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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Matrixförderer, der vielfältig einsetzbar ist, wie z. B. zum (stetigen) Fördern, Sortieren, Ausrichten, Kommissionieren, Palettieren bzw. Bilden von Ladungslagen, Verteilen und ähnliches.
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Im Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, die teilweise ähnliche Funktionen aufweisen, wie z. B. Schrägrollenförderer, Hub-Drehstationen oder Schwert-Drehstationen.
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In dem Artikel
"Flexibler Materialfluss auch bei hoher Auslastung" aus der Zeitschrift „LOGISTIK für Unternehmen", Ausgabe 1/2-2010, Seiten 52 ff. ist ein Materialflussförderer bekannt, der Fördergüter mittels Gleitförderung transportiert. Der als „WAVE” bezeichnete Förderer weist eine horizontale Fördermembrane auf, unterhalb der eine Vielzahl von vertikal betätigbaren Hubstiften entlang einer regelmäßigen Struktur (Gitter) angeordnet ist. Die Hubstifte können temporär senkrecht nach oben oder unten ausgelenkt werden, um so die Fördermembrane zu deformieren. Auf diese Weise können (Membran-)Berge oder Senken erzeugt werden, die mittels einer Steuereinrichtung gezielt verfahren und gedreht werden können. Ein sich bewegender Fördermembranberg läuft wie eine Welle durch die Membran und schiebt so ein Fördergut vor sich her, vorausgesetzt, die Gleiteigenschaften (Fördergut – Membran) sind entsprechend gewählt.
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Bei dem beschriebenen Wave-Förderer handelt es sich um einen Versuchsaufbau der Universität Hamburg, der bisher nicht in Serie umgesetzt ist. Problematisch erscheint die hohe Haftreibung zwischen Fördermembran und Fördergut. Um ein Fördergut sicher vor einer Fördermembranwelle herschieben zu können, müssen die Hubstifte entsprechend hoch bzw. tief aus- bzw. eingefahren werden. Dadurch kann die Fördermembran außergewöhnlich stark belastet werden, so dass die Lebensdauer aufgrund einer hohen Verschleißgefahr erwartungsgemäß gering sein wird. Erhöht man die Materialstärke der Fördermembran, um die Lebensdauer zu erhöhen, verringern sich die Flexibilität und die Sensitivität nachteilig, so dass das Fördergut schlechter lenkbar wird.
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Eine Fördergeschwindigkeit ist durch eine Stellgeschwindigkeit der Hubstifte begrenzt. Das WAVE-System ist träge.
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Die Steuerung ist komplex und erfordert einen hohen Grad an Synchronisierung, da die Hub- und Senkbewegungen der Hubstifte bei einer sich durch die Fördermembran fortsetzenden Welle aufeinander abgestimmt sein müssen. Anderenfalls läuft die Welle nicht kontinuierlich durch die Fördermembran.
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Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass eine Anzahl von gleichzeitig auf der Fördermembran bewegbaren Fördergütern sehr gering ist, da die Fördermembran nur endlich ausgelenkt werden kann. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass benachbarte Fördergüter ausreichend zueinander beabstandet sein müssen, damit die Fördermembran ein Fördergut, welches sich zwischen zwei Wellenbergen befindet, nicht angehoben wird. Sind die Fördermembranberge zu nahe beieinander, hebt sich die Fördermembrane zwischen den Wellenbergen automatisch mit an. Dies gilt umso mehr, da üblicherweise eine Höhe eines Wellenbergs deutlich größer als eine Höhe des zu transportierenden Förderguts sein muss. Anderenfalls läuft die Welle unter dem Fördergut hindurch.
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Weiter ist es von Nachteil, dass der Wave-Förderer kein Drehen eines Förderguts auf der Stelle zulässt. Das Funktionsprinzip der Gleitförderung beim Wave-Förderer erzwingt immer eine Bewegung des Förderguts durch Schieben oder Ziehen mittels der Fördermembran. Damit ist der Wave-Förderer weniger gut zum Ausrichten, Sortieren und Bilden von vorgegebenen Fördergut-Ladungsanordnungen (z. B. Palettenlage) geeignet.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen multifunktionalen Förderer vorzusehen, der die oben erwähnten Nachteile überwindet.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Matrixförderer, der aufweist: eine Vielzahl von individuellen Rollenmodulen, wobei die Rollenmodule entlang einer gitterförmigen Struktur angeordnet sind und gemeinsam eine im Wesentlichen plane Förderebene definieren, auf der ein Fördergut transportierbar ist; und eine übergeordnete Steuereinrichtung, die angepasst ist, jedes einzelne Rollenmodul derart, vorzugsweise individuell, anzusteuern, dass das Fördergut entlang einer vorausplanbaren Bahn transportierbar ist, wobei eine Gestalt der Bahn durch eine Vielzahl von Überlagerungen von mindestens zwei Basisförderrichtungen der Förderebene definiert ist; wobei die mindestens zwei Basisförderrichtungen die Förderebene geometrisch aufspannen, und wobei jedes Rollenmodul in nur einer der mindestens zwei Basisförderrichtungen antreibbar ist, so dass direkt benachbarte Rollenmodule vorzugsweise jeweils in einer anderen der mindestens zwei Basisförderrichtungen antreibbar sind.
