DE4244698C2 - Greifvorrichtung für scheibenförmige Objekte mit einer Durchgangsöffnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung für scheibenför­ mige Objekte mit einer Durchgangsöffnung, insbesondere Compact- Disk-Datenträger, mit mindestens einem Manipulator zur Verwen­ dung in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Magazinieren und Transportieren, welche mindestens ein Magazin mit mindestens einer Fördereinrichtung aufweist, wobei die Fördereinrichtung so angeordnet und dimensioniert ist, daß die scheibenförmigen Objekte zumindest mit jeweils einem Randabschnitt darauf an­ geordnet werden können.

Greifvorrichtungen der in Rede stehenden Art sind bereits für Compactdisks in Verbindung mit Compactdiskabspielgeräten unter der Bezeichnung CD-Wechsler bekannt.

Zum Stand der Technik sei auf US-Z.: Universal gripper for hardfile discs. In: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 31, No. 4, Sept 1988, S. 210-213 hingewiesen, wo eine Greifvor­ richtung der in Rede stehenden Art beschrieben ist. Die be­ kannte Greifvorrichtung umfaßt neben einem Aufnahmestift auch einen Rahmen, in dem eine "disc", d. h. ein scheibenförmiges Ob­ jekt mit einer Durchgangsöffnung, mit Hilfe des Aufnahmefingers angeordnet werden kann. Die Disc wird immer nur in Verbindung mit dem als Halterung dienenden Rahmen bewegt und verlagert.

Eine Vorrichtung zum Wenden von Schallplatten, die ebenfalls eine am Umfang der Schallplatte angreifende Greifvorrichtung umfaßt, ist schließlich auch aus der US 4 123 066 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifvorrichtung für scheibenförmiger Objekte mit einer Durchgangsöffnung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der ein möglichst einfacher und schneller Zugriff auf magazinierte, scheibenförmige Objekte möglich ist.

Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist die eingangs genannte Greifvorrichtung derart ausgestaltet, daß der Manipulator mindestens eine stiftartige, wahlweise akti­ vierbare Klemmvorrichtung aufweist, die in die Durchgangsöff­ nung des scheibenförmigen Objekts eingreift und im aktivierten Zustand eine Klemmwirkung auf den Randbereich der Durch­ gangsöffnung ausübt.

Insbesondere wenn die erfindungsgemäße Greifvorrichtung als ein Modul eines gesamten Systems, beispielsweise zum Abspielen von CDs, verwendet wird, ist es vorteilhaft, wenn ein Manipulator auf die Endposition des Magazins Zugriff hat. Mit Hilfe des Manipulators ist dann automatisch das scheibenförmige Objekt in der jeweiligen Endposition dem Magazin entnehmbar und an eine weitere Vorrichtung übergebbar. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn scheibenförmige Objekte auch mit Hilfe des Manipulators in dem Magazin positionierbar sind. Als weitere Vorrichtung kommen beispielsweise weitere Magazine oder auch im Falle von CDs ein CD-Abspielgerät oder im Falle von scheibenförmigen Objekten mit anderen Funktionen auch andere Vorrichtungen in Frage.

Die Vorrichtung zum Magazinieren und Transportieren der schei­ benförmigen Objekte kann in einer erweiterten Form auch eine Anordnung von mindestens zwei im wesentlichen gleichlangen, parallel ausgerichteten Magazinen umfassen. Die Zugriffszeiten erhöhen sich in der Regel dann nicht, wenn an beiden Enden der Magazinanordnung zumindest ein Manipulator vorgesehen ist mit wahlweisem Zugriff auf die jeweilige Endposition eines der Ma­ gazine der Magazinanordnung. Mit einer Anordnung von zwei im wesentlichen gleichlangen, parallel ausgerichteten Magazinen kann auf einfache Weise ein Umlauf bzw. Kreistransport der scheibenförmigen Objekte realisiert werden, indem zumindest ei­ ner der Manipulatoren als Übergabemanipulator dient. Der Über­ gabemanipulator kann wahlweise der Endposition eines der beiden Magazine ein scheibenförmiges Objekt entnehmen und in die End­ position des anderen Magazins übergeben. Wenn auch der am ande­ ren Ende der Magazinanordnung angeordnete Manipulator die Funk­ tion eines Übergabemanipulators erfüllt, so können die schei­ benförmigen Objekte in einer Kreisbewegung von einem Magazin in das andere bewegt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der andere Manipulator nicht nur die Funktion eines Übergabema­ nipulators erfüllt, sondern zusätzlich noch bestimmte scheiben­ förmige Objekte dem Kreislauf entnehmen und an eine weitere Vorrichtung übergeben kann bzw. weitere scheibenförmige Objekte in den Kreislauf der bereits magazinierten Objekte einfügen kann.

