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Diese
Anmeldung wird als eine PCT Internationale Patentanmeldung im Namen
der Gross-Given Manufacturing Company, einer US-nationalen Gesellschaft
mit Sitz in den USA, am 02.07.2003 unter Bezeichnung aller Länder ausser
den USA und Beanspruchung der Priorität der am 05.07.2002 eingereichten
US-Schrift mit dem amtlichen Aktenzeichen 60/394,223 hinterlegt.
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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verkaufsautomaten,
und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verkaufen
von Produkten mit verschiedenen Größen, wie etwa in Flaschen oder
Dosen abgefüllten
Getränken
in verschiedenen Größen und
Formen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft den Verkauf von Produkten allgemein
und insbesondere die Schwierigkeiten, die sich bei dem Versuch ergeben, Produkte
mit verschiedenen Größen oder
Formen auszugeben. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung
das Verkaufen von zerbrechlichen Artikeln, die es nicht gut vertragen,
wenn sie einem Sturz oder Stoßkräften ausgesetzt
werden, die während
eines Verkaufszyklus auftreten. Während sich die Erfindung mit
allen diesen Angelegenheiten befasst, stehen die Probleme, die durch
die Situation am besten charakterisiert sind, mit dem Ausgeben von
Getränkeflaschen
verschiedener Größen und
Gestalten in Verbindung, die in verschiedenen Typen von Materialien
wie etwa Glas oder Plastik abgepackt sind. Entsprechend wird die
Erfindung im Nachfolgenden im Zusammenhang mit ihrer Anwendbarkeit
auf das Ausgeben von Getränken
in Behältern
erörtert,
wobei zu verstehen ist, dass die Grundgedanken der Erfindung so
erweitert werden können,
dass sie auch das Ausgeben anderer Produkte mit umfassen.
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Automaten
zum Verkaufen von in Dosen und/oder Flaschen abgefüllten Getränken sind
seit langem bekannt, z.B. aus der
US
6,328,180 . Frühe Flaschenverkaufsautomaten
ermöglichten
das vereinzelte Freigeben von Getränkeflaschen einer gleichen
Größe im Anschluss
an den Einwurf des erforderlichen Kaufpreisbetrages aus schrankförmigen Kühlvorrichtungen.
Der Käufer
musste beispielsweise den Hals der Getränkeflasche an einer Rückhaltekulisse
entlang und durch diese gleitend zu einer Ausgabestelle verschieben,
von wo die Getränkeflasche
nach ihrer Freigabe durch den Ausgabemechanismus aus dem gekühlten Schrank
entnommen werden konnte. Mit dem Aufkommen von Getränkedosen
war die Ausgabe auf Grund der Standardisierung der Behältergrößen sowie
auf Grund von Techniken, die es ermöglichten, dass die zylindrischen
Dosen während
eines Verkaufszyklus durch Fallschächte zu dem Ausgabebereich
des Automaten rollen und fallen, etwas einfacher und leichter zu
automatisieren. Teilweise auf Grund der Steifigkeit der Dosen und
ihrer sicheren Versiegelungsmechanismen, sowie der Tatsache, dass
ihre Bewegung während
eines Ausgabezyklus ziemlich gut gesteuert werden kann, wurde der
Verkaufsautomat für
Dosengetränke
zum Standard für
heutige Systeme zum Ausgeben von versiegelten Getränken.
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Zumeist
wurde der Verkauf von Spezialitätengetränken wie
Obstsäften
oder alkoholfreien Getränken
mit Fruchtgeschmack, Milch, Tees und dergleichen und/oder in Glas-
oder Plastikflaschen versiegelten Getränken durch den Ladenverkauf
und nicht über
automatisierte Verkaufsautomaten abgewickelt. Für viele solcher Spezialitätengetränke ist ein
Abpacken in der standardmäßigen, wegwerfbaren
Konfiguration keine gangbare Option. Bei anderen sind der Vermarktungsanreiz
und die Eigenart eines auf unverwechselbare Weise geformten oder
stilisierten Behälters
ein Hauptanliegen. Es hat sich nun eine Verpackung anders als in
Dosen sogar für
die allgemein bekannten, mit Kohlensäure versetzten Getränke durchgesetzt,
die in Behältern
mit vielen verschiedenen Größen und
Formen sowohl aus Plastik als auch Glas und in verschiedenen Volumina jederzeit
erhältlich
sind. Es besteht ein Wunsch, diese nicht in Dosen abgepackten Spezialitätengetränke mithilfe
einer automatisierten Verkaufsmaschine zu verkaufen.
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Automatisiertes
Verkaufen war bei den meisten der nicht-standardisierten, nicht
als Dose vorliegenden Getränkebehälter ein
Problem. Bislang ist noch immer keine automatisierte Verkaufsmaschine verfügbar, die
Getränkebehälter in
verschiedenen Materialien, Größen und
Formen aus der gleichen Verkaufsschlange eines Automaten zuverlässig und sicher verkaufen
kann, ohne den Behälter
oder das Produkt darin zu beschädigen
oder fallen zu lassen.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf Verkaufsautomaten und auf den Bedarf
nach einem Ausgabeautomaten sowie auf ein Verfahren zum Ausgeben von
Behältern
wie etwa von Getränken,
die in Glas-, Plastik- oder Dosenbehältern mit verschiedenen Größen, Formen
und Flüssigkeitsvolumina
abgepackt sind, gerichtet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung gemäß der Definition
in den Ansprüchen
1 bis 15 stellt eine Behälterfreigabeanordnung
zur Verwendung mit einer Verkaufsautomatenvorrichtung und ein Verfahren
zum Verkaufen von Produkten, insbesondere von Getränkeflaschen
und -dosen mit unterschiedlichen Produktgrößen, insbesondere einem unterschiedlichen Durchmesser,
aus der Verkaufsschlange zur Verfügung.
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Die
Verkaufsautomatenvorrichtung ist auch zum Verkaufen von Artikeln
wie etwa Schokoladeriegeln, Chips, Kaugummi und anderen Kleinmahlzeiten geeignet.
Vorverpackte Artikel wie etwa Toilettenbedarf (Zahnbürste, Zahnpaste
und dergleichen) könnten
ebenfalls verkauft werden. Die Verkaufsautomatenvorrichtung kann
ein erstes Produkt mit einer ersten Größe und ein zweites Produkt
mit einer zweiten Größe aus einer
gleichen Verkaufsschlange verkaufen, wobei die erste Größe und die
zweite Größe verschieden
sind.
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Der
Verkaufsautomat der vorliegenden Erfindung ist äußerst vielseitig und ist insbesondere
auf den Verkauf von Glas- und Plastikgetränkeartikeln wie Behältern mit
verschiedenen Größen, Formen und
Flüssigkeitsvolumina
anwendbar, die gleichzeitig aufgenommen und von einer einzelnen
Verkaufsschlange des Verkaufsautomaten ausgegeben werden können; dies
wird mittels einer erfindungsgemäßen Behälterfreigabeanordnung
erreicht. Durch die Verwendung der Behälterfreigabeanordnung kann auf
das Hinzufügen
von Abstandhaltern oder Ausgleichstücken in der Verkaufsschale
verzichtet werden.
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Im
Inneren des Verkaufsautomaten können die
Produktschlangen in vertikal von einander beabstandeten Kolonnen
angeordnet sein, und die Artikel können auf Regalböden oder
Schalen angeordnet sein, die in Winkeln geneigt sein können, welche
die Verschiebung der gelagerten Artikel in den Schlangen unter Schwerkrafteinwirkung
auf ein Ausga beende der Schlange hin ermöglichen. Gemäß einem
bevorzugten Aspekt der Erfindung wird ein von einem Kunden gewählter Artikel
aus der gewählten
Behälterschlange
ausgegeben, indem es dem an erster Stelle kommenden Behälter ermöglicht wird,
aus der gewählten
Schlange zu gleiten, während
der zweite und nachfolgende Getränkebehälter in
dieser Schlange so zurückgehalten
werden, dass sie sich in der Schlange nicht weiter bewegen können. Der
an erster Stelle kommende Behälter
und der an zweiter Stelle kommende Behälter können unterschiedliche Durchmesser
besitzen.
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Die
Behälterfreigabeanordnung,
welche die Behälter
wunschgemäß zurückhält und freigibt,
wirkt auf die Behälter
von zwei im Allgemeinen entgegengesetzten Seiten des Behälters ein,
während
der Behälter
in der Schlange positioniert ist. Die Freigabeanordnung weist zwei
Freigabevorrichtungen an jeweils einer der beiden Seiten des Behälters auf.