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Mit dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Matrixförderer, der frei skalierbar ist, können insbesondere Drehbewegungen eines Förderguts ”auf der Stelle” durchgeführt werden. Dies prädestiniert den Einsatz des Matrixförderers insbesondere bei Sortier- und Ausrichtaufgaben, wie sie z. B. bei einer Lagenbildung zur Beladung eines Ladungsträgers (z. B. Europalette) auftreten können.
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Es können – je nach Dimensionierung des Matrixförderers und der jeweiligen Fördergüter – beliebig viele Förderguter gleichzeitig gehandhabt werden. Die Abstände zwischen benachbarten Fördergütern können bis auf Null reduziert werden. Die Länge eines Förderguts in einer momentanen Förderrichtung ist irrelevant. Unabhängig von seiner Länge wird das Fördergut immer in die gewünschte Förderrichtung transportiert werden. Die Bewegung des Förderguts in der Förderebene, die durch die Rollenmodule hervorgerufen wird, erfolgt sofort mit Betätigung der Rollenmodule. Es entsteht somit keine Verzögerung zwischen dem Ansprechen der Rollenmodule und der tatsächlichen Bewegung des Förderguts in der Förderebene.
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Die Bewegung des Förderguts bzw. der Beginn der Bewegung des Förderguts ist vom Gewicht des Förderguts sowie der Oberflächenbeschaffenheit nahezu unabhängig. Selbst Fördergüter mit einem sehr geringen Gewicht lassen sich mit Hilfe der Rollenmodule problemlos und sofort bewegen.
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Fördergüter, deren Oberfläche einen hohen Haftreibungskoeffizienten aufweist, lassen sich besonders gut mit den Rollenmodulen bewegen, da die Rollen mit der Oberfläche des Förderguts kraftschlüssig verbunden sind und so Schlupf verhindert wird.
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Eine Betätigung von Rollenmodule unterhalb eines Förderguts hat keine Auswirkung auf andere Fördergüter, die sich außerhalb eines Bereichs befinden, in dem die betätigten Rollenmodule angeordnet sind. Dies ermöglicht es z. B., dass sich Fördergüter auf parallelen, direkt aneinandergrenzenden Förderbahnen gegenseitig überholen können, ohne dass es zu Bahnbeeinträchtigungen aufgrund des Überholvorgangs kommt.
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Bei einer besonderen Ausgestaltung weist der Matrixförderer ferner ein Gestell auf, wobei jedes Rollenmodul derart drehfest relativ zu dem Gestell angeordnet ist, dass seine jeweilige Basisförderrichtung nicht änderbar ist.
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Die Rollenmodule sind somit starr gegenüber dem Gestell. Dies vereinfacht die Steuerung, da im Idealfall lediglich zwei Freiheitsgrade (longitudinal und transversal) existieren, mit der die gewünschten Fördergutbahnen abgebildet wird.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn jedes Rollenmodul seine eigene Antriebseinheit und vorzugsweise seine eigene Modulsteuereinrichtung aufweist.
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Durch das Vorsehen einer eigenen Antriebseinheit ist es möglich, benachbarte Rollenmodule, die die gleiche Basisförderrichtung haben, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen anzusteuern. Die unterschiedliche Ansteuerung ermöglicht insbesondere rotatorische Bewegungen des Förderguts ohne Schlupf. Da Fördergüter üblicherweise eine gewisse geometrische Größe – und somit Grundfläche – aufweisen, ist es insbesondere bei Kurvenfahrten oder einem Drehen auf der Stelle erforderlich, dass relativ zur Fördergutbahn radial innen liegende Rollenmodule mit einer geringeren Geschwindigkeit als Rollenmodule betrieben werden, die radial außen liegen. Die Betätigungselemente (Rollenmodule) des Matrixförderers können gleichzeitig unterschiedlich betätigt werden.
