DE69101172T2

DE69101172T2 - System zur Zubereitung von Nahrungsmitteln und Verfahren.

Info

Publication number: DE69101172T2
Application number: DE69101172T
Authority: DE
Inventors: Robert L Cahlander; David W Carroll; Robert A Hanson; Alfred C Hollingsworth; Richard O Koehler; John O Reinertsen
Original assignee: Restaurant Technology Inc
Current assignee: Restaurant Technology Inc
Priority date: 1990-05-04
Filing date: 1991-05-01
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2011-05-02
Also published as: EP0455477B1; DK0455477T3; AU642246B2; EP0455477A2; ATE101502T1; CA2041805A1; JPH0686734A; DE69101172D1; CA2041805C; EP0455477A3; AU7637391A; JP3264376B2; ES2051562T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisiertes System für die Zubereitung von Nahrungsmitteln, zum Beispiel für Schnellbedienungsrestaurants.
Die Anmeldung basiert auf einer Fortführungsanmeldung (continuation-in-part) von US Serial Nr. 07/516 888, eingereicht am 30. April 1990 mit dem Titel "Food Preparation System and Method" und erteilt als US 5 132 914, die eine Weiterführung von US Serial Nr. 07/176 568 ist, eingereicht am 1. April 1988 mit dem Titel "Food Preparation System and Method" und erteilt als US 4 922 435, deren Offenbarungen hier mit Bezug eingeführt sind.
In Restaurants, insbesondere in Schnellbedienungsrestaurants (Fast Food), ist eine schnelle, beständige, effiziente und sichere Nahrungsmittelzubereitung für einen erfolgreichen Betrieb äußerst wichtig. Die Qualität der zubereiteten Nahrungsmittel hängt in einem großen Maße von der Einheitlichkeit der Nahrungsmittelzubereitung ab. Die Nahrungsmittel müssen unter korrekten Bedingungen in einem geeigneten Zeitraum zubereitet werden.
Die Einheitlichkeit in der Zubereitung von Nahrungsmitteln kann als Ergebnis von vielen Faktoren beeinflußt werden. Zum Beispiel müssen die in der Nahrungsmittel Zubereitung arbeitenden Menschen zahlreiche Aufgaben in einer Häufigkeit durchführen, die sich mit der Zeit ändert, da im Verlaufe eines Tages die Anforderungen der Benutzer sich kontinuierlich verändern. Die Mittags- und Abendzeiten sind beispielsweise extrem geschäftsreich, während das Geschäft in anderen Zeiten relativ gering sein kann. Die Vielfalt der Produkte kann von Tag zu Tag und von Stunde zu Stunde sich verändern. Im Ergebnis kann sich so die Einheitlichkeit und die Qualität der Nahrungsmittel verändern. Schwierigkeiten in einem geeigneten Ablauf der Nahrungsmittelproduktion während dieser Spitzen- und Nicht-Spitzenzeiträume können Verzögerungen für die Benutzer bedeuten und/oder es werden alte, überflüssige oder nicht-verwendungsfähige Nahrungsmittel hergestellt bzw. angeboten.
Die Herstellung von Nahrungsmitteln ist arbeitsintensiv, wobei die Arbeitskosten einen großen Teil der Gesamtkosten der hergestellten Nahrungsmittel umfaßt. Ein zusätzliches Problem besteht darin, daß Schnellbedienungsrestaurants an Stellen vorkommen, zum Beispiel an Autobahnen, die gering bevölkert sind, so daß es schwierig ist, eine ausreichende Zahl von geeigneten Beschäftigten zu erzielen.
Schnellbedienungsrestaurants müssen fähig sein, effektiv auf die unterschiedlichen Benutzerforderungen einzugehen, wobei diese zeitaufwendig und nicht präzise vorhersehbar sind. Somit weisen im Ergebnis die Geschäfte, welche ganz von menschlichen Arbeitskräften abhängig sind, zu bestimmten Zeiten zu viel Personal und zu anderen Zeiten zu wenig Personal auf.
Ferner können Probleme und potentielle Probleme in solchen Restaurants bestehen, in denen Menschen direkt die Nahrungsmittel herstellen. Die Gesundheit und die Sicherheit sind ferner in diesen Restaurants, in denen die Nahrungsmittel direkt von Menschen hergestellt werden, zu beachten. Durch die Reduktion des menschlichen Kontakts mit den Nahrungsmitteln und der Ausrüstung für die Zubereitung von Nahrungsmitteln können die Gesundheits- und Sicherheitsbedenken reduziert oder minimiert werden. Beim Braten von Nahrungsmitteln werden beispielsewise bestimmte Typen von heißen Flüssigkeiten, wie Öl für die Zubereitung, verwendet. Die für die Zubereitung erforderlichen Temperaturen können Grund zur Besorgnis für die Gesundheit und die Sicherheit sein.
Obgleich es Schnellbedienungsrestaurants seit vielen Jahren und in einer Größenordnung von mehreren Zehntausend gibt, werden in solchen Restaurants Menschen eingesetzt, um Nahrungsmittel herzustellen und zu verarbeiten. Während zahlreiche Verbesserungen in den Ausrüstungsgegenständen, die für die Zubereitung von Nahrungsmitteln verwendet werden, erzeilt wurden, werden andererseits diese Restaurants alle manuell betrieben und sind somit relativ arbeitsintensiv.
Demgemäß besteht ein Bedürfnis für ein kommerziell geeignetes System und Verfahren für die Herstellung von Nahrungsmitteln, welches von einem Roboter betrieben werden kann, und das Verbesserungen in der Herstellung von Nahrungsmitteln, insbesondere in einem oder in allen der oben erwähnten Bereiche, bereitstellt. Es wäre ferner vorteilhaft, wenn solch ein System von der bereits existierenden, kommerziellen Ausrüstung Gebrauch machen könnte.
Die EP 0 335 898 offenbart ein automatisiertes System für die Nahrungsmittelzubereitung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein Roboter ist bezüglich der Mitte eines Arbeitsbereiches angeordnet, der ein Massenausgabegerät für nichtzubereitete Nahrungsmittel aufweist, wenigstens eine Zubereitungsstation und eine Ablage für die zubereiteten Nahrungsmittel. Der Roboter ist so drehbar befestigt, daß durch die Verwendung eines Werkzeuges, das an einem Arm des Roboters befestigt ist, der Roboter befähigt ist, einen Behälter für die Aufnahme von nicht-zubereiteten Nahrungsmitteln zu bewegen, die Nahrungsmittel an der Zubereitungsstation für die Zubereitung anzuordnen und die zubereiteten Nahrungsmittel in eine Aufbewahrungseinrichtung zu plazieren.
Erfindungsgemäß wird ein im Anspruch 1 definiertes System bereitgestellt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den anderen Ansprüchen definiert. Es ist so möglich, ein System für die Zubereitung von Nahrungsmittel zu verwenden, das insbesondere für ein Schnellbedienungsrestaurant geeignet ist und das computergesteuert und/oder vollautomatisiert und proportioniert sein kann. Gemäß einer Ausführungsform weist das System eine Zubereitungseinheit auf, zum Beispiel eine Brat- oder Grilleinheit, die fähig ist, verschiedene Typen von Nahrungsmittelgegenständen, die fertig zur Zubereitung sind, zu verarbeiten. Die Ausdrücke "Brateinheit" und "Bratkorb" beziehen sich auf eine Einheit für das Braten eines Nah rungsmittelerzeugnisses oder von Erzeugnissen, die nicht notwendigerweise Pommes frites darstellen müssen, bzw. auf einen Korb zum Braten von solchen Erzeugnissen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist das System eine Grilleinheit auf, die fähig ist, verschiedene Typen von Nahrungsmittelgegenständen, die fertig für die Zubereitung sind, zu verarbeiten. Der Ausdruck "Grilleinheit" bezieht sich auf eine Einheit für das Grillen von einem Nahrungsmittelerzeugnis oder von Erzeugnissen, die Hamburger, Würste und ähnliches, aber auch andere Nahrungsmittelerzeugnisse sein können, die zubereitet oder durch Grillen erhitzt werden können.
Die Rohnahrungsmittel-Erzeugnisse, die zu Braten oder zu Grillen oder in anderer Weise zubereitbar sind, können gefroren oder frisch, zubereitet oder nicht-zubereitet sein. Der Ausdruck "nicht-zubereitet" bedeutet nicht-zubereitet und/oder nicht erhitzt, während der Ausdruck "zubereitet" zubereitet und/oder erhitzt bedeutet.
Die Brateinheit und die Grilleinheit können jeweils so betrieben werden, daß die nicht-zubereiteten Massennahrungsmittel in gewünschten Mengen automatisch dem Roboter zugeführt werden, der die Menge der zu verarbeitenden Nahrungsmittel in einem Behälter transportiert. Die Nahrungsmittel werden dann von dem System zubereitet und anschließend überführt der Roboter die zubereiteten Nahrungsmittel zu einer Aufbewahrungs-, Ausgabe- und Anzeigenstation oder zu einem Arbeitsbereich für die weitere Zubereitung, Zusammensetzen oder für einen anderen Bearbeitungsvorgang.
Insbesondere kann in einer Ausführungsform, die Brateinheit in vollautomatisierter Weise Pommes frites, Hühnchenstücke, Fischfilets und Hühnchenpasteten oder verschiedene Kombinationen dieser oder ähnlicher Nahrungsmittel verarbeiten.
Die Zubereitungseinheit besteht aus einem Roboter und verschiedenen Stationen, die eine Massenausgabestation für nicht-zubereitete Nahrungsmittel, eine Zubereitungsstation, eine Lagerstation für zubereitete Nahrungsmittel, eine Ausgabe- und Anzeigestation, eine Computer-betriebene Steuerstation und, wahlweise, andere verschiedene Stationen und Komponenten umfassen. Die Zubereitungsstation kann beispielsweise ein Bratgefäß oder ein Grill aufweisen. Alle Elemente der Zubereitungseinheit können Computer-gesteuert und betrieben sein. An drei Stellen kann eine menschliche Arbeitskraft während des normalen Betriebes in die Zubereitungseinheit eingreifen:
(1) Auffüllen der Massenausgabestation für die nicht-zubereiteten Nahrungsmittel;
(2) Herausnahme der zubereiteten Erzeugnisse aus der Lager-, Ausgabe- und Anzeigestation für die zubereiteten Nahrungsmittel, um diese den einzelnen Kunden auszuhändigen; und
(3) Kontrolle der Zubereitungseinheit durch das Computer- Betriebs- und Steuersystem.
Der Betrieb und die Steuerung der Zubereitungseinheit, die den Roboter und die anderen Betriebssysteme umfaßt, kann durch das Computerbetriebs- und Steuersystem der Zubereitungseinheit durchgeführt werden. Dieses System bestimmt und steuert den Betrieb und die Zubereitungsparameter der Zubereitungseinheit. Dieses System kann ferner ein Programm für die Aktivitäten des gesamten Betriebstages bereitstellen sowie ein detaillierteres Programm für kürzere Zeiträume, zum Beispiel für Stunden oder weniger. Das Computersystem koordiniert den Betrieb der Zubereitungseinheit, wobei der Betrieb wenigstens mehrere, gleichzeitig ablaufende Betriebszustände umfaßt. Realzeitpunkte von der Verkaufsinformation können erfaßt und mit den programmgemäßen Aktivitäten des Systems verglichen werden. Wenn die Realzeitinformation signifikant von dem Programm abweicht, können die Tages- und/oder Kurzzeitprogramme automatisch oder durch eine menschliche Bedienungsperson modifiziert werden. Wenn beispielsweise ein Wechsel durch das Bedienungspersonal initiiert wird, kann der Computer der Zubereitungseinheit ein neues Tages- oder Kurzzeitprogramm entwickeln, das automatisch auf der Eingabe bezüglich der Mengengröße, der Priorität und/oder des Anforderungswechsels basiert. Die Zubereitungseinheit kann somit die Variationen in dem Erzeugnisvolumen und der Mischung, die normalerweise während eines Tages auftreten, kompensieren. Das Nahrungsmittelverarbeitungssystem der Zubereitungseinheit, die eine Brateinheit oder eine Grilleinheit sein kann, kann somit Nahrungsmittelerzeugnisse mit einer Rate und einer Mischung herstellen, die auf die Daten bezogen sind, welche das Computersystem enthält oder übermittelt. Die Daten können historische Verkaufsdaten und/oder Realzeitdaten sein, die auf Verkaufspunktdaten gemäß der Rate und der Mischung der Nahrungsmittelerzeugnisse, die von der Brat- oder Grilleinheit oder System hergestellt wurden, basieren. Im Ergebnis sind die Verzögerungen für den Kunden minimiert, das dem Kunden servierte Nahrungsmittel weist optimale Frische auf, und der Abfall an Nahrungsmittel ist minimiert.
Das Computerbetriebs- und Steuersystem ist in der Lage zu bestimmen, ob eine gegebene Instruktion für die Zubereitung von zusätzlichen Nahrungsmitteln in Konflikt steht mit anderen, zur Zeit durchgeführten Betriebszuständen der Zubereitungseinheit, wobei alle zukünftigen Verfahrensschritte in Betracht gezogen werden, die notwendig sind, um die ablaufenden Vorgänge zu beenden. Der Ablauf von neuen Betriebs zuständen wird von dem Computerbetriebs- und Steuersystem in einer Weise durchgeführt, das der Roboter keine Mehrfachfunktionen zur gleichen Zeit durchführen muß, wodurch Nahrungsmittel zur gewünschten Zeit von der Zubereitungsstation entfernt werden. Im Ergebnis ist die Qualität der zubereiteten Nahrungsmittel einheitlich gleichmäßig.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Robotersystem für die Herstellung von Nahrungsmittelerzeugnissen bereitgestellt. Das Robotersytem weist einen Roboter auf, der fähig ist in einem Bereich zu arbeiten, der einen Arbeitsbereich bestimmt. Der Roboter ist fähig, eine horizontale, geradlinige Bewegung in dem Arbeitsbereich aus zuführen. Insbesondere kann sich der Roboter entlang oder quer zu einer geradlinien, wenigstens im wesentlichen horizontalen Führung bewegen. Eine Massenausgabestation für nicht-zubereitete Nahrungsmittel, die wenigstens ein Nahrungsmittelausgabegerät aufweist, ist vorgesehen, um nicht zubereitete Nahrungsmittelstücke in einen bewegbaren Behälter auszugeben, zum Beispiel einen in dem Arbeitsbereich angeordneten Bratkorb. Das System weist ferner mindestens eine Zubereitungsstation für die Zubereitung von Nahrungsmittelerzeugnissen auf. Ein geeignetes Endarm-Roboterwerkzeug ist als ein Teil des Roboters vorgesehen, um den gewünschten Typ eines Nahrungsmittels zu handhaben. Für eine Brateinheit kann der Roboter beispielsweise in Verbindung mit einem Endarm- Werkzeug der Brateinheit fähig sein, selektiv mit einem Behälter, zum Beispiel einem Bratkorb, in und außer Eingriff zu treten und diesen Behälter zu gewünschten Positionen in dem Arbeitsbereich zu bewegen, so daß mehrere Nahrungsmittelstücke in bezug auf die Zubereitungsstation in der Zubereitungsposition plaziert werden, während die Nahrungsmittelstücke sich in dem Behälter befinden. Die gewünschten Positionen umfassen eine Ausgabeposition für nicht-zubereitete Nahrungsmittel auf, um die Nahrungsmittel von der Nahrungsmittelausgabestation in den Behälter zu überführen, eine Zubereitungsposition für die Zubereitung von Nahrungsmittelstücken und eine Entladeposition, an der die zubereiteten Nahrungsmittel aus dem Behälter entladen werden. Der Roboter bewegt sich zu diesen verschiedenen Positionen aufgrund seiner horizontalen Bewegung entlang der geradlinigen Führung.
Für eine Grilleinheit ist vorzugsweise ein Endarmwerkzeug vorgesehen, um dem Roboter zu erlauben, Nahrungsmittelpasteten oder andere zu grillende Nahrungsmittel zu ergreifen und in einer vorbestimmten horizontalen planaren Anordnung zu transportieren, wobei ferner die Nahrungsmittelgegenstände auf einem Grill in dieser Anordnung plaziert werden, die zubereiteten Erzeugnisse aus dem Grill entfernt und an eine Ausgabeposition in dieser Anordnung angeliefert und ausgegeben werden. Beispielsweise können die gegrillten, zubereiteten Nahrungsmittelerzeugnisse auf Hamburger-Brötchen überführt werden, die an der Ausgabeposition für die gegrillten, zubereiteten Nahrungsmittel in einer entsprechenden Anordnung plaziert sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Ausgabestation für die nicht-zubereiteten Nahrungsmittel, die Herstellungsstation und die Entladestation liniar angeordnet, um dem Roboter zu erlauben, zu und weg von diesen Stationen entlang eines geradlinigen Weges sich zu bewegen. Die geradlinige Anordnung kann parallel oder im wesentlichen parallel zu der horizontalen geradlinigen Bewegung des Roboters sein, die durch eine lineare horizontale Führung, falls eine solche vorhanden ist, ermöglicht werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Nahrungsmittel aus dem Behälter entladen, in einer Zubereitungsposition angeordnet, wieder in den Behälter geladen und zu einer Entladestation für zubereitete Nahrungsmittel transportiert, wo die zubereiteten Nahrungsmittel aus dem Behälter entladen werden. Eine Lagerungseinrichtung ist benachbart zu dem Arbeitsbereich vorgesehen, um die zubereiteten Nahrungsmittel aufzunehmen und zu lagern. Ein geeigneter Arbeitsbereich kann für die weitere Herstellung nach der Zubereitung vorgesehen sein, wobei dies ein Zusammensetzen, eine Zugabe von Gewürzen oder ein anderer Nahrungsmittelherstellungsvorgang umfassen kann. Falls gewünscht, kann eine Schütteinrichtung vorgesehen sein, um die zubereiteten Nahrungsmittel, die durch den Roboter über den Behälter der Schütteinrichtung zugeführt werden, zu schütten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein automatisiertes Robotersystem für die Zubereitung von Nahrungsmittelerzeugnissen vorgesehen, das einen Roboter umfaßt, der fähig ist, einen Nahrungsmittelbehälter oder die darin enthaltenen Nahrungsmittel in einem Arbeitsbereich zu kontaktieren, zu transportieren und freizusetzen. Das System umfaßt ferner eine Ausgabestation für nicht-zubereitete Nahrungsmittel, die wenigstens ein Nahrungsmittelausgabegerät umfaßt, um nicht-zubereitete Nahrungsmittel an den Nahrungsmittelbehälter in dem Arbeitsbereich aus zugeben, sowie wenigstens ein Zubereitungsgerät in dem Arbeitsbereich. Ein Steuersystem ist vorgesehen, das den Roboter steuert und leitet für den Eingriff und den Transport des Nahrungsmittelbehälters zu und weg von dem Nahrungsmittelausgabegerät und zu und weg von der Zubereitungsstation, wobei dies mit einer Häufigkeit geschieht, die von dem Steuergerät bestimmt wird und auf der aktuellen und/oder vorweggenommenen Häufigkeit und Menge der Nahrungsmittelerzeugnisse, welche von den Kunden bestellt werden, basiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein automatisiertes System für die Zubereitung von Nahrungsmittelerzeugnissen vorgesehen. Das System weist einen Arbeitsbereich auf, der Ausgabe-, Zubereitungs- und Lagerstationen umfaßt und der einen Bereich definiert, in dem ein Bediener mit den Stationen kommunizieren kann. Die Ausgabestation kann nicht-zubereitete Massennahrungsmittel ausgeben und umfaßt wenigstens ein Nahrungsmittelausgabegerät für die Ausgabe von nicht-zubereiteten Nahrungsmittelstücken in eine bewegbare Befestigung für den Transport, die Ausgabe und die Wiederaufnahme von Nahrungsmittelstücken in einer horizontalen Anordnung. Die Befestigung ist von einem Bedienungspersonal zu und weg von den Ausgabe-, Zubereitungs- und Lagerstationen bewegbar. Der Bediener ist eine automatisierte Vorrichtung für das automatische Überführen der Befestigung von der Ausgabestation zu der Zubereitungsstation, wo die Nahrungsmittelstücke durch die Befestigung in der Anordnung ausgegeben und anschließend von der Befestigung wieder aufgenommen werden können, wobei dies nach der Zubereitung durch die Zubereitungsstation von dem Bediener durchgeführt wird. Die Zubereitungsstation umfaßt wenigstens eine Grilloberfläche für das Grillen von Nahrungsmitteln, und die Aufbewahrungsstation ist vorgesehen für die Aufnahme und die Lagerung der zubereiteten Nahrungsmittelerzeugnisse. Gemäß dieser Ausführungsform weist das System ferner ein Computerbetriebs- und Steuersystem auf, um den Bediener zu steuern und zu leiten für den Eingriff und den Transport des Nahrungsmittelbehälters in sequentieller Reihenfolge zu und weg von der Nahrungsmittelausgabestation und zu und weg von der Zubereitungsstation, wobei dies mit einer Häufigkeit passiert, die auf historischen, in dem Computer enthaltenen Daten basiert und/oder auf Realzeitpunkten der Verkaufsdaten, die dem Computer, basierend auf dem angenommenen und/oder aktuellen Volumen der Kundenbestellungen, überführt werden. Die historischen Daten können für die besondere Lagerung sein, in dem das System betrieben wird.
Die in Verbindung mit dem System für das Grillen von Nahrungsmitteln zu verwendende Befestigung kann eine erste Teilbefestigung aufweisen, um nicht-zubereitete Nahrungsmittel von dem Nahrungsmittelausgabegerät aufzunehmen und um mittels eines Roboters oder eines Bedieners die nicht-zubereiteten Nahrungsmittel auf die Grilloberfläche zu überführen und dort zu lagern. Eine zweite Teilbefestigung kann vorgesehen sein für die Wiederaufnahme der zubereiteten Nahrungsmittel von der Grilloberfläche und für die Überführung der zubereiteten Nahrungsmittel mittels des Bedieners oder des Roboters zu einem Aufbewahrungsbereich oder einem anderen Bereich für eine weitere Verarbeitung oder Ausgabe der zubereiteten Nahrungsmittel. Nach einer weiteren Ausführungsform weist die erste Teilbefestigung ein erstes Ringelement und ein erstes, selektiv bewegbares Unterlagenelement auf, das unterhalb des Ringelementes angeordnet werden kann, um die Nahrungsmittelstücke in einer beabstandeten horizontalen Anordnung aufzunehmen und zu lagern. Die zweite Teilbefestigung kann ein zweites Ringelement und ein zweites, selektiv bewegbares Unterlagenelement aufweisen, das unterhalb des zweiten Ringelementes angeordnet werden kann, um das zubereitete Nahrungsmittel von der Grilloberfläche aufzunehmen und es an der Lagerposition in der horizontalen Anordnung zu lagern oder an einer anderen Position für die weitere Verarbeitung des zubereiteten Nahrungsmittels.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein automatisiertes Robotersytem für die Zubereitung von Nahrungsmittelerzeugnissen vorgesehen, welches einen Computer-gesteuerten Roboter und verschiedene Computer-gesteuerte Stationen aufweist, wobei der Roboter fähig ist, in Eingriff zu treten mit einem Nahrungsmittelbehälter in einem Arbeitsbereich, den Nahrungsmittelbehälter zu transportieren und diesen freizulassen. Eine Computer-gesteuerte Nahrungsmittelausgabestation ist vorgesehen, die wenigstens ein Nahrungsmittelausgabegerät für die Ausgabe von nicht-zubereiteten Nahrungsmitteln an den Nahrungsmittelbehälter in dem Arbeitsbereich und wenigstens eine Computer-gesteuerte Zubereitungsvorrichtung in dem Arbeitsbereich aufweist. Ein Computer-gesteuertes System für die Steuerung und Leitung des Roboters ist vorgesehen, um den Roboter in Eingriff zu bringen mit dem Nahrungsmittelbehälter und um diesen zu transportieren und zwar zu und von dem Nahrungsmittelausgabegerät weg sowie zu und weg von der Zubereitungsvorrichtung, wobei dies mit einer Häufigkeit geschieht, die von dem Computersystem, basierend auf der erwarteten oder aktuellen Häufigkeit von Kundenbestellungen, bestimmt wird. Das Computer-gesteuerte System überwacht, steuert und betreibt ferner die Nahrungsmittel-Ausgabestation und die Zubereitungsstation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein automatisiertes Grillsystem für das Grillen von Nahrungsmittelerzeugnissen vorgesehen, die einen Roboter aufweist, der fähig ist, eine Befestigung zu transportieren, die einen gewünschten Typ eines Nahrungsmittels in einem Arbeitsbereich tragen kann. Diese Befestigung kann für das Tragen von Hamburgern oder Würstchen, Pasteten oder anderen Typen von Nahrungsmitteln, für die Lagerung der Nahrungsmittel auf einem Grill, für die Wiederaufnahme der zubereiteten Nahrungsmittel von dem Grill und für die Lagerung der zubereiteten Nahrungsmittel an einer Ausgabeposition für die zubereiteten Nahrungsmittel geeignet sein, wobei die zubereiteten Nahrungsmittel in einer vorbestimznten horizontalen, planaren Anordnung gehalten werden. Diese Anordnung kann wie gewünscht vorgenommen werden und kann beispielsweise eine Anordnung sein, die aus geradlinigen Reihen und Spalten der Nahrungsmittelerzeugnisse besteht, zum Beispiel 2 x 2, 2 x 3, 3 x 3, 2 x 4, 3 x 4, 4 x 4 Anordnungen oder größer. Das System weist mindestens ein Nahrungsmittelausgabegerät für die Ausgabe von nicht-zubereiteten Nahrungsmittelstücken, wie Hamburger-Pasteten, auf die Befestigung in dem Arbeitsbereich auf. Das System hat ferner eine Grillstation, die aus einem Grill in dem Arbeitsbereich besteht. Vorzugsweise ist der Grill ein Greifumhüllungsgrill, der eine obere und untere Zubereitungsplatte für die gleichzeitige Zubereitung beider Seiten eines Nahrungsmittelgegenstandes hat, wie Hamburger oder Würstchen-Pasteten, und der vorzugsweise das Nahrungsmittel in der vorbestimmten horizontalen, planaren Anordnung zubereitet. Das System kann ferner einen Brötchentoaster für das Toasten der Brötchenober- und -unterseite, z.B. eines Hamburger, haben. Ein Steuersystem kann vorgesehen sein, das den Roboter steuert und führt, um die Befestigung oder einen Teil der Befestigung zu dem Nahrungsmittelausgabegerät zu transportieren, wobei dies teilweise von einem Mechanismus außerhalb des Roboters durchgeführt werden kann, so daß die zu behandelnden Nahrungsmittelgegenstände, wie Hamburger-Pasteten, von dem Ausgabegerät auf der Befestigung abgelagert werden. Danach wird der Roboter weitergeführt, um die von der Befestigung getragenen Nahrungsmittelgegenstände zu der Grillstatiton zu transportieren, wo die Gegenstände auf den Grill für die Zubereitung plaziert werden. Nachdem die Nahrungsmittelgegenstände zubereitet worden sind, nimmt der Roboter die zubereiteten Gegenstände wieder auf, wobei eine geeignete Befestigung verwendet wird, und deponiert diese an einer vorbestimmten Position in dem Arbeitsbereich für die weitere Verarbeitung oder das Zusammensetzen zu einem Sandwich, wobei dies auf einem Träger, vorzugsweise in der horizontalen planaren Anordnung, geschehen kann. Alternativ können jeweils die zubereiteten Nahrungsmittelgegenstände von dem Roboter beispielsweise auf eine Brötchenober- oder -unterseite oder einen Träger überführt werden. Eine geeignete automatisierte Kratzeinrichtung kann vorgesehen sein, um die Grilloberfläche von Zeit zu Zeit zwischen den Zubereitungszyklen abzukratzen, um so eine einheitliche Zubereitungsoberfläche für einen guten Hitzetransport zu den Nahrungsmittelgegenständen zu gewährleisten.
Die Erfindung wird im weiteren anhand von Beispielen und mit bezug auf die Zeichnungen erläutert.
Figur 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Roboter-Brateinheit gemäß der Erfindung.
Figur 2 zeigt eine Vorderansicht der Brateinheit nach Figur 1.
Figur 3 ist eine Vorderansicht eines Teils der Brateinheit nach Figur 1 und zeigt verschiedene Roboterpositionen.
Figur 4 ist eine Vorderansicht eines Teils der Brateinheit nach Figur 1 und zeigt den Roboter in einer Position für das Schütteln des Inhaltes des Korbes.
Figur 5 ist eine Seitenansicht der Brateinheit nach Figur 1 und zeigt das Schütten des Inhaltes des Korbes durch den Roboter.
Figur 6 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Vorderansicht der linearen Führungsvorrichtung und Antriebsmechanismus für die horizontale Bewegung des Roboters.
Figur 7 ist ein Längs schnitt entlang den Linien 7-7 nach Figur 6.
Figur 8 ist ein Querschnitt entlang den Linien 8- 8 nach Figur 7.
Figur 9 ist eine Seitendarstellung eines Teils des Roboters, der einen Bratkorb ergreift.
Figur 10 ist eine Vorderansicht eines Teils des Roboterwerkzeugs nach Figur 9 und zeigt verschiedene Bewegungen, zu denen der Roboter fähig ist.
Figur 11 ist eine Vorderansicht eines Teils des Roboters nach Figur 9 und zeigt das Ende des Roboter-Armwerkzeuges in einer Greif- und offenen Position.
Figur 11A ist eine Vorderansicht eines Teils des Roboters nach Figur 9 und zeigt das Ende des Roboter-Armwerkzeuges in einer geschlossenen oder Greifposition.
Figur 11B ist eine Vorderansicht eines Teils des Roboters nach Figur 9 und zeigt das Ende des Roboter-Armwerkzeuges in einer offenen Position.
Figur 12 zeigt einen Schnitt durch einen Drehluftzylinder, der nützlich gemäß der Erfindung ist.
Figur 13 zeigt eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, eines Boxenausgabegerätes für Pommes Frites, das Teil der Brateinheit nach Figur 1 ist.
Figur 14 zeigt teilweise im Schnitt, eine Seitenansicht des Boxenausgabegerätes nach Figur 13.
Figur 15 ist eine Seitenansicht, die einen Teil des Boxenausgabegerätes nach Figur 13 darstellt.
Figur 16 ist eine Seitendarstellung und zeigt die Ausgabe von Pommes frites aus einem Kasten des Boxenausgabegerätes nach Figur 13.
Figur 17 ist eine Vorderansicht eines Teils des Pommes frites-Ausgabegerätes, das Teil der Brateinheit nach Figur 1 ist.
Figur 18 ist eine Teilansicht eines Teils des Boxenausgabegerätes für Pommes frites nach Figur 13 und zeigt das Zurückziehen von einem der Kastenhalterstifte und das Einspannen des untersten Kastens für Pommes frites.