Insbesondere beim Kreisbewegungsbetrieb einer solchen Magazin­ anordnung ist es vorteilhaft, wenn die Bewegung des oder der als Übergabemanipulatoren dienenden Manipulatoren mit den För­ dereinrichtungen der Magazine gekoppelt sind. Eine Koordinie­ rung der Manipulatorbewegungen mit der Transportrichtung und der Transportgeschwindigkeit ist mit Hilfe von Sensoren denk­ bar. In diesem Falle können die Bewegungen der Manipulatoren steuerbar und/oder programmierbar sein. Mit dem Einsatz von PC- gestützter Steuerung über Datenbanken und mit Hilfe von Netz­ werken kann beispielsweise die Direktwahl von bestimmten schei­ benförmigen Objekten sowie die Programmierung einer Abfolge von scheibenförmigen Objekten programmiert werden. Insbesondere für Anwendungen im CD-Bereich ist es besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise eine Abfolge von Musiktiteln automatisch aufruf­ bar ist.

Zur Verkürzung der Zugriffszeiten ist es vorteilhaft, wenn bei­ spielsweise der Übergabemanipulator mindestens zwei gegeneinan­ der versetzt angeordnete und bewegbare, stiftartige Klemmvor­ richtungen für jeweils ein scheibenförmiges Objekt aufweist.

Eine solche stiftartige Klemmvorrichtung wird auf einfache Weise durch einen konischen Stift gebildet und eine diesen um­ gebende Anordnung von mindestens zwei in ihren Endbereichen ha­ kenförmig ausgebildeten Blattfedern, wobei der konische Stift bezüglich der Blattfederanordnung verschiebbar ist. Dabei wer­ den die Blattfedern je nach Verschiebungsrichtung des konischen Stifts entweder auseinandergedrückt, oder sie nähern sich auf­ grund ihrer Rückstellkraft einander an. D.h. durch Betätigen, bzw. durch Verschieben des konischen Stifts bezüglich der Blattfederanordnung kann die Klemmvorrichtung wahlweise akti­ viert bzw. desaktiviert werden.

Zur Fixierung der relativen Position des Stiftes zur Blattfe­ deranordnung können zusätzliche Mittel, wie beispielsweise ent­ sprechend ausgebildete Manschetten oder Rastmittel, vorgesehen sein.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vor­ liegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen.

In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Aufsicht auf eine Magazinanordnung,

Fig. 2 die Frontansicht auf die in Fig. 1 dargestellte Maga­ zinanordnung,

Fig. 3a bis c die schematische Darstellung der Funktionsweise der Manipulatoren und

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Ausgestaltung einer stiftarti­ gen Klemmvorrichtung.