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Wenn jedes Rollenmodul eine eigene Modulsteuerung aufweist, kann die übergeordnete Steuereinrichtung dezentral arbeiten. Die übergeordnete Steuereinrichtung gibt lediglich Aufgaben an die hierarchisch darunter angeordneten Modulsteuerungen ab, die sich dann wiederum um die Einhaltung eines zeitlichen Ablaufs der Fördergeschwindigkeiten kümmern, die sich über die Zeit ändern können.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung steuert die übergeordnete Steuereinrichtung die Rollenmodule mittels einer Steuermatrix an, wobei jedes Rollenmodul einem, vorzugsweise genau einem, Matrixelement zugeordnet ist und wobei jedes Matrixelement durch einen Ort des jeweils zugeordneten Rollenmoduls in der gitterförmigen Struktur eine Fördergeschwindigkeit, eine Beschleunigung, einen Hub und/oder eine Zeit eindeutig bestimmbar ist.
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Je näher Parameter bei jedem Rollenmodul eingestellt werden können, desto mehr Dimensionen weist die Steuermatrix auf. Wenn in der Steuermatrix lediglich (zeitunabhängige) Geschwindigkeiten hinterlegt sind, so reicht eine zweidimensionale Steuermatrix mit Matrixelementen aij aus, wobei der Betrag des Matrixelements einer Geschwindigkeit, das Vorzeichen einer Förderrichtung und die Indizes i und j den Koordinaten in der Förderebene entsprechen. Wenn die Geschwindigkeit zusätzlich über die Zeit veränderlich ist, wird man eine dritte Dimension für die Zeit einführen. Wenn die Rollenmodule beispielsweise zusätzlich heb- und senkbar sind, kann man den Hub als weitere Dimension hinzufügen. Ähnliches gilt für die Berücksichtigung einer Beschleunigung. Weitere Dimensionen sind denkbar.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn eine Fördergeschwindigkeit jedes Rollenmoduls stufenlos und zeitlich veränderbar einstellbar ist.
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Durch die stufenlose Einstellbarkeit der Geschwindigkeit sind Beschleunigungen möglich. Beschleunigungen ermöglichen z. B. Überholvorgänge oder Drehbewegungen auf dem Matrixförderer.
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Die zeitliche Veränderbarkeit erlaubt die gleichzeitige Handhabung von mehreren Fördergütern auf dem Matrixförderer. Fördert ein Rollenmodul beispielsweise während eines ersten Zeitintervalls mit einer geringen Geschwindigkeit, um ein erstes Fördergut weiterzubewegen, so kann das gleiche Rollenmodul während eines sich anschließenden zweiten Zeitintervalls mit einer exemplarisch größeren Fördergeschwindigkeit bewegt werden, um ein stromaufwärts befindliches Fördergut auf das erste gehandhabte Fördergut aufschließen zu lassen (Stauförderer, Blockbildung, Lückenschließen, etc.).
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Bei einer besonderen Ausgestaltung sind genau zwei, vorzugsweise rechtwinklig zueinander orientierte, Basisförderrichtungen definiert, so dass die Rollenmodule entlang eines regelmäßigen, rechteckigen Gitters angeordnet sind und betrieben werden.
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Dies erleichtert den mechanischen Aufbau des Matrixförderers sowie die Ansteuerung der Rollenmodule. Die Förderbahnen der Fördergüter auf dem Matrixförderer sind einfach zu berechnen, so dass der Steueraufwand überschaubar bleibt.
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Insbesondere ist jedes Rollenmodul vom gleichen Typ.
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Dies erleichtert die Bevorratung von Ersatzteilen sowie Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten.
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Außerdem hat es sich als gut erwiesen, wenn jedes Rollenmodul mindestens ein Allseitenrad, einen Antrieb, eine Achse, eine Kraftübertragungseinheit und/oder eine Halterung aufweist.
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Ein Allseitenrad hat den Vorteil, dass es in einer Richtung (vorzugsweise einer der Basisförderrichtungen) zum Transport der Fördergüter einsetzbar ist, während es in einer dazu senkrechten Richtung (vorzugsweise der anderen Basisförderrichtung) eine nahezu reibungslose Passage eines Förderguts erlaubt.
