DE202016105648U1

DE202016105648U1 - Vorrichtung zur Präsentation von Waren

Info

Publication number: DE202016105648U1
Application number: DE202016105648.9U
Authority: DE
Original assignee: POS Tuning Udo Vosshenrich GmbH and Co KG
Current assignee: Neoalto De GmbH
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: WO2018069304A1; EP3523787A1

Abstract

Vorrichtung (1) zur Präsentation von Waren mit mindestens einem Fach (3) in dem Waren (11) bevorratet sind, wobei die jeweils unterste oder vorderste Ware (11) des mindestens einen Faches (3) über einen Auswerfer oder manuell aus dem Fach (3) entnehmbar ist, wobei an dem mindestens einen Fach (3) ein optischer Sensor (5) zur Ermittlung des Füllstands der Waren in diesem Fach 3) vorgesehen ist, der einen Emitter (12) und einen Empfänger (13) für elektromagnetische Strahlung (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung (15) der Füllstand des Faches (3) abhängig von der Laufzeit zwischen Emitter (12) und Empfänger (13) des vom Emitter (12) ausgesandten Signals (14) ermittelbar ist.

Description

Vorrichtung zur Präsentation von Waren mit mindestens einem Fach in dem Waren bevorratet sind, wobei die jeweils unterste oder vorderste Ware des mindestens einen Faches über einen Auswerfer oder manuell aus dem Fach entnehmbar ist, wobei an dem mindestens einen Fach ein optischer Sensor zur Ermittlung des Füllstands der Waren in diesem Fach vorgesehen ist, der einen Emitter und einen Empfänger für elektromagnetische Strahlung aufweist.
Es sind Vorrichtungen zur Präsentation von Waren als Warenausgabe-Automaten oder als Einrichtungen zur Bevorratung von Waren bekannt, beispielsweise in Form von Regalen, Fallschächten oder geneigten Böden, um Waren auszugeben. Dabei können die Einrichtungen zur Bevorratung von Waren mit oder ohne einem Warenschieber zum Fördern der Ware versehen sind.
Die US 8 260 456 B2 offenbart eine Warenpräsentationseinrichtung, die mindestens eine Vorrichtung zur Bestimmung der Warenschieberposition aufweist. Zudem umfasst sie mindestens ein Schienensystem. Das Schienensystem beinhaltet einen Warenschieber, der Spannung zu einem vorderen Ende der Schiene hin bereitstellt. Zudem umfasst die Vorrichtung einen Sensor, der sich auf einer zur Schiene festen Position befindet und eine Steuerung, die mit dem Sensor kommuniziert. Dabei offenbart der Anspruch 10 auch ein optisches System, mit dem über die Signalstärke eines emittierten und anschließend detektierten Signals Rückschlüsse auf die Position des Warenschiebers in Bezug auf die Schiene gezogen werden. Es wird zudem ein an dem Warenschieber befestigter Reflektor offenbart, der das Signal zum Sensor zurückreflektiert. Die Signalstärke des detektierten Signals ist jedoch von der Transparenz des durchtretenden Mediums und bei Verwendung eines Reflektors von einem gleichbleibenden Reflexionsvermögen desselben abhängig. Die offenbarte Lösung ist dadurch stark von der Einbausituation abhängig und erfordert aufwendige Reinigungen, Wartungen und Schutzmaßnahmen vor Luftveränderungen, um eine gleichbleibend genaue Information über den Füllstand der Ware zu liefern.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ausgabe von Waren zu schaffen, die eine zuverlässige Erfassung des Füllstandes an den einzelnen Fächern ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 3 gelöst.
Der erfindungsgemäße Sensor ist als optischer Sensor ausgebildet und weist einen Emitter und einen Empfänger für elektromagnetische Wellen auf. Der Emitter sendet ein Signal in Form von elektromagnetischer Strahlung aus, woraufhin dieses Signal von dem Empfänger für die Ermittlung des Füllstandes erfasst wird. Die Strecke s, die das Signal bis zur Detektion durch den Empfänger zurücklegt, ist dabei mit dem Füllstand der Waren in dem Fach verknüpft.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Präsentation von Waren umfasst mindestens ein Fach, in dem Waren angeordnet sind, wobei an mindestens einem Fach einer dieser Sensoren zur Erfassung des Füllstandes der Waren in diesem Fach vorgesehen ist. Vorzugsweise können an allen Fächern entsprechende Sensoren zur Erfassung des Füllstandes vorgesehen sein. Dadurch kann beim Betrieb der Vorrichtung ab Unterschreiten einer bestimmten Füllstandsmenge ein Nachfüllvorgang ausgelöst werden, so dass ein Leerlaufen eines Faches vermieden werden kann. Zudem kann durch den Sensor auch eine Diebstahlsituation, bei der gleichzeitigen Entnahme mehrerer Waren, erkannt und gemeldet werden.
Der Empfänger kann auch so platziert sein, dass er die über mindestens eine Einrichtung zur Umlenkung in ihrer Ausbreitungsrichtung veränderte elektromagnetische Welle detektiert.