Figur 19 ist eine Vorderansicht des unteren Abschnitts des Ausgabegerätes für Pommes frites nach Figur 13 und zeigt das Beladen des Vorratsbehälters für Pommes frites.
Figur 20 ist eine Vorderansicht eines Teils des Ausgabegerätes für Pommes frites nach Figur 13 und zeigt die Überführung von Pommes frites aus dem Vorratsbehälter in einen Bratkorb.
Figur 21 ist eine perspektivische Rückansicht eines Teils des Ausgabegerätes für Pommes frites nach Figur 13 und zeigt den Gleitmechanismus.
Figur 22 ist eine perspektivische Darstellung des Gleitmechanismus nach Figur 20 und zeigt den Gleiter im Betrieb.
Figur 23 ist eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform einer Brateinheit gemäß der Erfindung, die ein Masseausgabegerät für Pommes frites aufweist.
Figur 24 ist eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform einer Brateinheit gemäß der Erfindung.
Figur 25 zeigt eine Draufsicht auf die Brateinheit nach Figur 24.
Figur 26 zeigt eine Vorderansicht des Massenausgabegerätes für Pommes frites, das ein Teil der Brateinheit nach Figur 23 ist.
Figur 27 ist eine Vorderansicht des Ausgabegerätes nach Figur 26 und zeigt einen Teil des Ausgabevorganges.
Figur 28 ist eine vergrößerte Vorderteilansicht des Ausgabegerätes nach Figur 26 und zeigt einen anderen Abschnitt des Ausgabevorganges.
Figur 29 ist eine vergrößerte Teilvorderansicht des Ausgabegerätes nach Figur 26 und zeigt einen weiteren anderen Abschnitt des Ausgabevorganges.
Figur 29A ist eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform der drehbaren Rampentür nach Figur 29.
Figur 29B ist eine Vorderteilansicht des Ausgabegerätes nach Figur 26 und zeigt ein optionales Luftausgabesystem für das Auftauen von gefrorenen Pommes frites.
Figur 30 ist eine Seitendarstellung des Ausgabegerätes nach Figur 26.
Figur 30A ist eine Seitendarstellung entlang den Linien 30A-30A nach Figur 28.
Figur 31 ist eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des Ringes, der in dem Ausgabegerät von Figur 26 verwendet werden kann.
Figur 32 ist eine perspektivische Darstellung eines Rührmechanismus, der für Bratgefäße der Brateinheit nach Figur 1 verwendet werden kann.
Figur 32A ist eine perspektivische Darstellung einer Schütteleinrichtung für den Korb, die für Bratgefäße der Brateinheit nach Figur 1 verwendbar ist.
Figur 33 ist eine Seitenteilansicht der Brateinheit nach Figur 1, wobei der Rührmechanismus nach Figur 32 hinzugefügt wurde.
Figur 33A ist eine Seitenteilansicht der Brateinheit nach Figur 1, wobei die Schütteleinrichtung nach Figur 32A hinzugefügt wurde.
Figur 34 ist eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Grilleinheit gemäß der Erfindung.
Figur 35 ist eine Vorderteilansicht der Grilleinheit nach Figur 34.
Figur 36 ist eine Vorderteilansicht der Grilleinheit nach Figur 34.
Figur 37 ist eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Endarmwerkzeuges oder der Nahrungsmittel-Transportbefestigung für die Grilleinheit und zeigt den verlängerbaren Befestigungsrahmen und die Vorrichtung für die zubereiteten Pasteten.
Figur 38 ist eine perspektivische Darstellung von zusätzlichen Bauteilen der Ausführungsform der Nahrungsmittel-Transportvorrichtung nach Figur 1 und zeigt die Vorrichtung für nicht-zubereitete Pasteten und den Übertragungsweg.
Die Figuren 39 und 40 sind Vorderteilansichten der Ausgabestation für nicht-zubereitete Pasteten nach Figur 11, die das Füllen der Vorrichtung für die nicht-zubereiteten Pasteten zeigt.
Figur 41 ist eine Draufsicht auf die Ausgabestation nach Figur 10 und zeigt den Betrieb der Pastenausgabe-Koben.
Figur 42 ist eine Draufsicht gemäß Figur 7 und zeigt die relative Anordnung von verschiedenen Bauteilen des Nahrungsmittel- Zubereitungssystems, das einen Grill, einen Roboterarm und eine Ladestation für nicht-zubereitete Pasteten aufweist.
Figur 43 ist eine Draufsicht auf den Rahmen in seiner zurückgezogenen Position nach Figur 3.
Figur 44 ist eine Teilansicht, die den Betrieb eines Ringfederfingers zeigt.
Figur 45 zeigt eine Teilansicht eines Ringführungsstiftes und einer Ringführungsöffnung.
Die Figuren 46 bis 50 sind Seitenteilansichten und zeigen den Betrieb der Nahrungsmittel-Transportbefestigung an verschiedenen Punkten in dem Nahrungsmittel-Herstellungskreislauf gemäß den Figuren 52 bis 64.
Figur 51 ist eine Draufsicht auf den verlängerbaren Befestigungsrahmen in seiner verlängerten Stellung mit den befestigten Vorrichtungen für die zubereiteten und die nicht-zubereiteten Pasteten
Die Figuren 52 bis 64 sind Seitenteilansichten und zeigen die Bewegung der Nahrungsmittel-Transportbefestigung zwischen der Pasteten-Beladungsstation, dem Grill und dem Gestell für das automatisierte Nahrungsmittel- Herstellungssystem an verschiedenen Punkten in dem automatisierten Nahrungsmittel-Herstellungskreislauf.
Figur 65 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Greifumhüllungsgrills und eines Grillkratzers, die Teile der Grilleinheit nach Figur 34 sind.
Figur 66 zeigt eine Seitenansicht des Grills und des Grillkratzers nach Figur 65 und zeigt den Kratzer in Eingriff mit der oberen und der unteren Grilloberfläche.
Figur 67 ist eine vergrößerte Teilansicht entlang den Linien 67-67 der Figur 65.
Figur 68 ist eine vergrößerte Teilansicht entlang den Linien 68-68 der Figur 66.
Figur 69 ist eine Vorderteilansicht des Greifumhüllungsgrills nach Figur 65.
Figur 70 ist eine perspektivische Darstellung eines Brötchen-Toastgerätes, das in Verbindung mit der Grilleinheit nach Figur 34 verwendet werden kann.
Figur 71 ist eine Schnittdarstellung entlang den Linien 71-71 nach Figur 70.
Figur 72 ist eine vordere Schnittansicht des Toastgerätes entlang den Linien 72-72 gemäß Figur 73.
Figur 73 ist eine Seitenansicht, die das Entfernen der getoasteten Brötchen aus der Toastvorrichtung zeigt.
Figur 74 ist eine Seitenansicht, die das Entfernen von Brötchen von den Toastplatten zeigt.
Figur 75 ist eine schematische Darstellung einer Grilleinheit und einer Brateinheit gemäß der Erfindung.
Figur 76 ist eine schematische Darstellung eines Hauptsteuergerätes, das gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
Figur 77 ist eine schematische Darstellung einer Schrittmotorsteuerung für die Brateinheit gemäß der Erfindung.
Figur 78 ist eine schematische Darstellung eines Roboterarm-Steuergerätes für die Brateinheit nach der Erfindung.
Figur 79 ist ein Ablaufdiagramm und zeigt, wie das Steuersystem die Roboterzeit plant.
Figur 80 ist ein Blockdiagramm und zeigt eine Ausführungsform des Software-Flusses für das Computersteuersystem der Brateinheit.
Figur 81 ist ein Blockdiagramm und zeigt eine Ausführungsform des Steuer- und Betriebssystem für die Brateinheit.
Figur 82 ist eine Draufsicht auf eine Koppeleinheit, die mit einer Grilleinheit nach der Erfindung verwendet werden kann.
Figur 83 ist eine schematische Draufsicht und zeigt verschiedene horizontale Anordnungen, zu denen bestimmte Bauteile der Grilleinheit sich bewegen.
Figur 84 ist eine schematische Draufsicht und zeigt verschiedene vertikale Positionen, zu denen bestimmte Bauteile der Grilleinheit sich bewegen.
Die Figuren 85-88 sind Ablaufdiagramme und zeigen den Betriebskreislauf der Grilleinheit.
Unter allgemeinen Bezug auf die Figuren, bei denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen, und insbesondere in bezug auf die Figuren 1-5, ist dort eine perspektivische Darstellung einer Roboter-Brateinheit 111 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Brateinheit 111 besteht aus einem Roboter 113 und verschiedenen Stationen und Bauteilen. Die Stationen der Brateinheit 111 umfassen eine Ausgabestation 115 für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel, eine Zubereitungsstation 117, eine Schüttstation 119, eine Anzeige- und Ausgabestation 121 für die Lagerung von zubereiteten Nahrungsmitteln und eine Computerbetriebs- und Steuerstation 123.
Die Brateinheit 111 ist insbesondere für Schnellbedienungsrestaurants und Küchen nützlich, wo eine große Menge an Nahrungsmitteln in relativ kleinen Einheiten hergestellt werden muß, um Frische und Qualität sicherzustellen, und wo die Mischung der Nahrungsmittelerzeugnisse und die Volumenanforderungen in Abhängigkeit von den Kundenbestellungen variieren, die normalerweise zeitabhängig sind und sehr schnell von Stunde zu Stunde und oft noch häufiger wechseln. In Schnellbedienungsrestaurants verändern sich beispielsweise die Anforderungen an die Erzeugnisse und deren Mischung sehr schnell von der Vormittags- bis zur Nachmittagszeit, wobei weitere Variationen von Tag zu Tag, von Woche zu Woche und saisonabhängig auftreten und zudem das Ergebnis von spezifischen Vorgängen, wie das Eintreffen eines Touristenbusses oder anderer großen Menschengruppen im Restaurant, darstellen können. Die Brateinheit 111 ist fähig, sich auf solche Ereignisse einzustellen und die Herstellungsrate zu variieren, wobei durch die Zugabe von zusätzlichen Nahrungsmittel-Ausgabegeräten die Erzeugnismischung und die entsprechende Rate variiert werden kann.
Die Brateinheit 111 kann das zubereitete Nahrungsmittel ausgeben, herstellen und in ihrer eigenen Lagereinrichtung deponieren, wobei von dieser Anzeige- und Ausgabestation 121 eine menschliche Arbeitskraft die zubereiteten Nahrungsmittel entnehmen und die Kundenbestellungen erfüllen kann.
Gemäß Figur 1 kann die Brateinheit 111 Pommes frites in ausreichenden Mengen (bis zu etwa 180 Pfund und 90 Körbe pro Stunde) handhaben und herstellen und so den Anforderungen der meisten Schnellbedienungsrestaurants sogar während der stärksten Geschäfts zeit gerechtwerden. Das Ausgabegerät 115 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel ist ein Kastenausgabegerät für Pommes frites, welches nachfolgend im Detail beschrieben wird. Die Brateinheit 111 kann einfach für andere Typen von Nahrungsmitteln umgebaut werden, zum Beispiel für Hühnchenstücke, Fischfilets, Hühnchenpasteten und individuell dimensionierten Pasteten, indem ein geeignetes Ausgabegerät für nicht-zubereitete Nahrungsmittel eingesetzt wird. Geeignete Ausgabegeräte sind im Stand der Technik bekannt und sind offenbart in der US-amerikanischen Patentanmeldung Nr. 07/176 568, eingereicht am 1. April 1988, die jetzt dem US-Patent Nr. 4 922 435 entspricht. Es können auch mehr als ein Typ eines Ausgabegerätes in der Brateinheit 111 verwendet werden, wie nachfolgend anhand der Figuren 24 und 25 beschrieben wird. Aufgrund der geradlinigen Führungsanordnung wird vorweggenommen, daß üblicherweise nicht mehr als vier Nahrungsmittel-Ausgabegeräte in der Brateinheit 111 verwendet werden. Geeignete Aufbewahrungsstationen für die zubereiteten Nahrungsmittel können hinzugefügt werden, um die verschiedenen Nahrungsmitteltypen, falls gewünscht, zu handhaben. Für die Handhabung eines einzelnen Nahrungsmitteltyps ist die typische maximale Kapazität für die verschiedenen Nahrungsmitteltypen (Gewicht auf Basis des nichtzubereiteten Nahrungsmittels) für die Brateinheit 111 in der Tabelle 1 dargestellt. Tabelle I Kapazität der Brateinheit Nahrungsmittelgegenstand Menge/Stunde Körbe/Stunde Pommes frites Hühnchenstücke Fischfilets Hühnchenpasteten Individuell proportionierte Pasteten oder Haschee Pfund Pastetchen Pasteten Haschee (hash browns)
Die Figuren 1 und 2 zeigen die Richtung der Bewegung der verschiedenen Elemente der Brateinheit 111, insbesondere die vertikale und horizontale Bewegung eines Roboters 113 und einer Schüttstation 119. Gemäß Figur 2 ist der Roboter 113 auf der Zubereitungsstation 117 und an dem oberen Ende der Anzeige- und Ausgabestation 121 für die Lagerung der zubereiteten Nahrungsmittel befestigt. Der Roboter 113 ist relativ einfach in seinem Aufbau und kann leicht an bereits existierenden Vorrichtungen, die in Schnellbedienungsrestaurants verwendet werden, angepaßt werden.
Gemäß den Figuren 1-2 und 9-10 weist der Roboter 113 eine Struktur 125 für eine horizontale Bewegung (Achse 1, angezeigt mit Pfeil A) auf, die eine Abdeckung 125' besitzt, einen vertikalen Achsenarm 127 für eine vertikale Bewegung (Achse 2, angezeigt durch Pfeil B), der an der Struktur 125 befestigt ist, einen horizontalen Achsenarm 129 für die Drehung in einer horizontalen Ebene (Achse 3, angezeigt durch Pfeil C) und einen Zapfen oder einen vertikalen Achsenarm 131 (Achse 4, angezeigt durch Pfeil D).
Der Roboter besitzt ferner ein Ende eines Armwerkzeuges 133, dargestellt in den Figuren 9-11, das einen effizienten und zuverlässigen Eingriff mit den Bratkörben erlaubt, die benutzt werden, um die verschiedenen Nahrungsmittelerzeugnisse während der verschiedenen Brateinheit-Betriebszustände aufzunehmen und zu transportieren.
Eine Ausgabestation für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel, dargestellt in den Figuren 1-2 besteht aus einem Kastenausgabegerät 135 für Pommes frites gemäß der Figur 13. Andere Typen von Nahrungsmittel-Ausgabegeräten können verwendet werden. Zum Beispiel könnte die Ausgabestation 115 ein Ausgabegerät für Hühnchenpasteten aufweisen, eine Aufnahmeplatte für Pastetenkörbe, ein Ausgabegerät für Fischfilets oder ein Ausgabegerät für Hühnchenstücke. Solche Vorrichtungen sind in der US-amerikanischen Patentanmeldung Nr. 07/176 568, eingereicht am 1. April 1988, jetzt US-Patent Nr. 4 922 435, offenbart. Die Ausgabestation 115 für nichtzubereitete Nahrungsmittel arbeitet, um die gewünschten Typen eines Nahrungsmittels in einen getrennten Bratkorb zu übergeben, der von dem Roboter 113 der Ausgabestation 115 zugeführt wird. Nachdem ein Bratkorb mit einer gewünschten Menge eines Nahrungsmittels gefüllt ist, überträgt der Roboter 113 den Bratkorb zu der Zubereitungsstation 117.
Die Zubereitungsstation 117 besteht aus einem oder mehreren Bratgefäßen 137 und zugehörigen Einrichtungen, wie nachfolgend beschrieben wird. Vorzugsweise ist wenigstens ein getrenntes Bratgefäß für jeden Typ des Nahrungsmittels vorgesehen, das von der Brateinheit 111 zubereitet wird, um jegliche Geschmacksbeeinflussung durch das Zubereitungsöl, welches in den Bratgefäßen 137 verwendet wird, zu vermeiden. Die Bratgefäße 137 weisen eine Struktur auf, um die Bratkörbe in geeigneter Position innerhalb eines der Bratgefäße 137 zu positionieren und zu halten, um die darin enthaltenen Nahrungsmittel herzustellen.
Nachdem der Roboter 113 einen Bratkorb in Position bezüglich der Anordnungsstruktur plaziert hat, tritt der Roboter 113 außer Eingriff mit dem Bratkorb, der dann durch die Anordnungsstruktur an dem Ort gehalten wird, so daß der Roboter 113 frei wird, um andere Aufgaben während der Zubereitung des Nahrungsmittels, das in diesem besonderen Bratkorb vorhanden ist, durchzuführen.
Nachdem das Nahrungsmittel in dem Bratgefäß 137 zubereitet worden ist, wird der Roboter 113 von der Computerbetriebs- und Steuerstation 123 geführt, um den Bratkorb aus dem Bratgefäß 137 zu entfernen und diesen zu der Anzeige- und Ausgabestation 121 für die Lagerung von zubereitetem Nahrungsmittel über die Schüttstation 119 zu transportieren.
Die Anzeige- und Ausgabestation 121 für die Lagerung des zubereiteten Nahrungsmittels weist vorzugsweise eine Pommes frites-Abfüllstation 139 auf für die Lagerung der von dem Roboter 113 und der Schütteleinrichtung 119 zugeführten Pommes frites. Zusätzliche Lagerungsmöglichkeiten können vorgesehen sein, wenn verschiedene oder mehr als ein Typ eines Nahrungsmittels von der Brateinheit 111 zubereitet wird. Im Betrieb liefert und schüttelt der Roboter 113 einen Korb mit zubereiteten Pommes frites in der Schütteinrichtung 119 in Abhängigkeit von dem Typ des Nahrungsmittels. Der Roboter 113 positioniert den Bratkorb in eine Position, wobei eine Struktur verwendet wird, die ähnlich der ist, die in Verbindung mit den Bratgefäßen 137 verwendet wird. Der Roboter 113 tritt dann außer Eingriff zu dem Bratkorb und ist frei, um andere Aufgaben durchzuführen. Die Schütteinrichtung 119 wird anschließend durch die Computerbetriebs- und Steuerstation 123 aktiviert, wobei die Bratrutsche 141 angehoben und das Nahrungsmittel von der Bratrutsche 141 in den Pommes frites-Aufbewahrungsbereich 143 der Anzeige- und Ausgabestation 121 für die Lagerung von zubereiteten Nahrungsmitteln geschüttet wird. Die zubereiteten Nahrungsmittelerzeugnisse, gemäß diesem Beispiel Pommes frites, werden in der Ausgabestation 121 gelagert und sind fertig für das Verpacken und die Ausgabe an die Kunden.
Eine alternative Ausführungsform für eine Brateinheit ist in den Figuren 24 und 25 dargestellt, die eine Brateinheit 144 zeigen, die fähig ist, Hühnchenstücke, Fischfilets und Hühnchenpasteten zu verarbeiten, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird.
In bezug auf die Figuren im allgemeinen und insbesondere auf die Figuren 34-36, ist eine automatisierte Roboter-Grilleinheit 145 nach der Erfindung dargestellt. Die Grilleinheit 145 besteht aus einem Roboter 267 und verschiedenen Stationen und Bauteilen. Die Stationen der Grilleinheit 145 weisen eine Ausgabestation 269 für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel auf, eine Übertragungspendeleinrichtung 271, ein Endarm-Werkzeug der Grilleinheit oder eine Befestigung 273, eine Zubereitungsstation 275, eine Lagerstation 277 (gezeigt in den Figuren 35 und 50) für zubereitete Nahrungsmittel und eine Brötchen-Toaststation 279 (gezeigt in Figur 70).
Die Grilleinheit 145 ist insbesondere für Schnellbedienungsrestaurants und Küchen nützlich, bei denen große Mengen an Nahrungsmittel in relativ kleinen Einheiten zubereitet werden müssen, um die Frische und Qualität sicherzustellen, und wo die Mischung der Nahrungsmittelerzeugnisse und die erforderliche Menge in Funktion von den Wünschen der Kunden abhängt, die normalerweise zeitabhängig sind und die sich sehr schnell von Stunde zu Stunde und sogar noch häufiger ändern können, wie oben beschrieben. Die Grilleinheit 145 ist fähig, um sich auf solche Ereignisse einzustellen und die Rate zu variieren, wobei durch die Zugabe von zusätzlichen Nahrungsmittel-Ausgabegeräten die Erzeugnismischung und die entsprechende Rate variiert werden kann.
Die Grilleinheit 145 ist fähig, zubereitete Nahrungsmittel auszugeben, herzustellen und in ihrer eigenen Aufbewahrungsstation für zubereitete Nahrungsmittel zu lagern, wo eine menschliche Arbeitskraft die hergestellten Nahrungsmittel aufnehmen und die Kundenwünsche erfüllen kann, und/oder wo eine weitere Verarbeitung durchgeführt wird, zum Beispiel das Zusammensetzen eines Hamburger Sandwiches.
Wie in Figur 34 dargestellt, kann die Grilleinheit 145 Hamburger-Pasteten in ausreichender Menge (bis zu etwa 540 Pasteten pro Stunde) handhaben und verarbeiten, womit die Anforderungen der meisten Schnellbedienungsrestaurants sogar während der höchsten Inbetriebnahme erfüllt werden. Die Grilleinheit 145 kann in einfacher Weise umgebaut werden, um andere Typen an Nahrungsmitteln zu handhaben, wie Hühnchenbrüste, Fisch sowie andere Typen von Nahrungsmitteln, die durch Grillen zubereitet werden können, wobei ein geeignetes Ausgabegerät für nicht-zubereitete Nahrungsmittel eingebaut und, falls notwendig, die Grilleinheit-Befestigung 273 in geeigneter Weise modifiziert werden kann. In der Grilleinheit 145 können mehr als ein Typ eines Nahrungsmittel-Ausgabegerätes verwendet werden.
Verschiedene Aspekte der Grilleinheit 145 sind in den Figuren 34-36 dargestellt. Insbesondere ist die horizontale Bewegung der Übertragungspendeleinrichtung 271 erkennbar, die mit dem Pfeil G in Figur 35 dargestellt ist, wo sich die Übertragungspendeleinrichtung 271 zwischen der Nahrungsmittel-Ausgabestation 269 und dem Roboter 267 bewegt, um nichtzubereitete Nahrungsmittelerzeugnisse auf der Befestigung 281 für gefrorene Nahrungsmittel von dem Ausgabegerät 267 zu dem Roboter 267 zu überführen. Der Roboter 267 wird dann, wie durch Pfeil A in den Figuren 34 und 36 dargestellt, vertikal nach unten geführt, wobei er anschließend die Befestigung 281 für nicht-zubereitete oder gefrorene Nahrungsmittel aufnimmt, indem er diese an den Boden der Befestigung 283 für zubereitete Nahrungsmittel befestigt, die ihrerseits mit dem Roboter 267 verbunden ist. Danach wird die Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel vertikal nach oben angehoben und durch eine horizontale Bewegung in Richtung der Zubereitungsstation 275, angezeigt durch den Pfeil I in den Figuren 34 und 42, der Zubereitungsstation 275 zugeführt. Die Hamburger oder andere, von der Befestigung 281 getragene Nahrungsmittel werden dann von dem Roboter 267 auf den Grill der Zubereitungsstation 275 plaziert, wobei im folgenden die Zubereitung der Nahrungsmittelgegenstände beginnt. Danach zieht der Roboter 267 sich von der Zubereitungsstation 275 zurück und senkt die Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel auf die Pendeleinrichtung 271 ab, die unterhalb des Roboters 267 angeordnet ist, um anschließend die Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel auf die Ausgabestation 269 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel zu übertragen.
Wenn die Zubereitung der Nahrungsmittelgegenstände von der Zubereitungsstation 275 abgeschlossen ist, entfernt der Roboter 267 die Nahrungsmittelgegenstände mit der Befestigung 283 für zubereitete Nahrungsmittel aus der Zubereitungsstation 275 und transportiert die zubereiteten Nahrungsmittelgegenstände zu der Aufbewahrungsstation 277 für zubereitete Nahrungsmittel und lagert diese dort, wo die Nahrungsmittelgegenstände, wie Hamburger, durch den Roboter 267 direkt auf Hamburger-Brötchen für die weitere Verarbeitung durch eine menschliche Arbeitskraft oder eine Maschine aufgebracht werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform plant und steuert eine Computerbetriebs- und Steuerstation die Zeit und den Betrieb der Brateinheit 111 und/oder der Grilleinheit 145 und kann ferner Daten von dem elektronischen Punkt von Verkauf seinrichtungen aufnehmen, um die Nahrungsmittelherstellung entsprechend den Kundenerfordernissen zu modifizieren. Die anfängliche Planung basiert auf Dateien, die in dem Computer enthalten sind. Die Computerbetriebs- und Steuerstation kommuniziert mit dem Steuergerät des Computers und anderen Vorrichtungen der Brateinheit 111 und der Grilleinheit 145 und kann ferner Daten von einem Punkt der Verkaufsvorrichtungen auf Realzeitbasis empfangen.
Der Computer startet mit den Dateien im Speicher und erzeugt ein allgemeines Schema der geplanten Aktivitäten für den gesamten Tag sowie einen detaillierteren Plan für Kurz Zeiträume, wie beispielsweise für eine Stunde, wobei dieser Zeitraum weiter in kürzere Zeiträume, zum Beispiel 15 Minuten, aufgeteilt werden kann. Der Tagesplan wird für den gesamten Tag vom Öffnen bis zum Schließen erstellt, während der Kurzzeitplan detaillierter ist und spezifische Aktivitäten abdeckt. Während des Tagesablaufes vergleicht der Computer die geplanten Aktivitäten mit den tatsächlich eintreffenden Bestellungen, die von dem Punkt der Verkaufsvorrichtungen dem Computer zugeführt werden. Wenn die Realzeitinformationm signifikant von den geplanten Aktivitäten abweicht, kann entweder der Tagesplan oder der Kurzzeitplan oder beide modifiziert werden, wobei dies sowohl automatisch als auch durch ein Bedienungspersonal durchgeführt werden kann. Falls es eine Forderung für einen Gegenstand gibt, die größer ist als die verfügbare Menge des Gegenstandes, ist es für den Punkt der Verkaufssignaldaten oder für den Geschäftsleiter möglich, den Kurzzeitplan abzuschalten, wobei der Computer anschließend diesen Plan modifizieren wird, um die ungewöhnliche Forderung oder den Wechsel zu berücksichtigen, während die bereits ablaufenden Vorgänge aufrechterhalten werden.
Der Computer ist für die folgenden Aktivitäten verantwortlich:
(1) Tagesplan für die Veränderung der Herstellungsraten (und Mischung der Erzeugnisse, falls mehr als ein Produkt von der Brateinheit hergestellt wird);
(2) Kurzzeitplan der Brateinheitfunktionen, die den Roboter und die anderen Ausrüstungsgegenstände umfassen, und für die Abgabe von Befehlen an den Roboter und die anderen Gegenstände zu spezifischen Zeiten;
(3) Erfassung und Aufrechterhaltung der Backfettstände in allen Bratgefäßen, in Verbindung mit dem Roboter;
(4) Erfassung der Temperaturen in allen Zubereitungsgeräten;
(5) Erfassen der Verkaufsdaten auf einer Realzeitbasis und Vergleich mit einem projizierten Trend;
(6) Reagieren auf Unterbrechungen durch den Punkt des Verkaufssignals oder des Managements für Wechsel bei schnellen Kundenanforderungen (und/oder Herstellen einer Mischung, wenn mehr als ein Produkt von der Brateinheit zubereitet wird);
(7) Aufrechterhaltung der Preise und der Erzeugnismischung (wenn verfügbar) sowie der Verkaufsraten für die verschiedenen Zeiträume an einem Tag; und
(8) Einstellung der Erzeugnismischung (wenn verfügbar) und der Herstellungsrate auf einer täglichen Basis, wobei die Möglichkeit gegeben ist, Wechsel in der Erzeugnismischung und des Volumens aufgrund von Werbeaktionen, Anzeigeaktionen und saisonalen Einflüssen auf das Geschäft zu berücksichtigen.
Der Kurzzeitplan, der von dem Computer erzeugt wird, ist wichtig, um die Roboteraktivitäten zu koordinieren und um die verschiedenen Nahrungsmittelgegenstände zeitgerecht herzustellen. Dies ist wichtig, um Qualitätsgegenstände zeitgenau zubereiten zu können. Der Computer erzeugt und überwacht automatisch alle Sequenzen von Vorgängen, die von der Brateinheit und/oder der Grilleinheit durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine typische Sequenz, die zu bestimmten Zeiten von der Brateinheit 111 durchgeführt wird, die folgende sein:
(1) Beladen eines Bratkorbes mit einer ersten Menge von Pommes frites;
(2) Übergabe an das Bratgefäß A;
(3) Start des Bratvorganges in dem Bratgefäß A;
(4) Beladen eines anderen Bratkorbes mit einer zweiten Menge an Pommes frites;
(5) Übergabe und Start dieser zweiten Menge in dem Bratgefäß B;
(6) Entfernung der ersten Menge aus dem Bratgefäß A;
(7) Übergabe der ersten Menge an die Schüttstation 119;
(8) Schütten der ersten Menge in die Station 121;
(9) Entfernung der zweiten Menge aus dem Bratgefäß B;
(10) Übergabe an die Schüttstation 119; und
(11) Schütten der zweiten Menge in die Station 121.
Der Computer steuert diese Schritte, indem dem Computer oder einer anderen Vorrichtung geeignete Befehle zugesandt werden, so daß der Betrieb der Ausrüstung der Brateinheit entsprechend abläuft.
Eine typische Sequenz für die Grilleinheit 145 kann die folgende sein:
(1) Beladen der Befestigung für nicht-zubereitete Nahrungsmittel aus der Nahrungsmittel-Ausgabestation mit einer gewünschten Zahl von Hamburgern;
(2) Transport der Befestigung für die nicht-zubereiteten Nahrungsmittel durch die Übertragungspendeleinrichtung zu dem Roboter;
(3) Verbinden der Befestigung für nicht-zubereitete Nahrungsmittel mit der Befestigung für die zubereiteten Nahrungsmittel;
(4) Übergabe und Lagerung der Hamburger in der Zubereitungsposition; Rückkehr der Befestigung für nicht-zubereitete Nahrungsmittel zu der Nahrungsmittel-Ausgabestation, um zusätzliche Hamburger aufzunehmen;
(5) Entfernung der zubereiteten Pasteten aus der Zubereitungsstation;
(6) Lagerung der zubereiteten Pasteten in der Aufbewahrungsstation für zubereitete Nahrungsmittel.
Der Computer kontrolliert diese Schritte, indem geeignete Befehle an den Roboter oder eine andere Vorrichtung ausgegeben werden, wodurch ein geeigneter Betrieb der Grilleinheit gewährleistet ist.
Auf einer Realzeitbasis kann die Information von dem Punkt der Verkaufseinheit oder durch das Kommando des Geschäftsleiters oder eines Bedienungspersonals das Schema unterbrechen, um die Erzeugnispriorität und/oder die Herstellungsrate der automatisierten Brateinheit zu verändern. Die Unterbrechung wird in solch einer Weise durchgeführt, daß alle in der Brateinheit ablaufenden Aktivitäten weiter durchgeführt werden, wobei der Plan für den Prioritätsgegenstand so schnell wie möglich in den Kurzzeitplan eingearbeitet wird. Jedes Erzeugnis, das bereits ausgegeben worden ist, wird gemäß dem programmgemäßen Plan weiterverarbeitet werden. Der Plan kann automatisch modifiziert werden, so daß die Zubereitung für den Tagesplan in zufriedenstellender Weise aufrechterhalten wird.