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Der erfindungsgemäße Matrixförderer lässt sich unter Anderem in einer Palettiervorrichtung zum Beladen eines Ladungsträgers mit unterschiedlich dimensionierten und geformten Ladungsgütern einsetzen, wobei die Palettiervorrichtung zusätzlich aufweist: einen oder mehrere Zuführförderer, wobei jeder Zuführförderer fördertechnisch, vorzugsweise an einer anderen Seite, mit dem Matrixförderer verbunden ist; und eine Ladestation, die derart seitlich an eine Seite des Matrixförderers angrenzt, dass auf dem Matrixförderer zu einer Lage zusammengeführte Ladungsträger auf einen bereitstehenden Ladungsträger überführbar sind, vorzugsweise mittels des Matrixförderers selbst; wobei die übergeordnete Steuereinrichtung des Matrixförderers angepasst ist, jedes Ladungsgut entlang einer speziell vorausgeplanten Bahn von einem der Zuführförderer an den vorausgeplanten Platz innerhalb der Lage zu transportieren.
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Insbesondere dreht die übergeordnete Steuereinrichtung des Matrixförderers ein Landgericht, während es entlang seiner vorausgeplanten Bahn auf seinen vorausgeplanten Platz bewegt wird, zusätzlich um eine Achse, die senkrecht zur Förderebene steht.
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Weiter ist es von Vorteil, wenn die Förderebene des Matrixförderers größer, vorzugsweise mindestens doppelt so groß, wie eine Ladefläche des zu belandenden Ladungsträgers ist.
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Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Förderebene des Matrixförderers ausreichend Platz bietet, um zugeführte Fördergüter bzw. Ladungsgüter so zu manipulieren, dass sich die Summe der Ladungsgüter zu einer Lage von Ladungsgütern zusammenfahren bzw. -bewegen lässt, die dann auf den Ladungsträger überführt werden kann.
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Außerdem wird ein Sorter zum Sortieren von Fördergütern in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Reihenfolge mit einem erfindungsgemäßen Matrixförderer vorgeschlagen, wobei die übergeordnete Steuereinrichtung eingerichtet ist, die Fördergüter, die in einer chaotischen Reihenfolge auf die Förderebene gegeben werden, in die vorgegebene Reihenfolge zu bringen, indem für jedes Fördergut eine eigene Bahn vorausgeplant wird, die derart ausgestaltet ist, dass die Fördergüter die Förderebene in der vorgegebenen Reihenfolge verlassen.
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Insbesondere sind mindestens ein Zuführförderer und mindestens ein Abführförderer an den Matrixförderer fördertechnisch gekoppelt, und die übergeordnete Steuereinrichtung ist angepasst, chaotisch auf die Förderebene eingespeiste Fördergüter gemäß jeweiligen vorausgeplanten Bahnen zu einem der Abführförderer zu transportieren, der dem jeweiligen Fördergut zugeordnet ist.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Matrixförderers;
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2A–C eine perspektivische Ansicht (2A), eine Vorderansicht (2B) und eine Seitenansicht (2C) eines Rollenmoduls der 1;
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3 eine Draufsicht auf einen schematisch dargestellten Matrixförderer gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 einen Ausschnitt aus der 3 zur Verdeutlichung einer schrägen Förderbewegung eines Förderguts;
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5 eine Draufsicht auf einen weiteren schematisch dargestellten Matrixförderer gemäß der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung unterschiedlicher Funktionen;
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6 eine Vergrößerung eines Ausschnitts aus der 5 zur Veranschaulichung einer Drehbewegung;
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7 eine Draufsicht auf eine Palettiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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8 eine Draufsicht auf einen Matrixförderer gemäß der vorliegenden Erfindung, der mehrere Fördergüter zusammenführt, positioniert und ausrichtet;
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9 eine Draufsicht auf einen Matrixförderer gemäß der vorliegenden Erfindung, der mehrere Fördergüter sortiert und ausrichtet;
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10 eine Draufsicht auf einen Matrixförderer gemäß der vorliegenden Erfindung, der mehrere Fördergüter verteilt; und
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11 eine alternative Ausgestaltung hinsichtlich drei Basisförderrichtungen.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ähnliche Elemente werden mit ähnlichen Bezugszeichen versehen werden. Sollten bereits beschriebene Elemente abgewandelt sein, so wird darauf explizit hingewiesen werden.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Matrixförderers 10 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Der Matrixförderer 10 ist in Förderanlagen, z. B. zur Automatisierung von Lager- und Kommissioniersystemen, einsetzbar. Der Matrixförderer 10 ist steuerungstechnisch mit einer übergeordneten Steuereinrichtung 12, wie z. B. einem Lagerveraltungsrechner, Materialflussrechner oder Dergleichen, um nur einige Exemplare zu nennen) entweder fest verdrahtet über Signalleitungen 14 oder drahtlos (z. B. mittels WLAN) verbunden, wie es mit einem Doppelpfeil 16 angedeutet ist.