In Fig. 1 sind zwei parallel angeordnete Magazine 2 und 3 in einer Aufsicht dargestellt, wobei diese Magazine 2 und 3 je­ weils von einem eigenen oder auch zusammen von einem gemeinsa­ men Gehäuse umgeben sein können, was hier jedoch der Übersicht halber nicht dargestellt ist. Die Magazine 2 und 3 dieses Aus­ führungsbeispiels sind punktsymmetrisch zueinander ausgebildet, weshalb im folgenden hauptsächlich nur das Magazin 2 be­ schrieben ist. In dem Magazin 2 sind Wendelelemente 4, 5 und 6 angeordnet, von denen in der Aufsicht nur das Wendelelement 4 erkennbar ist. Die Wendelelemente 4, 5 und 6 sind durch um ihre Mittelachse drehbar gelagerte Schnecken gebildet, die jeweils eine Folge von gleichförmigen Gangabschnitten 10 aufweisen. In die Gangabschnitte 10 der Schnecken 4, 5 und 6 des Magazins 2 eingreifend sind scheibenförmige Objekte, in diesem Beispiel CDs 1, angeordnet. Das Magazin 3 ist entsprechend mit Schnecken 7, 8 und 9 ausgestattet. Des weiteren sind in der Aufsicht der Magazinanordnung Haltestangen 11 dargestellt, die jeweils par­ allel zu den Schnecken 4 und 9 in den Magazinen 2 und 3 an­ geordnet sind. Diese Haltestangen 11 dienen als Führungsmittel für die CDs 1, die durch eine Drehbewegung der Schnecken 4, 5, 6; 7, 8, 9 eines Magazins 2, 3 je nach Drehrichtung innerhalb der Magazine 2, 3 in die durch die Doppelpfeile angedeuteten Richtungen transportiert werden. Bei jeder Umdrehung der Schnecken 4, 5, 6; 7, 8, 9 eines Magazins 2, 3 werden die CDs 1 um eine Position in die jeweilige Richtung verschoben. Je nach Ausgestaltung der Ganghöhe der Schnecken sowie des Materials und der Oberflächenbeschaffenheit der Schnecken in Verbindung mit der Oberflächenbeschaffenheit der CDs bzw. anderer schei­ benförmiger Objekte werden die CDs bzw. die anderen scheiben­ förmigen Objekte bei der Transportbewegung mitgedreht.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 dargestellte Anordnung in einer Frontansicht dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die CDs eines jeden Magazins 2 und 3 jeweils durch drei, am Umfang der CDs verteilt angreifende Schnecken 4, 5 und 6 sowie 7, 8 und 9 gehalten und transportiert werden. Durch den Pfeil 51 ist ange­ deutet, daß eine Übergabe der CDs von einem Magazin 2 in das andere Magazin 3 vorgesehen ist, indem jeweils eine CD aus ei­ ner Endposition des einen Magazins 2 in die entsprechende End­ position des anderen Magazins 3 übergeben wird. Dazu sind in diesem Ausführungsbeispiel die Haltestangen 11 kürzer ausgebil­ det als die Schnecken 4, 5, 6; 7, 8, 9 der beiden Magazine 2 und 3, was aus Fig. 1 ersichtlich ist. Zur Übergabe der CDs 1 ist eine Manipulatorvorrichtung vorgesehen, deren Funktions­ weise in den Fig. 3a bis c dargestellt ist.

In der linken Spalte der Fig. 3a bis c sind jeweils Seitenan­ sichten von Magazinanordnungen 2, 3 mit Manipulatoren M1 und M2 dargestellt. In der rechten Spalte der Fig. 3a bis c ist je­ weils die entsprechende Frontansicht der Magazinanordnung 2, 3 dargestellt. Der mit M2 bezeichnete Manipulator am einen Ende der Magazinanordnung 2, 3 dient lediglich zur Übergabe der CDs 1 von einem Magazin in das andere Magazin, wodurch eine Art Kreisbewegung der CDs 1 in den beiden Magazinen 2, 3 realisiert wird. Der mit M1 bezeichnete Manipulator dient sowohl zur Über­ gabe von CDs 1 aus einem Magazin in das andere Magazin als auch zur Entnahme und Übergabe von CDs 1 an weitere Vorrichtungen, wie in diesem Beispiel den Schlitten eines CD-Players P2. Mit dem Pfeil S2 ist der Weg bezeichnet, den eine CD 1 zurücklegt, wenn sie von dem Manipulator M1 erfaßt und an einen CD-Player P2 übergeben wird. Denselben Weg in umgekehrter Richtung be­ schreibt die CD 1, wenn sie von dem Manipulator M1 aus dem CD- Player P2 entnommen und wieder in eines der Magazine 2 oder 3 eingefügt wird. In der Frontansicht ist dargestellt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft in Verbindung mit zwei CD-Playern P1 und P2 verwendet werden kann, die abwechselnd be­ dient werden.