Roboter der Brateinheit und Ende des Armwerkzeugs

Die Figuren 1-5 und 9-11 zeigen einen Roboter 113, der an dem oberen Ende der Zubereitungsstation 117 und der Station 121 befestigt ist. Obwohl der Roboter 113 auch an einem Fußboden oder an einer Decke befestigt sein könnte, weist die obige Befestigungsart des Roboters 113 verschiedene Vorteile auf. Zum Beispiel kann der Roboter 113 einfach an bereits existierende Geräte angeschraubt werden, wobei er keinen Fußbodenraum beansprucht und eine Installation einer Deckentragevorrichtung nicht erforderlich ist. Die gezeigte Installation erlaubt auch einen manuellen Betrieb, falls dies erwünscht ist oder falls ein Bedürfnis für eine Wartung an einem der Geräte auftritt. Solch eine Anordnung erleichtert ferner das Reinigen, was ein wichtiger Bestandteil ist, um Nahrungsmittel effizient und schnell herzustellen.
In Figur 6 sind die Grundelemente des Roboters 113 dargestellt. Der Roboter 113 weist eine geradlinige horizontale Struktur 125 für die Ausführung einer horizontalen Bewegung auf (Achse 1, angezeigt durch Pfeil A in den Figuren 1 und 2), einen vertikalen Achsenarm 127 (Achse 2, angezeigt durch Pfeil B in den Figuren 1 und 2), einen horizontalen Achsenarm 129 (Achse 3, angezeigt durch Pfeil C) und einen Zapfenoder vertikalen Achsenarm 131 (Achse 4, angezeigt durch Pfeil D in Figur 10) sowie ein Ende eines Armwerkzeuges 133. Der Roboter 113 ist somit ein um vier Achsen beweglicher Roboter, der fünf Freiheitsgrade besitzt.
Die Struktur 125 besteht aus einer geradlinigen horizontalen Führung 147, die an einem Führungsrahmen 148 befestigt ist, einer Trägereinrichtung 149, die auf der Führung 147 sitzt und die von einem Endlosband 151 angetrieben wird, welches an der Trägereinrichtung 149 befestigt ist. Das Band 151 wird von einem Antrieb 153 angetrieben, der in diesem Fall ein Schrittmotor ist, der seine Kraft über einen Antriebsmechanismus überträgt, der aus den Getrieben 155 und 157 besteht, die in einem geeigneten Gehäuse 158 angeordnet sind, sowie einer Welle 159, die mit dem Getriebe 157 und der Antriebsrolle 161 verbunden ist.
Ein Begrenzungsschalter 162 ist über der Rolle 171 befestigt und definiert einen Nullposition-Referenzpunkt für die Bewegung des Roboters 113. Der Schalter 162 kann ein OMRON Z- 15G022-B7-K Begrenzungsschalter oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Das Band 151 erstreckt sich parallel zu der Führung 147 und läuft über die Antriebsrolle 163 zu der Antriebsrolle 161 zurück. Ein Pulsleitungscodierer 163a ist mit der Rollenwelle 159 für die Erfassung der Position des Roboters 113 verbunden. Ein geeigneter Codierer 163a kann ein HEWLETT PACKARD HEDS-5500E06 200 Pulsleitungscodierer sein. Die Rollen 161 und 163 werden ortsfest gehalten und unterstützt von den Stützbefestigungen 164 und 164', die an den Enden 148" des Führungsrahmens 148 befestigt sind. Eine Vorrichtung 164" für die Einstellung der Riemenspannung kann für die Einstellung der Spannung des Riemens 151, gezeigt an der Befestigung 164', vorgesehen sein.
Gemäß den Figuren 7 und 8 weist die Trägereinrichtung 149 beabstandete Führungen 165a-b auf, die sich oberhalb und unterhalb der Führung 147 erstrecken. Die Führungen 165a und 165b haben jeweils eine Kugellagerfläche 165', welche die Führung 147 kontaktiert, um deren Bewegung darüber zu erleichtern. Die Führungen 165a und 165b sind an einer Führungsstütze 167 befestigt, die ihrerseits an der Befestigungsplatte 169 gesichert ist. Der Träger 149 ist mittels einer Klammer 171, die Teil des Trägers 149 ist, an dem Band 151 befestigt. Die Klammer 171 hat eine Klammerstütze 173, die einen Kanal 175 aufweist, in dem das Band 151 aufgenommen ist. Eine zu der Klammerstütze 173 komplementäre Klammerplatte 177 ist an der Klammerstütze 173 angeordnet, wobei das Band 151 dazwischen fest eingeklemmt ist, so daß, wenn das Band 151 von der Antriebsrolle 161 angetrieben wird, die Trägereinrichtung 149 und der damit verbundene Abschnitt des Roboters 113, einschließlich der Struktur für die Ermöglichung der Bewegung gemäß den Achsen 2-4 und dem Ende des Armwerkzeuges 133, sich mit dem Band 151 bewegen.
Die Struktur 125 weist ein geeignetes Gehäuse 179 auf, welches den Mechanismus der Struktur 125 umschließt. Eine Gummilippe (nicht gezeigt) kann entlang der oberen Vorderkante 179' des Gehäuses 179 vorgesehen sein und sich nach unten zu dem oberen Ende des Gehäuserahmens 148 erstrecken, während eine andere Gummilippe (nicht gezeigt) sich nach oben von der unteren Vorderkante 148' des Gehäuserahmens 148 erstrecken und sich mit der anderen Gummilippe überlappen kann, um so zu verhindern, daß fremde Objekte oder Gegenstände den Raum, der von dem Gehäuse 179 und dem Gehäuserahmen 148 umgeben ist, eintreten oder diesen verlassen. Die Gummilippen können sich beabstandet über den Abschnitt der Trägereinrichtung 149 erstrecken, der sich zwischen der unteren Vorderkante 179' des Gehäuses 179 und der oberen Vorderkante 148' des Gehäuserahmens 148 erstreckt, d.h. quer zu der Führung 147.
Gemäß den Figuren 5 und 6 weist der vertikale Achsenarm 127 des Roboters 113 einen vertikal angeordneten Zylinder 181 auf, der in der dargestellten Ausführungsform ein gestängefreier Luftzylinder ist, um die gewünschte vertikale Bewegung (Achse 2) des Arms 127 und einer Befestigungsplatte 183 zu ermöglichen, wobei der horizontale Achsenarm 129 an der Befestigungsplatte befestigt ist. Eine Trägerstütze 185 ist an der Trägereinrichtung 149 angeordnet, um eine horizontale Bewegung des vertikalen Achsenarms 127 zu ermöglichen. Die Stütze 183 ist an dem Kolben (nicht gezeigt) des Zylinders 181 befestigt. Geeignete, gestängefreie Zylinder zur Verwendung gemäß der Erfindung sind im Stand der Technik gut bekannt und können von Origa Corporation of Elmhorst, Illinois und von Tol-O-Matic Corporation erworben werden.
Druckluft sowie Verbindungen für die Sensoren und Steuerge räte können dem Zylinder 181 und anderen Teilen des Roboters 113 über eine flexible Leitung 187 (nicht gezeigt in den Figuren 2-4) zugeführt werden. Die flexible Leitung 187 kann aus Metall bestehen und in einem Plastikgehäuse 189 eingeschlossen sein.
Der horizontale Achsenarm 129 ist an der Befestigungsplatte 183 des Arms 127 gesichert. Der horizontale Achsenarm 129 hat einen Drehluftzylinder 191, der Lufteinlaß- und -auslaßöffnungen (nicht gezeigt) aufweist, um eine Drehung in einer horizontalen Ebene (Achse 3) für den Roboterzapfen 133 und dem Ende des Armwerkzeuges 133 zu ermöglichen, welches von dem horizontalen Achsenarm 129 abhängig ist. Ein Teil des Drehluftzylinders 191 ist in der Querschnittsteilansicht in Figur 12 dargestellt und ist ferner im Stand der Technik gut bekannt. Zwei Kolben 193 und 193' werden von einem Getriebe 197 in dem Zylinder 191 getrennt, wobei sich das Getriebe in den durch die Pfeile L' und L" dargestellten Richtungen drehen kann, welches seinerseits das Getriebe 199 in die Richtungen der Pfeile R' oder R" dreht, wodurch die gewünschte Drehung erzielt wird, wenn der Druck an jedem Ende 201, 201' des Zylinders 191 ansteigt oder abfällt. Kapazitive Schalter 203, 203' bestimmen die Position des Getriebes 197, wodurch ferner die Position des Getriebes 199 bestimmt wird. Das Getriebe 199 treibt ein Getriebe (nicht gezeigt) auf dem Zapfen 131 an, wodurch eine horizontale Drehung des Zapfens 133 hervorgerufen wird, die durch den Betrag der Drehung des Getriebes 199 gesteuert wird.
Gemäß Figur 9 ist ein Zapfen- oder vertikaler Achsenarm 131 über eine Achse (nicht gezeigt) an dem Getriebe 199 und dem horizontalen Achsenarm 129 gesichert. Der Zapfen 131 hat einen Drehluftzylinder 205, der eine ähnliche Konstruktion wie der zuvor beschriebene Drehluftzylinder 191 aufweist und der Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnungen 205' und 205" hat. Der Ausgang des Zylinders 205 ist eine horizontale Antriebswelle 207, mit der ein Antriebsgetriebe 209 verbunden ist, welches das Getriebe 211 des Endes des Armwerkzeuges 133 antreibt, wodurch eine Drehung des Endes des Armwerkzeuges 133, wie in Figur 10 durch den Pfeil D dargestellt, erzielt wird. Gemäß Figur 9 bedeckt eine Abschirmung 212 die Getriebe 209 und 211 sowie den horizontalen Achsenarm 129 und den Zapfen 131.
Gemäß Figur 11 weist das Ende des Armwerkzeuges 133 einen Rahmen 213 und einen Luftzylinder 21 auf, der Lufteinlaß- und -auslaßöffnungen 215' und 215" hat, welche über einen Mechanismus 219 des Endes des Armwerkzeuges 133 und von Backen 217 die Backen 217 öffnet und schließt. Der Luftzylinder 215 ist ein geradliniger Luftzylinder, der den Mechanismus 219, mit dem die Backen 217 verbunden sind, antreibt.
Gemäß den Figuren 11, 11A und 11B weist jeder der Backen 217 einen Armabschnitt 221 auf, der ein Ende 223 hat, das über einen Verbindungsstift 224 mit einem Verbindungsarm 225 verbunden ist. Das andere Ende des Armes 225 ist über einen erbindungsstift 224' mit einem Endstück 224" einer Zylinderstange verbunden, welches von der Zylinderstange 216 des Luftzylinders 215 angetrieben wird, um die gewünschte offene Position (angezeigt durch den Pfeil E in den Figuren 11 und 11B) und die gewünschte geschlossene oder Greifposition der Backen 217 zu ermöglichen (angezeigt durch den Pfeil F in Figur 11 und gezeigt in der Figur 11A). Gemäß Figur 11 ist eine Nocke 227 mit dem Arm 221 verbunden, um Platzumschalter 229 zu erregen, wodurch erfaßt wird, ob das Ende des Armwerkzeuges 133 in der offenen oder geschlossenen Position ist.
Das andere Ende 231 jeder Backe 217 weist einen Greifabschnitt 233 auf. Die Greifabschnitte 233 bilden zusammen einen im wesentlichen viereckigen Greifbereich 233' für das Greifen, wenn das Ende des Armwerkzeuges 133 sich in einer geschlossenen Position befindet. Dies ist in Figur 11 dargestellt, wo die Backen 217 einen Griff 235 eines Bratkorbes ergriffen haben. Der Griff 235 weist vorzugsweise einen zugreifenden Abschnitt auf, der komplementär zu dem Greifbereich 233' ist, wie dies in Figur 20 angezeigt ist, wo der Bratkorb 237 einen quadratischen Abschnitt 239 des Bratgefäßhandgriffes 235 aufweist. Das Bratgefäß 237 ist in Eingriff mit dem Roboter 113, wenn die Backen 217 sich in einer geschlossenen Position befinden, wobei die Backen 217 bei deren Positionierung geöffnet sind, um den quadratischen Abschnitt 239 zu ergreifen. Die Backen 217 werden anschließend für die Erfassung des quadratischen Abschnitts 239 geschlossen. Andere Gegenstände können in ähnlicher Weise erfaßt werden. Eine ausreichende Kraft wird von dem Luftzylinder 215 zugeführt, um die Backen in der geschlossenen Greifposition zu halten, so daß das Bratgefäß oder andere von den Backen 217 gehaltene Gegenstände angehoben, bewegt oder in anderer Weise umgestellt werden können.
Der Roboter 113 kann einen Behälter, zum Beispiel ein Bratgefäß, innerhalb des Roboterarbeitsbereiches zwischen verschiedenen Positionen innerhalb der Brateinheit 111 bewegen, zum Beispiel von und zu dem Kastenausgabegerät 135 für Pommes frites, von und zu den Bratgefäßen 137 und von und zu den Bratrutschen 141. Der aktuelle Arbeitsbereich umfaßt diese Positionen, zu denen der Roboter 113 einen Bratkorb liefern kann, wobei dieser Bereich größer sein kann als der maximale Bereich, bis zu dem das Ende des Armwerkzeuges 133 reicht.