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Der Matrixförderer 10 umfasst ein Gestell 18 zur Lagerung eines Felds bzw. einer Anordnung von Einzelförderelementen 22, die modulartig aufgebaut sind. Die Einzelförderelemente 22 sind in hier nicht näher bezeichnete Öffnungen eines optionalen Gehäuses 24 in dessen Oberseite 26 eingelassen und überragen die Oberseite 26 leicht. Konkret handelt es sich bei den Einzelförderelementen 22 um Rollenmodule 28, die nachfolgend im Zusammenhang mit den 2A bis 2C noch näher beschrieben werden.
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Die aus der Oberseite 26 hervorstehenden Rollenmodule 28 definieren eine im Wesentlichen plane Förderebene 30. Es versteht sich, dass die Scheitelpunkte der Rollenmodule 28 z. B. wegen Einbautoleranzen nicht alle exakt in der Förderebene 30 liegen. Sie definieren jedoch vorzugsweise eine plane Ebene, was in 1 mit einer Strichlinie angedeutet ist. Die Förderebene 30 muss nicht zwingend horizontal ausgerichtet sein, wie es in 1 angedeutet ist. Zur Überwindung von Hindernissen kann die Förderebene 30 auch schräg gegenüber der Horizontalen angeordnet sein.
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In der 1 ist der Matrixförderer 10 exemplarisch mit 144 Rollenmodulen 28 ausgestattet, die in Form einer zwölf Zeilen und zwölf Spalten umfassenden regelmäßigen, gitterförmigen Struktur angeordnet sind. Die Rollenmodule 28 sind hier exemplarisch entlang von zwei Basisförderrichtungen angeordnet, die in der 1 senkrecht aufeinander stehen und mit Hilfe von zwei dunklen Pfeilen in der linken unteren Ecke der Förderebene 30 veranschaulicht sind. Direkt benachbarte Rollenmodule 28 fördern vorzugsweise in unterschiedlichen Basisförderrichtungen, wie es noch genauer unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden wird.
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Der in der 1 gezeigte Matrixförderer 10 weist z. B. eine Länge von 680 mm, eine Breite von ca. 770 mm und eine Höhe von ca. 720 mm auf. Die in Form einer 12×12-Matrix angeordneten Rollenmodule weisen dabei eine jeweilige geometrische Größe von exemplarisch 50 mm × 50 mm × 110 mm auf (B × L × H).
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Es versteht sich, dass sowohl der Matrixförderer 10 als auch die Rollenmodule 28 andere Dimensionen aufweisen können, insbesondere können mehr oder weniger Spalten und mehr oder weniger Zeilen vorgesehen werden. Es können auch mehr als zwei Basisförderrichtungen implementiert werden, wie es exemplarisch unter Bezugnahme auf 11 noch genauer erläutert werden wird.
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2 zeigt das Rollenmodul 28 der 1 in größerem Detail. 2A zeigt das Rollenmodul 28 aus der Vogelperspektive. 2B zeigt eine Vorderansicht, und 2C zeigt eine Seitenansicht.
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Das Rollenmodul
28 weist hier ein exemplarisch U-förmig ausgebildetes Halteelement bzw. eine Halterung
32 auf, die zur Aufnahme einer Welle
34 geeignet ist, die sich um eine Drehachse
35 in beiden Drehrichtungen drehen lässt. Auf der Welle
34 sind ein oder mehrere Allseitenräder
36 drehfest angeordnet. In der
2 sind zwei Allseitenräder
36-1 und
36-2 benachbart zueinander angeordnet. Der Aufbau der Allseitenräder
36 ist detailliert in dem Dokument
US 6,340,083 B1 beschrieben, auf das diesbezüglich explizit Bezug genommen wird. Zwischen den Allseitenrädern
36-1 und
36-2 ist ein Verbindungsrad
39 angeordnet.
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Die Allseitenräder 36 weisen hier jeweils drei Rollenkörper 38 auf, die wiederum drehbar um Rollenwellen 40 in einem Lagerkörper 42 gelagert sind, der wiederum auf der Welle 34 drehfest montiert ist. Die Rollenkörper 38 der benachbarten Allseitenräder 36 sind vorzugsweise so relativ zueinander angeordnet, dass immer einer der Rollenkörper 38 im Scheitelpunkt des Rollenmoduls 28 ist. Die Konturen der Rollenkörper 38 sind bevorzugt so ausgebildet, dass sich ein Kreis als Umhüllende ausgebildet (vgl. 2C).