Jede Freigabevorrichtung weist ein Tor, ein vorderes Behälter-Eingriffselement,
und ein hinteres Behälter-Eingriffselement
auf. Ein Verbindungsglied erstreckt sich zwischen den beiden Freigabevorrichtungen
und verbindet die Beiden auf operative Weise. In einer ersten Position
hält die
Freigabeanordnung den an erster Stelle kommenden Behälter zurück. Wenn die
Behälterfreigabeanordnung
aktiviert wird, um den an erster Stelle kommenden zu verkaufen,
schwenkt das vordere Eingriffselement nach außen und von dem an erster Stelle
kommenden Behälter
weg, um den Behälter
freizugeben, während
gleichzeitig das hintere Eingriffselement nach innen zu dem an zweiter
Stelle kommenden Behälter
schwenkt, um diesen Behälter
zu hemmen. Bevorzugt hemmt das hintere Eingriffselement an zweiter
Stelle kommenden Behälter
vor dem Freigeben des an erster Stelle kommenden Behälters. Dies
kann erzielt werden, indem ein schnell wirkendes Mitnehmersystem
für das
hintere Eingriffselement zur Verfügung gestellt wird.
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Um
die Behälterfreigabeanordnung
zu aktivieren, wird eine äußere Kraft
auf das Tor der Freigabevorrichtung beaufschlagt, was das Tor veranlasst, sich
um einen Kurbelwinkel zu drehen. Ein beispielhafter Bereich für den Kurbelwinkel
liegt zwischen 76,5° und
99,5°.
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Die
Freigabevorrichtung der Behälterfreigabeanordnung
kann so ausgelegt sein, dass eine der Freigabevorrichtungen das
Antriebsaggregat oder die Betätigungseinrichtung
für die
Freigabe des Behälters
ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform weist
der Verkaufsautomat mit der erfindungsgemäßen Behälterfreigabeanordnung eine
effiziente, kostengünstige,
hochgenaue, zuverlässige
und leicht programmierbare robotische Behältererfassungsanordnung zum
Erfassen des von einem Kunden gewählten Behälters und zum reibungslosen,
sanften und schnellen Befördern
des erfassten Behälters
zu einem Produktabgabebereich oder einer Produktabgabeöffnung des
Automaten auf. Die Produktabgabeöffnung
befindet sich auf Oberschenkel- oder Hüfthöhe, um ein Bücken des
Kunden während
des Entnehmens des verkauften Produktes aus dem Automaten zu minimieren.
Der Regalboden- oder Schalenbereich des Automaten einschließlich der
Behälterfreigabeanordnung
enthält
bevorzugt keine aktiven oder motorisch betriebenen Teile, sondern
ist völlig
passiver Natur, da er ausschließlich
im Ansprechen auf Betätigungskräfte betrieben
wird, die von der robotischen Getränkebehälter-Erfassungsvorrichtung
auf ihn beaufschlagt werden. Der reibungslose Verkaufsvorgang minimiert
Beschädigungen und
Belastungen des Produktes und macht eine Wartung des Automaten als
Ergebnis einer Beschädigung
oder eines Bruches von Getränkebehältern während eines
Verkaufszyklus so gut wie überflüssig.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Verkaufen von Behältern aus
einem Verkaufsautomaten. Das Verfahren weist die folgenden Schritte
auf: (a) Aufreihen einer Mehrzahl von Artikeln wie etwa Getränkeflaschen
in einer geordneten Schlange, wobei die Mehrzahl eine an erster
Stelle kommende Getränkeflasche
und eine an zweiter Stelle kommende Getränkeflasche umfasst; (b) Vorsehen
einer Behälterfreigabeanordnung
mit einem ersten vorderen Anschlag, einem gegenüberliegenden zweiten vorderen
Anschlag, einem ersten hinteren Anschlag und einem zweiten gegenüberliegenden
hinteren Anschlag, wobei der erste und der zweite vordere Anschlag
in Anlage an der an erster Stelle kommenden Flasche positioniert
sind; (c) Entfernen des ersten und des zweiten vorderen Anschlags
von der an erster Stelle kommenden Getränkeflasche, während die
an zweiter Stelle kommende Getränkeflasche
mit dem ersten und dem zweiten hinteren Anschlag zurückgehalten
wird; (d) Verkaufen der an erster Stelle kommenden Flasche; und
daraufhin (e) Überführen der
an zweiter Stelle kommenden Getränkeflasche
in die Position der an erster Stelle kommenden Getränkeflasche.
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Ein
wieder anderes Verfahren der Erfindung zum Verkaufen von Getränkeflaschen
aus einem Verkaufsautomaten weist die folgenden Schritte auf: (a)
Aufreihen einer Mehrzahl von Getränkeflaschen in einer geordneten
Schlange der Getränke,
wobei die Mehrzahl eine an erster Stelle kommende und eine an zweiter
Stelle kommende Getränkeflasche aufweist,
und die an erster Stelle kommende Getränkeflasche einen anderen Durchmesser
als die an zweiter Stelle kommende Getränkeflasche aufweist; und (b)
Aktivieren einer Behälterfreigabeanordnung zum
Verkaufen der an erster Stelle kommenden Getränkeflasche, wobei der Aktivierungsschritt
das Vorsehen eines Anschlags in Anlage an der an zweiter Stelle
kommenden Getränkeflasche,
das Freigeben der an erster Stelle kommenden Getränkeflasche
unter gleichzeitigem Zurückhalten
der an zweiter Stelle kommenden Getränkeflasche, und daraufhin das Überführen der
an zweiter Stelle kommenden Getränkeflasche
in die Position der an erster Stelle kommenden Getränkeflasche
aufweist.
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Es
ist nicht nötig,
dass die aus der Schale oder der Verkaufsschlange verkauften Artikel
eine gleiche Form oder Größe besitzen
oder dass es sich sogar um das gleiche Produkt handelt (beispielsweise
könnte
die Schlange so angeordnet sein, dass abwechselnd Getränke und
Schokoladeriegel verkauft werden); jedoch sollten die Kosten oder
der Kaufpreis für
die aus einer gleichen Schlange verkauften Artikel gleich sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
erwägt
eine Verwendung des die Erfindung beinhaltenden Verkaufsautomaten
die Verwendung einer robotischen Anordnung mit einem X-Y-Tragrahmen,
einer Pendeleinrichtung, die an dem Tragrahmen für eine Verschiebung an diesem
entlang in einer X-Richtung verschiebbar montiert ist; eine Schlitteneinheit,
die mit der Pendeleinrichtung für
eine gesteuerte Verschiebung an dieser entlang in einer Y-Richtung
betrieblich verbunden ist; und einer Erfassungseinrichtung, die
betrieblich an der Schlitteneinheit montiert ist, zum Entnehmen
und Befördern
des gewählten Produktes
aus seiner geordneten Schlange.
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Die
Behälterfreigabeanordnung
der vorliegenden Erfindung kann auf jeglichen Verkaufsautomaten
angewendet werden, bei dem es gewünscht ist, Artikel mit verschiedenen
Größen aus
der gleichen Schlange oder Schale zu verkaufen. Beispielsweise könnte der
Verkaufsautomat den verkauften Artikel passiv auswerfen/fallen lassen
oder den verkauften Artikel aus der Verkaufsschale ausstoßen. Obgleich
in einem bevorzugten Verkaufsautomaten ein Element wie etwa eine
Erfassungseinrichtung die Behälterfreigabeanordnung
betätigt,
könnten
zusätzlich
andere Aktivierungs- oder Betätigungseinrichtungen
wie etwa ein Motor, Zahngetriebe, Weichen bzw. Schalter oder andere
mechanische oder elektrische Bauteile verwendet werden.
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Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden noch deutlicher durch eine
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich.
