DE69705952T2

DE69705952T2 - Hochgeschwindigkeitsweiche zusammengestellt aus bändern und dessen betriebsverfahren

Info

Publication number: DE69705952T2
Application number: DE69705952T
Authority: DE
Inventors: Henri Bonnet
Original assignee: United Parcel Service of America Inc; United Parcel Service Inc
Current assignee: United Parcel Service of America Inc; United Parcel Service Inc
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2017-05-03
Also published as: ATE203735T1; DE69705952D1; EP0918715A1; WO1997042111A1; JP2000501367A; CA2253474C; DK0918715T3; JP3138482B2; ES2161463T3; EP0918715B1; PT918715E; CA2253474A1; US5655643A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Materialflußsysteme, bei denen Fördereinrichtungen verwendet werden, und insbesondere ein System zur Umleitung von Paketen oder Päckchen von einer Fördereinrichtung zu einer Ausgabestelle, wie zum Beispiel einer anderen Fördereinrichtung, einer Abführrutsche oder dergleichen.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Paketzustellfirmen holen täglich von Tausenden von Orten über einen großen geographischen Bereich Millionen von Paketen ab und transportieren sie, hauptsächlich mit Lastwagen oder Flugzeug, zu einer entsprechend großen Anzahl von verstreuten Zielorten. Zur Einhaltung eines strengen Zeitplans und Bereitstellung von richtigen Zustellungen muß eine Paketzustellfirma automatisierte Übergabesysteme verwenden, um ankommende Pakete auf den richtigen abgehenden Transport zu den Zielorten der Pakete abzustimmen. Da Zustellungen zeitgebunden sind, müssen die Sortiereinrichtungen sehr schnell sein, aber dabei eine sanfte Handhabung der Pakete bereitstellen.
Bei Paketsortiersystemen sind zur Bewegung von Paketen von Eingangsladerampen zum abgehenden Transport oftmals Gurt- und Rollenfördersysteme verwendet worden. Eine Anfangssortierung von entlang einer Fördereinrichtung laufenden Paketen läßt sich durch Umleitung von Paketen von der Fördereinrichtung auf Grundlage ihrer Zielorte oder ihrer Größe oder eines anderen Merkmals erreichen.
Zur Automatisierung der Handhabung von Gegenständen in Fördersystemen sind Fördereinrichtungsumleitanordnungen verschiedener Art entwickelt worden. In den US-Patenten Nr. 4,798,275 von Leemkuil et al. und 4,174,774 von Bourgeois werden Rollengangumleitvorrichtungen gezeigt. Bei einem anderen Lösungsansatz wird ein Umleitvorrichtungsarm diagonal in den Weg ankommender Pakete geschwungen, die dem Winkel des Arms in ein Seitenausgabeziel folgen. Bei einigen Systemen nach dem Stand der Technik ist ein Hochkantendlosgurt auf Scheiben mit vertikaler Achse zur Bewegung um den Umleitvorrichtungsarm herum angebracht. Durch die Bewegung des Gurts werden die Pakete zur Ausgabestelle bewegt. Beispiele für solche Systeme werden in den US-Patenten Nr. 1,729,671 von Bell-Irving et al., 4,711,357 Langenbeck et al. und 4,364,465 von Kraft et al. gezeigt.