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Ferner weist jedes Rollenmodul 28 eine Antriebseinheit 44 auf, wie z. B. einen E-Motor 45, der in ein hier exemplarisch radförmig ausgebildetes Gehäuse 46 mit umlaufender Ausnehmung 48 integriert ist. Auch eine (untergeordnete) Modulsteuerung 47 kann in das Gehäuse 46 integriert sein. Der Motor 45 ist z. B. über ein Zugmittel 50 (z. B. Rundriemen) mit dem Verbindungsrad 39 verbunden, um die Allseitenräder 36-1 und 36-2 anzutreiben. Das Verbindungsrad 39 ist ebenfalls drehfest mit der Welle 34 verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, ein Fördergut, welches auf dem Rollenmodul 28 steht, in Längsrichtung (Z-Richtung) zu bewegen, wohingegen das Fördergut in Querrichtung (X-Richtung) nahezu reibungslos über das Rollenmodul 28 gleiten kann. Dies ist in 2B mit Hilfe eines Doppelpfeils oberhalb des rechten Rollenkörpers 38 angedeutet.
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Jeder Rollenkörper 38 deckt hier ungefähr einen Winkel von 60° ab, so dass drei Rollenkörper 38 pro Allseitenrad 36 einen Vollkreis bilden. Es versteht sich, dass die Allseitenräder 36 auch mit mehr Rollenkörpern 38 pro Allseitenrad 36 versehen sein könnten. Auch das Zugmittel 50 ist austauschbar, z. B. gegen einen Zahnradantrieb. Die Orientierung der Allseitenräder 36 in der YZ-Ebene kann ebenfalls variiert werden. Die Allseitenräder 36 können auch mit einem Winkel gegenüber der YZ-Ebene angeordnet sein.
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Die Antriebseinheit 44 wird hier mit einer separaten Antriebshalterung 52 an der Halterung 32 befestigt. Die Antriebseinheit 44 könnte aber auch direkt an der Halterung 32 befestigt sein.
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Bezug nehmend auf 3 ist der Matrixförderer 10 der 1 in einer schematisierten Draufsicht gezeigt, wobei man auf die 144 (12 × 12) Rollenmodule 28 in der Oberseite 26 des Matrixförderers 10 blickt. Jedes der Rollenmodule 28 ist in Form eines Pfeils 60 oder 62 angedeutet, die wiederum die zwei senkrecht aufeinander stehenden Basisförderrichtungen darstellen.
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Nahe der Mitte des Rollenmodulfelds ist exemplarisch ein zentrales Rollenmodul 64 herausgegriffen, welches von vier direkten Nachbarn 66 umgeben ist. Unter einem direkten Nachbar 66 wird nachfolgend ein Rollenmodul 28 verstanden, welches einen kürzesten Abstand zum zentralen Rollenmodul 64 aufweist. Es versteht sich, dass jedes beliebige Rollenmodul 28 aus den 144 exemplarischen Rollenmodulen 28 der 3 hätte herausgegriffen werden können, um diese Art der Anordnung zu verdeutlichen.
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Das zentrale Rollenmodul 64 hat die Koordinaten X = 8 und Z = 6. Die vier direkten Rollenmodulnachbarn 66 haben die Koordinaten (X = 7, Z = 6) (X = 8, Z = 5), (X = 9, Z = 6) und (X = B, Z = 7).
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Des Weiteren ist im linken unteren Bereich des Matrixförderers 10 der 3 eine gitterförmig Struktur 68 mit Hilfe von Hilfslinien 70 angedeutet, die parallel zur X-Richtung bzw. Z-Richtung orientiert sind. Hier ist ein regelmäßiges Gitter gezeigt. Es versteht sich, dass die Gitterabstände in X-Richtung anders gewählt sein können als die Gitterabstände in Z-Richtung. Grundsätzlich lässt sich die Anordnungsstruktur eines jeden erfindungsgemäßen Matrixförderers 10 auf eine derartige gitterförmige Struktur reduzieren, wie es nachfolgend noch anhand der 11 erläutert werden wird.
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Bezug nehmend auf 4 ist eine exemplarische Schrägfahrt eines Förderguts 72 über den Matrixförderer 10 der 3 gezeigt, der in 4 aber nur teilweise dargestellt ist.
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Die Förderbahn 74 zur Schrägfahrt ist in Form eines Pfeils dargestellt. Die Rollenmodule 28 werden dazu alle positiv angetrieben (negativer Antrieb bedeutet Rückwärtslauf). Die Geschwindigkeiten, mit denen die einzelnen Rollenmodule 28 laufen, sind stufenlos einstellbar, wobei jedes Rollenmodul 28 individuell ansteuerbar ist.