Eine elektronische Recheneinheit kann aus der Laufzeit t des Signals zwischen Emitter und Empfänger die zurückgelegte Strecke s berechnen: s = t·c, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist.
Da die Lichtgeschwindigkeit c leicht von der Temperatur des durchquerten Mediums abhängig ist, kann vorzugsweise eine Temperatur-Kalibrierung vorgesehen sein.
Es ist auch möglich mittels eines Temperatursensors Informationen über die Temperatur zu sammeln und an eine Steuerung zu übermitteln.
Um die Laufzeit t und daraus den Füllstand der Waren präzise zu bestimmen, können in dem Empfänger Dioden, vorzugsweise Single Photon Avalanche Dioden zum Einsatz kommen, die oberhalb der Durchbruchsspannung betrieben werden, wodurch eine Verstärkung mit einem Wert um e008 erreicht wird. Somit kann das Signal auch bei sehr schwachem Reflexionsvermögen eines Reflektors verwertet werden. Diese Dioden ermöglichen zudem ein Senken der Totzeit zwischen zwei detektierbaren Lichtimpulsen, vorzugsweise auf unter 200ns, insbesondere unter 100 ns, wodurch eine hohe zeitliche Auflösung gewährleistet werden kann.
Alternativ kann eine elektronische Recheneinheit aus der Phasendifferenz phi zwischen dem vom Emitter ausgesandten und dem vom Empfänger detektierten Signal die zurückgelegte Strecke s berechnen: s = c·phi/(4·pi·fmod)
Es besteht zudem die Möglichkeit eine signalverarbeitende Schaltung einzusetzen, die den Emitter vorzugsweise über eine integrierte DAC (digital-to-analog-converter) Schaltung mit Spannung versorgt und eine Frequenzmodulation, vorzugsweise mit einer Modulationsfrequenz fmod, die beispielsweise in einem Bereich von fmod = 3 bis 6 MHz, durchführt. Dies bietet den Vorteil, dass das Signal zu Rausch Verhältnis verbessert wird und ermöglicht eine zuverlässigere Bestimmung der zurückgelegten Strecke s über die Phasendifferenz phi der reflektierten Welle: s = c·phi/(4·pi·fmod)
Um die Genauigkeit beider Ausführungsformen noch weiter zu erhöhen, kann der Emitter monochromatisches Licht aussenden, das vorzugsweise eine Kohärenzlänge aufweist, die minimal der doppelten Länge des Faches entspricht.
Um die Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung zu verringern, wird der Einfluss von Dispersionseffekten auf den Brechungsindex der Luft durch Verwendung von Strahlung im IR-Bereich reduziert. Strahlung aus diesem Bereich ist zudem für das menschliche Auge nicht sichtbar und oft niederenergetisch, wodurch auch Emitter aus einer der niedrigsten Laserklassen, vorzugsweise Klasse 1, 1M, 2 oder 2M (nach Unfallverhütungsvorschrift "Laserstrahlung" BGV B2 und der DIN-Norm EN 60825-1 (VDE 0837-1, Ausgabe Mai 2008 mit einer Berichtigung vom Dezember 2008)) verwendet werden können.
Somit beinhaltet die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Präsentation von Waren einen Sensor zur präzisen Längenmessung, mit dessen Hilfe der Füllstand des entsprechenden Faches berechnet werden kann. Dazu muss der Steuerung die Dicke der gelagerten Waren oder eine damit verknüpfte Größe, vorzugsweise auch die Länge des Faches oder eine damit verknüpfte Größe, in einer Steuerung hinterlegt werden. Die somit ermittelten Messwerte können dann mittels drahtloser oder drahtgebundener Kommunikationsschnittstelle weitergeleitet werden.
Für die Gerätekontrolle und die Datenübertragung können unterschiedliche Bussysteme vorgesehen sein, die optimal an die vorliegenden Ansprüche an den Sensor angepasst sind. Um beispielsweise eine kompaktere Bauweise des Sensors zu ermöglichen, kann innerhalb der Baugruppe ein I2C Bussystem verwendet werden, wohingegen für die Datenübertragung an übergeordnete Systeme beispielsweise ein RS-485 Bussystem verwendet werden kann.
Die Fläche des Sensors ohne Elektronik in Draufsicht senkrecht zur Strahlungsrichtung ist vorzugsweise kleiner als 5,0 cm², insbesondere kleiner 2,5 cm². Die Dicke des Sensors beträgt vorzugsweise weniger als 8 mm, insbesondere weniger als 3 mm. Dadurch kann der Sensor sehr kompakt ausgebildet sein und auch bei schmalen Fächern eingesetzt werden. Wenn der Sensor als Baugruppe mit der Elektronik verbaut wird, kann die Fläche der Baugruppe in Draufsicht in einem Bereich von 5 cm² bis 15 cm², insbesondere 8 cm² bis 12 cm² liegen. Die Dicke kann unverändert bleiben.
Beispielsweise ist an dem Fach ein Warenschieber vorgesehen, der hinter der letzten Warenpackung anliegt. Dadurch kann eine Förderung der Waren in dem Fach an die Entnahmeöffnung zuverlässig erfolgen und zudem können über den Läufer gewisse Klemmkräfte bereitgestellt werden, mittels denen die Ware in der gewünschten Position gehalten wird.