Es wird angemerkt, dass die bevorzugte Ausführungsform nicht als eine Beschränkung der Erfindung
auf irgendwelche bestimmte Konfigurationen, Gestaltungsformen oder
Anwendungen aufgefasst werden soll, die vorliegend spezifisch vorgestellt
werden. Die bevorzugte Ausführungsform
wird vorgestellt, um eine spezifische Anwendung und Ausführung der
weiteren Grundgedanken der Erfindung zu veranschaulichen, und soll
nicht auf einschränkende
Weise aufgefasst werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnung, in der gleiche Ziffern in allen Ansichten
durchwegs für
gleiche Teile stehen, zeigt:
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1 eine
Aufrissansicht von vorne einer bevorzugten Ausführungsform eines Verkaufsautomaten
wie etwa eines Getränkebehälter-Verkaufsautomaten,
der die Grundgedanken der Erfindung beinhaltet;
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2 eine
Aufrissansicht von rechts einer Schalenanordnung des Verkaufsautomaten
von 1;
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3 eine
vergrößerte, perspektivische
Teilansicht eines Bereichs einer robotischen Behältererfassungsanordnung des
Verkaufsautomaten von 1 und 2;
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4 eine
Draufsicht auf eine erste Ausführungsform
einer Behälterfreigabeanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung und des Verkaufsautomaten von 1, wobei
die Behälterfreigabeanordnung
in einer ersten Position zum Zurückhalten
einer ersten Getränkeflasche
und mit einer zweiten Getränkeflasche
in einer Verkaufsschlange veranschaulicht ist;
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5 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 4 in der Position von 4, wobei
sich die Behälterfreigabeanordnung
in einer ersten Position bzw. "Ausgangsposition" befindet;
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6 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 5, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
zweiten Position veranschaulicht, in der sie die erste Getränkeflasche
teilweise zurückhält;
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7 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 5, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
dritten Position veranschaulicht, in der sie die erste Getränkeflasche
zu einem geringeren Teil als in der zweiten Position zurückhält;
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8 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 5, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
vierten Position veranschaulicht, in der sie die erste Getränkeflasche
zu einem geringeren Teil als in der dritten Position zurückhält;
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9 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 5, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
fünften
Position veranschaulicht, in der sie die erste Getränkeflasche
zu einem geringeren Teil als in der vierten Position zurückhält und die
zweite Getränkeflasche
zurückhält;
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10 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 5, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
sechsten Position veranschaulicht, in der sie die erste Getränkeflasche
freigibt;
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11 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 5, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
siebten Position veranschaulicht, in der sie die erste Getränkeflasche
freigegeben hat;
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12 eine
detaillierte Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung von 4,
welche sie in der Position von 8 veranschaulicht,
in der sie sowohl die erste Getränkeflasche
als auch die zweite Getränkeflasche
zurückhält;
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13 eine
detaillierte Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung von 4 im
Wesentlichen in der Position von 9, wobei
der erste Behälter freigegeben
und die zweite Flasche zurückgehalten ist;
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14 eine
detaillierte Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung gemäß der Darstellung
in 11, wobei sich keine Flasche mehr in der Verkaufsschlange
befindet;
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15 eine
vergrößerte, perspektivische Ansicht
eines Bereichs der Behälterfreigabeanordnung
von 4;
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16 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Behälterfreigabeanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei die Behälterfreigabeanordnung
mit einer Verkaufsschlange veranschaulicht ist, die zwei verschiedene Typen
von Getränkeflaschen
aufweist;
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17 eine
Unteransicht der Behälterfreigabeanordnung
von 16;
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18 eine
Seitenansicht der Behälterfreigabeanordnung
von 16;
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19 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 16, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
ersten Position veranschaulicht, in der sie eine erste Getränkeflasche
zurückhält, wobei
sich eine zweite Getränkeflasche
in der Verkaufsschlange befindet;
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20 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 16, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
zweiten Position veranschaulicht, in der sie die erste Getränkeflasche
teilweise zurückhält und die
zweite Getränkeflasche
zurückhält; und
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21 eine
Draufsicht auf die Behälterfreigabeanordnung
von 16, welche die Behälterfreigabeanordnung in einer
dritten Position veranschaulicht, in der sie die erste Getränkeflasche
frei gegeben hat und die zweite Getränkeflasche zurückhält.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren veranschaulichen diese auf allgemeine
Weise eine bevorzugte Ausführungsform
eines Verkaufsautomaten, welche die Grundgedanken der vorliegenden
Erfindung beinhaltet. Ebenfalls veranschaulicht ist eine erste Ausführungsform
und eine zweite Ausführungsform
einer Behälterfreigabeanordnung
zur Verwendung mit dem Verkaufsautomaten. Obgleich die bevorzugten
Ausführungsformen
der Erfindung im Zusammenhang mit ihrer Anwendbarkeit auf einen
Verkaufsautomaten für
Getränkeflaschen
und -dosen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die weiteren
Grundgedanken der Erfindung nicht auf solche Anwendungen zum Ausgeben
von Produkten oder auf die Besonderheiten der offengelegten, bevorzugten
Ausführungsformen
beschränkt
sind. Der beschriebene Automat und die Behälterfreigabeanordnungen stellen
klare Beispiele für
ein Ausgabesystem dar, welches die Grundgedanken der beanspruchten
Erfindung beinhaltet, jedoch soll die Erfindung nicht auf Grund
der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen auf eine einschränkende Weise
aufgefasst werden.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren, insbesondere 1, ist unter 20 allgemein
ein Verkaufsautomat zum Ausgeben von Getränken veranschaulicht, die in
Flaschen und Dosen mit unterschiedlichen Formen, Größen, Konfigurationen
und Flüssigkeitsvolumina
abge füllt
sind. Der Verkaufsautomat weist im Allgemeinen ein äußeres Gestell
bzw. Gehäuse 22 und
eine mit Scharnieren versehene, vordere Türplatte 24 auf, die
in ihrer Kombination einen Innenraum für die Aufnahme der zu verkaufenden Produkte
begrenzen, und wobei die Steuerungs- und Kühlfunktionen des Automaten
sowie weitere Verkaufsautomatenmerkmale auf diesem Fachgebiet allgemein
bekannt sind. Der Verkaufsautomat könnte mehrere Türplatten
aufweisen. Die vordere Türplatte 24 rahmt
eine Tafel 26 aus transparentem Glas oder durchsichtigem
Plastik ein, welche eine ungehinderte Einsicht in den Innenraum
des Gehäuses
und der geordnet auf Schalen darin gelagerten Produkte zulässt, wenn
die Türplatte 24 geschlossen
ist. Die Türplatte 24 umfasst
eine geeignete, allgemein unter 28 gezeigte Kontrolltafel
mit einem Produktwahleingabe – und
Geld- sowie Kreditverarbeitungssystem auf, das auf diesem Fachgebiet
allgemein bekannt ist. Da die Kontrolltafel und ihre verschiedenen
Merkmale und Funktionen keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen,
wird vorliegend nicht näher
auf sie eingegangen. Der Fachmann dürfte problemlos viele solche
geeignete Kontrolltafelen und deren Merkmale identifizieren, die
im Zusammenhang mit einem Verkaufsautomaten gemäß der nachfolgenden Beschreibung
verwendet werden könnten.
Die Türplatte 24 weist
ferner einen allgemein unter 29 angegebenen Münzrückgabeschlitz
auf sowie eine Schließgriffanordnung 30,
die es ermöglicht,
dass die Tür
zu Zwecken wie dem Warten und Befüllen des Automaten und dergleichen
geöffnet
und sicher verschlossen werden kann. Die Türplatte 24 weist auch
eine allgemein unter 32 angegebene Produktabgabeöffnung auf,
die sich annähernd
auf Oberschenkel- oder Hüfthöhe befindet,
mit der Tür
in 1 in einer "Offen"-Position, wobei ein zu verkaufendes
Flaschenprodukt 40 durch die offene Tür veranschaulicht ist. Eine
vollständigere
Beschreibung von verschiedenen Merkmalen des Verkaufsautomaten 20 wird
nachfolgend gegeben und ist auch in den US-Patenten Nr. 6,230,930,
6,328,180 und 6,513,677 zu finden, auf deren Offenbarungsgehalt
hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Anordnung aus Gehäuse 22 und
Türplatte 24 von
einer Mehrzahl von Beinen 34 über einen Boden oder eine Auflagefläche erhöht getragen,
um ein einfacheres Reinigen unter dem Automaten 20 zu ermöglichen,
um es zu ermöglichen,
dass der Automat 20 problemlos mit einem Palettenhubwagen,
Gabelstapler oder einer anderen verfahrbaren Einrichtung angehoben
wird, und um eine verbesserte Ventilation für ein Kühlsystem (nicht veranschaulicht,
aber dem Fachmann allgemein bekannt) des Verkaufsautomaten 20 zur
Verfügung
zu stellen. Zusätzliche
Merkmale des Gehäuses 22 und
des Verkaufsautomaten 20 sind in den US-Patenten 6,230,930,
6,328,180 und 6,513,677 beschrieben.