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5 zeigt eine Draufsicht auf einen weiteren Matrixförderer 10' in einer schematisierten Draufsicht, wobei der Matrixförderer 10' hier aus zwanzig Zeilen und zwölf Spalten besteht.
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Die Förderbahn 74 für das Fördergut 72 ist in Form eines nach oben ausgerichteten und nach links um 90° abgewinkelten Pfeils veranschaulicht. Eine Ecke des Förderguts 72 ist mit einem dunklen Dreieck gekennzeichnet, um eine Ausrichtung des Förderguts 72 zu verdeutlichen.
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In der X-Richtung lässt sich der Matrixförderer 10' zur Erleichterung der nachfolgenden Erklärung in vier Förderabschnitte 80-1 bis 80-4 unterteilen, um die verschiedenen Funktionsweisen des Matrixförderers 10' im Zusammenhang mit der Förderbahn 74 besser erläutern zu können.
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Im ersten Abschnitt 80-1 wird das Fördergut 72 in positiver X-Richtung geradeaus transportiert. Dazu werden solche Rollenmodule 28 positiv angetrieben, die sich unterhalb des Förderguts 72 während dessen Fahrt entlang der Bahn 74 befinden und die in der Basisförderrichtung parallel zur X-Richtung orientiert sind. Die restlichen Rollenmodule 28, die ebenfalls vom Fördergut 72 während der Geradeausfahrt überfahren werden, sind in der zweiten Basisförderrichtung orientiert, d. h. parallel zur Z-Richtung, und werden nicht angetrieben. Trotzdem stört sich dies nicht mit der Fahrt des Förderguts 72 in der positiven X-Richtung, da die in Z-Richtung orientierten Rollenmodule 28 in der X-Richtung lose drehende Rollenkörper 38 aufweisen.
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Im Abschnitt 80-2 wird das Fördergut 72 um 180° gedreht, wie es nachfolgend noch näher im Zusammenhang mit der 6 erläutert werden wird.
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Im Abschnitt 80-3 erfolgt wiederum eine kurze Förderung geradeaus entlang der positiven X-Richtung und im Abschnitt 80-4 wird nach kurzer Geradeausförderung nach links ausgeschleust. Wenn sich das Fördergut 72 dann in der 5 nach links außen bewegt, werden lediglich solche Rollenmodule 28 angetrieben, deren Allseitenräder 36 parallel zur Z-Richtung orientiert sind. Über die anderen Rollenmodule 28 gleitet das Fördergut 72 aufgrund der frei drehenden Rollenkörper 38 dieser Rollenmodule 28 hinweg.
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Die Bahn 74 der 5 stellt also exemplarisch die folgenden Funktionen dar: Geradeausfördern, Ausrichten, Drehen während einer Geradeausfahrt und Ausschleusen.
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Bezug nehmend auf 6 ist ein Teil des zweiten Abschnitts 80-2 vergrößert dargestellt, um eine Drehbewegung auf der Stelle zu erläutern.
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Wenn das Fördergut 72 genau in der Mitte des in der 6 gezeigten Rollenmodulfelds angekommen ist, können die Geschwindigkeiten der einzelnen Rollenmodule (a65 bis a98) mit Geschwindigkeiten betrieben werden, wie sie exemplarisch in Form von positiven oder negativen Zahlen in die Kästchen der 6 eingezeichnet sind, wobei die Kästchen lediglich zur Vereinfachung einer Veranschaulichung eingezeichnet sind. Betreibt man die Rollenmodule 28 der 6 mit den angegebenen Geschwindigkeiten und in den angegebenen Richtungen, lässt sich das Fördergut 72 auf der Stelle um 180° drehen. Dies ist in Form eines Rotationspfeils 82 angedeutet. Einzelne resultierende Bewegungsrichtungen von Untergruppen von Rollenmodulfeldern sind mit Hilfspfeilen 84 angedeutet. Es versteht sich, dass diese Drehung einer Geradeausfahrt in positiver X-Richtung überlagert werden kann.
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Bezug nehmend auf 7 ist eine Draufsicht auf eine Palettiervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Die Palettiervorrichtung 100 weist einen Matrixförderer 10 gemäß der vorliegenden Erfindung auf, der hier nur grob schematisiert angedeutet ist. An den Matrixförderer 10 sind exemplarisch zwei Zuführförderer 102-1 und 102-2 fördertechnisch angekoppelt. Es versteht sich, dass mehr oder weniger Zuführförderer 102 vorgesehen werden können.