Statt einem Warenschieber kann auch eine beliebige mechanische oder technische Einrichtung vorgesehen sein, um die restlichen Waren nach Entnahme einer vordersten Ware in eine bestimmte Position zu fördern, die beispielsweise auch als Gleitmatte ausgebildet sein kann, auf der Waren nach Entnahme der vordersten Ware durch die Schwerkraft gegen einen Anschlag gleiten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Präsentation von Waren.
2 eine schematische Anordnung des Sensors in Bezug auf die Ware.
Eine Vorrichtung 1 zur Präsentation von Waren umfasst ein Führungsprofil 9, an dem ein durch eine Feder 10 vorgespannter Warenschieber 4 verschiebbar geführt ist. Hierfür sind an dem Führungsprofil 9 zwei Nuten zur Führung des Warenschiebers 4 ausgebildet. Das Führungsprofil 9 ist dabei über einen Anker an einer Adapterschiene 19 festgelegt, die sich senkrecht zur Längsrichtung des Führungsprofils 9 erstreckt. Über die Länge der Adapterschiene 19 können mehrere Führungsprofile 9 nebeneinander montiert werden. An jedem Führungsprofil 9 ist seitlich mindestens ein vertikal hervorstehender Fachteiler 2 vorgesehen, der die Vorrichtung in Fächer 3 unterteilt und die von dem Warenschieber 4 geförderten Waren 11 in seitliche Führung führt. Zudem ist die der Warenausgabeöffnung entgegengesetzte Seite der Fächer 3 mit einer Rückwand 8 versehen. Die Rückwand 8 ist dabei mit Klemmen an den Fachteilern 2 befestigt. An der der Warenausgabenöffnung zugewandten Seite der Rückwand ist jeweils ein optischer Sensor 5 pro Fach 3 zur Erfassung des Füllstand der Waren befestigt. In den Sensoren 5 sind jeweils ein Emitter 12 und ein Empfänger 13 enthalten. An einem oder mehreren Sensoren 5 ist ein Temperatursensor 7 zur Erfassung der Temperatur am Ort des Faches 3 angeordnet. Auf der der Rückwand 8 zugewandten Seite des Warenschiebers 4 ist zudem eine Umlenkeinrichtung 6 befestigt, die das vom Emitter 12 ausgesandte Signal 14 zum Empfänger 13 zurückreflektiert.
Die Stromversorgung 16 des Sensors 5 erfolgt mit Batterien oder über ein Bussystem. Bei der ersten Inbetriebnahme der Vorrichtung am vorgesehenen Platz, kann durch eine Messung ohne Waren 11 die Länge l des Warenfaches bestimmt und einer Steuerung 15 hinterlegt werden. Anschließend sendet der Emitter 12 in Betrieb in regelmäßigen Abständen Signale 14 aus, die an der Einrichtung zur Umlenkung 6 reflektiert und vom Empfänger 13 detektiert werden. Die so ermittelten Messdaten werden an die Steuerung 15 weitergeleitet. Diese zentrale Steuerung 15 für mehrere Sensoren einer oder mehrerer Vorrichtungen zur Präsentation von Waren bestimmt aus dem Signal 14 die Strecke: D = s/2 und durch die vorherige Eingabe der Dicke d der Waren 11 der Füllstand n des Faches 3: n = (l – D)/d
Weiterhin kann ein minimaler Füllstand n festgelegt werden, wodurch bei Unterschreiten dieses Füllstandes ein Nachfüllvorgang ausgelöst wird. Durch die Festsetzung einer maximalen Füllstandsänderung, wird bei Überschreitung ein Alarm ausgelöst.
Bei dem in 2 dargestellten Aufbau ist eine Einbausituation dargestellt, bei der sich eine letzte Ware 11 im Abstand D vom optischen Sensor 5 befindet. Mittels einer Steuerung 15 können die Dicke d der Waren 11 und die Länge l des Faches 3 festgelegt werden. Auch der minimale Füllstand ab dem ein Nachfüllvorgang eingeleitet wird, die Anzahl der maximal ohne Diebstahlwarnung zu entnehmenden Waren pro Messdurchlauf und die Frequenz der Messungen können variiert werden.
Der Emitter 12 sendet elektromagnetische Strahlung 14 aus, die sich in Richtung der Ware 11 ausbreitet. Nach einer Reflektion an der Ware 11 wird die Strahlung 14 vom Empfänger 13 detektiert. Die interne Datenübertragung wird durch ein Bussystem 18 vorgenommen, wodurch eine Steuerung 15 aus den Messdaten die Strecke s = 2·D bestimmen kann. Aus den zuvor hinterlegten Daten wird der Füllstand n bestimmt und aus der Differenz zu dem in einer vorherigen Messung bestimmten Füllstandes die Füllstandsänderung ermittelt. Wird die maximale Füllstandsänderung überschritten oder ein minimaler Füllstand unterschritten, leitet eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 17 oder drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle ein Warnsignal weiter.
Statt der Befestigung der Sensoren 5 an der Rückwand 8 können diese auch jeweils an einem Halter fixiert sein, der wahlweise mit dem Führungsprofil 9 oder dem Boden des Faches 3 verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Fachteiler
3: Fach
4: Warenschieber
5: Optischer Sensor
6: Einrichtung zur Umlenkung
7: Temperatursensor
8: Rückwand
9: Führungsprofil
10: Feder
11: Ware
12: Emitter
13: Empfänger
14: Signal
15: Steuerung
16: Stromversorgung
17: Kommunikationsschnittstelle
18: Bussystem
19: Adapterschiene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8260456 B2 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN-Norm EN 60825-1 [0016]
VDE 0837-1, Ausgabe Mai 2008 mit einer Berichtigung vom Dezember 2008 [0016]

