verbindungszwischenglieder 80 aufweist und, in einer besonderen Ausführungsform, eine obere Oberfläche aufweist, wie sie in 5 gezeigt ist.
Ein Beispiel eines Getrieberad-basierenden Differenzial-Antriebsmechanismus, der mit den oben offenbarten Spiralspeicher-Auslegungen verwendbar ist, wird in 6 und 7 ausführlicher gezeigt. Wie gezeigt, schließt der Mechanismus vier Kegelräder 82A–D ein. Die Auslauf-Achse 52, welche (wie gezeigt) bei der Geschwindigkeit des Auslaufförderers 34 (nicht gezeigt, aber um die Rollen 53 laufend), ist mit dem Kegelrad 82A verbunden. Die Einlauf-Achse 54, welche (wie gezeigt) bei der Geschwindigkeit des Einlaufförderers 26 (nicht gezeigt, aber um die Rollen 55 laufend) rotiert, ist mit dem gegenüberliegenden Kegelrad 82B verbunden. Die Räder greifen mit den Rädern 82C und 82D ineinander, welche koaxial und rotierbar als Planetenräder auf der Planetenradwelle 84 ausgerichtet sind. Flansche bzw. Kopplungen 86 halten die Kegelräder auf den Achsen und der Planetenradwelle an Ort und Stelle. Die Enden der Planetenradwelle 84 erstrecken sich aus einem Armkreuz 88, welches ebenfalls Halterungen für die Achsen 52, 54 vorsieht. Der Differenzial-Mechanismus passt in einen Hohlraum 90, ausgebildet in der Mitte von zwei zusammenpassenden Zentralgehäuse-Hälften 92. Die Enden der Planetenradwelle 84 passen in Aushöhlungen 94, welche radial in den Gehäusehälften ausgeformt sind. Metallplatten 96 dienen als Drucklager. Passstifte 98 bringen die zwei Gehäusehälften zur Überdeckung, welche in herkömmlicher Weise durch Bolzen oder Schrauben durch Löcher 100 zusammengehalten werden. Ein gezahntes Kettenrad 102 ist an jeder Gehäusehälfte angebracht. Die randständigen Zähne des Kettenrads greifen mit einem angetriebenen Band, umfassend den Transportelement-Riemen 48, ineinander, um es anzutreiben.
Das Getriebedifferenzial arbeitet dahingehend herkömmlich, dass die relative Bewegung der Wellenabtriebs-Kegelräder 82A und 82B verursacht, dass die Planetenräder 82C und 82D um die Achse der Achswellen 52, 54 rotieren.
Während die Planetenräder rotieren, verursachen die Enden der Planetenradwelle 84, dass sich das Gehäuse 56 und die Kettenräder 102 drehen. Die Geschwindigkeit der Rotation hängt von den relativen Geschwindigkeiten der Rotation der Abtriebswellen-Kegelräder ab. In der Situation, bei welcher der Auslaufförderer und der Einlaufförderer sich bei derselben Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen bewegen, rotiert das Auslauf-Abtriebskegelrad 82A in einer Richtung bei einer bestimmten Geschwindigkeit, und das Einlauf-Abtriebskegelrad 82B rotiert in der entgegengesetzten Richtung bei der gleichen Geschwindigkeit, was verursacht, dass die Planetenrad-Baugruppe im Ruhezustand vorliegt, wobei ihre Planetenradwelle stationär ist. Wenn einer der Förderer 26 oder 34 im Verhältnis zu dem anderen an Geschwindigkeit gewinnt, verursacht der Differenzial-Antriebsmechanismus 50, dass sich die Gehäuse- und Kettenradbaugruppe in der Richtung der sich schneller bewegenden rotierenden Baugruppe dreht, jedoch bei der Hälfte des Unterschieds zwischen den Geschwindigkeiten jeder rotierenden Baugruppe. Somit wird, in diesem Beispiel, die Geschwindigkeit s des Transportelement-Riemens 48 angegeben durch: s = ½ (s₁–s₂), worin s₁ die Geschwindigkeit des sich schneller bewegenden Bandes ist, und s₂ die Geschwindigkeit des sich langsamer bewegenden Förderers ist. Selbstverständlich können die Übersetzungsverhältnisse durch die Verwendung von Getriebeuntersetzern oder anderen herkömmlichen Techniken zum Herleiten anderer Geschwindigkeitsbeziehungen verändert werden, welche dadurch generisch definiert werden können, dass s proportional zu as₁–bs₂ ist, wobei a und b Parameter sind, die beispielsweise durch die effektiven Übersetzungsverhältnisse eingestellt werden. Dies würde gestatten, dass der Transportelement-Riemen bei einer Geschwindigkeit angetrieben wird, welche, in speziellen Anwendungen, in relativer Weise mehr von einem der Förderer als von dem anderen beeinflusst wird. Des Weiteren könnten die Verhältnisse verändert werden, wenn die Breiten der Förderer nicht gleich sind, was in manchen Situationen wünschenswert sein könnte.