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Die
im Innenraum des Verkaufsautomaten 20 aufgenommenen Getränkebehälter werden
von einer Mehrzahl von Getränkeschalen
getragen, von denen zwei allgemein unter 42 in 2 angegeben sind.
Obgleich die bevorzugte Ausführungsform "Schalen" verwendet, dürfte es
verständlich
sein, dass die Grundgedanken der Erfindung auch auf herkömmliche
Regalkonfigurationen zum Halten von Getränken angewendet werden könnten, die
Trennelemente zum Abtrennen der Behälter in geordnete Reihen oder
aufgereihte Schlangen von Getränken aufweisen,
und die sich im Innenraum von vorne nach hinten erstrecken.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
sind die Getränkeschalen 42 an
einer Mehrzahl von vertikal ausgerichteten Schalenanbringungsständern montiert.
Der Schalenanbringungsständer
weist ein Paar von vertikal ausgerichteten und seitlich beabstandeten
(von vorne nach hinten) Rippenelementen 45a bzw. 45b auf.
Die Rippen-Trägerelemente 45a und 45b sind
in fester Verbindung mit oberen und unteren Stützstrebenteilen 46 bzw. 47 ausgebildet,
die sich im Wesentlichen horizontal in der Richtung von vorne nach
hinten in Bezug auf den Automaten 20 erstrecken. Es können andere
Stützstreben
und Elemente zum Tragen der Schalen 42 verwendet werden,
jedoch stellen diese vorliegend keinen Teil der Erfindung dar. Da
die Trägerelemente 45a, 45b und die
Stützstrebenteile 46, 47 sowie
ihre verschiedenen Merkmale und Funktionen keinen Teil der vorliegenden
Erfindung darstellen, wird vorliegend nicht näher auf sie eingegangen. Der
Fachmann dürfte problemlos
viele solche geeignete Stützmerkmale davon
identifizieren, die im Zusammenhang mit einem Verkaufsautomaten
gemäß der nachfolgenden Beschreibung
verwendet werden könnten.
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Bevorzugt
ist die Schale 42 in einem Winkel geneigt, der in Bezug
auf den Verkaufsautomaten 20 von hinten nach vorne abschüssig ist,
um es zu ermöglichen,
dass sich von ihr getragene Getränkebehälter unter
Schwerkrafteinwirkung gleitend auf das offene vordere Ende (d.h.
das Ausgabeende) der Schale hin bewegen. Bei der bevorzugten Ausführungsform
beträgt
der bevorzugte Neigungswinkel der Schale zur Horizontalen 8°-20° und insbesondere bevorzugt
ca. 12°.
Der Neigungsgrad ist ein Entwurfsparameter, der je nach Typ, Größe, Gewicht,
Konfiguration usw. des gehaltenen Behälters, dem Koeffizienten der
relativen Reibung zwischen dem Behälter und der Schalenbodenfläche, der
Art der zum Aufbauen des Schale verwendeten Materialien, der Temperatur
des Innenraums usw. variiert werden kann. Es dürfte auch verständlich sein,
dass die Grundgedanken dieser Erfindung es nicht erfordern, dass
die Verschiebung der Produkte auf das Ausgabeende ihrer jeweiligen
Schale oder ihres jeweiligen Regalbodens hin ausschließlich mittels Schwerkraft bewerkstelligt
wird. Es könnten
auch andere unterstützende
Vorspannungstechniken angewendet werden, die auf diesem Fachgebiet
allgemein bekannt sind.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist jede der Schalen 42 in der Konfiguration eines U-förmigen Kanals
geformt und weist im Wesentlichen eine untere Fläche oder Bodenauflagefläche 42a und ein
Paar von entgegengesetzt angeordneten Seitenwänden 42b auf, die
sich von dem Boden 42a in einem rechten Winkel dazu nach
oben erstrecken; siehe 2 und 3. Bei der
bevorzugten Ausführungsform
sind die Seitenwände
so voneinander beabstandet, dass sie Getränkebehälter von bis zu 3 Inch Durchmesser
aufnehmen können;
es dürfte
jedoch ersichtlich sein, dass die Erfindung durch eine solche Größe oder
auf andere, vorliegend beschriebene und nicht beanspruchte Größen beschränkt ist. Der
Boden 42a ist so gestaltet, dass er die Gleitreibung darauf
minimiert.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist jede der Schalen 42 so ausgelegt, dass sie insgesamt
ein Gewicht der Getränkebehälter von
bis zu ca. 15-25 Pfund, üblicherweise
ca. 16-20 Pfund
aufnehmen kann. Es dürfte
verständlich
sein, dass andere Schalen- oder Produktträgerkonfigurationen wie z.B. Gitternetzschalen
verwendet werden könnten.
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Getränkebehälter, die
von der Mehrzahl von auf ihrer Endseite offenen Schalen 42 getragen
werden, werden von einer robotischen Behältererfassungs- und -transportanordnung,
die in 2 allgemein unter 60 angegeben ist, aus
den Schalen entnommen und zu der Produktabgabeöffnung 32 (1)
transportiert. Die robotische Anordnung 60 arbeitet innerhalb
des Verkaufswahlraums 61, bei dem es sich allgemein um
den Raum oder das Volumen zwischen der Innenfläche der Tür 24 und den Vorderflächen der
die Schalen 42 haltenden vorderen Rahmenteile handelt.
Die Anordnung 60 weist im Wesentlichen einen Tragrahmen 90,
eine Zahnstange 91 und eine Behältererfassungsanordnung 92 auf.
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Das
robotische System wird unter Bezugnahme auf ein X, Y, Z-Koordinatensystem
in dem Automaten beschrieben, wobei die X-Richtung horizontal und
parallel zum Boden, die Y-Richtung die vertikale Richtung und senkrecht
zur X-Richtung, und die Z-Richtung orthogonal zu der Ebene XY und
relativ zu dem Verkaufsautomaten in der Richtung von vorne nach
hinten des Automaten liegt. Die robotische Behältererfassungs- und -transportanordnung 60 umfasst
im Wesentlichen ein Paar von horizontal montierten Schienen/Zahnstangenanordnung,
eine vertikal ausgerichtete Pendeleinrichtungsstange, die entlang
der horizontalen Schienen in der X-Richtung geführt ist, einen Tragrahmen,
der in der Y-Richtung (vertikal) entlang der Pendeleinrichtungsstange
beweglich ist, und einen Aufnahme- oder Übertragungsmechanismus, der
gemeinsam mit dem Tragrahmen montiert und beweglich ist und in der Z-Richtung
arbeitet, um einen Getränkebehälter aus einer
gewählten
Schale zu entnehmen.
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Die
Bewegung der Transportanordnung 60 wird von einem X-Antriebsmotor
gesteuert, der vertikal montiert ist. Der Motor kann ein mit Bürsten versehener,
reversibler Gleichstrom-Getriebemotor mit einer dynamischen Bremse
sein, die es ermöglicht, dass
das Motorgetriebe sofort anhält,
wenn die Leistung zum Motor unterbrochen wird, was eine genaue Positionierung
der Transportanordnung in der X-Richtung ermöglicht. Ein geeigneter Motor
ist ein von Barber Colman hergestellter 24 Volt-Gleichstrommotor,
Modell LYME 63000-731 mit einem Nenndrehmoment von 5.3 Inch-Pounds
bei 151 U/min, dessen Abtriebswelle mit einem Antriebsrad verbunden
ist. Der X-Antriebsmotor steuert die Bewegung der Transportanordnung 60 und
der angebrachten Teile in der X-Richtung.
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Ein
Y-Antriebsmotor ist horizontal an dem Tragrahmen 90 nahe
dessen Ende derart montiert, dass sein Antriebsrad für das Zusammenwirken
mit der vertikalen Zahnstange 91 formschlüssig mit
dieser in Eingriff steht. Der Y-Antriebsmotor 96 ist ein
mit Bürsten
versehener, reversibler Gleichstrom-Getriebemotor, der von einem
pulsbreitenmodulierten (PWM) Signal angesteuert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist der Motor 96 ein von Barber Colman hergestellter 24
Volt-Gleichstrommotor, Modell LYME 63070-X-9332.