Claims

Vorrichtung (1) zur Präsentation von Waren mit mindestens einem Fach (3) in dem Waren (11) bevorratet sind, wobei die jeweils unterste oder vorderste Ware (11) des mindestens einen Faches (3) über einen Auswerfer oder manuell aus dem Fach (3) entnehmbar ist, wobei an dem mindestens einen Fach (3) ein optischer Sensor (5) zur Ermittlung des Füllstands der Waren in diesem Fach 3) vorgesehen ist, der einen Emitter (12) und einen Empfänger (13) für elektromagnetische Strahlung (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung (15) der Füllstand des Faches (3) abhängig von der Laufzeit zwischen Emitter (12) und Empfänger (13) des vom Emitter (12) ausgesandten Signals (14) ermittelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (12) eine Diode, vorzugsweise eine Single-Photon-Avalanch-Diode SPAD) umfasst.
Vorrichtung zur Präsentation von Waren mit mindestens einem Fach (3) in dem Waren (11) bevorratet sind, wobei die jeweils unterste oder vorderste Ware (11) des mindestens einen Faches (3) über einen Auswerfer oder manuell aus dem Fach (3) entnehmbar ist, wobei an dem mindestens einen Fach (3) ein optischer Sensor (5) zur Ermittlung des Füllstands der Waren in diesem Fach 3) vorgesehen ist, der einen Emitter (12) und einen Empfänger (13) für elektromagnetische Strahlung (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung (15) die Phasendifferenz zwischen dem vom Emitter (12) ausgesandten und dem vom Empfänger (13) detektierten Signal (14) messbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (15), vorzugsweise eine DAC Schaltung vorgesehen ist, mittels der das Signal (4) modulierbar, vorzugsweise frequenzmodulierbar, ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Signal (14) um elektromagnetische Strahlung aus dem IR-Bereich handelt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Einrichtung zur Umlenkung (6) des vom Emitter (12) ausgesandten Signals (14) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem vom Emitter (12) ausgesandten Signal (14) um monochromatische, vorzugsweise kohärente elektromagnetische Strahlung handelt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (7) zur Erfassung der Temperatur vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung (15) eine Temperaturkalibrierung vorgenommen werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gerätekontrolle und die Datenübertragung unterschiedliche Bussysteme (18) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikationsschnittstelle (17) zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Weiterleitung der Daten vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromversorgung (16) über ein Kabel, ein Bussystem (18) und/oder mit Batterien oder Akkus vorgesehen ist.