Ausgabestation für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel

Obwohl die Ausgabestation 115 für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel mit Bezug auf spezifische Ausgabevorrichtungen beschrieben wird, sei angemerkt, daß jede Ausgabevorrichtung, die fähig ist, den gewünschten Nahrungsmitteltyp in einen Container, der von dem Roboter 113 gehalten wird auszugeben, verwendet werden kann gemäß der Erfindung. Die Ausgabestation könnte gemäß der Ausgabestation 249 in den Figuren 24 und 25 aufgebaut sein. Gemäß Figur 2 weist die Ausgabestation 115 für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel ein Kastenausgabegerät 135 für Pommes frites auf. Die Station 115 weist unter Bezug auf die in den Figuren 24 und 25 dargestellte Ausgabestation 249 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel ein Hühnchenpasteten-Ausgabegerät 241, eine optionale Korbaufnahmeplatte 243 für Pasteten (worauf eine der Bratkörbe 237 angeordnet ist), ein Fischfilet-Ausgabegerät 245 und ein Hühnchenstücke-Ausgabegerät 247 auf. Das Hühnchenpasteten-Ausgabegerat 241, das Fischfilet-Ausgabegerät 245 und das Hühnchenstücke-Ausgabegerät 247 können so aufgebaut und betrieben werden, wie dies in der U.S. Patentanmeldung Nr. 07/176 568, einreicht am 1. April 1988, offenbart ist. Jedes geeignete Ausgabegerät kann gemäß der Erfindung benutzt werden. Figur 2 zeigt eine Vorderansicht einer Ausgabestation 115 für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel, die Teil der Brateinheit 111 ist.
Die folgende Erörterung und Beschreibung der Zeichnungen erklärt das Kastenausgabegerät 135 für Pommes frites, das für eine schnelle, genaue und sichere Einteilung von Nahrungsmittelgegenständen verwendet werden kann, welche dem Ausgabegerät in Massenbehältern zugeführt werden. Die in den Figuren 13-22, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen, dargestellte Ausführungsform der Erfindung bewahrt mehrere nicht geöffnete Kästen für Pommes frites auf, öffnet und bewegt die Kästen, soweit dies erforderlich ist, um eine Zuführung der Pommes frites in einen Vibrationszuführer aufrechtzuerhalten, überführt einen Teil des inhaltes des Zuführers auf eine Übertragungsschale und übergibt den Inhalt der Übertragungsschale an einen Bratkorb. Obwohl die dargestellten Behälter aus Karton sind und der Boxeninhalt Pommes frites ist, können auch andere Behältertypen aus einem anderen Material verwendet werden. Ferner kann der Kasteninhalt aus jedem frischen oder gefrorenen, zubereiteten oder nicht-zubereiteten Fleisch-, Fisch- oder Geflügelgegenstand, wie Pasteten oder Stückchen, oder aus einem anderen vegetarischen Nahrungsmittelgegenstand als Pommes frites bestehen, wobei jeder dieser Gegenstände vor der Zubereitung, dem Erhitzen oder einem anderen Verfahren einer Portionierung und einer Ausgabe bedarf.
Die allgemeine Anordnung der Bauteile des Ausgabegerätes wird am besten in Verbindung mit Figur 13 beschrieben. Die Figur 13 ist eine Vorderansicht eines Kastenausgabegerätes für Pommes frites oder eines Portionierausgabegerätes 135, welches Massennahrungsmittel-Gegenstände, insbesondere Pommes frites, gemäß der Erfindung enthält. Das Ausgabegerät 135 ist insbesondere in Schnellbedienungsrestaurants oder Küchen nützlich, wo Behälter mit Massennahrungsmittel geöffnet und schnell und genau portioniert werden müssen.
Die Bauteile des Ausgabegerätes 135 umfassen einen Schrank 285 mit einer Schranktür 287, die einen Zugang zu einem Behälterrumpf 289 verschafft. Der Rumpf 289 ist so aufgebaut, daß mehrere nicht geöffnete Pommes frites-Kästen 291a-e und 293 darin aufbewahrt werden können, die ggf. geöffnet, geleert und von dem Ausgabegerät 135 verworfen werden. Die aus den Boxen 291a-e und 293 entnommenen Pommes frites werden ggf. portioniert und in einen Bratkorb 295 gegeben. Die Kästen 291a-e und 293 weisen die gewünschte Größe auf und bestehen aus Karton. Eine geeignete Kastengröße enthält 6 Pfund von gefrorenen, nicht-zubereiteten Pommes frites.
Das Ausgabegerät 135 erfordert eine begrenzte Überwachung des Bedienungspersonals über das Nachfüllen der Zuführung der Boxen 291 in den Rumpf 289 und das Entfernen des Bratkorbes 295 aus dem Ausgabegerät 135 hinaus, nachdem das Ausgabegerät 135 die gewünschte Portion an Pommes frites in den Korb 295 überführt hat, wobei dies von einem automatischen System durchgeführt werden kann. Das Ausgabegerät 135 ist insbesondere in solch einem System sinnvoll. Die mehrfache Kastenkapazität des Rumpfes 289 erlaubt dem Ausgabegerät 135 nacheinander verschiedene Kästen zu entleeren, ohne daß ein Bedienungspersonal erforderlich ist, um einen neuen Kasten hinzuzufügen, wenn ein anderer Kasten geleert wurde.
Die Pommes frites werden aus den Kästen 291 durch Öffnen und Leeren des untersten Kastens 293 entnommen. Gemäß Figur 13 werden die Kästen 291a-e und 293 in dem Rumpf 289 in einem vertikalen Stapel 291 aufbewahrt. Der unterste Kasten 293 sitzt auf einer drehbaren Plattform 297 und kann durch Kastenklammern 299 und 301 ortsfest auf der Plattform 297 gehalten werden. Die Klammern 299 und 301 verhindern ein Hinunterfallen des Kastens 293 von der Plattform 297, wenn die Plattform 297 in einer nicht-horizontalen Position ist. Um den Kasten 293 auf der Plattform 297 zu halten, werden die Klammern 299 und 301 durch die Aktivierung eines Paars von Zylindern 303 und 305 gegen die gegenüberliegenden Seiten des Kasten 293 gedrückt. Nachdem der Kasten 293 auf der Plattform 297 festgehalten und geöffnet wurde, kann die Plattform 297 in eine nicht-horizontale Position (etwa ein 45º Winkel gegen die Horizontale) gedreht werden, wobei dies durch die Erregung eines Paares von Kastenschütt-Zylindern 307 und 309 geschieht, die im Detail in Verbindung mit den Figuren 14 und 16 beschrieben werden. Die Zylinder 303, 305, 307 und 309 sind pneumatische Zylinder mit zwei Positionen, sie können aber auch aus jedem Typ eines Mehrfach-Positionszylinders bestehen.
Gemäß den Figuren 13 und 14 führt die Drehung der Plattform 297 dazu, daß die Pommes frites F aus dem Kasten 293 auf eine Rutsche 311 fallen, die Ablenkungseinrichtungen 313 und 315 (sichtbar nur in Figur 13) und einen Finger 317 aufweist, welche die Führung und ggf. die Verteilung der Pommes frites F in einen schwingenden Zuführer 319 unterstützen.
Ein Zähler (nicht gezeigt) achtet auf das Gewicht oder die Zahl der Portionen, die aus der Schale 321 entfernt werden. Nachdem eine vorbestimmte Zahl von Pommes frites aus der Schale 321 ausgegeben worden ist, signalisiert das Ausgabegerät 135 die Öffnung des nächsten Kastens 291e von Pommes frites F in dem Stapel 291 sowie nachfolgender Kästen, falls diese benötigt werden.
Die Schwingung des Zuführers 319 führt dazu, daß die Pommes frites F sich horizontal in Richtung des Pfeiles A in der Figur 19 bewegen und anschließend aus dem Zuführer 319 in eine drehbare Übertragungsschale 321 fallen. Das Gewicht der Gegenstände in der Schale 321 kann durch eine Beladungseinheit 323 gemessen werden, um zu bestimmen, wann eine gewünschte Portion vom Pommes frites in der Schale 321 vorliegt. Die Schale 321 wird dann für die weitere Verarbeitung in den Bratkorb 295 entleert. Solche schwingende Zuführer und Beladungseinheiten sind im Stand der Technik gut bekannt, so daß eine detaillierte Beschreibung hier nicht notwendig ist. Ein geeigneter schwingender Zuführer ist verfügbar von ERIEZ, Modell Nr. 30A, und eine geeignete Beladungszelle ist verfügbar von Interlaken Technoly Corp., Modell Nr. FS 500-C10.
Weitere Einzelheiten des Ausgabegerätes 135 sind in der Seitenansicht von Figur 14 dargestellt. Figur 14 zeigt, wie die Plattform 297 gedreht wird, wenn die Plattform 297 durch die Erregung der Schüttzylinder 307 und 309 (genauer dargestellt in Figur 16) bewegt wird. Zu Beginn eines Kastenentleerungs- Kreislaufs befindet sich die Plattform 297 in einer horizontalen Position. Wenn die Plattform 297 sich in dieser horizontalen Position befindet, kann ein Kastenschlitzer 325 die untere Rückwand 327 des Kasten 293 überspannen. Dies erlaubt der Rückwand 327 sich von dem Rest des Kastens 293 zu lösen, wenn die Plattform 297 aus ihrer anfänglichen horizontalen Position verdreht wird. Die Pommes frites in dem Kasten 293 können dann auf die Rutsche 311, wie oben in Zusammenhang mit Figur 13 beschrieben, fallen. In der bevorzugten Ausführungsform können die Schüttzylinder 307 und 309 mehrmals erregt werden, um sicherzustellen, daß die Pommes frites aus dem Kasten 293 entfernt werden.
Wenn der Kasten 293 entleert worden ist, kann er verworfen werden. Um den Kasten 293 zu verwerfen, kann eine Rutschentür 329 abesenkt werden durch Erregung eines Paars von Türzylindern 331, die jeweils auf jeder Seite der Tür 329 angeordnet sind (in Figur 14 mit gestrichelten Linien gezeigt). Anschließend werden die Kastenklammern 299 und 301 durch Erregung eines Paars von Kastenklammern-Zylindern 303 und 305 (siehe Figur 13) von dem Kasten 293 zurückgezogen. Dies erlaubt dem Kasten 293 von der Plattform 297 und über das obere Ende der abgesenkten Schüttür 329 zu greifen. Die Schüttür 329 leitet dann den Kasten 293 durch eine Öffnung in der Hinterwand des Schrankes 285 und von dort in einen Abfallbehälter 333.
Die Figur 14 zeigt ferner die Einrichtung für die Entleerung der gemessenen Pommes frites-Portionen aus dem Ausgabegerät 135. Wenn die Beladungseinheit 323 (siehe Figur 13) anzeigt, daß eine gewünschte Menge an Pommes frites in der Übertragungsschale 321 vorliegt, kann ein Schüttzylinder 335 für die Übertragungsschale erregt werden. Dies führt zu einer Drehung von etwa 900 der Übertragungsschale 321, wobei der Inhalt der Schale 321 in den Bratkorb 295 fällt, wobei dies im Detail in Verbindung mit Figur 20 beschrieben wird.
Der Betrieb des Ausgabegerätes 135 wird von einem Steuergerät (nicht gezeigt) gesteuert, das ein im Stand der Technik bekanntes automatisches Steuergerät sein kann. Das Steuergerät initiiert nun sequentiell die Aktionen, die nun in Verbindung mit den Figuren 15-22 beschrieben werden. Obwohl die folgende automatisierte Reihenfolge representativ für die dargestellte Ausführungsform ist, sind andere Betriebssequenzen möglich.
Der automatische Betrieb des Ausgabegerätes 135 beginnt mit einem automatischen Öffnen und Leeren des Kastens, wie dies in Verbindung mit den Figuren 15 und 16 beschrieben wird. Zu Beginn des Kastenöffnungs- und Entleerungskreislaufs wird der unterste Kasten 293 auf der Plattform 297 durch einen Zylinder 337 ausgerichtet. Der Zylinder 337 legt eine nach unten und nach innen gerichtete Kraft an die Rückwand 327 des Kastens 293 an dem Punkt 373 an, wie dies in Figur 22 dargestellt ist, wo der Schlitzer 325 auf den Kasten 293 trifft, der daraufhin nach unten und nach innen bewegt wird. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform schlägt der Zylinder 337 dreimal gegen die Rückwand 327, so daß sichergestellt ist, daß der Kasten 293 in geeigneter Weise orientiert ist, um die nachfolgenden Öffnungs- und Entleerungsvorgänge durchzuführen.
Nachdem der Kasten 293 in geeigneter Weise positioniert wurde, wird ein Kastenstapel-Rahmen 339 verwendet, um alle Kästen (Kästen 291a-e), die oberhalb des Kastens 293 gestapelt sind, zu stützen und zu fixieren. Der Stapelrahmen 339 weist ein Paar von Stapelrahmenelementen 341 und 343 auf (siehe Figur 17). Die Elemente 341 und 343 sind durch die Erregung eines Paares von Stapelrahmen-Zylindern 345 (in Figur 17 mit gestrichelten Linien gezeigt) und 347 (nicht sichtbar in Figur 15) vertikal bewegbar. Die Zylinder 345 und 347 bewegen den Stapelrahmen 339 zwischen einer oberen Kastenposition U (gezeigt in den Figuren 15 und 16) und einer unteren Kastenposition L (gezeigt in Figur 17). Die Positionen U und L werden von einem Paar von Positionssensoren 349 und 351 (gezeigt in Figur 17) erfaßt. Vorzugsweise stellen die Sensoren 349 und 351 HALL-Effektsensoren dar, die keine sich bewegenden Teile aufweisen, die verschleißen können. Solche Sensoren sind kommerziell verfügbar von der Bimba Manufacturing Company of Monee, Illinois.
Der Stapelrahmen 339 weist ferner vier Kastenstütz-Zylinder 353, 355, 357 und 359 (siehe die Figuren 14-18) auf, die erregt werden können, damit vier Kastenstütz-Stifte 361, 363, 365 und 367 (siehe die Figuren 14-18) den zweiten untersten Kasten 291e nahe seinen vier oberen Kanten durchstechen können. Die Kastenstütz-Stifte 361, 363, 365 und 367 stützen dann den zweiten untersten Kasten 291e und die übrigen Kästen 291, um eine Bewegung dieser Kästen während des Öffnungs- und Entleerungsvorganges des untersten Kastens 293 zu verhindern.
Nachdem der Stapelrahmen 339 die Position des Kastenstapels 291 fixiert hat, wird der Kasten 293 durch die Erregung der Kastenklammer-Zylinder 303 und 305 an der Plattform 297 gesichert, wie dies oben in Verbindung mit der Figur 13 beschrieben worden ist. Die Schüttür-Zylinder 331 werden als nächstes erregt, um die Schüttür 329 für die Vorbereitung des weiteren Kastenöffnungsverfahren abzusenken.
Nachdem das Ausgabegerät 135 fertig ist, um den Kasten 293 zu öffnen, wird der Kasten 293 durch den Kastenschlitzer 325 entlang der Rückwand 327 geschnitten. Der Kastenschlitzer 325 weist einen Kastenschlitzer-Zylinder 369 und ein Messer 371 auf. Wenn der Schlitzer-Zylinder 369 erregt wird, fährt das Messer 371 entlang dem Boden der Rückwand 327 des Kastens 293.
Der Schlitzer 325 wird dann entlang der Länge der Rückwand 327 bewegt, um den Kasten 293 entlang seiner gesamten Länge auf zuschlitzen, wie dies am besten aus den Figuren 21 und 22 zu sehen ist. Jedes bei diesem Schneideprozeß erzeugte Abfallmaterial kann den Zuführer 319 aufgrund der Schüttür 329, die in der unteren Position, gezeigt mit gestrichelten Linien in Figur 16, angeordnet ist, nicht erreichen. Von dem Kastenschlitzer 325 erzeugte Papierschnitzel werden, wie in Figur 14 gezeigt, in den Abfallbehälter 333 geleitet. Nachdem der Schneidevorgang beendet ist, geht der Kastenschlitzer 325 in seine ursprüngliche Position zurück.
Nach Beendigung des Kastenöffnungs-Verfahrens beginnt der Kastenentleerungs-Kreislauf. Gemäß Figur 16 werden die Schüttür-Zylinder 331 erregt, um die Schüttür 329 auf die angehobene Position gemäß dem Pfeil C anzuheben. Die Rutsche 311 kann dann Pommes frites F aus dem Kasten 293 aufnehmen.
Das Entleeren des Kastens 293 beginnt, wenn die Kastenschütt-Zylinder 307 und 309 (gezeigt in Figur 17) erregt werden, wodurch die Plattform 297 in eine geneigte Position verschwenkt, wobei das offene Ende des Kastens 293 auf die angehobene Schüttür 329 zeigt. Dadurch fallen die Pommes frites F von dem geneigten Kasten 293 auf die Rutsche 311, die ihrerseits die Pommes frites F zu dem schwingenden Zuführer 319 für deren weitere Ausgabeseiten, wie dies im Detail in Verbindung mit den Figuren 19 und 20 beschrieben wird. In der bevorzugten Ausführungsform können die Zylinder 307 und 309 repetitiv erregt werden, um den Kasten 293 verschiedene Male zu schütteln, um sicherzustellen, daß alle Pommes frites aus dem Kasten 293 entladen werden.
Die Portionierung der von dem Kasten 293 stammenden Pommes frites F wird in Verbindung mit den Figuren 19 und 20 beschrieben. Gemäß der Figur 19 führt die Rutsche 311 die Pommes frites F im allgemeinen nach unten in Richtung des Pfeiles D in den schwingenden Zuführer 319. Der Zuführer 319 schwingt dann, so daß die Pommes frites F in die Richtung des Pfeiles A in die Übertragungsschale 321 fallen, bis ein vorbestimmtes Gewicht der Pommes frites erreicht ist, was von der Beladungseinheit 323 bestimmt wird. Die Einheit 323 sendet ein Signal für den Stop der Schwingerbewegung, wenn der gewünschte Betrag, in diesem Fall etwa 1,5 Pfund an Pommes frites F, von dem Zuführer 319 der Schale 321 zugeführt worden ist.
Die in der Schale 321 angesammelte Menge an Pommes frites F wird durch Drehung der Schale 321 zu dem Korb 295 in den Bratkorb ausgegeben. Durch Erregung des Übertragungsschalen- Schüttzylinder 335 wird dies durchgeführt, um den Korb 295 in Richtung des Pfeiles R, wie in Figur 20 dargestellt, zu bewegen. Dadurch wird die gemessene Menge der Pommes frites F in den Korb 295 überführt, der dann für das Braten entfernt wird. Das Portionierungsverfahren, sowie es gerade beschrieben wurde, wird solange wiederholt, bis das Niveau der Pommes frites in dem schwingenden Zuführer 319 ausreichend gering ist, um das Entleeren des nächsten Pommes frites- Kasten zu erzielen.
Gemäß Figur 16 beginnt das Wiederauf füllen des Zuführers 319 mit dem Verwerfen des leeren Kastens 293. Zunächst werden die Schüttür-Zylinder 331 erregt, um die Schüttür 329 auf die untere Position gemäß den gestrichelten Linien in Figur 16 abzusenken. Danach werden die Kastenklammern-Zylinder 303 und 305 erregt, um die Kastenklammern 299 und 301 aus dem leeren Kasten 293 zurückzuziehen. Das Zurückziehen der Klammern 299 und 301 erlaubt dem Kasten 293 von der Plattform 297 in Richtung des Pfeiles B zu gleiten, die abgesenkte Schüttür 329 zu passieren und anschließend in den Abfallbehälter 333 gemäß Figur 14 zu gelangen. Nachdem der Kasten 293 verworfen worden ist, werden die Kastenschütt-Zylinder 307 und 309 erregt, um die leere Plattform 297 in ihre anfängliche horizontale Position anzuheben.
Gemäß Figur 17 wird das Wiederauffüllen des Zuführers weitergeführt, indem der Kasten 291e auf die Plattform 297 plaziert wird. Um dies durchzuführen, wird der Stapelrahmen 339 in Richtüng des Pfeiles D abgesenkt, indem die Stapelrahmen- Zylinder 345 und 347 erregt werden, um dem Kasten 291e zu erlauben, auf der Plattform 297 in einer Position, die ursprünglich von dem Kasten 293 eingenommen wurde, wie dargestellt in Figur 14, zu ruhen. Kastenstütz-Zylinder 353, 355, 357 und 359 werden dann erregt, um die Kastenstütz-Stifte 361, 363, 365 und 367 zurückzuziehen. Anschließend wird der Stapelrahmen 339 auf das Niveau der neuen, zweituntersten Box 291d angehoben, und die Zylinder 353, 355, 357 und 359 werden ausgelöst, um die Stifte 361, 363, 365 und 367 in den Kasten 291d zu treiben, wodurch der Kasten 291d und jeder darüber angeordnete Kasten gehalten wird.
Die Figur 18 zeigt den Betrieb des Kastenstütz-Zylinders 357 und seinen zugehörigen Kastenstütz-Stift 365 im Detail. Der Stift 365 erstreckt sich koaxial durch den Zylinder 357 und ist gerade vor dem Anheben des Stapelrahmens 339 für den Eingriff mit dem Kasten 291d zurückgezogen worden. Zusätzlich zeigt Pfeil E der Figur 18 die nach innen gerichtete Bewegung des Kastenklammer-Zylinders 305, der bewirkt, daß die Kastenklammer 301 in Eingriff tritt mit dem Kasten 291e.
Die Figuren 21 und 22 zeigen das Aufschlitzen des Kastens im Detail. Wie in Verbindung mit Figur 15 diskutiert wurde, greift der Zylinder 337 (nicht gezeigt) an einem Punkt 372, der nahe einer äußeren Kante der Rückwand 327 angeordnet ist, an. Vorzugsweise wird vor dem Schneidevorgang die Rückwand 327 an dem Punkt 373 dreimal angestoßen, um sicherzustellen, daß das Messer 371 entlang einer geeigneten Spur die Rückwand 327 auf schlitzen wird. Der Schlitzer-Zylinder 369 wird als nächstes angetrieben für die Bewegung des Messers 371, damit dieses die Wand 327 schneidet. Das Messer 371 wird quer zu einer Schlitzerführung 377 in Richtung des Pfeiles S geführt. Damit wird die gesamte untere Rückwandlänge des Kastens 293 aufgeschlitzt, so daß die Pommes frites aus dem Kasten 293 gelangen können, wie dies in Verbindung mit den vorhergehenden Figuren beschrieben wurde. Es sei angemerkt, daß die rückwärtige Klappe 327 nicht physikalisch mit der Seitenwand 379 des Kastens verbunden ist. Dies erlaubt der Wand 327 sich frei zu bewegen, nachdem sie nur quer zu ihrer Bodenkante, wie in Figur 22 dargestellt, aufgeschlitzt wurde.
Eine alternative Ausführungsform eines Massenausgabegerätes für Pommes frites für die Verwendung mit einer Brateinheit 111' (siehe Figur 23) ist in den Figuren 26-30 dargestellt. Die Brateinheit 111' ist ähnlich der Brateinheit 111 mit der Ausnahme, daß die Brateinheit 111' ein Massenausgabegerät 401 für Pommes frites, das nachfolgend beschrieben wird, verwendet. Obgleich die gezeigte Ausführungsform des Ausgabegerätes 401 an das Portionieren und das Ausgeben von Pommes frites angepaßt ist, kann das Ausgabegerät 401 auch andere Gegenstände, wie Fleisch, Fisch oder Geflügelteile, portionieren und kann entweder frische oder gefrorene Gegenstände in zubereiteter oder nicht-zubereiteter Weise ausgeben.
Die Figur 26 zeigt die allgemeine interne Anordnung der Komponenten in einem Portionierungsausgabegerät 401 für Massennahrungsmittel. Die Bauteile des Ausgabegerätes 401 sind innerhalb eines Schrankes 403 angeordnet, der auf vier Rädern 405 montiert ist. Der Schrank 403 weist eine Gleittür 407 auf, die es den Pommes frites erlaubt, in einen ersten Aufbewahrungsbehälter 409 von einem Behälter für die Pommes frites zu gelangen, wenn die Tür 407 offen ist. Der Aufbewahrungsbehälter 409 hat eine geneigte Sammelwand 411 und eine vertikale Sammelwand 413, die in Verbindung mit einem Paar von seitlichen Reservewänden 415 und 417 (siehe Figur 30) die Massennahrungsmittel zu dem Boden des Aufbewahrungsbehälters 409 leiten.
Ein alternativer Aufbewahrungsbehälter 409' ist in perspektivischer Darstellung in Figur 31 dargestellt. Der Behälter 409' kann aus gegossenem Kunststoff bestehen und kann durch Stützstangen 410 abgestützt werden, die auf jeder Seite des Behälters 409' angeordnet sind. Die Stützstangen 410 erlauben dem Behälter 409' sich gleitend und horizontal von den Stangen 410 weg zu bewegen.
Die in dem Aufbewahrungsbehälter 409 enthaltenen Pommes frites werden durch eine Uhrzeigerdrehung einer Drehtrommel 419 gefördert, die nahe dem Boden des Aufbewahrungsbehälters 409 angeordnet ist. Die Trommel 419 wird von einem elektrischen Motor 421 und einem Antriebsband 423 angetrieben und weist mehrere Schaufeln 425 auf. Die Schaufeln 425 fördern die Pommes frites aus dem Aufbewahrungsbehälter 409, die einen Abweiser 427 passieren, wenn die Trommel 419 sich dreht. Der Abweiser 427 arbeitet in Verbindung mit den Schaufeln 425 und der Trommel 419, um den Fluß der Pommes frites aus dem Aufbewahrungsbehälter 409 zu steuern und zu glätten. Nahrungsmittelgegenstände, die zu klein sind, um mit den Schaufeln 425 aus dem Aufbewahrungsbehälter 409 gefördert zu werden, fallen in eine Schale 429, die an dem Boden des Aufbewahrungsbehälters 409 angeordnet ist. Die Schale 429 fängt Gegenstände, wie Krümmel und kleine Stücke von gebrochenen Pommes frites, auf, so daß diese ungewünschten Gegenstände daran gehindert werden, über die Trommel 419 in die ausgegebenen Pommes frites-Portionen zu gelangen.
Von dem Aufbewahrungsbehälter 409 fallen die Pommes frites in einen zweiten Behälter 431, in dem sie gewogen und ausgegeben werden. Der zweite Behälter 431 weist ein Paar von nach unten sich öffnenden Türen 433 und 435 auf, die sich öffnen, wenn eine Beladungseinheit 437 anzeigt, daß ein gewünschtes Gewicht der Pommes frites in dem zweiten Behälter 431 vorliegt. Von dort fallen die Pommes frites in einen Bratkorb 439 (gezeigt in gestrichelten Linien) der Korbauffüll-Station 441. Der zweite Behälter 431 und die dazugehörigen Einrichtungen für das Wiegen sind optional. Die Pommes frites können direkt in einen Korb der Auffüllstation 441 gelangen, ohne daß ein zweiter Behälter 431 vorgesehen ist. An der Auffüllstation 441 sitzt ein Korb 439 auf einem Korbrahmen 443. Der Rahmen 443 ist Teil eines ersten Hebewerkes 445, das für die Anhebung der gefüllten Körbe zu einem Korbbereich 447 verwendet wird. In der dargestellten Ausführungsform hat das Hebewerk 445 einen ersten gestängefreien Hebelzylinder 449, um die vertikale Bewegung auszuführen. Das Hebewerk 445 weist fernen einen Drehmechanismus 451 auf, um den Rahmen 443 von einer geneigten Position an der Auffüllstation 441 zu einer horizontalen Position zu verdrehen, die erforderlich ist, um den Korb 439 in den Bereich 447 zu bewegen. Alternativ kann der Drehmechanismus 451 weggelassen werden. In diesem Fall wird der Korb von einem geneigten Korbrahmen in den Bereich 447 geschoben, wo der Korbboden in einer horizontalen Orientierung ruht.
Die auf den Bereich 447 herabgeführten Körbe werden sequentiell durch den Bereich 447 durch die Aktion eines Korbübertragungsarmes 453 bewegt. Nachdem das Hebewerk 445 den Korbrahmen 443 auf den Bereich 447 abgesenkt hat, stößt der horizontale Korbübertragungsarm 453 einen gefüllten Korb von dem Korbrahmen 443 in den Bereich 447. Der Übertragungsarm 453 wird durch Antreiben eines horizontal bewegbaren, gestängefreien Zylinder 455 bewegt, der unterhalb des Bereiches 447 angeordnet ist. Jedes geeignete Bewegungsmittel kann verwendet werden, um den Übertragungsarm 453 zu bewegen.
Wenn der Bereich 447 mit vollen Körben gefüllt ist, führt die Aktion des Übertragungsarmes 453 dazu, daß alle Körbe in dem Bereich 447 um eine Korbposition nach vorne befördert werden. Dadurch wird ein Korb E (gezeigt in Figur 28) auf eine Korbrahmenplatte 457 eines zweiten Hebewerkes 459 gestoßen. Ein zweiter Hebezylinder 461 wird dann ausgelöst, um das Hebewerk 459 auf eine Eingabe-Ausgabe-Station 463 anzuheben.
Zusätzlich zu der Funktion als ein Rückkehrpunkt für gefüllte Körbe, dient die Eingabe-Ausgabe-Station 463 dazu, als Abgabepunkt für leere Bratkörbe. Ein leerer Korb (nicht gezeigt), der auf einer geneigten Rampe 465 plaziert ist, kann in Richtung der Korbauffüllstation 441 gleiten. Die geneigte Rampe 465 weist eine drehbare Tür 467 auf, die durch Auslösen eines Türzylinders 469 sich bewegen kann, um gefüllten Körben zu erlauben, die Rampe 465 zu passieren, wenn sie auf dem zweiten Hebewerk 459 angehoben werden.
Die Rampe 465 ist ausreichend geneigt, so daß die darauf plazierten Körbe aufgrund der Schwerkraft zu der Korbauffüllstation 441 gleiten, sofern sie nicht von dem Korbstoparm 471, der nachfolgend beschrieben wird, aufgehalten werden.
Ein Korbstopmechanismus 473 ist oberhalb der Rampe 465 befestigt, um die leeren Körbe daran zu hindern, von der Rampe 465 zu bestimmten Zeiten des Auffüllkreislaufes zu rutschen. Der Mechanismus 473 weist einen Korbstoparm 471 auf, der in einen Korb (Korb J in Figur 27) abgesenkt werden kann, um eine Bewegung des Korbes J und aller nachfolgenden Körbe auf der Rampe 465 zu verhindern. Der Stoparm 471 wird abgesenkt durch das Auslösen eines Korbstop-Luftzylinders 475.
Verschiedene Aspekte der Position und der Form der verschiedenen, oben diskutierten Bauteile werden deutlicher aus demn Figuren 30 und 30A. Zunächst sei angemerkt, daß der Drehtrommelantrieb 421 und der Korbstop-Zylinder 475 an einer Seite des Schrankes 403 befestigt sind. Diese Befestigungspositionen verhindern Kontaminationen oder fremde Objekte daran, in die Körbe während des Ausgabeverfahrens zu fallen. Die Figur 30 zeigt ferner, daß der Übertragungsarm 453 in Eingriff mit einer wesentlichen Länge einer unteren Seite eines Bratkorbes steht, während Figur 30A anzeigt, daß der Korbübertragungsarm 453 in Eingriff mit einem wesentlichen Abschnitt der oberen Seite des Bratkorbes 477 steht.
Der Betrieb des Ausgabegerätes 491 wird nun in Verbindung mit den Figuren 27, 28 und 29 beschrieben. Die folgende Reihenfolge der Vorgänge ist nur repräsentativ für die dargestellte Ausführungsform und kann von jedem Typ eines bekannten Steuergerätes gesteuert werden. Sofern nichts anderes erwähnt ist, sind die Zylinder pneumatische Zweipositionszylinder, und die Zylinderauslösung bezieht sich auf eine Bewegung eines Zylinders von einer Zylinderposition in die andere Position.
Gemäß Figur 27 ist das Ausgabegerät 401 zum Betrieb fertig, indem der Aufbewahrungsbehälter 409 mit Pommes frites F gefüllt ist, wie solche von einem Massenbehälter für Pommes frites oder eine andere Quelle. Der Korbauffüllkreislauf beginnt, wenn der Korbstop-Zylinder 475 ausgelöst wird, wodurch sich der Stoparm 471 von der unteren Position, gezeigt in Figur 27, zu der Position, gezeigt in Figur 28, anhebt. Ein Zungenschalter (nicht gezeigt) bestimmt, daß der Stoparm 471 in seiner angehobenen Position ist, worauf ein leerer Bratkorb A nach unten entlang der geneigten Rampe 465 auf den Korbrahmen 443 gleitet. Nachdem der Korb A auf den Rahmen 443 geglitten ist, wird der Stopzylinder 475 ausgelöst und der Stoparm 471 dreht in seine ursprüngliche abgesenkte Position zurück, um leere Körbe G, H, I und J auf der Rampe 465 zu empfangen, wie in Figur 27 dargestellt.
Wenn der Korb A in den Rahmen 443 gleitet, bestimmt ein Hebewerk-Sensor (nicht gezeigt), ob der Korb A gegenwärtig ist, und der Drehtrommelantrieb 421 wird ausgelöst. Der Antrieb 421 ruft eine Drehung der Drehtrommel 419 in Richtung des Pfeiles R hervor, um die Pommes frites von dem Aufbewahrungsbehälter 409 in den zweiten Behälter 431 zu befördern. Nachdem etwa 1, 1,5 oder 2 Pfund an Pommes frites in den zweiten Aufbewahrungsbehälter 431 gefallen sind, gibt die Beladungseinheit 437 ein Signal aus, welches die Trommel 419 veranlaßt, die Drehung zu stoppen, und aktiviert dann ein Paar von Gefäßtür-Luftzylindern (nicht gezeigt), so daß sich die Gefäßtüren 433 und 435 nach unten öffnen, wodurch die gemesene Portion an Pommes frites F in den Korb A fallen kann. Die Gefäßtür-Zylinder werden dann wieder ausgelöst, um die Türen 433 und 435 zu schließen.
Nachdem der Korb A gefüllt worden ist, senkt das erste Hebewerk 445 den Korb A von der Auffüllstation 441 auf das Niveau des Bereiches 447. Gemäß Figur 28 dreht der Drehmechanismus 451 den abgesenkten Korbrahmen 443 aus der geneigten Orientierung, die erforderlich ist für die Aufnahme des leeren Korbes A von der Rampe 465, zu der horizontalen Orientierung, die erforderlich ist, um den gefüllten Korb A in den Bereich 447 zu verschieben. Ein Zungenschalter (nicht gezeigt) bestimmt die Position und die Orientierung des Rahmens 443 und, falls der Rahmen 443 in der geeigneten Position ist, wird der Zylinder 455 ausgelöst, so daß der Übertragungsarm 453 den Korb A in den Bereich 447 schlägt.
Durch Vergleich der Figuren 28 und 27 ist zu erkennen, daß durch die Bewegung des Korbes A die Körbe B, C, D und E um eine Korbposition weiterrücken. Im Ergebnis ist nun der Korb E auf die Korbrahmenplatte 457 geführt worden. Ein erster Hebewerk-Sensor (nicht gezeigt) bestimmt, ob der Korbrahmen 443 leer ist, und der Rahmen 443 wird dann nach oben zu der Auffüllstation 441 angehoben. Der Übertragungsarm 453 kann aktiviert werden, um die Körbe in dem Bereich zu den zwei linken Korbpositionen zu verschieben, falls dies erwünscht ist, wie im Falle, wenn nur vier Körbe (A, B, C und D) zum Beispiel in dem Bereich 447 vorhanden sind.
Zu Figur 28 sei ferner angemerkt, daß ein leerer Korb F auf der Rampentür 467 angeordnet ist. Wenn der Korb F freigesetzt wird, wird er die Tür 467 gleitend passieren und auf einen befestigten Abschnitt der Rampe 465 gelangen, wie in Figur 29 dargestellt.
Der gefüllte Korb E ist nun fertig, um von dem zweiten Hebewerk 459 auf die Eingabe-Ausgabe-Station 463 angehoben zu werden. Gemäß Figur 29 bestimmt ein zweiter Hebewerk-Sensor (nicht gezeigt), ob der Korb E in korrekter Position auf der Rahmenplatte 457 angeordnet ist, wonach die drehbare Tür 467 abgesenkt wird, um dem Korb E zu erlauben, die Rampe 465 zu passieren. Das zweite Hebewerk 459 hebt den Korb E in Richtung des Pfeiles M auf die Eingabe-Ausgabestation 463. Der Korb E wird dann durch Absenken des Brateinheit-Roboters 113 in Richtung des Pfeiles N von dem Hebewerk 459 entfernt. Ein zweiter Hebewerkaufnahme-Sensor zeigt an, ob das Hebewerk 459 leer ist, und das Hebewerk 459 geht dann zu dem Plattformbereich zurück, wobei dann der Auffüll- und Förderkreislauf wiederholt werden kann.
Eine alternative Ausführungsform der Drehtür 467 ist in Figur 29A dargestellt, in der eine nach oben drehbare Tür 467a nach oben dreht und über die Rampe 465 hinaus in Richtung des Pfeiles U, wenn ein Korb E' von unten in Richtung des Pfeiles V angehoben wird. Die Drehung der drehbaren Tür wird initiiert, wenn der Korbhandgriff 235 des Korbes 237 eine Türstange 468 nach oben schlägt, wenn der Korb E' angehoben wird. Wenn der Korb 237 entfernt ist, fällt die Tür 467a nach unten in ihre normale Rampenposition.
Figur 29B zeigt ein optionales Luftauftausystem 470 für das Ausgabegerät 402, wobei das System aus einem luftgefüllten Raum 472, einem Gebläse 474 und einem Filter 476 besteht. Das Gebläse 474 führt Luft (die Pfeile N') durch den Filter 476 in den Raum 472, der die Luft nach unten (Pfeile M') auf die Bratkörbe leitet, um die in dem Plattformbereich 447 angeordneten Pommes frites aufzutauen.