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Die
Tragrahmenanordnung 90 trägt eine Behältererfassungsanordnung 92,
die auf verschiedene Weisen gestaltet sein kann. Beispielsweise
kann die Behältererfassungsanordnung
als ein Robotarm konfiguriert sein, der den gewählten Getränkebehälter ergreift und in die Schlittenrahmenanordnung
hebt. Bei der bevorzugten Ausführungsform
weist die Behältererfassungsanordnung
jedoch eine einfache verschwenkbare Anordnung auf, die allgemein
in der Richtung der Z-Achse dreht, um einen Getränkebehälter aus einer von einem Kunden
gewählten
Schale 42 freizugeben und zu erfassen. Unter Bezugnahme auf 3 ist
die Behältererfassungsanordnung 92 schwenkbar
an der Tragrahmenanordnung 90 montiert. Wie in 3 angedeutet
ist, wirkt die Behältererfassungsanordnung 92 mit
der äußeren Schale
der Tragrahmenanordnung 90 zusammen, in die sie eingepasst
ist und in die sie sich bei ihrer Bewegung einfügt. Ein mit Bürsten versehener
reversibler Gleichstrom-Getriebemotor mit einer dynamischen Bremse für den Z-Antrieb
ist am Boden der Behältererfassungsanordnung 92 montiert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist der Motor ein von Barber Colman hergestellter 24 Volt-Gleichstrommotor,
Modell JYHE-63200-741
mit einem Nenndrehmoment von 3,5 Inch-Pounds bei 46,6 U/min. Sowohl
die Tragrahmenanordnung 90 als auch die Behältererfassungsanordnung 92 haben
offene Rückseiten.
Die Behältererfassungsanordnung 92 weist
ferner ein Paar von abgeschrägten
Getränkebehälter-Führungselementen 97 auf,
die mit ihren gegenüberliegenden
Seitenwänden
verbunden sind und so abgeschrägt
sind, dass sie auf die Vorderseite der Behältererfassungsanordnung 92 hin
konvergieren, um das Zentrieren und Abstützen der Aussenfläche eines
von der Behältererfassungsanordnung 92 getragenen
Getränkebehälters zu
unterstützen,
wie im weiteren Verlauf der Erfindung zu entnehmen sein wird.
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Die
vorherige Beschreibung der Getränkeschalen 42 beschreibt
eine einfache, schlichte Konfiguration einer U-förmigen Getränkeabgabeschale mit einem offenen
Ende. Bei der bevorzugten Ausführungsform
wurde der Abgabeendbereich der Schale so modifiziert, dass die Verkaufszwecke
der vorliegenden Erfindung erzielt werden. Unter Bezugnahme auf 2 ist
ersichtlich, dass die Bereiche der Schalenseitenwände 42b,
die sich benachbart zu dem offenen Ausgabeende der Schalen befinden, durch
allgemein unter 42b' angegebene
Erweiterungsteile erhöht
bzw. in ihrer Höhendimension
vergrößert wurden.
Die Erweiterungsteile 42b' sind
allgemein dreieckig gezeigt, können
aber jegliche Gestalt oder Größe besitzen.
Die zusätzliche
Höhe sorgt für eine zusätzliche
Stabilität
des Getränkebehälters am
Auslassende der Schale, um ein seitliches Wegrutschen oder Wegkippen
des Getränkebehälters während der
Ausgabeoperation zu minimieren. Die Erweiterungsteile 42b' können je
nach Bedarf permanent angebracht sein oder abnehmbar und austauschbar
sein.
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Zusätzliche
Merkmale der verschiedenen Elemente wie etwa der Tragrahmenanordnung 90, der
Behältererfassungsanordnung 92,
der verschiedenen Antriebsmotoren sind in den US-Patenten 6,230,930,
6,328,180 und 6,513,677 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt
hiermit Bezug genommen wird.
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Die
von der Schale 42 getragenen Getränkebehälter sind in der Schale gehalten,
wobei eine Behälterfreigabevorrichtung
ihren Austritt aus dem offenen Ende der Schale entweder verhindert
oder zulässt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist die Behälterfreigabevorrichtung
völlig "passiv" beschaffen (d.h.
sie benötigt
keinen elektrisch oder anderweitig betriebenen, auf den Schalen
befindlichen Mechanismus für
ihren Betrieb). Eine erste Ausführungsform
der Behälterfreigabeanordnung
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 15,
und ein zweite Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 16 bis 21 beschrieben.
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Unter
Bezugnahme auf diese, insbesondere auf 4, ist eine
erste Behälterfreigabeanordnung der
vorliegenden Erfindung allgemein unter 100 veranschaulicht.
Die Behälter freigabeanordnung 100 weist
eine erste Behälterfreigabevorrichtung 101 und eine
zweite Behälterfreigabevorrichtung 102 auf.
Bei Betrachtung vom Standpunkt des Kunden des Verkaufsautomaten
aus befindet sich die erste Behälterfreigabevorrichtung 101 auf
der linken Seite der Verkaufsschlange, und die zweite Behälterfreigabevorrichtung 102 befindet
sich auf der rechten Seite der Verkaufsschlange. Die Vorrichtung 101 und
die Vorrichtung 102 sind so positioniert, dass die Beiden
sich auf entgegengesetzten Seiten des zu verkaufenden Getränkebehälters befinden.
Somit wirkt die Anordnung 100 von zwei allgemein entgegengesetzten Seiten
her auf den Getränkebehälter ein.
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Jede
der Vorrichtungen 101, 102 weist ein Tor 105, 106,
einen vorderen Behälteranschlag
oder ein vorderes Eingriffselement 115, 116, und
einen hinteren Behälteranschlag
oder ein hinteres Eingriffselement 125, 126 auf.
Mit jedem Tor 105, 106 ist eine Feder 131, 132 verbunden;
die Federn 131, 132 laufen an der Verbindungsstelle 133 zusammen
und sind dort verankert. Die Federn 131, 132 sind
im Wesentlichen unter dem Schalenboden 42a positioniert; bei
einigen Ausführungsformen
erstrecken sich die Federn 131, 132 von den Toren 105, 106 zu
einem Bereich des Bodens 42a. Das Tor 106 weist
einen vordersten Bereich 110 auf, der nachfolgend beschrieben
wird. Ein unter dem Boden 42a positioniertes Verbindungsglied 135 erstreckt
sich zwischen den zwei Freigabevorrichtungen 101, 102 und
verbindet diese betrieblich; im Besonderen verbindet das Verbindungsglied 135 das
Tor 105 mit dem Tor 106 und stellt eine symmetrische
Bewegung des Tores 105 und des Tores 106 mit einer
jeweils entgegengesetzten Drehrichtung zur Verfügung.
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Jedes
Tor 105, 106 ist mit einer Seitenwand 42b einer
Schale (bei Betrachtung von dem offenen, vorderen Abgabeende einer
Schale her) durch einen jeweiligen mittigen Drehzapfen 111, 112 schwenkbar verbunden.
Die Tore 105, 106 weisen offene Schlitze 107, 108 auf,
die jeweils durch sie hindurch ausgebildet sind (siehe 15).
Die Schlitze 107, 108 sind insofern "offene" Schlitze, als die
Unterkante des Schlitzes offen ist; hier ist anzumerken, dass ein
umschlossener Schlitz ebenfalls geeignet wäre. Ein Bereich des vorderen
Eingriffselementes 115, 116 erstreckt sich durch
den Schlitz 107, 108 und ist durch einen Drehzapfen 117, 118 schwenkbar
mit der Seitenwand 42b verbunden. Das hintere Eingriffselement 125, 126 ist
ebenfalls schwenkbar mit der Seitenwand 42b verbunden,
z.B. durch einen Drehzapfen 127, 128. Das hintere
Eingriffselement 125, 126 weist einen Schlitz 125a, 126a darin
auf, durch den sich ein Stift 121, 122 erstreckt,
der zu dem Tor 105, 106 gehört.
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Die
Tore 105, 106 sind so konfiguriert, dass in der "Ausgangsposition" der vorderste Bereich,
d.h. der Bereich vor dem Scharnier 111, 112, an
dem das vordere Eingriffselement 115, 116 vorhanden
ist, näher
an der Mitte der Schale 42 positioniert ist als das Scharnier 111, 112.
Der hinterste Bereich des Tores 105, 106, d.h.
der Bereich hinter dem Scharnier 111, 112, an
dem das hintere Eingriffselement 125, 126 vorhanden
ist, ist weiter weg von der Mitte der Schale 42 positioniert
als das Scharnier 111, 112. Wenn die Behälterfreigabeanordnung 100 aktiviert
wird, schwenken die Tore 105, 106 um die Scharniere 111, 112 und
veranlassen dadurch den vordersten Bereich der Tore 105, 106 zu
einer Bewegung nach außen
auf die Seitenwand 42b hin und den hintersten Bereich der
Tore 105, 106 zu einer Bewegung nach innen auf
die Mitte der Schale 42 hin. Die Federn 131, 132 schieben
das Tor 105, 106 zurück in die Ausgangsposition.