Diese Gurt-Umleitsysteme konnten die Anforderungen moderner Fördersysteme, die mit hoher Geschwindigkeit, zum Beispiel 500 Fuß/min (152,4 m/min), betrieben werden, nicht erfüllen. Bei solchen Geschwindigkeiten kann ein auf einen Umleitvorrichtungsarm (mit oder ohne Gurt) auftreffendes Paket beschädigt werden. Versuche, den Arm herauszuschwingen, um das Paket von der Fördereinrichtung zu stoßen, vergrößern diesen Aufprall möglicherweise noch. Bei zu hoch eingestellter Schwinggeschwindigkeit könnten des weiteren leichte, durch den Arm von der Fördereinrichtung heruntergestoßene Pakete über das Ausgabeziel hinwegfliegen. Somit besteht in der Technik der Bedarf nach einem Umleitsystem, das mit hohen Geschwindigkeiten laufende Pakete sicher und zuverlässig umleiten kann.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Fördereinrichtungsumleitvorrichtung, die Objekte, wie zum Beispiel Pakete unterschiedlicher Größe und unterschiedlichen Gewichts, die mit hoher Geschwindigkeit entlang einer Fördereinrichtung laufen, ohne Schaden zufügenden Aufprall in Eingriff nehmen und solche Objekte ohne jegliche Verringerung der Fördereinrichtungsgeschwindigkeit von der Fördereinrichtung zu einer Ausgabestelle umleiten kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Fördersystem bereitgestellt, das folgendes umfaßt:
eine Fördereinrichtung, die einen Weg definiert, entlang dem Gegenstände auf der Fördereinrichtung transportiert werden; und
eine Umleitvorrichtung, die neben der Fördereinrichtung gegenüber einer Abführstelle, an der ausgewählte Gegenstände von der Fördereinrichtung abgeführt werden, angebracht ist, wobei die Umleitvorrichtung zur Bewegung aus einer beabstandeten Position neben dem Weg quer über diesen in eine Abführposition schwenkbar angebracht ist;
wobei die Umleitvorrichtung folgendes umfaßt:
einen Rahmen;
ein Paar von Scheiben, die am Rahmen angeordnet sind;
einen Gurt, der auf den Scheiben angeordnet ist; und
ein Mittel zum Antrieb des Gurts um die Scheiben herum;
wobei der Rahmen hinter einem Gurttrum eine Aussparung definiert, die sich auf der Fördereinrichtung nähernden Gegenständen zugewandt ist, wobei sich das Trum des Gurts unter der Kraft eines die Umleitvorrichtung berührenden Gegenstands in einem eine Reaktion auf die Kraft des Gegenstands auf dem Gurt darstellenden Ausmaß in die Aussparung verformt.
Allgemein ausgedrückt stellt die vorliegende Erfindung eine Umleitvorrichtung zur Abführung von Gegenständen von einer sich bewegenden Fördereinrichtung bereit, die folgendes umfaßt: Mittel zum Schwingen eines Umleitvorrichtungsarms zur Ineingriffnahme von auf der Fördereinrichtung passierenden Gegenständen; dem Umleitvorrichtungsarm zugeordnete Mittel zur Aufnahme der Berührung der Gegenstände am Umleitvorrichtungsarm und Mittel zum Inbewegungversetzen der Gegenstände entlang dem Umleitvorrichtungsarm.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Umleitvorrichtung einen Rahmen, der zur Drehung um eine Achse neben der Fördereinrichtung schwenkbar angebracht ist; ein Paar von Scheiben, die am Rahmen angeordnet sind, wobei eine der Scheiben beweglich angebracht ist und nachgebend von der anderen Scheibe weggedrückt wird; einen Gurt, der an den Scheiben angebracht ist; und ein Mittel zum Antrieb des Gurts um die Scheiben herum umfassen, wobei der Rahmen so geformt ist, daß er eine Verformung eines Trums des Gurts, der sich auf der Fördereinrichtung nähernden Gegenständen zugewandt ist, bei Berührung durch die Gegenstände gestattet. Da die bewegliche Scheibe nachgebend angebracht ist, gibt sie um ein mit der Masse des den Gurt berührenden Objekts in Beziehung stehendes Ausmaß nach. Dadurch kann sich der Gurt nach innen zu einer gekrümmten Konfiguration verformen und dabei die Berührungskraft absorbieren.
Darüber hinaus kann die bevorzugte Umleitvorrichtung ein Mittel zur Erfassung von sich auf der Fördereinrichtung nähernden Gegenständen und ein Steuermittel zum Drehen der Umleitvorrichtung aus einer beabstandeten Position in eine Abführposition, nachdem der Gegenstand eine Stelle entlang der Fördereinrichtung passiert hat, an der die Umleitvorrichtung schwenkbar angebracht ist, umfassen. Die anfängliche Schwingbewegung der Umleitvorrichtung kann relativ langsam erfolgen, so daß sie sich behutsam in den Weg des Gegenstands bewegt. Nachdem der Gegenstand und die Umleitvorrichtung miteinander in Eingriff gelangt sind, kann die Schwinggeschwindigkeit der Umleitvorrichtung und wahlweise die Geschwindigkeit des Umleitvorrichtungsgurts zur Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit des Gegenstands erhöht werden.