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Ferner grenzt eine Ladestation 104 an den Matrixförderer 10 derart an, dass eine Lage aus Ladungsgütern 108, die alle unterschiedlich dimensioniert sein können, auf einen bereitgestellten Ladungsträger 106, wie z. B. eine Europalette oder dergleichen, überführt werden kann. Eine Lage von Ladungsgütern 108 kann in einem Lagenbereich 112 zusammengestellt werden. Der Lagenbereich 112 ist in 7 mit einer Strichlinie angedeutet. Sobald eine Lage von Ladungsgütern 108 fertig zusammengestellt ist, kann sie mit Hilfe einer Transfereinrichtung 114 auf den Ladungsträger 106 umgesetzt werden, die sich aber anschließend wieder zurück bewegt, wie es exemplarisch mit einem Doppelpfeil 116 angedeutet ist. Bei der Transfereinrichtung 114 kann es sich z. B. um einen seitlich angeordneten Schieber handeln. Natürlich kann eine fertig zusammengestellte Lage von Ladungsgütern 108 auch einfach vom Matrixförderer 10 selbst auf den Ladungsträger 106 geschoben werden.
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Die übergeordnete Steuereinrichtung 12 kann mit einer oder mehreren Lichtschranken 118 verbunden sein, um die Einfahrt eines Ladungsguts 108 auf den Matrixförderer 10 zu erfassen.
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Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere Bilderfassungssysteme 120, wie z. B. Kameras, vorgesehen werden, um jederzeit Informationen über die aktuellen Zustände des Gesamtsystems geliefert zu bekommen. Die übergeordnete Steuereinrichtung 12 kann basierend auf diesen Informationen in Echtzeit Änderungsbefehle für die Rollenmodule 28 errechnen, um eine abweichende Ist-Position an eine Soll-Position anzugleichen. Ohne derartige Korrekturen bewegen sich die Fördergüter lediglich entlang vorausgeplanter Bahnen (Soll-Positionen).
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Bezug nehmend auf 8 ist ein Matrixförderer 10 gemäß der vorliegenden Erfindung als Sorter 130 in einer schematisierten Draufsicht gezeigt. Der Matrixförderer 10 grenzt an z. B. drei Zuführförderer 102-1 bis 102-3 an, über die hier jeweils ein Fördergut 72 zugeführt wird. Der Matrixförderer 10 erwartet diese Fördergüter 72 entweder, um sie entlang vorausgeplanter Bahnen (Trajektorien) in die Reihenfolge zu bringen, wie sie im oberen Teil der 8 (A-B-C) gezeigt ist, und um die Fördergüter 72 über einen Abführförderer 132 wieder abzuziehen.
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Alternativ kann der Zustand des Systems 130 mit einer oder mehreren Kameras 120 überwacht werden, die die Daten liefern, damit die übergeordnete Steuereinrichtung 12 vorausgeplante Bahnen korrigieren kann, um die im oberen Bereich der 8 dargestellte Situation zu erzielen.
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9 zeigt den Sorter 130 der 8, wenn er zum Ausrichten der Fördergüter 72 eingesetzt wird, wie es hilfsweise mit jeweils einer dunklen Ecke in den Fördergütern 72 gezeigt ist.
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10 dient zur Veranschaulichung eines Verteilers 130'. Hier werden über den Zuführförderer 102 vier Fördergüter A bis D in der Reihenfolge A, D, B, C auf den Matrixförderer 10 eingespeist. Der Matrixförderer 10 verteilt das Fördergut C auf den Abführförderer 132-1, das Fördergut D auf den Abführförderer 132-2 und das Fördergut B auf den Abführförderer 132-3. Das Fördergut A wird z. B. in der rechten unteren Ecke des Matrixförderers 10 gepuffert, bis es benötigt wird und dann einem der Abführförderer 132 zugeführt wird.
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Bezug nehmend auf 11 ist eine alternative Anordnung von Rollenmodulen 28 gezeigt, wobei die Rollenmodule 28 entlang von drei Basisförderrichtungen ausgerichtet sind. Die Basisförderrichtungen können z. B. ein gleichseitiges Dreieck abbilden. Die Mittelpunkte der Seiten sind wiederum entlang eines regelmäßigen Gitters angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”Flexibler Materialfluss auch bei hoher Auslastung” aus der Zeitschrift „LOGISTIK für Unternehmen”, Ausgabe 1/2-2010, Seiten 52 ff. [0003]