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Der
vorderste Bereich des Tores 105, 106 ist in einem
Winkel zu der allgemeinen Ebene des Tores 105, 106 gebogen,
so dass er ein Paar von vorderen Mitnehmerflächen bildet. Diese abgewinkelten
Mitnehmerflächen
stellen einen Bereich für
einen Eingriff mit dem vorderen Eingriffselement 115, 116 zur Verfügung. Das
Tor 106 weist auch einen vordersten Bereich 110 auf,
der einen "Ziel"-Bereich für einen Eingriff
durch Bewegen einer Aktivierungseinrichtung wie etwa der Behältererfassungsanordnung 92 zur Verfügung stellt,
wie nachfolgend beschrieben wird. Der unterste Bereich der Mitnehmerflächen erstreckt sich
geringfügig
unter dem Boden 42a der Schale 42. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
weisen diese Mitnehmerflächen
der Tore 105, 106, die sich unter den Boden 42a der
Schale erstrecken, Merkmale wie etwa Rippen auf, welche die strukturelle
Festigkeit der Tore 105, 106 verbessern können.
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Wie
bereits erwähnt
wurde, sind die Tore 105, 106 um Scharniere 111, 112 verschwenkbar;
der vordere Bereich des Tores 105, 106 schwenkt
auf den mittleren oder offenen Bereich derjenigen Schale 42 hin,
der er zugeordnet ist (d.h. von der Seitenwand 42b weg).
Das Tor 105, 106 hält das vordere Eingriffselement 115, 116,
das im Wesentlichen vertikal und im Wesentlichen senkrecht zum Boden 42a und
im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden 42b der Schale 42 ausgerichtet
ist, fest. Die Höhe
des Eingriffselementes 115, 116 kann variieren,
um Getränkebehälter oder
andere Behälter
mit unterschiedlichen Höhen
aufnehmen zu können.
Der Zweck des Behältereingriffselementes 115, 116 ist
es, wie bei einer detaillierteren Beschreibung deutlich werden wird,
an einem Behälter
in der Schale 42 einzugreifen und seine Gleitbewegung entlang
der Schale 42 in der Richtung auf deren Ausgabeende hin
zu verhindern.
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Der
vor dem Drehzapfen 111, 112 befindliche Bereich
des Tores 105, 106 weist auch eine Schlitzpassage 107, 108 (siehe 15)
auf, die durch ihn hindurch ausgebildet ist, um das vordere Eingriffselement 115, 116,
das in Bezug auf die Seitenwand 42b für eine Bewe gung um das Scharnier 117, 118 verschwenkbar
gelagert ist, gleitverschieblich aufzunehmen. Das hintere Eingriffselement 125, 126 weist
einen vertikalen Schlitz oder eine vertikale Aufnahme 125a, 126a darin
auf, wodurch Kurvenführungen oder
-käfige
gebildet werden, welche den Stift 121, 122 schwenkbar
halten; der Stift 121, 122 ist am Tor 105, 106 befestigt. Ähnlich wie
das vordere Eingriffselement 115, 116 blockiert
das hintere Eingriffselement 125, 126 eine Bewegung
eines Getränkebehälters (des
an zweiter Stelle kommenden Behälters) entlang
des Bodens 42a der Schale 42. Das hintere Eingriffselement 125, 126 kann
jede geeignete Höhe aufweisen.
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Die
Verbindung des hinteren Eingriffselementes 125, 126 mit
dem Tor 105, 106 ist derart, dass ein schnellwirkender
Mitnehmer zur Verfügung gestellt
wird; diese "schnelle
Wirkung" ist schneller als
diejenige an dem vorderen Eingriffselement 115, 116.
Solch eine schnelle Wirkung ermöglicht
es, dass das hintere Eingriffselement 125, 126 den
an zweiter Stelle kommenden Behälter
vor der Freigabe des an erster Stelle kommenden Behälters durch
das vordere Eingriffselement 115, 116 hemmt. Der
Schlitz 125a, 126a in dem Eingriffselement 125, 126 ist
absichtlich so positioniert und in Bezug auf den Drehzapfen 127, 128 geformt,
dass bei einer Verschwenkung des Tores 105, 106 um
das Scharnier 111, 112 das hintere Eingriffselement 125, 126 schneller
und weiter auf die Mitte der Schale 42 hin schwenkt, als das
vordere Eingriffselement 115, 116 nach außen auf
die Seitenwand 42b zu schwenkt. Eine solche schnelle Mitnahmewirkung
kann erzielt werden, indem der Schlitz 125a, 126a als
ein gabelförmiger
und dennoch kontinuierlicher Schlitz ausgebildet wird. Ein Beispiel
für einen
geeigneten Schlitz 125a, 126a ist ein nierenförmiger Schlitz.
Weitere Beispiele für
geeignete Schlitze umfassen nicht-lineare Winkelschlitze oder Radiusschlitze.
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Die
Bewegungen des Tores 105, 106 und der Eingriffselemente 115, 116, 125, 126 folgen
einer vorgeschriebenen Funktion. Die Bewegung der ersten Freigabevorrichtung 101 (welche
das Tor 105, das vordere Eingriffselement 115 und
das hintere Eingriffselement 125 aufweist) ist im Wesentlichen
symmetrisch, aber mit entgegengesetzter Drehrichtung zur Bewegung
der zweiten Freigabevorrichtung 102 (welche das Tor 106,
das vordere Eingriffselement 116 und das hintere Eingriffselement 126 aufweist). Die
Verschiebung bzw. Bewegung der Tore 105, 106 lässt sich
im Wesentlichen im Sinne eines Kurbelwinkels beschreiben. Geeignete
Kurbelwinkel umfassen 76,5° bis
99,5°.
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Die
Bewegung der Behälterfreigabeanordnung 100 wird
nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 11 beschrieben,
die eine Draufsicht auf die Anordnung 100 während ihres
Durchlaufens verschiedener Positionen veranschaulichen; die 12 bis 15 geben
eine perspektivische Darstellung der Anordnung 100. Es
wird angemerkt, dass die Ausführungsform
nur veranschaulichend beschrieben ist, und dass Variationen von
Graden, Größen und
dergleichen in Betracht gezogen werden. Die nachstehend angegebenen
Größen sind
auf einen typischen Getränkebehälter mit
einem Fassungsvermögen
von 20 fl.oz. und mit einem Durchmesser von ca. 3 Inch zugeschnitten.
Es wird angemerkt, dass die Beabstandung der Tore 105, 106 modifiziert
sein kann, wenn größere oder
kleinere Behälter
verkauft werden. Zusätzlich
oder alternativ könnte
die gesamte Anordnung 100 maßstäblich sein.
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In
den 4 und 5 befindet sich die Behälterfreigabeanordnung 100 in
einer ersten Position, der "Ausgangsposition", wobei das Tor 105, 106 einen
Winkel von 76,5° mit
einer zu der Schale 42 und der Verkaufsschlange senkrechten
Linie bildet. Die vorderen Eingriffselemente 115, 116 sind
von der Senkrechten zum Tor 105, 106 geringfügig versetzt. Bei
diesem Winkel von 76,5° weisen
die vorderen Eingriffselemente 115, 116 einen
Abstand von 2,020 Inch dazwischen auf, was ausreicht, um einen Behälter 40 auf
der Schale 42 zurückzuhalten.
Die hinteren Eingriffselemente 125, 126 weisen
einen Abstand von 3,135 Inch dazwischen auf.
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Wenn
der vorderste Bereich 110 aktiviert und nach rechts gedrückt wird
(in 5 gezeigt), schwenkt der vorderste Bereich des
Tores 106 gegen den Uhrzeigersinn. Der vorderste Bereich
des Tores 105 schwenkt im Uhrzeigerseinn, da er über das
Verbindungsglied 135 verbunden ist. Während dieser ersten einigen
Grade der Drehung, z.B. 76,5° bis
ca. 81,0° oder
82,0°, vergrößert sich
der Abstand zwischen dem vordersten Bereich des Tores 105 und dem
vordersten Bereich des Tores 106, und das vordere Eingriffselement 115, 116 gleitet
weiter von der Senkrechten zu dem Tor 105, 106 weg
(siehe 6). Ein Merkmal wie etwa eine Ausnehmung oder
ein Schlitz kann in dem Eingriffselement 115, 116 vorhanden
sein, um ein verfrühtes
Vorrücken
der hinteren Eingriffselemente 125, 126 zu verhindern.