Wie gezeigt in 8, wäre es möglich, den Transportelement-Riemen 48' zu modifizieren, indem beispielsweise ein Seil für das veranschaulichte Band substituiert wird. Wenn dem der Fall ist, könnten die Elemente 41 eine Riemenscheibe oder dergleichen sein, und das Führungsgleis 40 müsste ebenfalls dementsprechend modifiziert werden. Des Weiteren würde wahrscheinlich auch das Gehäuse 56 modifiziert werden, so dass es sich beim Abtriebsbereich, welcher den Transportelement-Riemen 48' antreibt, nicht notwendigerweise um zwei gezahnte Kettenräder handeln wird, sondern dieser eine Furche 102' zum Aufnehmen des Seils umfassen wird. Verschiedene andere Modifikationen wären ebenfalls möglich, um eine differenzielle Rotationsbewegung aus einem Differenzialgehäuse auf den Transportelement-Riemen zu übertragen. Es sollte sich verstehen, dass alle derartigen Modifikationen und Optionen als innerhalb des Umfangs der Erfindung liegend angesehen werden.
Ein weiteres Beispiel eines Differenzial-Antriebsmechanismus, nützlich bei den obenstehenden Spiralspeicheren, wird diagrammartig in 9 gezeigt. Wie gezeigt, schließt der Differenzialantrieb 50' ein Gehäuse 56', angeordnet zwischen Förderern 26 und 34, zum Antreiben des Transportelement-Riemens 48 ein. Wie gezeigt, ist der Transportelement-Riemen 48 ein Seil, aber, wie oben, könnten andere Strukturen mit geeigneten entsprechenden Modifikationen verwendet werden. Zustandsempfindliche Vorrichtungen, wie ein Einlaufförderer-Geschwindigkeitssensor 104 und Auslaufförderer-Geschwindigkeitssensor 106 sind ebenfalls vorgesehen. Wie schematisch in der 9 gezeigt, können die Sensoren 104 und 106 die Rotationsgeschwindigkeit der Achswellen 52 und 54 direkt oder auf eine andere Weise, wie vermittels damit zusammenhängender Rotationsachswellen oder vermittels des Differenzialgehäuses 56', messen. Folglich können die Sensoren 104 und 106 optische oder mechanische Transduktoren oder dergleichen umfassen. Alternativ dazu könnten die Sensoren 104 und 106 die Geschwindigkeit der Förderer 26 oder 34 direkt messen. Die Sensoren 104 und 106 stehen in Kommunikation mit einer Motorsteuervorrichtung 108, welche einen Motor 110 in Abhängigkeit von den erfassten Geschwindigkeiten antreibt. Die Steuervorrichtung 108 kann eine Logik, entlang der oben beschriebenen Linien, einsetzen, um eine Abtriebsgeschwindigkeit und -richtung für das Gehäuse 56' zu bestimmen, und kann den Motor 110 dementsprechend antreiben. Die Steuervorrichtung 108 kann ein programmierbarer Logik-Controller sein, wie oben beschrieben.
Obgleich bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben worden sind, versteht es sich, dass jedwede und sämtliche äquivalenten Umsetzungen der vorliegenden Erfindung innerhalb des Umfangs und Sinngehalts davon eingeschlossen sind. Somit werden die aufgeführten Ausführungsformen lediglich auf dem Wege eines Beispiels präsentiert, und sie sind nicht als Einschränkungen auf die vorliegende Erfindung beabsichtigt. Obgleich besondere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und gezeigt worden sind, wird es der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist, da viele Modifikationen vorgenommen werden können. Deshalb wird es in Betracht gezogen, dass jedwede und sämtliche derartige Ausführungsformen in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind, wie sie innerhalb des wortgetreuen oder äquivalenten Umfangs der beiliegenden Patentansprüche liegen.