Des weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Fördereinrichtungs-Sortiersystem mit einer Umleitvorrichtung nach der obigen Beschreibung bereit.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Umleitung von Gegenständen von einer Fördereinrichtung bereit, bei dem man einen Umleitvorrichtungsarm heraus- und über die Fördereinrichtung dreht, damit er einen Gegenstand auf der Fördereinrichtung in Eingriff nimmt; nach Berühren des Gegenstands durch den Arm die Drehgeschwindigkeit des Umleitvorrichtungsarms erhöht; den Gegenstand entlang dem Umleitvorrichtungsarm in Bewegung versetzt; und die Berührung des Gegenstands durch Verformen des Umleitvorrichtungsarms als Reaktion auf die Berührung absorbiert. Des weiteren kann man bei Inbewegungversetzen des Gegenstands entlang der Umleitvorrichtung den Gegenstand mit einem sich bewegenden Gurt berühren und nach Berührung des Gegenstands mit dem sich bewegenden Gurt die Geschwindigkeit des letzteren erhöhen.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Teils eines Fördersystems, das eine erfindungsgemäße Umleitvorrichtung enthält.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Teils des Fördersystems nach Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Umleitvorrichtung vor Berührung durch ein Paket.
Fig. 4 ist eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Umleitvorrichtung bei Berührung durch ein Paket.
Fig. 5A-5E sind schematische Darstellungen, die den Umleitvorrichtungsarm in verschiedenen Positionen in seinem Betriebszyklus zeigen.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Betriebsfolge der Umleitvorrichtung zeigt.
Fig. 7 ist eine weggeschnittene Ansicht eines Abschnitts eines alternativen Gurts für die Umleitvorrichtung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Nunmehr ausführlicher auf die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen sich in sämtlichen Ansichten gleiche Bezugszahlen auf gleiche Teile beziehen, zeigt Fig. 1 ein die vorliegende Erfindung darstellendes Fördersystem 10. Das Fördersystem enthält eine Fördereinrichtung 12, bei der es sich um einen Gurt-, Gliederband- oder Rollenförderer oder um eine andere Art von Förderer handeln kann. Pakete 16 verschiedener Größe und unterschiedlichen Gewichts werden entlang der Fördereinrichtung 12 transportiert. Mehrere Abführrutschen 14 sind entlang der Fördereinrichtung 12 positioniert und können auf beiden Seiten der Fördereinrichtung verteilt sein. Gegenüber jeder Abführrutsche 14 ist neben der Fördereinrichtung 12 eine Umleitanordnung 20 angebracht. Wie unten ausführlich beschrieben, besteht der Zweck der Umleitanordnung darin, zu bewirken, daß sich ausgewählte Pakete 16 seitlich von der Fördereinrichtung herunter- und in eine Abführrutsche 14 bewegen, indem sie herauschwingt und die Pakete zum geeigneten Zeitpunkt in Eingriff nimmt.
Der Umleitprozeß wird durch eine digitale Steuerung 17 gesteuert, deren Funktion unten unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben wird. Die Steuerung kann ein programmierter Mehrzweck-PC oder eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) sein. Die Steuerung erhält von den Umleitanordnungen zugeordneten Detektoren Eingangssignale, wie unten beschrieben. Des weiteren wird ein Etikettenleser 18 oder eine manuelle Eingabevorrichtung zur Erfassung und Speicherung von Zielortdaten für jedes Paket bei Plazierung des Pakets auf die Fördereinrichtung verwendet. Ein geeignetes System zur Abtastung von Etiketten wird in den US- Patenten 5,291,564; 5,308,960; 5,327,171 und 5,430,282 gezeigt, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Systeme zur Lokalisierung und Decodierung von Barcodes und der Symbolik der dichten Codierung MaxiCode werden in den US-Patenten 4,874,936; 4,896,029; 5,438,188; 5,412,196; 5,412,197; 5,343,028; 5,352,878; 5,404,003; 5,384,451 bzw. der PCT- Veröffentlichung Nr. WO 95/34043 beschrieben, auf die alle hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Eine herkömmliche Codiervorrichtung 19 gestattet der Steuerung zu verfolgen, wie weit die Fördereinrichtung gelaufen ist, seit ein bestimmtes Paket auf die Fördereinrichtung gegeben worden ist.
- Auf bekannte Weise bestimmt die Steuerung, wann ein Paket abgeführt werden soll. Zu solchen Zeitpunkten sendet die Steuerung Steuersignale zur Anweisung der Umleitvorrichtungen, wann sie Pakete von den Fördereinrichtungen herunter umleiten sollen. Jedoch ist die Art und Weise, wie die Steuerung die Umleitvorrichtungen ansteuert, das Einzigartige bei der vorliegenden Erfindung.