Bratgefäß und zugehörige Ausrüstung

Bezüglich der Brateinheit 111 weist die Zubereitungsstation 117 Bratgefäße 137 auf. In Figur 2 ist ein bevorzugter Typ der Bratgefäße 137 dargestellt, der zusammen mit der Brateinheit 111 verwendet werden kann. Fachleute werden erkennen, daß auch andere Typen an Bratgefäßen anstatt der Bratgefäße 137 zu verwenden sind. Jedes Bratgefäß 137 weist ein Zubereitungsgefäß oder Tank 481 (siehe Figur 1) auf, um eine ausreichende Menge einer Zubereitungsflüssigkeit auf zunehmen, so daß darin eine geeignete Zubereitung von darin zu plazierenden Nahrungsmitteln erzielt werden kann. Das Bratgefäß weist ferner eine geeignete Heizeinrichtung für das Erhitzen der Flüssigkeit auf, zum Beispiel eine elektrische oder eine Gasheizeinrichtung (nicht gezeigt), sowie eine Drahtplatte oder Gitter 138, das in Figur 33A für jedes Bratgefäß 137 gezeigt ist, um ein Bratgefäß an jeder Zubereitungsstelle der Bratgefäße 137 abzustützen. Ein Stopper 138a kann vorgesehen sein, um eine nicht gewünschte Bewegung oder einen Positionswechsel der Körbe 237 zu vermeiden, so daß eine sichere Wiedergewinnung des Gefäßes 137 durch den Roboter 113 gesichert ist. Die Bratgefäße 137 haben ferner normalerweise eine Temperatursteuervorrichtung (nicht gezeigt), die manuell oder automatisch sein kann und die von der Computerbetriebs- und Steuerstation 123 erfaßt und/oder gesteuert werden kann. Jedes Bratgefäß 137 ist in einem geeigneten Gehäuse 483 angeordnet, das Räder 485 für die erleichterte Bewegung des Gehäuses 483 aufweist.
Die Bratkörbe 237 werden durch den Roboter 113 in die Zubereitungsposition in den Bratgefäßen 137 gebracht. Gemäß Figur 3 ruhen die Bratkörbe 237 auf den Drahtgittern 487, die in jedem Bratgefäß 137 angeordnet sind, um jeden Bratkorb 237 in geeigneter Position zu halten und die eine geeignete Tiefe (vertikale Position) in den Bratgefäßen 137 und eine geeignete horizontale Position relativ zu dem Roboter 113 haben, so daß der Roboter 113 die Bratkörbe 237 aus den Bratgefäßen 137 wieder sicher aufnehmen kann. Jede geeignete Einrichtung oder Anordnung für die Lokalisierung und Aufrechterhaltung der Bratkörbe in der geeigneten Position kann verwendet werden, wie der Stellstift und die Öffnungsanordnung, welche in dem US-Patent Anmeldungs-Nr. 07/176 568, eingereicht am 1. April 1988, offenbart sind.
Zusätzlich kann ein Verkürzen oder ein Ölstanderfassen, ein Auffüllen und ein Abschäumen der Bratgefäße 137 manuell oder durch eine der Techniken durchgeführt werden, die in der US- Patentanmeldung Nr. 07/176 568, eingereicht am 1. April 1988, offenbart sind.
Die Bratgefäße 137 können eine Gefäßrühreinrichtung 492 aufweisen, dargestellt in den Figuren 32 und 33 und in Position auf den Bratgefäßen 137 in den Figuren 24 und 25. Die Rühreinrichtung 429 besteht aus einer sich längs erstreckenden Stange 494, die so dimensioniert ist, daß sie sich entlang dem oberen Ende der Bratgefäße 137 erstreckt, einem Rührstab 496 für jede Bratgefäßposition, die ein Bratkorb einnehmen kann, zum Beispiel ein Rührstab 496 für jedes Bratgefäß 137A-F in Figur 3, und einem Antrieb 498. Die Stange 494 hat versetzte Endabschnitte 500 und 500', die jeweils an einem Ende der Stange 494 angeordnet sind. Der Endabschnitt 500 ist mit dem Antrieb 498 und der Endabschnitt 500' ist mit einer Stütze 502 verbunden, um eine freie Drehung der Stange 494 zu gewährleisten.
Der Antrieb 498 besitzt einen Drehluftzylinder 504, ein Antriebskettenrad 506, eine Kette 508, ein Antriebskettenrad 510, das mit einem festen Stab 512 verbunden ist, der die Stange 494 dreht, wenn sie angetrieben ist. Die Kette 508 kann eine Spannschraube 514 zur Einstellung der Kettenspannung aufweisen. Wenn der Stab 512 sich durch den Luftzylinder 504 um einen gewünschten Betrag dreht (etwas mehr als 180º, wie in Figur 32 gezeigt), überspannen die Rührstäbe 496 einen Winkel 516, so daß die Rührstäbe 596 jeden Bratkorb 237 passieren, der sich in Position in den Bratgefäßen 137 befindet, wobei gleichzeitig der Inhalt der Körbe 237 gerührt wird. Durch das Rühren des Inhaltes der Körbe 237 während der Zubereitung werden einheitlichere Herstellungsergebnisse erzielt. Bei Nichtverwendung befinden sich die Rührstäbe 496 in einer aufrechten Position gemäß der Figur 33. Sie sollten nur zum Rühren der Gefäße 137 verwendet werden, wenn der Roboter 113 keinen Bratkorb 237 in die Gefäße 137 einführt oder entfernt und wenn die Schüttplatte 253 in einer vertikalen Position ist. Als eine Alternative zu der Rühreinrichtung 492 können die Bratgefäße 137 einen Bratgefäß-Schwingmechanismus 518 aufweisen, der in den Figuren 32A und 33A dargestellt ist. Der Mechanismus 518 ist ähnlich der Einrichtung 492 und hat eine Stange 494', Schwingstäbe 496' für jede Bratgefäß-Position, in die ein Korb eingesetzt werden kann, wobei der Unterschied darin besteht, daß die Stäbe 496' kürzer sind als die Stäbe 496, da ihre Funktion in einer leichten Schwingung oder Anhebung des Endes der Körbe 237 liegt, wie dies in Figur 33A durch die Drehbewegung dargestellt ist, die von einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Stabes 494' durchgeführt wird. Um den Korb 237 während der Zubereitung zu schwingen, kann die Stange 494' durch einen Mechanismus, der ähnlich der Antriebseinrichtung 498 ist, um einen gewünschten Betrag gedreht werden. In der Ausführungsform nach Figur 32A weist der Antriebsmechanismus 498' einen Luftzylinder 520 auf, der mit der Stange 494' verbunden ist, um die gewünschte Rotation zu erzielen.

Aufbewahrung der zubereiteten Nahrungsmittel, Ausgabe- und Anzeigestation und verwandte Ausrüstung

Figur 2 zeigt eine Ansicht eioner Ausgabe- und Anzeigestation 121 für die Lagerung von zubereiteten Nahrungsmitteln gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Pommes frites-Abfüllstation 139 aufweist. Die Station 121 empfängt, in diesem Fall Pommes frites, über die Schüttstation 119 und zugeführt von dem Roboter 113 die zubereiteten Nahrungsmittel.
Gemäß den Figuren 1 und 2 weist die Pommes frites-Abfüllstation 139 ein Pommes frites-Haltegefäß 488 auf, um die zubereiteten Pommes frites F aufzubewahren, sowie Pommes frites- Gestelle 489 für die Lagerung von abgefüllten Pommes frites. Die Pommes frites-Abfüllstation 139 kann ferner einen Schrank 498 und verschiedene Aufbewahrungsbereiche 490' aufweisen, um die Pommes frites-Behälter, weitere Utensilien und Gegenstände, falls gewünscht, aufzubewahren. Die Abfüllstation 139 kann ferner eine Heizeinrichtung (nicht gezeigt) besitzen, um die zubereiteten Pommes frites F warmzuhalten.

Schütteinrichtung für zubereitete Nahrungsmittel

In den Figuren 1-2 und 5 sind verschiedene Aspekte der Schüttstation 119 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Schüttstation 119 hat einen im wesentlichen horizontal gelagerten Schaft 251 und eine Schüttbühne 253. Der Roboter 113 führt einen Teil der Schüttfunktion durch und schüttet die zubereiteten Pommes frites F, wie in Figur 5 dargestellt, durch eine Uhrzeigerdrehung des Zapfens 131, wodurch die Körbe 237 in ähnlicher Weise gedreht werden, und deren Inhalte auf die Schüttbühne 253 gelangen, die aufrecht stehende Wandabschnitte 255 und 255' aufweisen. Die Bühne 253 ist fest mit dem Schaft 251 verbunden. Der Schaft 251 wird durch eine Antriebseinrichtung 257 gedreht, der eine Kraftquelle 259 aufweisen kann, die ein Drehluftzylinder, ein Schrittmotor oder andere Typen an Kraftquellen für die Drehung des Kettenrades 261 sein kann. Eine Kette 263 treibt das Antriebskettenrad 265 an, mit dem der Schaft 251 verbunden ist, so daß dieser sich dreht und die Bühne 253 in Richtung des Pfeiles G angehoben wird, bis die Bühne 253 sich in einer etwa vertikalen Position zu den Pommes frites F befindet. Die Bühne 253 wird in Richtung des Pfeiles G' durch eine Drehung des Schaftes 251 in die entgegengesetzte Richtung abgesenkt, bis die Bühne 253 eine etwa horizontale oder Beladungsposition erreicht, wie dies in der Figur 1 mit den gepunkteten Linien dargestellt ist.
Eine andere Ausführungsform einer Brateinheit gemäß der Erfindung ist in den Figuren 24 und 25 gezeigt. Die Brateinheit 144 der Figuren 24 und 25 ist so aufgebaut, daß sie Hühnchenstücke, Fischfilets und Hühnchenpasteten verarbeiten kann und weist einen Roboter 113 auf, eine Zubereitungsstation 117 (bestehend aus den Bratgefäßen 137), eine Ausgabestation 249 für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel, die ein Ausgabegerät 241 für Hühnchenpasteten hat, eine Pastetenkorb-Aufnahmebühne 243, ein Ausgabegerät 245 für Fischfilets und ein Ausgabegerät 247 für Hühnchenstücke. Die Brateinheit 144 weist ferner eine Schütteinrichtung 250 auf, die zwei Schüttbühnen 253 und 253' hat, die an jedem Ende der Zubereitungsstation 117, wie in den Figuren 24 und 25 dargestellt, angeordnet sind. Die Bühne 253' ist in ihrem Aufbau identisch mit der Bühne 253, die zuvor beschrieben wurde, und die Bühnen 253 und 253' der Brateinheit 144 weisen all die zugehörigen Ausrüstungsgegenstände auf, die vorher mit Bezug auf die Brateinheit 111 beschrieben worden sind. Die Schüttbühne 253 der Brateinheit 144 kann benutzt werden, um zubereitete Hühnchenstücke auf den Lagerbereich 252 zu schütten, und die Bühne 253' kann benutzt werden, um zubereitete Fischfilets und zubereitete Hühnchenpasteten auf die Lagerfläche 254 zu schütten. Die Körbe 237a-d sind ortsgerecht für die Aufnahme von nicht-zubereiteten Hühnchenstücken, Fischfilets, Hühnchenpasteten und andere Pasteten gezeigt. Nicht-zubereitete Pasteten können auch manuell dem Korb 237d zugeführt werden.

Allgemeine Beschreibung der Grilleinheit

In den Figuren 34-74 sind die Bauteile und der Betrieb der Grilleinheit 145 dargestellt. Die Hauptbauteile der Grilleinheit 145 sind ein Grilleinheit-Roboter 267, der ein Ende eines Armwerkzeuges 273 aufweist, eine Ausgabestation 269 für nicht-zubereitete Massennahrungsmittel, eine Übertragungspendeleinrichtung 271, eine Zubereitungsstation 275, eine Aufbewahrungsstation 277 für zubereitete Nahrungsmittel und eine Brötchentoaststation 279.