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Bei
dem nächsten
Intervall der Drehung des Tores 105, 106, d.h.
durch Grade von ca. 81,0° oder 82,0° bis ca.
88,0° legen
sich die vorderen Eingriffselemente 115, 116 um
und lassen es zu, dass sich der an erster Stelle kommende Getränkebehälter vorwärts bewegt
(siehe 7). Die Flaschenpfadbreite ist durch die Tore 105, 106 maximiert,
die im Wesentlichen parallel zu der Seitenwand 42b sind.
Bei einer Drehung von 88,0°,
die in 7 zu sehen ist, sind die vorderen Eingriffselemente 115, 116 um
2,111 Inch von einander beabstandet, was immer noch ausreichend
ist, um die Flasche zurückzuhalten.
Die hinteren Eingriffselemente 125, 126 sind um
2,396 Inch von einander beabstandet.
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In
der Fortsetzung der Drehung von ca. 88,0° bis ca. 96,0° (8 bis 10)
drehen sich die Tore 105, 106 weiter gegen den
Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn, wodurch der Abstand zwischen
den vordersten Bereichen vergrößert wird.
Die Verkaufsschlange bewegt sich weiter nach vorne. Das hintere Eingriffselement 125, 126 wird
jedoch stationär
auf einem gekrümmten
Pfad gehalten, so dass es sich in einem Verharrungsmodus befindet.
Ein Winkel von ca. 95,25° zwischen
den Toren 105, 106 und einer zur Schale 42 senkrechten
Linie gemäß der Darstellung
in 9 stellt einen Abstand von 2,598 Inch zwischen
den vorderen Eingriffselementen 115, 116 und einen
Abstand von 2,120 Inch zwischen den hinteren Eingriffselementen 125, 126 zur
Verfügung.
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Die
weitere Bewegung der Tore 105, 106 bis ca. 96,0
bis 99,5° ermöglicht die
Aufnahme von Getränkebehältern mit
größeren Durchmessern
(z.B. 3 Inch und mehr). In 11, in
der ein Winkel von 99,5° veranschaulicht
ist, sind die vorderen Eingriffselemente 115, 116 um
3,205 Inch von einander beabstandet, und die hinteren Eingriffselement 125, 126 sind
um 2,159 Inch von einander beabstandet.
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Die
oben beschriebene Bewegung der Anordnung 100 wird angestoßen, wenn
eine äußere Aktivierungskraft
in einer Z-Richtung auf die offene Seite der Schale 42 auf
ihre Rückseite
hin auf den vordersten Bereich 110 des Tores 106 beaufschlagt wird.
Eine robotische Behältererfassungsvorrichtung gemäß der Beschreibung
weiter oben und in den US-Patenten
6,230,930, 6,328,180 und 6,513,677, kann die Betätigungskraft liefern. Eine
solche Betätigungskraft
veranlasst eine Verschwenkung des Tores 105, 106 (Tor 105 im
Uhrzeigersinn und Tor 106 gegen den Uhrzeigersinn bei Betrachtung
von oben) um den Drehzapfen 111, 112 gegen die
Vorspannung der Federn 131, 132. Eine solche Verschwenkung veranlasst
das hintere Eingriffselement 125, 126 zu einer
Drehung gegen den Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn um das Scharnier 127, 128,
wodurch das hintere Eingriffselement 125, 126 in
den Vorrückpfad eines
an zweiter Stelle kommenden, vorrückenden Getränkebehälters gelegt
wird. Während
das Tor 105, 106 um den Drehzapfen 111, 112 dreht, "gleitet" der vordere Bereich
des Tores 105, 106 nach außen bei Betrachtung der Anordnung 100 von
vorne oder von oben, bis sich das Tor 105, 106 in
Anlageeingriff an der Seitenwand 42b befindet. Während eine
solche Gleitbewegung stattfindet, verzögert der Schlitz 107, 108 die
Schwenkbewegung des vorderen Eingriffselementes 115, 116 nicht
mehr, und das Eingriffselement 115, 116 schwenkt
auf Grund von Kräften, die
von dem an erster Stelle kommenden Getränkebehälter darauf aufgebracht werden,
der gegen das Eingriffselement 115, 116 geschoben
wird, im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn bei Betrachtung
von oben um das Scharnier 117, 118, bis das Ein griffselement 115, 116 im
Wesentlichen parallel zu dem und entlang des Tores 105, 106 bleibt.
In dieser Position kann der an erster Stelle kommende Getränkebehälter unter
Schwerkrafteinwirkung frei aus dem offenen Ende der Schale 42 herausgleiten.
Gleichzeitig hindert das hintere Eingriffselement 125, 126 den an
zweiter Stelle kommenden Behälter
und alle Behältern
hinter ihm daran, die Schale 42 hinunter zu gleiten.
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Unter
Bezugnahme insbesondere auf die 16 bis 19 wird
nun eine ähnliche,
zweite Behälterfreigabeanordnung
der vorliegenden Erfindung allgemein unter 100' veranschaulicht.
Falls zutreffend, sind Merkmale der Anordnung 100', die den oben
beschriebenen Merkmalen der Anordnung 100 ähnlich sind,
mit dem gleichen Bezugszeichen mit einer Einstrichnotierung (') bezeichnet.
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Die
Behälterfreigabeanordnung 100' weist eine
erste Behälterfreigabevorrichtung 101' und eine zweite
Behälterfreigabevorrichtung 102' auf. Bei Betrachtung
vom Standpunkt des Kunden des Verkaufsautomaten befindet sich die
erste Behälterfreigabevorrichtung 101' auf der linken
Seite der Verkaufsschlange, und die zweite Behälterfreigabevorrichtung 102' befindet sich
auf der rechten Seite der Verkaufsschlange. Jede Vorrichtung 101', 102' weist ein jeweiliges
Tor 105', 106', einen vorderen
Behälteranschlag
oder ein vorderes Eingriffselement 115', 116', und einen hinteren Behälteranschlag
oder ein hinteres Eingriffselement 125', 126' auf. Das Tor 105', 106' ist am Scharnier 111', 112' schwenkbar
mit der Schale 42' verbunden,
insbesondere mit den Seitenwänden.
Das Tor 106' weist
einen vordersten Bereich 110' auf,
wie nachfolgend beschrieben wird. Ein Verbindungsglied 135', das unter
dem Boden 42a' der
Schale 42' positioniert
ist, erstreckt sich zwischen den und verbindet die zwei Freigabevorrichtungen 101', 102' betrieblich.
Insbesondere verbindet das Verbindungsglied 135' das Tor 105' mit dem Tor 106' und stellt
eine symmetrische Bewegung des Tores 105' und des Tores 106' mit einer jeweils
entgegengesetzten Drehrichtung zur Verfügung.
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Jedes
Tor 105', 106' weist einen
darin ausgebildeten Schlitz auf; dieser Schlitz ermöglicht es, dass
sich ein Bereich des vorderen Eingriffselementes 115', 116' durch das Tor 105', 106' erstreckt und durch
ein Scharnier 117', 118' schwenkbar
mit der Seitenwand 42b' verbunden
ist. Das hintere Eingriffselement 125', 126' ist durch einen Drehzapfen 127', 128' ebenfalls schwenkbar
mit der Seitenwand 42b' verbunden.
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In
seiner "Ausgangsposition", die in 19 gezeigt
ist, ist das Tor 105', 106' so positioniert,
dass der vorderste Bereich, d.h. der Bereich vor dem Scharnier 111', 112', an dem das
vordere Eingriffselement 115', 116' vorhanden ist,
näher an
der Mitte der Schale 42' positioniert
ist als das Scharnier 111', 112'. Der hinterste
Bereich des Tores 105', 106', d.h. der Bereich
hinter dem Scharnier 111', 112', an dem das
hintere Eingriffselement 125', 126' vorhanden ist, ist
weiter weg von der Mitte der Schale 42' positioniert als das Scharnier 111', 112'. Wenn die Behälterfreigabeanordnung 100' aktiviert wird,
schwenkt das Tor 105', 106' um das Scharnier 111', 112' und veranlasst
dadurch den vordersten Bereich des Tores 105', 106' zu einer Bewegung nach außen auf
die Seitenwand 42b' hin
und den hintersten Bereich des Tores 105', 106' zu einer Bewegung nach innen auf
die Mitte der Schale 42' hin.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist das Tor 105', 106' in der Nähe des Scharniers 111', 112' gebogen, d.h.
das Tor 105', 106' ist abgewinkelt.