Für Fachleute versteht sich, daß die hier beschriebenen Programme, Prozesse, Verfahren usw. sich nicht auf einen bestimmten Rechner oder auf eine bestimmte Vorrichtung beziehen oder darauf beschränkt sind. Stattdessen können verschiedene Arten von Mehrzweckmaschinen mit gemäß den hier beschriebenen Lehren ausgeführten Programmen verwendet werden. Ebenso kann es von Vorteil sein, Spezialvorrichtungen zur Durchführung der hier beschriebenen Verfahrensschritte durch eigene Rechnersysteme mit festverdrahteter Logik oder Festprogrammen, die in nichtflüchtigen Speichern, wie zum Beispiel Nur-Lese-Speichern, gespeichert sind, auszuführen. Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) kann geeignet sein.
Die Umleitanordnung 20 ist an einem Rahmen 22 ausgeführt und wird in den Fig. 2-4 ausführlicher gezeigt. Der längliche Rahmen 22 stützt ein Scheibenpaar zur Drehung um vertikale Achsen: eine innere Antriebsscheibe 24 und eine bewegliche, äußere Mitläuferscheibe 26. Die äußere Scheibe 26 wird von einem Joch 28 festgehalten, das in einer (nicht gezeigten) Schiebehalterung im Rahmen 22 angebracht ist. Ein Block 29 erstreckt sich vom Rähmen 22 an einer von der Scheibe 26 beabstandeten Stelle nach oben. Das Joch 28 ist über eine teilweise zusammengedrückte Feder 30 zwischen dem Joch und dem Block mit dem Block 29 verbunden. Somit können das Joch 28 und die Scheibe 26 nach innen gleiten, wenn eine ausreichende Kraft auf die Feder 30 ausgeübt wird. Die Schiebehalterung für das Joch kann jener Art sein, die in der Regel für Gurtspannungseinstellvorrichtungen verwendet wird, wie beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4,711,357 Langenbeck et al. und 4,364,465 von Kraft et al. gezeigt, auf die beide hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Die gleiche Art von Spannungseinstellvorrichtung könnte zur Einstellung der Spannung an der Feder 30 verwendet werden.
Ein Endlosgurt 35 wird unter Spannung um die beiden Scheiben 24 und 26 herum geführt. Vorzugsweise ist der Gurt auf beiden Flächen mit Zähnen versehen, und des weiteren sind die Scheiben zum zwangsläufigen Antrieb des Gurts mit Zähnen versehen. Die Außenfläche ist mit Zähnen versehen, um zwischen dem Gurt und den Paketen, die er berührt, eine hohe Reibung bereitzustellen. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, weist der Rahmen einen dünnen Mittelteil auf, der einen Ausschnitt 38 definiert, der ankommenden Paketen zugewandt ist, damit eine Auslenkung des Gurts 35 nach innen möglich ist. Von einem Paket auf den Gurt ausgeübter Druck übt eine Kraft auf die Feder 30 aus, wodurch die Scheibe 26 näher an die Scheibe 24 heranrückt. Dadurch kann der Gurt nach innen auslenken und dabei die Kraft der Berührung mit dem Paket absorbieren.
Die Scheibe 24 und dadurch der Gurt 35 werden durch einen über der Scheibe 24 an einer sich zum Rahmen 22 nach unten erstreckenden Befestigungskonstruktion 39 angebrachten Servomotor 37 mit regelbarer Drehzahl angetrieben. Der Motor 37 ist über eine Antriebswelle 36 mit der Scheibe 24 verbunden. Die Servosteuerung des Motors 37 ist zum Erhalt von Betriebsbefehlen mit der Steuerung 17 verbunden. Der Motor 37 kann vorzugsweise die Lineargeschwindigkeit des Gurts 35 von ca. 100 auf ca. 1000 fpm (von 30 auf 305 Meter pro Minute) verstellen. Wenn sich die Abführrutsche links von der Paketbewegungsrichtung befindet und die Umleitanordnung 20 rechts davon angeordnet ist, treibt der Motor den Gurt 35 von oben gesehen im Uhrzeigersinn an. Wenn sich die Abführrutsche rechts der Fördereinrichtung befindet, bewegt sich der Gurt entgegen dem Uhrzeigersinn.