Claims

Spiralspeichervorrichtung zur Steuerung des Flusses von Artikeln, umfassend: einen Einlaufförderer, angetrieben in einer ersten Richtung, zum Befördern von Artikeln daran entlang in der ersten Richtung entlang eines ersten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist; einen Auslaufförderer, angetrieben in einer entgegengesetzten Richtung, zum Befördern von Artikeln daran entlang in der entgegengesetzten Richtung entlang eines zweiten Weges, welcher wenigstens teilweise gekrümmt ist; wobei der Einlauf- und der Auslaufförderer mit einem Abstand voneinander angeordnet und im Allgemeinen parallel entlang wenigstens eines Abschnitts des ersten und des zweiten Weges sind, so dass ein Zwischenraum dazwischen definiert wird; ein bewegliches Transportelement, welches im Allgemeinen quer über und entlang des Zwischenraums bewegbar angeordnet ist; ein Artikeltransferelement, getragen von dem Transportelement und funktionsfähig angeordnet zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer, zum Transferieren von Artikeln zwischen dem Einlaufförderer und dem Auslaufförderer; einen Transportelement-Riemen, verbunden mit dem Transportelement; und einen Differenzial-Antriebsmechanismus, lokalisiert an einer fixierten Position in Abstand zu dem Transportelement, wobei der Differenzialantriebsmechanismus einen Abtriebsbereich zum Kontaktieren und Bewegen des Transportelement-Riemens, wenn ein relativer Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer besteht, wodurch verursacht wird, dass das Transportelement in der Rich tung des Schnelleren von dem Einlauf- und dem Auslaufförderer wandert, einschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportelement-Riemen eine Endlosschleife ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Endlosschleife um ein Band oder ein Seil handelt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzial-Antriebsmechanismus eine Vielzahl von Getrieberädern einschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Getrieberädern zwei Eingangs-Getrieberäder und ein Differenzial-Getrieberad einschließt, wobei eines der Eingangs-Getrieberäder an einer Achswelle angebracht ist, rotierend bei einer Geschwindigkeit in Zusammenhang mit derjenigen des Einlaufförderers, und das andere der Eingangs-Getrieberäder an einer Achswelle angebracht ist, rotierend bei einer Geschwindigkeit im Zusammenhang mit derjenigen des Auslaufförderers, wobei das Differenzial-Getrieberad angetrieben wird durch die zwei Eingangs-Getrieberäder, so dass der Abtriebsbereich des Differenzial-Antriebsmechanismus angetrieben wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzial-Antriebsmechanismus funktionsfähig mit Achswellen verbunden ist, welche durch den Einlauf- und den Auslaufförderer angetrieben werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzialantriebsmechanismus zustandsempfindliche Vorrichtungen zum direkten oder indirekten Detektieren einer Geschwindig keit des Einlauf- und des Auslaufförderers, einen Motor und eine Antriebssteuerung zum Antreiben des Motors basierend auf den Geschwindigkeiten des Einlauf- und des Auslaufförderers, so dass der Abtriebsbereich des Differenzial-Antriebsmechanismus bei einer gewünschten Geschwindigkeit bewegt wird, einschließt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner einschließend eine Trägerstruktur, wobei der Einlauf- und der Auslaufförderer an der Trägerstruktur montiert sind, und ferner einschließend ein Gleis, montiert an der Trägerstruktur und zumindest teilweise angeordnet in dem Zwischenraum zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufförderer, wobei das Transportelement entlang des Gleises bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, die ferner Führungselemente, montiert an der Trägerstruktur, zum Führen des Transportelement-Riemens einschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente eines von Riemenscheiben oder Laufrollen einschließen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzial-Antriebsmechanismus den Transportelement-Riemen bei einer Geschwindigkeit antreibt, welche gleich der Hälfte der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten des Einlauf- und des Auslaufförderers ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzial-Antriebsmechanismus den Transportelement-Riemen mit einer Geschwindigkeit antreibt, die proportional zu as₁ – bs₂ ist, wobei s₁ die Geschwindigkeit des Einlaufförderers ist und s₂ die Geschwindigkeit des Auslaufförderers ist, und a und b einstellbare Parameter sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf- und der Auslaufförderer konfiguriert sind, um Artikel in einer "first in, first out"-Abfolge zu befördern.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf- und der Auslaufförderer konfiguriert sind, um Artikel in einer Einzel-Ablage-Orientierung zu befördern.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf- und der Auslaufförderer konfiguriert sind, um Artikel in mehr als einer Einzel-Ablage-Orientierung zu befördern.