Roboter und Ende des Armwerkzeuges der Grilleinheit

Die Figuren 34-64 zeigen eine Ausführungsform eines Grilleinheit-Roboters 267 und ein Ende eines Arrwerkzeuges 273 oder eine Nahrungsmittel-Transportbefestigung, die benutzt werden können, um mehrere Nahrungsmittelgegenstände zwischen den verschiedenen Nahrungsmittel-Zubereitungsstationen aufzunehmen, zu transportieren, zu entladen und wieder aufzunehmen.
Der Roboter 267 ist an einem Rahmen 563 befestigt und weist eine geradlinige, horizontale und gezahnte Führung 573 auf, die sich über die Herstellungsstation 275 erstreckt, um eine gewünschte horizontale Bewegung über der Zubereitungsstation 275 bereitzustellen, wobei die Bewegung zu und weg von der Zubereitungsstation 275 und der Aufbewahrungsstation 277 für zubereitete Nahrungsmittel (Achse 1, angezeigt durch Pfeil B' in Figur 36) durchgeführt wird, wobei der Roboter ferner einen vertikalen Achsenarm 575 aufweist, der an einer bewegbaren Bühne 577 für die Bereitstellung einer vertikalen Bewegung (Achse 2, angezeigt durch Pfeil H in den Figuren 34 und 36) befestigt ist. Eine Antriebseinrichtung weist ein Antriebsgetriebe 579 auf, das von einem Antrieb 581 angetrieben wird und die Bühne 577 und den vertikalen Achsenarm 575 antreibt. Der vertikale Achsenarm 575 ist ein gestängefreier Luftzylinder und ist mit einem Ende des Armwerkzeuges 273 verbunden, um dieses Werkzeug 273, falls gewünscht, anzuheben und abzusenken.
Das Ende des Armwerkzeuges 273 kann mehrere nicht-zubereitete Hamburger von der Ausgabestation aufnehmen, die Hamburger einem Grill zuführen und dort lagern, die zubereiteten Hamburger von dem Grill entfernen sowie die zubereiteten Hamburger auf eine Schale oder eine Brötchenoberseite, eine Brötchenunterseite oder auf einen anderen gewünschten Gegenstand lagern. Obgleich diese Ausführungsform für die Verwendung der Zubereitung von Hamburgern ausgerichtet ist, wird aus der folgenden Diskussion deutlich werden, daß die Erfindung auf mehrere manuelle oder automatische Nahrungsmitteltransport-Aufgaben übertragen werden kann, die erforderlich sind für die Bewegung von frischen, gefroreren, nicht-zubereiteten oder zubereiteten Nahrungsmittelgegenständen zu oder weg von den Nahrungsmittel-Verarbeitungsstationen. Zum Beispiel kann eine andere Ausführungsform der Erfindung dazu benutzt werden, nicht-zubereitete Pizzastücke von einem Aufbewahrungsbereich zu einem Zubereitungsofen zu überführen und anschließend die zubereiteten Gegenstände aus dem Ofen für ein Abkühlen, ein Verpacken oder ein Servieren zu übertragen.
Die Figuren 37 und 38 zeigen die Grundbauteile einer Ausführungsform der Nahrungsmitteltransport-Befestigung oder des Endes des Armwerkzeuges 273. In der Figur 37 weist das Ende der Armwerkzeugbefestigung 273 einen verlängerbaren Befestigungsrahmen 491 auf, der eine Befestigung 283 für zubereitete Nahrungsmittel abstützt. Die Befestigung 283 besitzt einen Träger 493 mit mehreren Trägeröffnungen 495 sowie eine Unterlage 497 für zubereitete Pasteten. Die Öffnungen 495 fixieren die Position von individuellen, zubereiteten Hamburgern, wenn die Unterlage 497 durch die Aktion des verlängerbaren Rahmens 491 unter den Träger 493 oder von diesem fort gezogen wird. Dies wird im Detail in Verbindung mit Figur 51 beschrieben. Der Träger 493 und seine Öffnungen 495 stellen einen wichtigen Aspekt der Erfindung dar, da damit Hamburger HP von der Befestigung 273 entfernt oder wieder aufgenommen werden können und zwar in einer horizontalen planaren Anordnung, die im wesentlichen identisch zu der horizontalen planaren Anordnung 499 der Öffnungen 495 in dem Träger 493 ist. Das reguläre Muster der Anordnung 499 erlaubt das nachfolgende Wiederauffüllen mit Hamburgern durch jede Befestigung oder Vorrichtung, die eine ähnliche planare Anordnung der Öffnungen aufweist.
Der Träger 493 für zubereitete Pasteten ist mit dem Rahmen 491 verbunden, indem vier nach oben gerichtete Gewindeansätze 501 durch vier Rahmenöffnungen 503, die in dem Rahmen 491 angeordnet sind, inseriert sind. Vier Haltemuttern 505 werden dann an den Ansätzen 501 befestigt. In der bevorzugten Ausführungsform haben die Muttern 505 Rändelknöpfe, die einfach entfernt werden können, um die Befestigung auseinanderzubauen und zu reinigen. Der Rahmen 491 hat auch ein Paar von Befestigungsmuttern oder Bolzen 507, mit denen das Werkzeug von einem Roboterarm ergriffen werden kann, um dieses anzuheben, wobei dies in Verbindung mit den Figuren 34, 35 und 42 beschrieben wird. Die Unterlage 497 für zubereitete Pasteten weist ein Paar von Führungen 509 auf, die es der Unterlage 497 erlauben, gleitbar auf dem Träger 493 befestigt zu werden. Die Unterlage 497 ist durch das Hindurchführen eines Unterlagenansatzes 511 durch eine Ansatzöffnung 513 und durch die Befestigung mittels einer Sicherheitsmutter 515 an dem Rahmen 491 befestigt.
Andere Hauptbauteile des Endes der Armwerkzeugbefestigung 273 der Grilleinheit sind in der Figur 38 dargestellt. Eine Befestigung für nicht-zubereitete Nahruhngsmittel 281 weist einen Ring 517 auf, der mehrere Ringöffnungen 519 hat. Die Öffnungen 519 haben eine für die Lagerung von mehreren Hamburgern auf einem Grill gemäß dem horizontalen planaren Anordnungsmuster 499 des Ringes 493, gezeigt in Figur 42, geeignete Form. Die Öffnungen 419 sind vertikal zu den Öffnun gen 495 ausgerichtet, so daß die in der planaren Anordnung 499 durch die Befestigung 481 angeordneten Pastetchen erfolgreich von der Befestigung 283 für zubereitete Nahrungsmittel aufgenommen werden können. Die Verwendung von getrennten Einrichtungen für zubereitete und nicht-zubereitete Nahrungsmittel verhindert eine mögliche Ausbreitung von Bakterien von den nicht-zubereiteten Nahrungsmitteln auf die zubereiteten.
Die Befestigung 281 hat ferner eine Unterlage 521, die gleitbar mit dem Ring 517 über ein Paar von Unterlagenführungen 523 verbunden ist. Die Führungen 523 erlauben es der Unterlage 521 auf dem Ring nach vorne und zurück zu gleiten, so daß die Pasteten von der Befestigung 281 aufgenommen bzw. entladen werden können. Der Ring 517 und die Unterlage 521 können sich auf einer Pendeleinrichtung 525 abstützen für die Bewegung zu und weg von einem Ausgabegerät für nicht-zubereitete Pasteten (siehe Figur 35) in die Richtung des Pfeiles A', gezeigt in Figur 38, und für das Entfernen der Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel von der Befestigung 273, wie dies im folgenden beschrieben wird.
Die Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel ist lösbar unterhalb der Befestigung 283 für zubereitete Nahrungsmittel befestigt, wie aus Figur 61 zu ersehen ist. Die für diesen Zweck verwendeten Einrichtungen sind in Figur 37 dargestellt und weisen Ringführungsöffnungen 527 auf, Unterlagenführungsöffnungen 529 und drehbare Federfinger 531, die auf dem Ring angeordnet sind (dargestellt in Figur 38). Zusätzliche Befestigungsmittel, gezeigt in Figur 38, sind Ringführungsöffnungen 533, Unterlagenführungsöffnungen 535, federbelastete Finger 537 der Unterlage, Pendelringführungsstifte 539, Pendelunterlagen-Führungsstifte 541, Freisetzungshebel 543 für die drehbaren Federfinger (siehe Figur 44) und Hebelzylinder 545. Die zusammenwirkende Aktion dieser Befestigungsbauteile für die Einrichtung für nicht-zubereitete Pasteten wird später in Verbindung mit den Figuren 44 und 45 beschrieben.
Wenn die Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel mit der Befestigung 283 für zubereitete Nahrungsmittel verbunden ist, können die Unterlagen 521 und 497 sich durch die horizontale Bewegung des verlängerbaren Rahmens 491 gleitend von den entsprechenden Ringen 517 und 493 entfernen. Gemäß Figur 37 ist die Unterlage 497 direkt mit dem Rahmen 491 verbunden und bewegt sich somit, wenn sich der Rahmen 491 sich bewegt. Da die Unterlage 521 mit der Unterlage 497 über die Federfinger 531 und 537 verbunden ist, bewegt sich die Unterlage 521, wenn der Rahmen 491 die Unterlage 497 bewegt.
Der Rahmen 491 bewegt sich zwischen einer zurückgezogenen Position R, gezeigt in Figur 43, und einer ausgezogenen Position E', gezeigt in Figur 51. Wenn sich der Rahmen 491 in seiner zurückgezogenen Position R befindet, befindet sich die Unterlage 497 für zubereitete Pasteten und die Unterlage 521 für nicht-zubereitete Pasteten (dargestellt durch die Linie US) direkt unterhalb des Ringes 493 für zubereitete Pasteten bzw. des Ringes 517 für nicht-zubereitete Pasteten (gezeigt durch die Linie UH), wie in Figur 48 dargestellt. Dadurch werden die nicht-zubereiteten Hamburger innerhalb der Ringöffnungen 519 gehalten und von unten durch die Unterlage 521 abgestützt für deren Transport zu einem Grill. Wenn sich der Rahmen 491 in seine ausgefahrene Position E' bewegt, befinden sich die Unterlagen 497 und 521 nicht länger mehr unter den Ringen 493 und 517, und die nicht-zubereiteten Pasteten, die von der Unterlage 521 gestützt werden, werden auf den Grill gemäß der horizontalen Anordnung 499 der Figur 42, wie gezeigt in Figur 49, fallen. Wie oben beschrieben, erlaubt dies eine Wiederaufnahme der zubereiteten Pasteten durch die ähnlich angeordneten Öffnungen des Ringes 493, gezeigt in den Figuren 46 und 47.
Es sei angemerkt, daß die Ringöffnungen 519 eine unterschiedliche Form im Vergleich zu den Ringöffnungen 495 haben können. Dies ist deshalb möglich, da die Öffnungen 519 nur die Position der Hamburger fixieren müssen, wenn die Unterlage 521 zurückgezogen oder zu ihrer ausgezogenen Position bewegt wird. Daher müssen die Öffnungen 519 nur eine halbkreisförmige Form an der Schleppkante der Hamburger aufweisen, wodurch erlaubt ist, einen längeren Abschnitt des Ringes 517 abzuschneiden, so daß dieser leichter ist. Im Gegensatz dazu muß der Ring 493 die Position der Pasteten während des Zurückziehens und der Einführung der Unterlage 497 fixieren, so daß die entsprechenden Öffnungen sowohl an der Führung- wie auch an der Schleppkante der Hamburger semizirkulär sein müssen, um die Position der Hamburger zu fixieren.
Die für die horizontale Bewegung des Rahmens 491 verantwortlichen Bauteile sind in Figur 51 gezeigt. Der ausfahrbare Rahmen 491 weist ein befestigtes Rahmenelement 547 auf, an dem ein Paar von äußeren Zylindern 549 befestigt sind. Die Zylinder 549 haben jeweils eine äußere Zylinderstange 551, deren distales Ende mit einem bewegbaren Rahmenelement 553 verbunden ist. Der Rahmen 491 hat einen inneren, an dem Rahmenelement 553 befestigten Zylinder 555, die eine innere Zylinderstange 557 aufweist, welche mittels einer Mutter 515 an dem Ring 491 für zubereitete Pasteten befestigt ist. Wenn sich der Rahmen 491 in seiner ausgezogenen Position E' befindet, sind die Zylinderstangen 551 und 557 ganz aus den Zylindern 554 bzw. 555 ausgezogen. Vorzugsweise sind die Zylinder 549 und 555 hydraulische Zylinder, um eine glatte Zylinderakton zu gewährleisten. ES ist auch bevorzugt, daß die Hydraulikflüssigkeit, die verwendet wird um die Zylinder 549 und 555 anzutreiben, Wasser oder eine ähnliche Nahrungsmittel-kompatible Substanz ist, um eine Kontamination der Nahrungsmittel im Falle einer Zylinderleckage zu vermeiden.
Die Bewegung des Rahmens 491 von seiner ausgezogenen Position E' zu seiner zurückgezogenen Position R ist ein Zweistufenprozeß. Zunächst werden die äußeren Zylinder 549 und der innere Zylinder 555 ausgelöst, um das Rahmenelement 553 nach innen um eine Distanz E1 zu bewegen. Die Unterlage 497 bewegt sich um die gleiche Distanz nach innen, da sie in dieser Richtung durch die Zurücknahme der inneren Zylinderstange 557 gestoßen wird, die mit dem Rahmenelement 553 befestigt ist. Der Rahmen 491 wird dann in seine voll ausgezogene Position R durch die Zylinder 549 und 555 bewegt, um den Rahmen 491 um eine zweite Distanz D2 zurückzuziehen. Dadurch gelangt die Unterlage 497 in eine Position direkt unterhalb des Ringes 493. Um den Rahmen 491 in seine voll ausgezogene Position zu bewegen, werden die Zylinder 549 und 555 ausgelöst.
Aufgrund der niedrigen Betriebsdruckanforderungen bewegen sich die äußeren Zylinder 549 als erste. Die Zylinder 549 und 555 bewegen sich simultan, wenn sich der Zylinder 555 beginnt zu bewegen.
In Verbindung mit den Figuren 44 und 45 wird das Zusammenwirken der Bauteile beschrieben, die an der Befestigung sowie an der Entfernung der Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel von der Befestigung 283 für zubereitete Nahrungsmittel. Die Figur 44, die repräsentativ für den Betrieb der Unterlagen-Federfinger 537 sowie für die federbelasteten Finger 531 des Ringes ist, zeigt den Ring 517 für nich-zubereitete Pasteten zwischen der Pastetenpendeleinrichtung 525 und dem Ring 593 für zubereitete Nahrungsmittel. Der federbelastete Finger 531 ist in seiner befestigten Position gezeigt. Die Befestigung 273 wurde auf die Pendeleinrichtung 525 abgesenkt, so daß die Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel von dem Ende der Armwerkzeugbefestigung 273 durch Freisetzen des Federfingers 531 entfernt werden kann. In dieser befestigten Position ist der Federfinger-Hebel 543 in seiner anfänglichen aufrechten Position gezeigt, und der Hebelzylinder 545 ist in seiner anfänglichen zurückgezogenen Position dargestellt. Für die Entfernung der Befestigung 281 von der Befestigung 283 wird der Hebelzylinder 545 ausgelöst. Dadurch bewegt sich die Zylinderstange 559 in ihre ausgezogene Position (dargestellt mit gestrichelten Linien). Der Fingerfreisetzungshebel 543 dreht dann über den Punkt LPP, wodurch der Federfinger 531 über den Punkt FPP dreht. Dies schlägt das untere Ende des Fingers 531 an seinem oberen Ende nach außen bewegt, um eine ausreichende Freisetzung zwischen Finger 531 und Ring 493 zu gewährleisten, so daß sich der Ring 493 vorbei an dem zurückgezogenen Finger 531 nach unten bewegen kann.
Die Befestigung 281 kann an der Befestigung 283 in einer ähnlichen Weise befestigt sein. Der Ring 517 wird über einen Ringführungsstift 539 abgesenkt, der sich durch die Führungsöffnungen 533 (siehe Figur 45) erstreckt. Da sich die Bodenkante des Ringes 517 nach unten auf dem Finger 531 abstützt, dreht sich das obere Ende des Fingers 531 nach innen, wodurch die Befestigung 281 an der Befestigung 283 gesichert wird. Wie oben erwähnt, ist die dargestellte Ausführungsform der Befestigung 273 für ein automatisches Nahrungsmittel-Herstellungssystem geeignet. Der Betrieb der Befestigung 273 in dieser Anmeldung wird nun in Verbindung mit den Figuren 34-36, 39, 40-42, 46, 48-49 und 52-64 beschrieben.
Gemäß den Figuren 34, 35 und 42 wird die Befestigung 273 von einem Roboter 267, der fähig ist, greifbare Rahmenelemente 507 (dargestellt in Figur 51) zu erfassen, über ein automatisches Nahrungsmittel-Herstellungssystem 561 bewegt. Figur 34 ist eine perspektivische Darstellung des Herstellungssystems 561 und zeigt die physikalische Anordnung der Pasteten-Ausgabestation 569, eines Grills 275 und eines Roboters 267, wobei die Befestigung 273 befestigt ist und in einer "Heimat"-Position H' sitzt. Wie am besten aus Figur 35 zu ersehen ist, bewegt sich die Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel zurück und nach vorne in Richtung des Doppelpfeils G, um Pasteten aus der Ausgabestation 269 zu beladen, und sie bewegt sich nach hinten und nach vorne in Richtung des Doppelpfeiles I in Figur 42, um die nicht-zubereiteten Pasteten auf dem Grill 275 zu lagern. In ähnlicher Weise bewegt sich der Ring 493 für zubereitete Pasteten sowie die Unterlage 497 nach vorne und nach hinten in Richtung des Doppelpfeiles I, um die zubereiteten Pasteten aus dem Grill 275 aufzunehmen.
Gemäß Figur 35 weist das Zubereitungssystem 561 einen Rahmen 563 für die Abstützung der verschiedenen Systembauteile auf, ein Pendelübertragungssystem 271 für die Bewegung der Pendeleinrichtung 525 und der Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel, wobei die Bewegung in den Richtungen des Doppelpfeils G (Figur 38) und zwar zu und weg von der Pasteten-Ausgabestation 269 erfolgt. Der Herstellungskreislauf beginnt, wenn das Übertragungssystem 271 die Pendeleinrichtung 525 in die Pasteten-Ausgabestation 269 infolge ei ner Bestellung von Pasteten bewegt. Das Übertragungssystem 271 positioniert die Pendeleinrichtung 525 unterhalb von drei Pastetenringen 565, wie dies in Figur 36 dargestellt ist. Jeder Ring 565 verwendet eine zylinderbetriebene Ausgaberamme 567, um einen Hamburger von dem Boden jedes Ringes durch eine Ausgabeöffnung 569 für nicht-zubereitete Pasteten zu stoßen, wie dies in Figur 41 dargestellt ist.
Die Hamburger füllen jeweils eine Reihe der Befestigung 281 gleichzeitig. Wenn die Pasteten HP durch die Ramme 567 aus den Ringen 565 geworfen werden, fallen sie durch die Ausgabeöffnungen 569 (siehe die Figuren 39, 40 und 41). Nachdem eine erste Reihe von Ringöffnungen 519 der gewünschten Zahl von Pasteten (siehe Figur 39) gefüllt worden ist, schaltet das Übertragungssystem 271 die Pendeleinrichtung 525 um eine Öffnungsreihe weiter (siehe Figur 40), bis die Befestigung 281 mit der gewünschten Zahl von Pasteten gefüllt ist (1-9 Pasteten in der gezeigten Ausführungsform). Das System 271 bewegt dann die Pendeleinrichtung 525 unter den Roboter 267 und befestigt die Befestigung 283 für zubereitete Nahrungsmittel an der Heimposition H', wie in Figur 35 gezeigt.
Der Roboter 267, der ein gestängefreier Luftzylinder oder ein elektrischer Zylinder sein kann, wird in die Richtung des Pfeiles H der Figur 34 abgesenkt, um die Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel zu erfassen und zu klammern. Danach wird der Roboter 267 angehoben und oberhalb des Grills 275, wie in den Figuren 48 und 52 gezeigt, positioniert, und der bewegbare Rahmen 491 wird zu seiner ausgestreckten Position E' bewegt, siehe Figuren 49 und 53. Dies bewegt die Unterlage 521 von unterhalb des Ringes 517, so daß die Pasteten HP gemäß der zuvor beschriebenen horizontalen, planaren Anordnung 499 auf den Grill 275 fallen. Der Rahmen 491 wird dann zurückgezogen und der Roboter 267 bewegt die Befestigung 273 zurück zu seiner Heimposition H' gemäß Figur 54.
Die leere Befestigung 281 für nicht-zubereitete Nahrungsmittel muß dann zu der Ausgabestation 269 zurückgeführt werden, um ein Wiederauffüllen zu gewährleisten. Dafür senkt der Arm 267 die Befestigung 281 von der Heimposition H', siehe Figur 62, auf die Pendeleinrichtung 525. Die Hebelzylinder 545 für die Federfinger werden ausgelöst, so daß die Befestigung 281 von der Befestigung 273 freigesetzt wird, wie dies bereits in Verbindung mit Figur 44 beschrieben wurde. Das Übertragungssystem 271 bewegt dann die Pendeleinrichtung 525 für ein weiteres Wiederauffüllen zu der Station 269.
Nachdem die Pasteten HP auf dem Grill 275 zubereitet worden sind, muß die Befestigung 273 zu dem Grill 275 zurückgeführt werden, um die Pasteten HP zu entfernen. Durch eine Bewegung des Roboters 267 zurück über den Grill 275 und den ausgestreckten Rahmen 491 wird dies ausgeführt, wodurch die Unterlage 497 für zubereitete Nahrungsmittel von unterhalb des Ringes 493, siehe die Figuren 46 und 60, bewegt wird. Der Roboter 267 wird dann abgesenkt, so daß die Unterlage 497 horizontal mit dem Abschnitt des Grills 275 ausgerichtet ist, auf dem die Pasteten HP ruhen. Der Rahmen 491 wird dann in seine zurückgezogene Position zurückgeführt, wodurch die Unterlage, 497 zwischen die Pasteten HP und dem Grill 275 hindurchtritt, so daß die Pasteten HP in die Befestigung 273 gelangen, wie dies in den Figuren 47 und 55 dargestellt ist. Der Roboter 267 dreht dann die gefüllte Befestigung 273 in ihre Heimposition H' gemäß der Figur 56.
Von den zubereiteten Pasteten HP werden dann gemäß den Schritten, die in den Figuren 50, 55-57 und 59-61 gezeigt sind, die Sandwiches hergestellt. Während die Pasteten HP auf dem Grill 275 zubereitet werden, wird eine mit Brötchenoberseiten BC beladene Aufbewahrungsstation oder eine bewegbare Brötchenschale 277 an dem Gestell 563 befestigt, wie dies in Figur 59 dargestellt ist. Gemäß Figur 50 paßt die Brötchenschale 277 in einen Schlitz 278 auf dem bewegbaren Rahmen 282 der Brötchenschale (Teil des Gestells 563). Der Brötchenschalen-Rahmen 282 wird durch einen nicht gezeigten Luftzylinder auf die Führung 280 für die Brötchenschale gebracht, was eine Bewegung der Brötchenschale 277 von einer ausgezogenen Position gemäß Figur 55 zu einer zurückgezogenen Position unter die Befestigung 273 erlaubt, um gemäß Figur 50 zubereitete Pasteten HP aufzunehmen. Die Brötchenschale 277 kann einen Unterlagennocken 571, wie in den Figuren 50, 55 und 56 dargestellt, aufweisen. Die Befestigung 273 geht dann mit der ausgestreckten Unterlage 497 für zubereitete Pasteten zu dem Grill 275, siehe Figur 60, zurück und wird gemäß der Figur 55 auf den Grill 275 abgesenkt. Die Befestigung 273 führt dann die zubereiteten Pasteten zu der Heimposition H' (siehe Figur 56), und die Aufbewahrungsstation für zubereitete Nahrungsmittel oder die Brötchenschale 277 wird unter die Befestigung 273 auf der Führung 280 geführt. Dies positioniert die Oberteile BC unterhalb der zubereiteten Pasteten HP, und der Wischer 571 kann den Boden der Unterlage 521 reinigen, da die Station 277 von der in der Figur 56 gezeigten Position zu der Position gemäß Figur 57 bewegt wird. Der Rahmen 491 wird dann in Richtung des Pfeiles B" in Figur 50 ausgefahren, wodurch die Unterlage 497 für zubereitete Nahrungsmittel sich unterhalb des Ringes 493 bewegt, so daß die Pasteten HP auf die Oberteile BC gemäß den Figuren 50 und 61 fallen. Die Station 277 wird dann ausgefahren durch eine Bewegung des Brötchenschalen-Rahmens 282 entlang der Führung 280 in Richtung des Pfeiles B"' der Figur 50. Die Brötchenunterteile BH werden dann von einem Restaurantarbeiter hinzugefügt, um die Sandwiches gemäß der Figur 62 fertigzustellen.

Grill des Greifumhüllungstyps und Reinigungsvorrichtung

In Übereinstimmung mit der dargestellten Ausführungsform der Grilleinheit 145 ist die Zubereitungsstation oder Grill 275 ein Greifumhüllungsgrill. Diese Grills sind im Stand der Technik gut bekannt und sind in den US-Patenten Nr. 4 763 571 und Nr. Re. 32994 offenbart, deren Offenbarungen hier mit Bezug eingeführt sind. Demgemäß ist eine ausführliche Beschreibung des Grills 275 nicht notwendig. Der Greifumhüllungsgrill 275 kann durch einen geeigneten Luftzylinder (nicht gezeigt) geöffnet oder geschlossen werden. Dies kann automatisch von einem Steuersystem der Grilleinheit 145 vorgenommen werden.
Nachdem die zubereiteten Nahrungsmittelgegenstände von dem Grill 275 entfernt worden sind, greift ein automatischer Grillreinigungsmechanismus den Grill, um jegliche Nahrungsmittelreste von der Grillzubereitungsoberfläche zu entfernen. Dies sichert eine geeignet vorbereitete Grilloberfläche für den nächsten Zubereitungskreislauf. Der Aufbau und der Betrieb des Grillgreifers sind in den Figuren 65-69 dargestellt.
Gemäß der Seitenansicht von Figur 65 ist der Greifumhüllungstyp-Grill 275, der im allgemeinen innerhalb einer Grillverkleidung 602 angeordnet ist, für die Reinigung geöffnet. Der Grill 275 hat eine obere Platteneinrichtung 604, die eine obere Zubereitungsplatte 606 und eine untere Zubereitungsplatte 608 aufweist, um gleichzeitig die sich gegenüberliegenden Seiten eines Nahrungsmittelobjektes zu erhitzen, wenn der Grill in seiner geschlossenen Position ist.
Der Grill 275 hat eine zweifache Klammerumhüllung, die zwei nebeneinander liegende, obere Platteneinrichtungen und eine gemeinsame untere Platte hat. Für eine deutliche Darstellung ist in den Zeichnungen nur eine obere Platteneinrichtung gezeigt.
Die hintere Kante der oberen Platteneinrichtung 604 ist gelenkig angebracht, so daß sich die Einrichtung 604 zwischen einer horizontalen Zubereitungsposition und einer geneigten Reinigungsposition gemäß der Figur 65 bewegen kann. Ein Grillkratzer 610 ist für das Reinigen angeordnet, jedoch befindet er sich noch nicht in Kontakt mit der unteren Platte 608 und der oberen Platte 606. Im Falle eines doppelten Greifumhüllungsgrills kann ein zweiter Kratzer 611 vorgesehen sein, um den Grillbereich der zweiten Grilleinheit (wie in Figur 69 dargestellt) zu kratzen. In diesem Fall wird bevorzugt, daß die Kratzer 610 und 611 ihren Kratzkreislauf von entgegenliegenden Seiten der unteren Platte 608 beginnen. Es ist ferner bevorzugt, daß sich die Arbeitsbereiche der Kratzer in der Mitte überlappen, um eine ausreichende Reinigung der Mitte der unteren Platte 608 zu gewährleisten.
Der Grillkratzer 610 verwendet eine obere Plattenkratzeinrichtung 612 und eine untere Plattenkratzeinrichtung 614 für das gleichzeitige Reinigen der Platten 606 und 608. Die obere Kratzeinrichtung 612 weist einen Befestigungsarm 616 für die Befestigung eines oberen Kratzblattes 618 auf, das für das Kratzen der oberen Platte 606 benutzt wird. Der Befestigungsarm 616 weist ferner untere Kratzbefestiugngsstücke 620 und 622 auf, die an gegenüberliegenden Enden des Armes 616 angeordnet sind, um den Arm 616 mit den anderen Kratzbauteilen drehbar zu verbinden. Die untere Plattenkratzeinrichtung 614 weist einen unteren Kratzbefestigungsarm 624 auf, um ein unteres Kratzblatt 626 und eine Kabelbefestigung 628 gelenkig zu befestigen. Die Befestigung 628 wird in Verbindung mit einem Kabel verwendet, um mit der unteren Kratzeinrichtung 612 in Eingriff zu treten, wie dies in Verbindung mit den Figuren 66-68 erklärt werden wird. Das hintere Ende des Befestigungsarms 624 trägt einen Nockenfolger 629, der unterhalb eines Nockenfolger-Führungsstreifens 631 sitzt, um zu verhindern, daß das hintere Ende des Armes 624 über die untere Platte 608 angehoben wird. Beide Blätter 618 und 626 können aus einem harten Gummi bestehen, der genügend widerstandsfähig ist, um die Temperaturbereiche und den Typ der Zubereitungsreste, die typischerweise auf den Grillplatten 606 und 608 anfallen, auszuhalten.
Die obere Kratzeinrichtung 612 ist durch eine Befestigungsstütze 630 mit der unteren Kratzeinrichtung 614 verbunden. Die Befestigungsstütze 630 ist L-förmig und hat ein horizontales Element 632, das an dem unteren Kratzbefestigungsarm 624 gesichert ist, sowie ein vertikales Element 634, das sich von nahe der Mitte des Armes 624 senkrecht nach unten erstreckt.
Die obere Kratzeinrichtung 612 ist durch eine obere Verbindung 636 und eine untere Verbindung 638 zwischen den distalen Enden der Befestigungsstütze 630 befestigt. Die obere Verbindung 636 ist an einem Ende des oberen Endes des vertikalen Teils 634 sowie mit seinem anderen Ende mit dem oberen Ende des oberen Kratzbefestigungsarmes 616 drehbar befestigt. Die untere Verbindung 638 weist ein vertikales Verbindungselement 640 auf, das an dem hinteren Abschnitt des horizontalen Befestigungsstützelementess 632 befestigt ist, sowie einen L-förmigen Verbindungsarm 642, der nahe dem oberen Ende des vertikalen Verbindungselementes 640 drehbar befestigt ist. Eine vertikal angeordnete Feder 644, die an dem vorderen Ende des Verbindungsarmes 642 befestigt ist und die zwischen dem Arm 642 und der Stütze 630 verbunden ist, gewährleistet eine Spannung auf das vordere Ende des Armes 642, so daß das gegenüberliegende Ende des Armes 642 nach oben drehen kann, um die obere Plattenkratzeinrichtung 612 an der oberen Platte 606 zu greifen. Ein Kabel 646, das zwischen dem hinteren Ende des Armes 642 und der Kabelbefestigung 628 angeordnet ist, sorgt für eine ausreichende Kraft, um der durch die Feder 644 bereitgestellten Vorspannung entgegenzuwirken, wenn kein Kratzbetrieb erwünscht ist.
Gemäß der Figur 69 ist der Kratzer 610 zwischen den Linien A und B des Grilles 275, wie durch die Pfeile C und D dargestellt, bewegbar. Für diesen Zweck ist ein Kratzerbewegungs zylinder 648 und eine bewegbare Zylinderstange 650 vorgesehen. Das distale Ende des Zylinders 648 ist mit einer ersten Kratzbefestigungsstütze 651 und das distale Ende der Stange 650 ist mit einer zweiten Kratzbefestigungsstütze 652 verbunden. Die Befestigungsstützen 651 und 652 sind gleitbar auf einem Stützkanal 653 angebracht und tragen die Kratzer 610 und 611. Der Zylinder 648 bewegt sich auf den Stützen 651 und 652 und kann entweder den Kratzer 610 oder 611 bewegen, indem er mit einem von zwei Stopstiften (nicht gezeigt) in Eingriff tritt, die an jedem Ende des Kanals 653 angeordnet sind, um den Zylinder 648 und die Stange 650 zu befestigen.
Die Befestigungsstütze 651 weist ferner einen ortsfest angebrachten Kratzeingriffszylinder 654 auf, der eine Eingriffszylinderstange 656 hat, die drehbar mit dem unteren Kratzbefestigungsarm 624 verbunden ist. Der Zylinder 654 wird verwendet, um mit den Kratzeinrichtungen 612 und 614, wie unten beschrieben, in Eingriff zu treten. Die Stütze 652 trägt ähnliche Bauteile, die nicht dargestellt sind.
Der Betrieb des Kratzers 610 wird nun in Verbindung mit den Figuren 65-69 beschrieben. Gemäß Figur 69 beginnt der Kratzbetrieb mit der Befestigung des distalen Endes der Zylinderstange 650 mit einem Stopstift. Der Zylinder 648 wird dadurch zu der Grillseite B zurückgezogen, was seinerseits den Kratzer 610 veranlaßt, sich über den Grill in Richtung, dargestellt durch den Pfeil C, zu bewegen. Während dieses ersten Schrittes bleiben die Kratzeinrichtungen 612 und 614 in zurückgezogener Position von den Platten 606 und 608, wie dies in der Figur 65 dargestellt ist, da die Stange 656 des Kratzeingriffszylinders in der zurückgezogenen Position gemäß Figur 67 ist.
Wenn der Kratzer 610 die Linie B auf dem Grill 600 geringfügig überschritten hat, müssen die Kratzeinrichtungen 612 und 614 in Eingriff treten, bevor der Kratzer 610 den Grill 275 in Richtung des Pfeiles D zurück passiert. Gemäß Figur 68 wird der Kratzeingriffszylinder 654 ausgelöst, so daß die Zylinderstange 656 nach vorne stößt. Dies führt dazu, daß sich das untere Kratzblatt 626 in umgekehrter Uhrzeigerrichtung in Richtung des Pfeiles E dreht und die untere Platte 608 für das Kratzen kontaktiert. Die Drehaktion des unteren Blattarmes 626 schafft Spielraum für das Kabel 646, welches sich dann nach oben in Richtung des Pfeiles F bewegen kann. Die nach oben gerichtete Bewegung des Kabels erlaubt dem hinteren Ende des Verbindungsarmes 642 in Reaktion auf die von der Feder 644 geschaffene Vorspannung nach oben und nach hinten zu bewegen. Diese kooperative Aktion der Verbindungen 636 und 638 bewirken dann, daß sich die obere Kratzeinrichtung 612 zu der oberen Platte 606 in Richtung des Pfeiles F bewegt, um gemäß Figur 66 den Kratzvorgang zu beginnen. Der Kratzer 610 ist nun für das Kratzen der oberen und unteren Platte 606 und 608 fertig. Um dies durchzuführen, wird der Kratzbewegungszylinder 648 ausgelöst, um den Kratzer 610 über den Grill 600 in Richtung des Pfeiles D zu führen. Die Kratzblätter 618 und 626 kratzen dann jeden Nahrungsmittelrest, der auf den Platten 606 und 608 vorhanden ist, wobei die abgekratzten Reste über die Grilloberfläche durch das Blatt 626 in einen Abfallbehälter gelangen (nicht gezeigt).