Der Rahmen 22 der Umleitanordnung 20 ist entlang der Seite der Fördereinrichtung 12 auf einem vertikalen Schwenkantriebsschaft 40 angebracht. Der Schaft 40 ist über ein Untersetzungsgetriebe 42 mit einem Servomotor 41 mit regelbarer Drehzahl und Schalt- und Umkehrbetrieb verbunden. Der Motor 41 ist an einer (nicht gezeigten) Stützkonstruktion angebracht und kann als Reaktion auf Befehle von der Steuerung. 17 dahingehend betrieben werden, den Umleitvorrichtungsrahmen 22 auf eine unten ausführlich beschriebene Weise über die Fördereinrichtung 12 herauszuschwingen. Der Teil der Umleitanordnung 20, der über die Fördereinrichtung herausschwingt, wird hier manchmal als Umleitvorrichtungsarm bezeichnet.
Ein Fotozellendetektor (mit einem Sender 45 und einem Empfänger 46) ist entlang der Fördereinrichtung 12 neben jeder Umleitanordnung 20 angebracht. Der Detektor ist zur Erfassung des Vorderrands von sich auf die Umleitvorrichtung zu bewegenden Paketen in einem genau bekannten Abstand vor der Umleitvorrichtung positioniert. Die Pakete unterbrechen einen auf wohlbekannte Weise zwischen dem Sender und dem Empfänger gerichteten Strahl. Bei Unterbrechung des Strahls wird ein Signal zur Steuerung 17 gesendet.
Im folgenden wird der Betrieb des Fördersystems 10 unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 6 beschrieben. Vor den zu beschreibenden Schritten werden die Pakete entlang dem rechten Rand der Fördereinrichtung 12, bei Betrachtungsweise von Fig. 1, in Reihe plaziert oder automatisch angeordnet. Ein Beispiel für eine Vorrichtung zur "Vereinzelung" von Schachteln auf einem Fördersystem wird im US-Patent 5,372,238 gezeigt, auf das hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Des weiteren kann jedes Paket, wie zum Beispiel im US-Patent 5,484,049, auf das hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, gezeigt, gewogen und gemessen werden. Oder das Paket kann gemessen und das Gewicht auf Grundlage seiner Abmessungen geschätzt werden. Eine Aufzeichnung dieser Messungen kann mit einer Paketidentifikation in einem der Steuerung zugeordneten Rechnerspeicher gespeichert werden.
Möglicherweise ist die Verwendung einer (nicht gezeigten) Zufuhrfördereinrichtung mit regelbarer Geschwindigkeit vor der Fördereinrichtung 12 von Vorteil, um den Abstand zwischen den Paketen auf Grundlage ihrer Größe und/oder ihres Gewichts einzustellen. Der Abstand zwischen Paketen kann mit dem Betrieb der Umleitanordnung 20 auf unten beschriebene Weise koordiniert werden.
Während sich die Pakete 16 entlang der Fördereinrichtung 12 bewegen, laufen sie unter der Bildaufnahmekamera des Etikettenlesers 18 vorbei. Bei Schritt 100 des Flußdiagramms von Fig. 6 erhält der Leser 18 ein Bild von Informationen auf einem Etikett auf dem Paket 16. Jegliche Barcodes oder anderen Symbole auf dem Etikett werden erfaßt und decodiert. Zielortinformationen können in einem dichten Code eingebettet oder in einer Datenbankstelle gespeichert sein, deren Adresse in einem Barcode enthalten ist. Des weiteren können Adressentextinformationen auf dem Etikett unter Verwendung von OCR-Techniken analysiert werden. Wenn zuvor das Gewicht und die Abmessungen des Pakets in dichtem Code auf dem Etikett des Pakets codiert worden sind, können diese Informationen als Alternative zum Wiegen und Messen zum Zeitpunkt des Eintritts des Pakets in das Fördersystem 10 von der Etikettenaufnahme erhalten werden. Wenn ein Paket am Leser 18 abgetastet wird, wird der aktuelle Zählerstand des Codierers erhalten.
Nun kann eine gespeicherte Aufzeichnung für jedes Paket die Paketidentifikation, die Zieladresse und die Paketeigenschaften enthalten. Neben den Abmessungen und dem Gewicht können noch andere Eigenschaften speichert werden, so zum Beispiel die Beschreibung des Paketinhalts oder ein Code, der anzeigt, daß der Inhalt zerbrechlich oder ein Gefahrengut ist oder irgendeinen anderen besonderen Status hat.