Die vordersten Bereiche des Tores 105', 106' bilden ein Paar von vorderen Mitnehmerflächen, und
das Tor 106' weist ferner
einen vordersten Bereich 110' auf.
Das Tor 105', 106' hält das vordere
Eingriffselement 115', 116', das sich im
Wesentlichen vertikal und im Wesentlichen senkrecht zu dem Boden 42a' sowie im Wesentlichen
parallel zu den Seitenwänden 42b' der Schale 42' erstreckt,
fest. Die Höhe
des Eingriffselements 115', 116' kann variieren,
um Getränkebehälter oder
andere Behälter
mit unterschiedlichen Höhen
aufnehmen zu können.
Das hintere Eingriffselement 125', 126' weist einen Schlitz 125a', 126a' darin auf,
der den an dem Tor 105', 106' befestigten
Stift 127',128' schwenkbar
und beweglich hält.
Bei dieser Ausführungsform
erstreckt sich das hintere Eingriffselement 125', 126' nicht über das
Niveau des Tores 105', 106'.
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Wie
auch bei der ersten Ausführungsform
ist die Verbindung des hinteren Eingriffselementes 125', 126' mit dem Tor 105', 106' derart, dass
ein schnellwirkender Mitnehmer zur Verfügung gestellt wird; hierbei
ist die "schnelle
Wirkung" schneller
als an dem vorderen Eingriffselement 115', 116'. Ein solche "schnelle Wirkung" ermöglicht
es, dass das hintere Eingriffselement 125', 126' den an zweiter Stelle kommenden
Behälter
vor der Freigabe des an erster Stelle kommenden Behälters durch
das vordere Eingriffselement 115', 116' hemmt. Der Schlitz 125a', 126a' in dem Eingriffselement 125', 126' ist strategisch
positioniert und in Bezug auf den Drehzapfen 127', 128' so geformt,
dass bei einer Verschwenkung des Tores 105', 106' um das Scharnier 111', 112' das hintere
Eingriffselement 125', 126' schneller und
weiter auf die Mitte der Schale 42' hin schwenkt, als das vordere
Eingriffselement 115',116' aus der Mitte
der Schale 42' heraus
schwenkt.
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Die
Bewegung der Behälterfreigabeanordnung 100' ist in den 19 bis 21 veranschaulicht.
In 19 befindet sich die Behälterfreigabeanordnung 100' in einer ersten
Position, der "Ausgangsposition", zum Zurückhalten
einer ersten Getränkeflasche 40a,
wobei sich eine zweite Getränkeflasche 40b in
der Verkaufsschlange befindet. In dieser Ausgangsposition sind die
Tore 105', 106' zur Mitte der Schale 42' hin abgewinkelt,
und die vorderen Eingriffselemente 115', 116' liegen an der Flasche 40a an, die
vollständig
auf dem Schalenboden 42a' positioniert
ist, und halten sie zurück.
In 20 wurde das Tor 105', 106' auf dem Scharnier 111', 112' so verschwenkt,
dass das Tor 105', 106' im Wesentlichen parallel
zur Seitenwand 42b' ist.
Die Eingriffselemente 115', 116', welche die
Flasche 40a immer noch zurückhalten, haben es zugelassen,
dass die Flasche 40a am Schalenboden 42a' weiter vorrückt, so
dass nur ein Bereich der Flasche 40a von dem Boden 42a' getragen ist.
Jedes hintere Eingriffselement 125', 126' wurde um den Stift 127', 128' verschwenkt
and greift nun an der zweiten Flasche 40b an. In 21 hat
die Behälterfreigabeanordnung 100' die erste Getränkeflasche 40a freigegeben,
indem die Tore 105', 106' weiter um das
Scharnier 111', 112' schwenken und
sich nach außerhalb
der Seitenwand 42b' erstrecken,
so dass die Eingriffselemente 115', 116' die Flasche 40a nicht
berühren.
Die zweite Flasche 40b wird von den hinteren Eingriffselementen 125', 126' zurückgehalten.
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Bei
den bevorzugten Ausführungsformen sind
die beschriebenen Behälterfreigabeanordnungen 100, 100' aus Aluminiumguss
gefertigt und an den Verkaufsenden der Produkthalteschalen 42 befestigt
und positioniert. Andere Materialien, wie etwa andere Metalle, Polymermaterialien
(z.B. Polycarbonat und Polyvinylchlorid (PVC)), Keramikmaterialien und
Verbundmaterialien können
ebenfalls verwendet werden. Herstellungsverfahren können Pressgießen, spanabhebende
Bearbeitung, Spritzgießen,
Reaktionsspritzgießen,
Laserbearbeitung und dergleichen umfassen. Die Materialwahl hängt von
dem Freiraum ab, der für
die Behälterfreigabeanordnungen 100, 100' verfügbar ist,
und von der gewünschten
Steifigkeit und den Bewegungstoleranzen, die erforderlich sind,
damit die Freigabeanordnungen 100, 100' ordnungsgemäß und zuverlässig funktionieren.
Das gewählte
Material sollte eine minimale Verwindung der Anordnungen 100, 100' ermöglichen.
Insbesondere sollte die Materialwahl sicherstellen, dass die Schwenkachse
der Drehzapfen 111, 112 der Tore 105, 106 während des
Betriebs betrieblich parallel bleiben; dass die Tore 105, 106 oder
andere Mechanismen, welche die Eingriffselemente 115, 116, 125, 126 bewegen,
eine ausreichende Steifigkeit besitzen, um die erforderlichen betrieblichen
Bewegungstoleranzen der Eingriffselemente beizubehalten. Die Anordnung
sollte sowohl in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung
als auch in der seitlichen Richtung ausreichend steif sein.
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Die
hauptsächlichen
Funktionen von Verkaufsautomaten sind auf diesem Fachgebiet allgemein
bekannt und werden vorliegend nicht ausführlich behandelt, da sie keinen
Teil der Erfindung darstellen. Es liegt innerhalb der Reichweite
eines Fachmannes, einen Ver kaufsautomaten in einer Konfiguration
mit dem geeigneten Format und unter geeigneter Steuerung für seinen
Verwendungszweck zu entwerfen. Daher wird nicht angenommen, dass
es nötig ist,
solche allgemeine Umstände
in der vorliegenden Anmeldung weiter abzuhandeln.
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Aus
den 19 bis 21 ist
ersichtlich, dass der Durchmesser der Flasche 40a kleiner
als der Durchmesser der Flasche 40b ist. Die Behälterfreigabeanordnung 100, 100' kann dazu verwendet werden,
aus der gleichen Verkaufsschlange Flaschen oder andere Behälter mit
verschiedenen Größen, insbesondere
mit verschiedenen Durchmessern, zu verkaufen. Es ist anzumerken,
dass die Anordnung 100, 100' der vorliegenden Erfindung eine höhere Flexibilität bei der
Anordnung von Produkten mit unterschiedlichen Größen, Formen, Volumina und Typen
von Behältern
in der gleichen Schlange des Verkaufsautomaten ermöglicht.
Es ist ferner anzumerken, dass die Implementierung der Grundgedanken
der Erfindung auf wirtschaftliche Weise erzielt werden kann, da
keines der Produktschalen oder Regalfächer zusätzliche Abstandhalter oder
andere Zubehörteile
zum Modifizieren der Breite der Schale erfordern. Diese und andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind für den Fachmann aus der voran
gegangenen Beschreibung leicht ersichtlich.
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Es
ist anzumerken, dass zwar eine Beschreibung und Anwendung einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung offen gelegt wurden, dass jedoch andere Modifikationen
der Erfindung, die vorliegend nicht spezifisch beschrieben oder
erwähnt wurden,
für den
Fachmann angesichts der voraus gegangenen Beschreibung ersichtlich
sind. Es ist beabsichtigt, dass diese Beschreibung konkrete Beispiele für den Aufbau
und die Anwendung einer bevorzugten Ausführungsform angibt, welche die
vorliegende Erfindung und ihre betrieblichen Grundgedanken deutlich
zum Ausdruck bringen. Somit ist die Erfindung nicht auf eine besondere
Ausführungsform
oder Konfiguration oder Bestandteile davon beschränkt.