Brötchentoaster

Sandwich-Brötchen können vor der Sandwicheinrichtung durch den automatischen Brötchentoaster, der in den Figuren 70-74 dargestellt ist, getoastet werden. Der Toaster kann Brötchenober- und -unterseiten aufnehmen, die Brötchenteile toasten und die Brötchenteile auf Schalen in der geeigneten Orientierung für deren weiteren automatischen Verarbeitung zurückführen. Gemäß Figur 70 weist ein automatischer Brötchentoaster 660 einen Oberseiten-Toaster 662 und einen Unterseiten-Toaster 664 für das Toasten der entsprechenden Brötchenober- und -unterseiten auf. Die Toaster 662 und 664 sind mit dem hinteren Abschnitt einer Toasterplatte 666 verbunden. Die Toasterplatte 666 weist eine Beladungsstation 668 für die Oberseiten und eine Beladungsstation 670 für die Unterseiten auf. Die Stationen 668 und 670 können Brötchenteile für das Toasten aufnehmen und von den Toastern 662 und 664 getoastete Brötchenteile empfangen. Die Platte 666 weist ferner Aufbewahrungsgestelle 672 und 674 für die Aufbewahrung von Brötchenbehältern auf.
Ein Oberseitenring 676 und ein Unterseitenring 678 bewegen die Brötchen nach vorne und nach hinten zwischen den Beladungsstationen 668 und 670 und den Toastern 662 und 664. Die Ringe 676 und 678 weisen mehrere Ringöffnungen 677 und 679 auf, die in einer horizontalen planaren Anordnung angeordnet sind. Die Ringe 676 und 678 sind mit den entsprechenden Transportarmen 680 und 682 verbunden, die verwendet werden, um die Ringe 676 und 678 in Richtung des Pfeiles AA in und aus den Toastern 662 und 664 zu bewegen.
Figur 71 zeigt zusätzliche Details des Toasters 660. Der Oberseitentoaster 662 verwendet eine befestigte untere Platte 684 und eine bewegbare obere Platte 686, um mehrere Brötchenoberseiten BC zu toasten. Die Platten 684 und 686 weisen jeweils Heizelemente (nicht gezeigt) auf, die in Betrieb sind, wann immer der Toaster 660 in Betrieb ist. Die obere Platte 686 wird durch die Bewegung eines Stürzarmes 688 in den Richtungen, die durch den Pfeil BB dargestellt sind, angehoben. Der Stützarm 688 wird durch Auslösen eines Stützarmzylinders 690 für die obere Platte bewegt.
Gemäß Figur 71 ist ein gestängefreier Zylinder 692 vorgesehen, um den Transportarm 680 in den Richtungen, die durch den Pfeil AA dargestellt sind, zu bewegen. Der Zylinder 692 ist bewegbar an einem Paar von vertikal orientierten Zylinderführungen 694 befestigt. Dies erlaubt dem Zylinder 692 und dem Transportarm 680 sich anzuheben, um Brötchen durch einen Anhebungszylinder 696 zu entfernen, der in Verbindung mit der Figur 74 beschrieben wird.
Im Unterseitentoaster werden identische Bauteile wie im Toaster 662 verwendet. Diese Teile sind in der Figur 72 gezeigt und weisen eine untere Platte 685, eine bewegbare obere Platte 687, Stützarme 689 für die obere Platte, einen Stützarmzylinder 691 (blockiert von der Ansicht), einen gestängefreien Zylinder 693, Zylinderführungen 695 sowie einen Ringanhebungszylinder 697 auf. Der Betrieb des Unterseitentoasters 664 ist identisch mit dem Oberseitentoaster 662, mit der Ausnahme, daß die Entfernung zwischen den geschlossenen Platten 685 und 687 geändert ist, um die geringere Höhe der Brötchenunterseiten BH aufzunehmen.
Der Betrieb des Toasters 660 wird in Verbindung mit den Figuren 71, 73 und 74 beschrieben. Gemäß Figur 71 beginnt der Betrieb dadurch, daß das Bedienungspersonal einen Startknopf (nicht gezeigt) drückt und eine leere Brötchenschale 698 unter den Oberseitenring 676 einführt. Das Bedienungspersonal belädt dann die Brötchenoberseiten BC in die geeigneten Ringöffnungen 677, was auf einer Matrixanzeige (nicht gezeigt), die nahe dem Brötchentoaster angeordnet ist, angezeigt wird. Die Verwendung dieser Matrixanzeige wird bevorzugt, da sie die geeigneten Öffnungen anzeigt, die notwendig für jedes Erhitzen sind, wenn weniger als ein voller Ring von Brötchen getoastet werden soll.
Nach der Beladung mit dem Brötchen wird der Zylinder 692 ausgelöst, um die Brötchenoberseiten BC nach hinten zwischen die Platten 684 und 686 zu bewegen. Danach wird der Stützarmzylinder 690 für die obere Platte für das Toasten zu der oberen Platte 686 zurückgezogen. Wenn das Toasten vollendet ist, wird der Zylinder 690 wieder betätigt, um die obere Platte 686 anzuheben, und der Zylinder 692 wird ausgelöst, um die getoasten Brötchenoberseiten BC zurück zu der Beladungsstation 668 über der Schale 698 zu führen, wie dies in Figur 73 dargestellt ist. An diesem Punkt wird der Ringanhebungszylinder 696 ausgelöst, um den Ring 676 anzuheben. Dadurch kann ein Restaurantmitarbeiter die Schale 698 mit den in der geeigneten horizontalen planaren Anordnung vorliegenden Brötchenoberseiten BC entfernen, um die weitere automatische Verarbeitung gemäß Figur 74 durchzuführen.

Computerbetriebs- und Steuerstation

Die Computerbetriebs und Steuerstation 123 kann so ausgeführt sein, daß sie vollständig den Betrieb der Brateinheit 111 und/oder der Grilleinheit 145 steuert. Der Betrieb von der Brateinheit 111 und der Grilleinheit 145 kann so gesteuert und durchgeführt werden, wie dies in der US-Patentanmeldung Nr. 07/176 568, eingereicht am 1. April 1988, beschrieben ist. Die Steuerung der Brateinheit 111 ist repräsentativ für die Steuerungsmethode, die in der Brateinheit 111 und der Grilleinheit 145 verwendet wird. Um die Brateinheit 111 zu steuern, weist die Station 123 vorzugsweise einen Brateinheit-Hauptsteuercomputer oder ein Hauptsteuergerät, ein oder mehrere individuelle Gerätesteuereinrichtungen, eine Zahl von Eingabe- und Ausgabevorrichtungen sowie eine Reihe von Sensorsystemen auf, die einen Rückschluß auf die Position oder den Status der verschiedenen Brateinheitbauteile erlauben. Ein Stopknopf 123' für den Notfall ist auch vorgesehen (siehe Figur 2).
In Figur 81 ist die Organisation der Systemsteuer-Hardware und Software-Aufgaben und Funktionen, die erforderlich sind für die Steuerung der Brateinheit 111, in hierarchischer Weise dargestellt. Figur 81 beinhaltet sowohl Hardwareelemente wie auch die Softwarefunktionen und ist nur für eine Ausführungsform des Steuersystems repräsentativ. Die Verbindungslinien in der Figur 81 stellen den Austausch von Informationen zwischen den Steuerelementen dar. Es sei angemerkt, daß die individuellen Gegenstände gemäß Figur 81 mit Aufgaben korrespondieren, die von der Software oder von der Hardware allein oder in Kombination gemäß bekannter Weise durchgeführt werden.
Auf der höchsten Hierarchieebene der Figur 81 wird die Gesamtsystemsteuerung von einer Hauptsteuerung 751 durchgeführt, die ein Computer oder ein Systemsteuergerät sein kann. Die Hauptsteuerung 751 erfaßt und leitet die Aktivitäten der anderen, untergeordneten Module und Steuereinrichtungen 753 bis 765 und akzeptiert ferner die Informationen von den Ausgabeinformationen der Anzeigen, Steuerungen und Meldegeräte, die in den Blöcken 775-797 beschrieben sind. Auf der nächst niedrigeren Hierarchieebene von Figur 61 agiert eine Aufgabenverwaltung 753, eine Bediener-Schnittstelle 755 und ein Scheduler-Modul 757, um die Sequenz der Brateinheit-Operationen zu bestimmen. Die Aufgabenverwaltung 753 handhabt die zeitabhängigen Brateinheit-Prozesse, indem die Aufgabeneingänge gespeichert werden, die den Aufgaben entsprechen, die in einer Aufgabentabelle durchzuführen sind. Diese Aufgaben werden dann sequentiell durchgeführt. Die Aufgabentabelle enthält Informationen, wie z.B. den Aufgabentyp, die Zeit bis zur Aufgabenaktivierung und die Dauer der Aufgabe. Solche gespeicherten Aufgabeneingänge werden verwendet, um eine Reihe von Brateinheitaufgaben zu beginnen, einschließlich der Roboterbewegung und der Pommes frites Ausgabe, wobei fernerhin verschiedene Alarmvorrichtungen und Anzeigen initiiert werden. Die Bediener-Schnittstelle 755 steuert alle Bedienereingänge und -ausgänge zu und von der Brateinheit 111, während das Scheduler-Modul 757 verwendet wird, um das Einführen und Herausführen von Körben aus dem Bratgefäß zu erfassen, was nachfolgend als Fallen oder Ziehen gekennzeichnet ist. Um dies durchzuführen, speichert der Scheduler 757 eine Aufgabentabelle, die ähnlich zu der der Aufgabenverwaltung 753 ist und plant die durchzuführenden Aufgaben gemäß der gewünschten stündlichen Verkaufsrate von verschiedenen Produkten. Wenn der Scheduler 757 bestimmt, daß ein Korb eingeführt oder herausgeführt werden muß zu einer Zeit, die in Konflikt stehen würde mit einer bereits in die Scheduler-Aufgabentabelle aufgenommenen Aufgabe, wird der Scheduler 757 die neue Eingabe zeitmäßig nach vorne oder nach hinten verlegen, um den Konflikt zu eliminieren.
Die nächste Hierarchieebene gemäß Figur 81 hat ein Steuerungsmodul 759 für die Roboterbewegung, ein Steuermodul 761 für das Ausgabegerät, ein Steuermodul 763 für den Rührer des Bratgefäßes und ein Steuermodul 765 für die Schüttrutsche. Jede einzelne oder alle dieser Steuermodule können individuelle auf Hardware-basierende Mikroprozessoren verwenden oder sich ein gemeinsames Steuergerät teilen.
Die Steuerung 759 für die Roboterbewegung ist verantwortlich für die Steuerung aller Roboterbewegungen, die mit dem Einführen und Herausziehen der Bratkörbe in Verbindung steht. Die kontrollierten Roboterbewegungen sind die Bewegung zwischen den Bratgefäßen, die Bewegung zwischen der Pommes frites-Aufnahmestation und der Ausgabestation, die Anhebe- oder Absenkungsbewegungen des Roboters bezüglich des Bratgefäßes, die Bewegungen in Zusammenhang mit der Schwingung des Korbes, die es ihm erlauben, die Bratabdeckung zu passieren, wenn der Korb zu dem Massenausgabegerät geführt wird, und die für das Schütten des Produktes auf die Schüttrutsche verantwortlichen Bewegungen.
Bei der Steuerung der Roboterbewegung akzeptiert die Bewegungssteuerung 759 Eingänge von einer Reihe von Sensoren, die Informationen bezüglich der gegenwärtigen Position der verschiedenen Roboterbestandteile erfassen. Diese Sensoren haben einen Pulsliniencodierer, der die seitliche Roboterbewegung entlang einer Z-Achse parallel zu der Front der Brateinheit 111 erfaßt, einen Begrenzungsschalter, der als ein Nullreferenzpunkt für den Z-Achsen-Codierer verwendet wird, sowie ein Paar von oberen und unteren Zungenschaltern, die für die Messung der oberen und unteren vertikalen Grenzen der Bewegung des Roboters verwendet werden. Es liegen ferner verschiedene Sensoren für die Erfassung des Zustandes des Roboterendes des Armwerkzeuges vor, die ein Paar von HALL-Effektsensoren haben, um die rechte und linke 135º- Drehposition des Endes des Armwerkzeuges zu erfassen, ein Paar von HALL-Effektsensoren, um die rechte und linke 90º- Drehposition des Endes des Armwerkzeuges zu erfassen, und ein lineares Hall-Effektsensormodul, das erfaßt, wenn das Ende des Armwerkzeuges voll geöffnet, voll geschlossen und wenn ein Korb von dem Werkzeug erfaßt wird.
Das Ausgabe-Steuermodul 761 stellt die bi-direktionale Kommunikation mit dem Ausgabegerät her. Die Steuerung 761 sendet Befehle zu dem Ausgabegerät, um eine kontinuierliche Korbbeladung durchzuführen, um die Korbbeladung zu stoppen, um einen beladenen Korb bereitzustellen, um einen Korb für das Ablassen bereitzustellen, und für das Einstellen der individuellen Korbbelastung auf eines der verschiedenen, vorbestimmten Gewichtsbeschränkungen. Ferner akzeptiert die Ausgaben-Steuerung 761 Signale von einer Vielzahl von Ausgabe-Sensoren, welche die Gegenwart von Bratkörben an bestimmten Positionen innerhalb des Ausgabegerätes anzeigen sowie den Status der verschiedenen Bauteile und Funktionen des Ausgabegerätes.
Die Rührsteuerung 763 wird verwendet, um den Betrieb des Gefäßrührmechanismus zu steuern.
Die Schüttrutschen-Steuerung 765 wird verwendet, um den Betrieb der Schüttrutsche zu steuern. Die Steuerung 765 bewegt die Schüttrutsche zwischen ihrer normalen vertikalen Position und einer horizontalen Position über dem ersten Bratgefäß für die Präsentation des fertigen Erzeugnisses von dem Roboter.
Die nächste Hierarchierebene gemäß Figur 81 weist verschiedene Eingänge zu und Ausgänge von dem Steuersystem auf. Die erste Eingabevorrichtung auf dieser Ebene ist ein Stopmodul 767 für den Notstop. Das Stopmodul 767 wird aktiviert von einem Bediener, wenn dieser einen oder zwei Notstop-Knöpfe drückt. Wenn das Modul 767 aktiviert ist, verhindert die Hauptsteuerung 751 alle weiteren Bewegungen des Ausgabegerätes und des Roboters.
Dieses Niveau weist ferner ein Anzeigesteuermodul 769, ein Berührungssteuermodul 771 und ein Modul 773 für einen hörbaren Alarm auf. Das Anzeigesteuermodul 769 bestimmt, welche der verschiedenen Anzeigen für einen Bediener auf seinem Anzeigenschirm verfügbar sind, während die Berührungssteuerung 771 Eingaben von dem Berührungsplatten-Anzeigennetz akzeptiert, um sicherzustellen, daß Berührungskommandosignale zu der Hauptsteuerung 751 zurückgesendet werden gemaß den gegenwärtig angezeigten Signalen durch die Steuerung 769. Das Modul 773 für den hörbaren Alarm zeigt dem Bediener hörbar an, wenn Qualitätsüberprüfungen durchgeführt werden müssen oder wenn ein Notstop initiiert wurde.
Die übrigen zwei Hierarchiebenen der Figur 81 zeigen die verschiedenen Anzeigen an, die durch die Anzeigensteuerung 769 erzeugt werden können. Diese Anzeigen sind eine Stillegungsanzeige 775, eine Anzeige 777 für den Neustart und die Erholung, eine Startanzeige 779, eine Hauptanzeige 781, eine Korb-Möglichkeits- und -Nichtmöglichkeits-Anzeige 783 und eine Anzeige 785 für die Erzeugnismischung und die Preiskontrolle.
Die Stillegungsanzeige 775 erlaubt einem Bediener weiter fortzufahren während einer kontrollierten Stillegung des Systems. Diese Anzeige informiert den Bediener über jeden gegenwärtigen Zubereitungsprozeß und über die verbleibende Zeit, bevor die Zubereitungsverfahren beendet werden und das System zur Stillegung fertig ist. Die Hauptsteuerung 751 unterbricht alle Pläne, wenn diese Anzeige aktiv ist.
Die Neustart-Anzeige 777 ist immer aktiv, wenn die Hauptsteuerung 751 nach einer nicht-programmäßigen Unterbrechung des Betriebs wieder für einen Neustart verfügbar ist. Wenn diese Anzeige aktiv ist, muß der Bediener die zu viel zubereiteten Produkte entfernen und den Betrieb fortsetzen.
Die Startanzeige 779 zeigt dem Bediener verschiedene diagnostische Ergebnisse und Startinformationen an.
Die Hauptanzeige 781 erlaubt dem Bediener die Produktion von Nahrungsmittelgegenständen durch die Brateinheit 111 zu kontrollieren. Durch zusätzliche Anzeigen 787 bis 797 werden diese Gegenstände, die während des Routineverfahrens eingestellt werden können, dem Bediener verfügbar gemacht. Diese Anzeigen sind eine Rateneinstell-Anzeige 787, die es dem Bediener erlaubt, die stündlichen Zubereitungsraten zu erhöhen oder zu reduzieren, eine Korbprioritäts-Anzeige 789, die es dem Bediener erlaubt, zusätzliche Körbe oder Erzeugnisse anzufordern, um die Gesamtproduktionsrate zu erhöhen, und eine Korbstreichungs-Anzeige 791, die es dem Bediener erlaubt, den programmäßig nächsten Korb des zu bearbeitetenden Produktes zu streichen. Ferner ist eine Gefäßstatus-Anzeige 793 vorgesehen, die anzeigt, ob ein Korb für die Zubereitung verfügbar ist oder nicht, eine Herstellungsstatus-Anzeige 795, die die Zeit anzeigt, bis die nächsten zwei Körbe in das Gefäß eingeführt werden und wenn die nächsten zwei Körbe aus dem Gefäß herausgeführt werden, eine Qualitätsüberprüfungs-Anzeige 797, die dem Bediener anzeigt, daß die Nahrungsmittelqualität überprüft werden muß, wenn ein Korb des Erzeugnisses nicht innerhalb der letzten sieben Minuten herausgezogen wurde.
Die Korb möglich/nicht möglich-Anzeige 783 erlaubt dem Bediener, jeden Korb in dem System zu verwenden oder nicht zu verwenden, während die Anzeige 785 für die Erzeugnismischung und den Preis dem Bediener erlaubt, den gegenwärtigen Preis, die Erzeugnismischung und die verschiedenen Größen für die Erzeugnisse, welche durch die Brateinheit 111 zubereitet werden, festzusetzen.
Für die Durchführung der obigen Aufgaben kann jede geeignete bekannte Hardware-Ausrüstung verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Hauptsteurung 751, das Anzeigensteuermodul 769 und das Berührungssteuermodul 771 so aufgebaut sein, wie dies schematisch in Figur 76 dargestellt ist, und kann die folgenden Hauptbestandteile aufweisen: einen INTEL 80C188-Mikroprozessor, eine EPSON E1330 Grafikanzeigensteuerung, eine Berührungsplatte LCD-FL Benutzerschnittstelle, eine ZILOG 8530 serielle Kommunikationssteuerung und einen Systemspeicher.
Der INTEL 80C188 ist ein hochintegrierter, pseudo-IBM XT kompatibler Prozessor, der insbesondere für eingebettete Steueranwendungen verwendbar ist. der INTEL 80C188 kann vorteilhafterweise Software verwenden, die mit Industriestandard-PC-Entwicklungswerkzeugen entwickelt und durchprüft wurde (zum Beispiel QUICK; C, MSC 5.0, MASM 5.0).
Die EPSON Grafikberührungsplatte E1330 LCD-FL ist eine 320 x 200 Pixel LCD-Anzeige und hat eine (5 x 13) Berührungsplatte mit eingebautem Fluoreszenz-(FL) Hinterlicht. Die LCD-Anzeige wird von einer E1330 Grafiksteuerung gesteuert, die flexible, hochwertige Funktionen bereitstellt (zum Beispiel teilweises oder volles Abrollen von Seiten, automatische Cursorbewegung und ein programmierbares Cursorformat). Eine Berührungsglied-Schnittstelle ist vorgesehen, die aus einer einfachen X-Y digitalen Scannerschaltung besteht. Die E1330 ist eine allgemeine LCD-Schnittstelle, die viele verschiedene LCDs mit einer Auflösung von bis zu 320 x 200 Punkten steuern kann. Die Scannerschaltung fragt bis zu einer 8 x 8 Kastenmatrix ab. Falls notwendig, erlaubt die größere Scannermatrix den Austausch einer anderen LCD-Platte.
Die ZILOG 8530 serielle Kommunikationssteuerung (SCC) hat zwei unabhängige serielle Kanäle. Der Kanal 1 der SCC wird für die Eingabe-Ausgabe Kommunikation mit den Maschinensteuermodulen der Brateinheit 111 und der Kanal B wird für die Ausführung einer Netzwerkschnittstelle verwendet, wie dies in Figur 76 dargestellt ist.
Der Systemspeicher hat bis zu 64 K des ROM-Platzes (Verwendung von 2 27100 EPROMS) und bis zu 32 K der statischen RAM und kommuniziert gemäß Figur 76 mit dem INTEL 80C188. Die ROM wird für die Speicherung von Systemsoftware (zum Beispiel boot code, Diagnose, BIOS-Funktionen, DOS Konsole I-O Funktionen etc.) und von Algorithmen verwendet, welche die Brateinheit steuern.
Die maschinenspezifischen Steuermodule 769-765 sind über ein serielles Industriestandard-RS-485-Kommunikationsnetzwerk mit der Hauptsteuerung 751 verbunden. Jedes maschinenspezifische Steuermodul kann einen INTEL 8031 Mikroprozessor aufweisen, der die maschinenabhängigen Funktionen auf niedrigem Niveau durchführt. Dies isoliert die Hauptsteuerung 751 von der maschinenabhängigen Hardware und erleichtert zukünftige Modifikationen und/oder Expansionen.
Das Roboterbewegungs-Steuermodul 759 kann eine Steuerung für einen Schrittmotor, wie schematisch in Figur 77 dargestellt, enthalten. Die Steuerung für den Schrittmotor ist für alle Aufgaben verantwortlich, die mit der Bewegung des Robotermotors 153 verwandt sind, einschließlich der Aufrechterhaltung positioneller Information und der Verrechnung der erforderlichen Trajektorie für die Beschleunigung und die Bremsung des Motors. Gemäß Figur 77 sind die Hauptbauteile der Schrittmotorsteuerung ein INTEL 8031 Mikroprozessor, ein Indexer für den Schrittmotor und ein Antrieb für den Schrittmotor.
Der INTEL 8031 ist ein für die Durchführung von eingebetteten Steueranwendungen spezifischer Mikroprozessor. Dieser Mikroprozessor enthält einen asynchronischen Ausgang für die Kommunikation mit der Hauptsteuerung 751 und ein 8 K (2764) EPROM für die Speicherung der Steuersoftware und der Diagnostik. Die acht optisch miteinander verbundenen Eingänge gemäß Figur 77 nehmen die Positionsrückmeldungen von einer Zahl von optischen Sensoren auf, die an der Roboterarmführung angeordnet sind. Fünf optische Unterbrecher auf dieser horizontalen Führung schaffen einen 2-Bit binären Ausgang, der den offenen Bereich, das linke Ende der Führung, das rechte Ende der Führung und die Mitte anzeigt.
Gemäß Figur 77 werden zwei Ausgänge benutzt, um den Schritt und die Richtung des Indexers für den Schrittmotor anzuzeigen. Der Indexer für den Schrittmotor ist eine Weitpulsmodulations-Schaltermodusmaschine, die Vollschritt- und Halb- Schritt-Sequenzen für den Antrieb des Schrittmotors erzeugen kann. Der Antrieb für den Schrittmotor liefert die Kraft für den Antrieb ds Schrittmotors in einem gegenwärtigen modulierten Modus.
Die Roboterbewegungs-Steuerung 759 kann auch eine Roboterarm-Steuerung aufweisen, wie dies schematisch in Figur 78 dargestellt ist. Die Armsteuerung steuert den vertikal angeordneten Zylinder 181 und die Luftzylinder 191, 205 und 215, die den Greifer betreiben. Die Steuerung ist ähnlich der Steuerung für den Schrittmotor nach Figur 77, wobei zusätzliche Ein- und Ausgänge (24 optisch miteinander verbundene Eingänge und 24 optisch verbundene Ausgänge gemäß Figur 78) und keine Steuerhardware für den Schrittmotor vorhanden ist. Diese Steuerung weist einen INTEL 8031 auf und eine Steuer- ROM und handhabt geinäß Figur 78 die Maschine und die optisch verbundenen Ein- und Ausgänge.
Die Ausgaben-Steuerung 761 ist verantwortlich für die Steuerung der Beladung einer spezifischen Menge von Pommes frites in dem Korb. Die Hardware für diese Steuerung kann die gleiche sein wie die Horizontalachse-Schrittmotor-Steuerung, die in Verbindung mit Figur 77 beschrieben wurde.
Die Rateneinstell-Anzeige 787 kann eine manuelle Rateneinstellung akzeptieren oder sie kann Daten von einem Verkaufspunkt (POS)-Register akzeptieren, das Kundenbestelldaten zu der Hauptsteuerung überträgt. Im letzteren Fall werden die Daten gespeichert und mit der Nahrungsmittelherstellung, die zur Zeit abläuft, verglichen sowie mit dem in dem Computer gespeicherten Tagesplan. Gemäß einer Ausführungsform der Software für die Steuerung und den Betrieb der Brateinheit 111 sind Software und Daten für die Hauptsteuerung vorgesehen, die in bezug stehen zu den Erzeugnisanforderungen für alle von der Brateinheit 111 erzeugten Erzeugnisse und zwar auf Basis der Verkaufsrate, die in Ausdrücken von Dollars pro Stunde oder einer anderen geeigneten Einheit dargestellt sein kann. Die Menge von einem Erzeugnis wird bestimmt durch den Prozentsatz des Verkaufs von jedem Produkt unter Berücksichtigung der Gesamtdollar pro Stunde Verkaufsrate, mit der die Brateinheit 111 arbeitet.
Diese Daten können historische Daten sein und können für ein bestimmtes Geschäft, in dem die Brateinheit 111 arbeitet, angepaßt werden. Die historischen Daten können in verschiedener Weise dargestellt werden, wie zum Beispiel auf einer Tag-zu-Tag-Basis, einer Wochentags-Wochendbasis oder auf einer anderen Basis. Vorzugsweise enthalten die Daten die Verkaufsrate auf einer stündlichen Basis für einen Zeitraum, während dessen das Geschäft geöffnet ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann einen Softwarefluß und eine Architektur für den Betrieb der Brateinheit 111 gemäß der Figur 80 aufweisen. Gemäß Figur 80 ist das "Hauptmenu" eine Anzeige einer Wahlliste für den Geschäftsmanager, die folgendes aufweisen kann:
(1) Start der Brateinheit 111;
(2) Überprüfen, Modifizieren oder Korrigieren der Parameter für die Brateinheit 111; Wechsel der Grundeinheiten, zum Beispiel der Produktpreise und der Produktmischungen bezüglich des Tagesplanes;
(3) Eintritt eines Vorganges, der aus dem heutigen Tag einen speziellen Tag macht, wie zum Beispiel Kommunikationsereignisse, welche die Anforderungen an das Geschäft beeinflussen.
"Starttag" beginnt das Programm des Tagesplanes und jedes Startweges für den Roboter. Das Kurzzeitprogramm wird entwickelt und es beginnt, die Einsammlung von Daten aus dem VZP Verkaufszahlenregister, um diese mit dem Kurzzeit- und Tagesplan zu verglichen. Am Ende des Tages wird die Steuerung auf den "Endetag"-Weg geschaltet, welcher die Brateinheit 111 abschaltet.
"Speicherdateien" sind ein Satz von Dateien für die nächsten oder mehr (zum Beispiel 7) Tage, die von dem "Prognoseweg" am Ende jeden Tages modifiziert werden. Diese Dateien können von dem Manager des Geschäftes überprüft und modifiziert werden.
Der "Prognosenweg" überprüft die Daten der letzten Tage und was an diesen Tagen passiert ist und stellt die zukünftige Tagesdatei, basierend auf einer Woche-zu-Woche Information ein und berücksichtigt jedes Ereignis aufgrund einer speziellen Werbeaktion oder aufgrund von wechselnden Kundenanforderungen, die von verschiedenen Einflüssen abhängig sind. Der Start einer Werbeaktion kann von dem Manager so eingestellt werden, daß die Produktmischung von dem Produkt, für welches geworben wird, modifiziert wird.
"VZP" oder "Verkaufszeitpunkt" ist ein elektronisches Register, das Bestellungen aufnimmt und Informationen bezüglich der Verkaufszahlen und der Produktmischung einsammelt. Es stellt ferner Informationen auf einer Realzeitbasis für den Vergleich des Tages- mit dem Kurzzeitplan auf. "VZP-Daten" sind gespeicherte VZP-Daten.
Die "Kurzzeittabelle" ist eine Tabelle oder ein Plan, welcher die genauen Zeitbefehle an den Computer aufweist und diesem mitteilt, was zu tun ist und wann dies zu tun ist. Dieser Plan läuft automatisch ab und verhindert jegliche doppelte oder konfliktträchtige Anforderung an den Computer.
Dieser Plan kann unterwegs unterbrochen und modifiziert werden.
Die "Sensoren" erfassen die zuvor beschriebenen, verschiedenen Parameter.
Die "Realzeit-Steuerung" liest VZP, gibt Befehle an die Robotersteuerungen, liest die Sensoren, erhält Informationen von den Steuerungen, reagiert auf Mitteilungen von einem Bediener über eine Tastatur und folgt dem Kurzzeitplan.
Im Betrieb der Brateinheit 111 werden die in dem Computer enthaltenen und mit der Brateinheit-Software verbundenen Daten benutzt, um Nahrungsmittel mit einer Rate herzustellen, die auf der projizierten Rate gemäß den historischen Daten in dem Computer basiert. Ein Betriebsplan für den gesamten Tag wird von der Geschäftsöffnung bis zur Geschäftsschließung basierend auf den historischen Verkaufsdaten erarbeitet. Diese Daten werden von dem System aufgenommen, um einen mehr detaillierteren Plan zu erzeugen, der auch kürzere Zeiträume umfaßt, zum Beispiel eine Stunde oder weniger, zum Beispiel einen 15 Minuten Zeitraum. Die Verkaufsrate wird automatisch auf der Basis des Tagesplanes für diesen Tag gesetzt und kann von einem menschlichen Bediener gesteigert oder reduziert werden und zwar für den gesamten Tag oder für eine bestimmte Periode, zum Beispiel für die Mittagszeit. Ein typischer Tagesplan für die Verkaufsraten auf einer stündlichen Basis ist in Tabelle II gezeigt. Tabelle II Typischer stundenweiser Tagesplan für Verkaufsraten Zeitraum Verkaufsrate ($Erzeugnisse/Stunde) vormittags nachmittags
Eine hypothetische Produktmischung für die Produkte, die von der Brateinheit 111 hergestellt werden können, zeigt Tabelle III, und zwar auf einer Prozentbasis der Dollarverkäufe. Tabelle III Hypothetische Mischung der Erzeugnisse Erzeugnis % Mischung des Gesamtverkaufs der Brateinheit Pommes frites Hühnchenstücke Fischfilets Hühnchenpasteten
Die Menge des pro Stunde oder für einen anderen Zeitraum notwendigen Produktes wird von der Computersystemsteuerung bestimmt. Zum Beispiel kann die Verkaufsrate mit dem Prozentsatz des Produktes multipliziert und durch die Kosten pro Einheit dividiert werden. Mit dieser Information kann das System einen Kurzzeitplan aufstellen. Der Kurzzeitplan würde beispielsweise erfordern, daß eine bestimmte Zahl von Nahrungsmitteleinheiten hergestellt werden müssen, um die vorgesehene Verkaufsrate zu erfüllen. Dieses System würde also die verschiedenen Vorgänge der Brateinheit planen, einschließlich der erforderlichen Roboterbetriebszeit, um die erforderlichen Einheiten des Erzeugnisses herzustellen.
Die stündlichen Verkaufsraten können ferner, und dies ist bevorzugt, in weitere Zeiträume aufgeteilt werden, um den tatsächlichen Verkaufsraten in genauerer Weise zu folgen. Zum Beispiel kann gemäß Tabelle IV und basierend auf den historischen Geschäftsdaten der Zeitraum von 10.00 bis 13.00 Uhr in 15 Minutenperioden aufgeteilt werden. Tabelle IV Typischer viertelstündlicher Kurzzeitplan Zeitraum Verkaufsrate ($ Erzeugnis/Std.) vormittags nachmittags
Auf einer Realzeitbasis können Informationen von dem VZP-Register, wenn diese in ausreichender Weise von dem Kurzzeitplan abweichen, zum Beispiel von der Produktmischung oder von der Rate, eine Unterbrechung in dem Kurzzeitplan hervorrufen, um den Wechsel der Produktpriorität der Brateinheit 111 zu bewirken und um die neuen Anforderungen zu erzielen. Typischerweise wird ein ausreichender Unterschied in dem Prozentsatz sein, zum Beispiel eine 20 %-Differenz über einen Zeitraum von 15 Minuten. Die Unterbrechung kann auch von einem menschlichen Bediener über die Bediener-Schnittstelle 755 erfolgen. Die Unterbrechung wird in solch einer Weise durchgeführt, daß alle von der Brateinheit 111 gestarteten Aktivitäten programmgemäß vollendet werden, und der Plan für den Prioritätsgegenstand so schnell wie möglich in den bestehenden Kurzzeitplan eingebaut wird. Wenn eine Unterbrechung auftritt, kann das System so aufgebaut sein, daß es automatisch zu der Herstellung mit einer bestimmten Rate und einer bestimmten Produktmischung gemäß dem Tagesplan zurückkehrt.
Das Steuersystem der Brateinheit 111 plant die Roboterzeit, wobei bestimmt wird, ob der erforderliche Zeitblock oder die Blocks frei oder reserviert, also nicht verfügbar sind, wie dies in Figur 79 dargestellt ist. Wenn ein besonderer Zeitraum nicht verfügbar ist, wird die nächst verfügbare Zeit bestimmt und reserviert.
Die für die Zubereitung einer Nahrungsmitteleinheit in der Brateinheit 111 erforderlichen Zeitblöcke bestehen aus einem Zeitblock A und einem Zeitblock B. Zeitblock A oder Fall- Zeit ist die Zeit, die erforderlich ist, damit der Roboter einen leeren Bratkorb erreicht (die Bratkörbe sind einer besonderen Position in den Bratgefäßen 137 zugeordnet, wobei leere, nicht in Benutzung befindliche Bratgefäße in der Brateinheit 111 in dieser Bratgefäß-Position bleiben), die Nahrungsmittel in der Ausgabestation 115 ausgibt und zuführt sowie der Bratkorb mit dem Nahrungsmittel in der Zubereitungsposition and dem Bratgefäß 137 deponiert. Der Zeitblock B is zeitmäßig von dem Zeitblock A initiierten Nahrungsmittels getrennt. Der Zeitblock B oder die Herauszieh-Zeit umfaßt die Zeit, die erforderlich ist, damit der Roboter 113 den Bratkorb aus dem Bratgefäß 137 zu der Schüttstation 119 bewegen kann, sowie die erforderliche Zeit, um den Korb zu schütten, und die Zeit, die erforderlich ist, um den leeren Korb aufzunehmen und ihn zu seiner Gefäßposition zurückzuführen.
Die Figur 75 ist eine schematische Darstellung eines Planes an einer Position für die Brateinheit 111, die Grilleinheit 145, die Brateinheit 144 und einer Grilleinheit 145', die eine etwas andere Ausführungsform im Vergleich zu der Grilleinheit 145 ist. Die Brateinheit 111 handhabt Pommes frites und weist einen Roboter 113 auf, ein Kastenausgabegerät 135, Bratgefäße 137 und eine Pommes frites-Abfüllstation 139. Die Brateinheit 145 handhabt Hühnchenstücke, Hühnchenpasteten und Fischfilets und weist einen anderen Roboter 113 auf, ein Stückchen-Ausgabegerät 247, ein Hühnchenpasteten- Ausgabegerät 241, ein Fischfilet-Ausgabegerät 245, Bratgefäße 137 und Aufbewahrungsstationen 252 und 254 für zubereitete Nahrungsmittel, wie mit Bezug auf die Figuren 24 und 25 beschrieben wurde. Verschiedene Schränke 160, 160' und 160" für die Aufnahme dieser Einrichtungen sind ebenfalls gezeigt.
Die Grilleinheit 145 gemäß Figur 75 hat einen Roboter 267, eine Nahrungsmittel-Ausgabestation 269, eine Zubereitungs station 275, die geteilt wird mit der Grilleinheit 145', eine Aufbewahrungsstation 277 für zubereitete Nahrungsmittel, eine Brötchentoaster-Station 279 und einen Arbeitsbereich 280. Die Grilleinheit 145' weist ähnliche Bauteile auf, die mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind, wobei die Ausnahme darin besteht, daß die Nahrungsmittel-Ausgabestation 269' kleinere Hamburger als die Station 269 ausgibt, und die Brötchentoaster-Station 279' kleinere Brötchen als der Brötchentoaster 279 aufnimmt.
Die Steuerung der Grilleinheit 145 kann in gleicher Weise durchgeführt werden wie die der Brateinheit 111. Ein logisches Ablaufdiagrainm eines Software-Steuerprograinmes, das für die Steuerung der Grilleinheit 145 geeignet ist, ist in den Figuren 85 bis 88 gezeigt. Für ein besseres Verstehen der folgenden Erklärung der Figuren 85 bis 86 werden zunächst die verschiedenen Positionen und Steuerachsen am besten in Verbindung mit den Figuren 82, 83 und 84 erläutert.
Gemäß Figur 82 hat eine horizontale planare Anordnung einen 3 x 3 Reihen- und -Spalten-Matrixschalter 800, der die Positionen P1 bis P9 hat. Diese Matrix entspricht der horizontalen planaren Anordnung 499 in dem Ring 493 für zubereitete Pasteten und in dem Ring 517 für nicht-zubereitete Pasteten. Wenn ein Bediener den Grilleinheit-Kreislauf startet, wählt er die gewünschte Zahl an Pasteten auf einer Anzeige aus, die bezifferte, beleuchtbare Knöpfe hat, welche in den Positionen gemäß Figur 82 angeordnet sind. Die optimalen Brötchenpositionen für diese Zahl an Pasteten, die auf der Anzeige anzuzeigen sind, haben somit ein Muster, das der optimalen Brötchenanordnung in den Brötchentoaster-Ringen entspricht. Wenn zum Beispiel die gewünschte Zahl an Pasteten 5 ist, drückt der Bediener den Knopf P5. Die Anzeige beleuchtet dann P1, P3, P5, P7 und P9-Knöpfe, welche die Ringpositionen auf dem Brötchentoaster für den entsprechenden Betrieb der Herstellung von fünf Brötchen anzeigen.
Die Figuren 83 und 84 stellen Positionen auf den X, PRT und Z-Achsen dar, die Stellen definieren, zu denen die Grilleinheit-Hauptsteuerung verschiedene Grilleinheit-Bausteine während des Grilleinheit-Betriebskreislaufes bewegen wird. Der vereinfachte Plan von Figur 83 zeigt die relativen Positionen der Ausgabestation 269, des Grilles 275 und des Grilleinheit-Gestells 263. Gemäß Figur 83 kann die Pasteten- Pendeleinrichtung 525 zwischen vier PRT-Achsenpositionen, markiert mit PRT 1, 2, 3 und 4, gerastet werden. Diese Positionen entsprechen den Positionen, die erforderlich sind, um die erste Reihe von Ringöffnungen für nicht-zubereitete Pasteten, die zweite Reihe von Ringöffnungen, die dritte Reihe von Ringöffnungen des Ringelementes 565 zu beladen, sowie der PRT 4-Position der Untereinrichtung 281 für nicht- zubereitete Pasteten, wenn die Untereinheit 281 direkt unterhalb der Befestigung 273 in der Heimposition H ist. Ferner sind zwei Positionen entlang einer X-Achse, markiert mit XFWT und XPCK, gezeigt, die der Position der Befestigung 273 über dem Grill 275 und der Position der Befestigung 273, wenn diese in dem Gestell 563 ist, entsprechen. Schließlich ist in Figur 84 eine Z-Achse dargestellt, welche die Befestigung 273 definiert. Die Position Z1 entspricht der obersten Befestigungsposition, die für das Fallenlassen der zubereiteten Pasteten HP auf die vorbereiteten Brötchen verwendet wird, die Position Z2 entspricht der korrekten Höhe für das Fallenlassen der Pasteten von der Befestigung auf den Grill, die Position Z3 ist die geeignete Höhe für die Aufnahme der Pasteten von dem Grill, und die Position Z4 ist die korrekte Höhe für das Verbinden und das Nicht-Verbinden der Untereinrichtung 283 für nicht-zubereitete Pasteten.
Gemäß den Figuren 85-86 beginnt ein Brateinheit-Kreislauf dann, wenn der Bediener die geeignete Zahl an zu grillenden Pasteten auswählt, indem die geeignete Nummer auf der Anzeige gemäß Figur 82 drückt. Zu diesem Zeitpunkt stellt das Steuerprogramm fest, ob die Befestigung 273 in der geeigneten Startposition an der Stelle Z2 und XBCK ist, daß die Pendeleinrichtung 525 an PRT1 positioniert ist.
An diesem Punkt bestimmt das Steuerprogramm, ob die Befestigung 271 in der geeigneten Startposition an der Stelle Z2 und XBCK ist, daß die Pendeleinrichtung 525 an PRT1 positioniert ist und daß die Brötchenschale 698 nicht in das Gestell 563 inseriert ist. Das Steuerprogramm führt als nächstes den Schritt 801 aus, wo die Brötchentoaster-Ringe 676 und 678 für eine Brötchenanordnung aus dem Toaster 660 genommen werden, wobei anschließend der Schritt 803 durchgeführt wird, indem die nicht-zubereiteten Pasteten zu der Untereinrichtung 281 durch einen sequentiellen Vorschub der Pendeleinrichtung 525 von den Positionen PR1 zu PR3 hinzugefügt werden. Während dieses Vorganges fügt der Bediener Brötchen zu den Toasterringen 676 und 678 an den auf der Anzeige (bei Schritt 805) angezeigten Positionen hinzu, und die Pendeleinrichtung 525 rückt die Untereinrichtung 281 auf die Position PRT4 unterhalb des Roboterarmes 267 (bei Schritt 807). Der Bediener drückt dann einen Startknopf, um den Betrieb bei Schritt 809 wieder aufzunehmen, wodurch die Brötchen in den Toaster 606 bei Schritt 811 gezogen werden.
Bei Schritt 813 bewegt die Grilleinheit-Steuerung den Roboterarm 267 von der Position Z2 nach unten zu der Position Z4, um die Untereinrichtung 281 mit der Befestigung 273 in Eingriff zu bringen, und bewegt danach den Arm 267 zurück zu der Position Z2 in Vorbereitung zu dem Fallenlassen der Pasteten auf den Grill 275. Bei Schritt 815 bewegt die Steuerung den Arm 267 von der Position XBCK auf die Position XFWC (über dem Grill 275) und in Schritt 817 wird der Befestigungsrahmen 491 ausgefahren und zurückgefahren, um die Pasteten auf dem Grill 275 zu lagern. Die Steuerung bewegt dann den Arm 267, um die Befestigung 525 auf die Position XBCK zurückzuziehen, siehe Schritt 819. Bei Schritt 821 schließt die Steuerung den Greifumhüllungsgrill 275 und startet einen Zubereitungs-Zeitschalter. Während die Pasteten zubereitet werden, führt die Steuerung durch die Bewegung des Armes 267 von der Position Z2 zu Z4 die leere Untereinrichtung 281 für nicht-zubereitete Pasteten zu der Pendeleinrichtung 525 zurück, siehe Schritt 823. Zu diesem Zeitpunkt aktiviert die Steuerung die Hebelzylinder 545 für die Federfinger, um die Untereinrichtung freizusetzen, und bewegt den Arm 267, um die Befestigung 273 auf die Position Z2 zurückzuführen.
Bei Schritt 825 wartet die Steuerung auf den Zeitschalter für den Grill, daß dieser ausschaltet, während der Bediener die Brötchenschale 698 in das Gestell 563 setzt und vorbereitete Brötchen auf das Gestell 563 bei Schritt 827 legt. Wenn der Zeitschalter ausgeschaltet ist und der Grill 275 sich bei Schritt 829 öffnet, führt die Steuerung den Schritt 831 aus, und der Arm 867 wird auf die XFWD-Position geführt. Bei Schritt 833 verlängert die Steuerung den Befestigungs rahmen 491, die Befestigung 273 wird von der Position Z3 auf die Position Z2 abgesenkt und der Rahmen 491 wird zurückgezogen, um die zubereiteten Pasteten innerhalb der Untereinrichtung 283 zu halten. Die Steuerung hebt dann den Arm 267 an, um die Befestigung 273 auf die Position Z2 zu bewegen, wobei bei Schritt 835 die Befestigung 273 auf die Position XBCK zurückgeführt wird.
Das Kratzen und das Säubern wird dann bei Schritt 837 begonnen, bei dem die Steuerung den Kratzer 610 anhebt, den Kratzer 610 über den Grill 275 führt und den Kratzer 610 in seine Ausgangsposition zurückführt.
Bei Schritt 839 wird die vorbereitete Brötchenschale 698 nach vorne in das Gestell 563 durch den Bediener geschoben. Dies wischt den Boden der Befestigung 273 und plaziert die Brötchen unterhalb der Befestigung 273 in Vorbereitung zu dem Fall der Pasteten bei Schritt 841. Nachdem die Steuerung den Rahmen 491 für die Lagerung der zubereiteten Pasteten auf den Brötchen bei Schritt 843 ausgefahren hat, zieht die Steuerung den Rahmen 491 zurück, wobei die Brötchenschale 698 nach hinten von unterhalb der Befestigung bewegt wird.
Bei Schritt 845 bewegt sich der Arm 267, um die Befestigung 273 an der Position Z2 zu positionieren. An diesem Punkt ist eine Grilleinheit-Operation vollendet.
Obwohl die Erfindung hier mit Bezug auf bestimmte, bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei angemerkt, daß zahlreiche Veränderungen, Modifikationen und andere Anordnungen möglich sind, ohne daß die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.