In Fig. 4 ist eine Klemmvorrichtung 13 dargestellt, die einen konischen Stift 14 aufweist. Dieser Stift ist von einer Anord­ nung von Blattfedern 15 umgeben, die in ihren Endbereichen ha­ kenförmig ausgebildet sind. Der Stift 14 ist gegen die Anord­ nung der Blattfedern 15 verschiebbar, wobei er je nach Ver­ schiebungsrichtung wahlweise die hakenförmigen Endbereiche der Blattfedern 15 auseinanderdrückt oder sich die hakenförmigen Endbereiche der Blattfedern 15 aufgrund der Rückstellkräfte dieser Blattfedern 15 annähern. Die relative Position des koni­ schen Stifts 14 zu den Blattfedern 15 läßt sich durch eine Man­ schette 16 fixieren. Diese Klemmvorrichtung 13, die einen Be­ standteil eines Manipulators bildet, greift in das Durchgangs­ loch 12 einer CD 1 ein, wird aktiviert, indem die hakenförmigen Endbereiche der Blattfedern 15 durch Verschieben des Stiftes 14 auseinandergedrückt werden. Dabei üben die hakenförmigen Endbe­ reiche der Blattfedern 15 eine Klemmwirkung auf den Randbereich der Durchgangsöffnung 12 der CD 1 aus, so daß der Manipulator die CD 1 sicher greifen und transportieren kann. Dazu wird die Klemmwirkung bzw. die relative Position des konischen Stifts 14 zu der Anordnung der Blattfedern 15 durch die Manschette 16 fi­ xiert. Nach dem Transport der CD 1 kann die Klemmwirkung durch nochmaliges Verschieben in entgegengesetzter Richtung des Stif­ tes 14 bezüglich der Anordnung der Blattfedern 15 wieder gelöst werden. Das Fixieren der relativen Position des Stiftes 14 zu der Anordnung der Blattfedern 15 kann jedoch auch durch ent­ sprechend angeordnete und ausgebildete Rastmittel an dem Stift 14 und den Blattfedern 15 realisiert werden.

Hinsichtlich weiterer in den Figuren nicht gezeigter Merkmale wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Lehre nicht auf das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel be­ schränkt ist. Die erfindungsgemäße Lehre läßt sich vielmehr auch bei anders ausgestalteten Greifvorrichtungen je nach den Dimensionen und Funktionen der zu magazinierenden und transpor­ tierenden scheibenförmigen Objekte mit Durchgangsöffnung reali­ sieren.

Claims (6)

1. Greifvorrichtung für scheibenförmige Objekte (1) mit einer Durchgangsöffnung (12), insbesondere Compact-Disk-Datenträger, mit mindestens einem Manipulator (M1, M2) zur Verwendung in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Magazinieren und Transpor­ tieren, welche mindestens ein Magazin (2, 3) mit mindestens ei­ ner Fördereinrichtung aufweist, wobei die Fördereinrichtung so angeordnet und dimensioniert ist, daß die scheibenförmigen Ob­ jekte (1) zumindest mit jeweils einem Randabschnitt darauf angeordnet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der Manipulator (M1, M2) mindestens eine stiftartige, wahlweise aktivierbare Klemmvorrichtung (13) aufweist, die in die Durchgangsöffnung (12) des scheibenförmigen Objekts (1) eingreift und im akti­ vierten Zustand eine Klemmwirkung auf den Randbereich der Durchgangsöffnung (12) ausübt.

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Manipulator (M1, M2) mindestens zwei gegeneinander ver­ setzt angeordnete und bewegbare, stiftartige Klemmvorrichtungen (13) für jeweils ein scheibenförmiges Objekt (1) aufweist.

3. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stiftartige Klemmvorrichtung (13) einen konischen Stift (14) und eine diesen umgebende Anordnung von mindestens zwei in ihren Endbereichen hakenförmig ausgebildete Blattfedern (15) aufweist, wobei der konische Stift (14) bezüg­ lich der Blattfederanordnung verschiebbar ist.

4. Greifvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel, vorzugsweise Manschetten (16) oder Rastmittel, zur Fixierung der relativen Position des Stifts zur Blattfederan­ ordnung vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Manipulator einen Übergabemanipulator (M2) bildet, indem er wahlweise einem von mindestens zwei Maga­ zinen (2, 3) scheibenförmige Objekte (1) entnimmt und in dem jeweils anderen Magazin (2, 3) positioniert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zum Steuern und/oder Programmieren der Bewegungen des Manipulators (M1, M2).