Claims

1. Automatisiertes System zum Zubereiten von Nahrungsmittelerzeugnissen mit:

(a) einem Roboter (113, 267), der fähig ist, in einem Bereich zu arbeiten, der einen Arbeitsbereich bestimmt;

(b) wenigstens einem Massenausgabegerät (115, 135, 269) für nicht-zubereitete Nahrungsmittel, um nicht-zubereitete Nahrungsmittelstücke in einen bewegbaren Behälter (237) abzugeben, der in dem Arbeitsbereich angeordnet ist;

(c) wenigstens einer, in dem Arbeitsbereich angeordneten Zubereitungsstation (117, 137, 145) für die Zubereitung von Nahrungsmittelerzeugnissen;

(d) Aufbewahrungseinrichtungen (121, 277), die in oder benachbart zu dem Arbeitsbereich angeordnet sind, um zubereitete Nahrungsmittel aufzunehmen und zu lagern;

(e) Abgabeeinrichtungen (119) für die Abgabe der von den Zubereitungseinrichtungen zubereiteten Nahrungsmittel in die Aufbewahrungseinrichtungen (121, 277); und wobei

(f) der Roboter ein Ende eines Armwerkzeuges (133) aufweist, der Roboter (113, 267) in Verbindung mit dem Ende des Armwerkzeuges fähig ist, mit dem Behälter (237) selektiv in und außer Eingriff zu treten und diesen zu gewünschten Positionen in dem Arbeitsbereich zu bewegen, um die Nahrungsmittelstücke in bezug auf die Zubereitungseinrichtungen (117, 137, 145) in Zubereitungspositionen anzuordnen, wobei sich die Nahrungsmittelstücke in dem Behälter (237) befinden, die gewünschten Positionen eine Ausgabeposition für nicht-zubereitete Nahrungsmittel aufweisen, um Nahrungsmittel von dem Nahrungsmittel-Ausgabegerät (115) in den Behälter (237) aufzunehmen, sowie wenigstens eine, an der Zubereitungsstation (117) angeordnete Zubereitungsposition für die Zubereitung der Nahrungsmittelstücke und eine Entladeposition, bei der die zubereiteten Nahrungsmittel aus dem Behälter entladen werden, gekennzeichnet durch eine geradlinige und wenigstens im wesentlichen horizontale Führung (147), an welcher der Roboter (113, 267) horizontal bewegbar ist, um eine horizontale, geradlinie Bewegung in dem Arbeitsbereich auszuführen.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine Aufbewahrungseinrichtung (121, 488) für die Aufbewahrung von zubereiteten Nahrungsmittelstücken, die von dem Roboter von der wenigstens einen Zubereitungsstation (117) entfernt wurden.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Ausgabegerät (115) für nicht-zubereitete Nahrungsmittel, die wenigstens eine Zubereitungsstation (117) und die wenigstens eine Aufbewahrungseinrichtung (121) in einer geradlinigen Anordnung angeordnet sind.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Ausgabegerät (115) für nicht-zubereitete Nahrungsmittel mehrere Nahrungsmittelausgabegeräte (135, 241, 245, 247) für die Ausgabe von Nahrungsmittelstücken verschiedenen Typs aufweist und die wenigstens eine Aufbewahrungseinrichtung (121) eine entsprechende Aufbewahrungseinrichtung für jeden Typ der zubereiteten Nahrungsmittelstücke hat.

5. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter (113) ein Ende eines Armwerkzeuges (133) hat, das angeordnet ist, um mit einem Behälter (237) für die Nahrungsmittelstücke in und außer Eingriff zu treten und um den Behälter, wenn dieser mit dem wenigstens einen Ausgabegerät (135, 241, 245, 247) für nicht-zubereitete Nahrungsmittel in Eingriff steht, zü der wenigstens einen Zubereitungsstation (117, 137, 145) zu bewegen.

6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Ausgabegerät (135, 241, 245, 247) für nichtzubereitete Nahrungsmittel angeordnet ist, um eine vorbestimmte Menge von Nahrungsmitteln auszugeben.

7. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Zubereitungsstation (117) wenigstens ein Bratgefäß (137) aufweist.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Ausgabegerät (115) für nicht-zubereitete Nahrungsmittel angeordnet ist, um wenigstens einen Typ eines nicht-zubereiteten Nahrungsmittels aus zugeben, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Pommes frites, Hühnchenstücke, Fischfilets und Hühnchenpasteten umfaßt.

9. System nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch wenigstens eine Empfangsstation und wenigstens eine Schütteinrichtung, um die zubereiteten, von dem Roboter empfangenen Nahrungsmittelstücke in die entsprechende, wenigstens eine Empfangsstation zu schütten.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Schütteinrichtung eine Bühne (253) aufweist, die zwischen einer horizontalen Empfangsposition und einer aufrechten Schüttposition drehbar ist.

11. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Schütteinrichtung eine erste und eine zweite Schütteinrichtung (253) aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten der wenigstens einen Zubereitungsstation angeordnet sind.

12. System nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch Schütteleinrichtungen (518) für das Schütteln des Behälters (237), wenn sich dieser in dem wenigstens einen Bratgefäß (137) befindet.

13. System nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch Rühreinrichtungen (496) für das Rühren der Nahrungsmittelstücke, wenn sich diese in dem wenigstens einen Bratgefäß (137) befinden.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Zubereitungsstation (145) wenigstens eine Grillfläche (275) aufweist.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Armwerkzeuges (273) geeignet ist, um in einer vorbestimmten planaren Anordnung die Nahrungsmittelstücke auf der wenigstens einen Grillfläche (275) zu verteilen und die Nahrungsmittelstücke von dort wieder aufzunehmen.

16. System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Ausgabegerät (115) für nicht-zubereitete Nahrungsmittel ein Ausgabegerät (241) für Nahrungsmittelpasteten aufweist.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine erste Einrichtung (273) für den Transport der nicht-zubereiteten Nahrungsmittelpasteten von dem Ausgabegerät (241) für Nahrungsmittelpasteten zu der wenigstens einen Grillfläche und eine zweite Einrichtung (273) für die Entfernung der zubereiteten Pasteten von der wenigstens einen Grillfäche (275) aufweist.

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der ersten und zweiten Einrichtung (273) ein Ringelement (517) für die Positionierung der Pasteten in der horizontalen planaren Anordnung und eine Unterlage (497) aufweist, die zwischen einer Position unterhalb des Ringelementes für die Abstützung der Pasteten und einer zurückgezogenen Position für die Freisetzung der Nahrungsmittelpasteten bewegbar ist.

19. System nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch Einrichtungen (543, 545) für ein selektives Verbinden und Lösen der ersten (273) und der zweiten Einrichtung (273) in vertikaler Ausrichtung zueinander.

20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (273) oberhalb der ersten Einrichtung (273) angeordnet ist, wenn die erste und die zweite Einrichtung sich in vertikaler Ausrichtung zueinander befinden.

21. System nach Anspruch 14 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter selektiv angeordnet ist, um alleine die zweite Einrichtung (273) und die erste (273) und die zweite Einrichtung (273) in vertikaler Ausrichtung zueinander zu transportieren.

22. System nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Transporteinrichtungen für den horizontalen Transport der ersten Einrichtung zwischen einer Position unterhalb des Roboters und einer Position, die benachbart zu dem wenigstens einen Ausgabegerät für nicht-zubereitete Nahrungsmittel ist.

23. System nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Zubereitungsstation (145) ein Grill (275) des Greiftyps aufweist.

24. System nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Schließen des Greifgrills (275), nachdem die nicht-zubereiteten Pasteten darauf angeordnet worden sind.

25. System nach Anspruch 23 oder 24, gekennzeichnet durch Einrichtungen für das Öffnen des Greifgrills (275), nachdem die nicht-zubereiteten Pasteten zubereitet worden sind.

26. System nach einem der Ansprüche 22 bis 25, gekennzeichnet durch Kratzeinrichtungen (610) für ein periodisches Abkratzen einer oberen und einer unteren Grillplatte des Greifgrills, um Zubereitungsreste zu entfernen.