Nachdem die Zielortinformationen für das Paket bekannt sind, ermittelt die Steuerung 17 aus einem geeigneten Teil ihres Speichers die dem Zielort des Pakets entsprechende geeignete Ausgangsrutsche und die Anzahl der Codierer-Zählungen zwischen dem Etikettenleser 18 und einer Aktivierüngsstelle kurz vor der Zielortausgangsrutsche. Die Aktivierungsstelle liegt zwischen der vorhergehenden Ausgangsrutsche und dem der Zielortausgangsrutsche zugeordneten Fotozellendetektor 45/46. Die Zählungsanzahl wird zum aktuellen Zählerstand des Codierers addiert, um die Abführzählung für das Paket zu erhalten, die bei Schritt 102 mit der Zielortrutschenidentifikation gespeichert wird. Vorzugsweise werden diese Informationen in bereits für das Paket erzeugten Aufzeichnungsfeldern gespeichert.
Bei Schritt 104 liest die Steuerung beim Lauf der Fördereinrichtung 12 die Codierer-Zählung. Bei Schritt 106 vergleicht die Steuerung die Codierer- Zählung mit der im Speicher gespeicherten Liste von Abführzählungen. Wenn die Steuerung eine Abführzählung erhält, liest sie bei Schritt 108 die zugehörige Zielortrutschenidentifikation, sendet ein Signal aus, um die entsprechende Umleitanordnung 20 in einen Bereitschaftszustand zu versetzen und stellt die Umleitvorrichtungschwinggeschwindigkeits- und Gurtgeschwindigkeitsprofile in Abhängigkeit von den für das sich der Umleitvorrichtung nähernde Paket gespeicherten Größen- und Gewichtsinformationen ein.
Wenn die Fotozelle 45/46 knapp vor der Zielortrutsche durch den Vorderrand des Pakets ausgelöst wird, wie in Fig. 5A gezeigt, dann wird bei Schritt 110 ein Signal zur Steuerung gesendet. Dadurch wird bei Schritt 112 eine Zeit-(oder Codierer- Zählungs-)Verzögerung begonnen, während der die Umleitvorrichtung in der in den Fig. 5A und 5B gezeigten beabstandeten Position bleibt. Die Zeit- (oder Zählungs-)Verzögerung ist auf Grundlage der Zeit (oder des Abstands), die (bzw. der) für den Vorderrand des Pakets erforderlich ist, eine hinter dem Schwenkschaft 40 beabstandete Stelle 48 entlang der Umleitanordnung 20, wie in Fig. 5B gezeigt, zu erreichen, eingestellt. Als Reaktion auf das Ablaufen der Zeitverzögerung beginnt der Umleitvorrichtungsmotor 41 bei Schritt 114 damit, die Umleitvorrichtung gemäß dem eingestellten Geschwindigkeitsprofil über die Fördereinrichtung 12 herauszuschwingen.
Fig. 5C zeigt das Paket und, die Umleitvorrichtung kurz nachdem die Umleitvorrichtung damit beginnt, herauszuschwingen. Wenn die Vorderecke des Pakets den Gurt 35 in Eingriff nimmt, bewirkt die Kraft des Pakets auf dem Gurt, daß sich die Scheibe 28 gegen die Feder 30 zum Schwenkschaft 40 hinbewegt. Dadurch kann sich der Gurt nach innen verformen, um das Paket abzufedern. In Kombination erhöht sich die Schwinggeschwindigkeit der Umleitvorrichtung 20 und die Geschwindigkeit des Gurts 35, um das Paket diagonal über den Gurt 12 zur Zielortausgangsrutsche 14 mit Geschwindigkeit zu beaufschlagen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Geschwindigkeitsprofile für die Schwingbewegung der Umleitvorrichtung 20 und für den Lauf des Gurts 35 im Steuerungs-Speicher gespeichert. Diese Profile können je nach Bedarf aufgestellt und modifiziert werden, um die verschiedenen Paketarten, die von dem Fördersystem 10 gehandhabt werden, sicher und schnell abzuführen. Es können mehrere Profile gespeichert werden, die Paketen mit unterschiedlichem Gewicht und unterschiedlichen Abmessungen entsprechen. In diesem Fall werden bei Schritt 108, wie oben beschrieben, die ordnungsgemäßen Geschwindigkeitsprofile, die mit den Eigenschaften eines bestimmten Pakets zusammenpassen, an der Zielortrutschenumleitvorrichtung 20 eingestellt, wenn sich das Paket nähert.
Die Geschwindigkeitsprofile für die Schwingbewegung der Umleitvorrichtung 20 beginnen vorzugsweise relativ langsam, um jeglichen Aufprall der Umleitvorrichtung auf das Paket auf ein Minimum zu reduzieren. Die Umleitvorrichtung und ihr Gurt 35 lassen sich besser so beschreiben, daß sie das Paket auffangen, anstatt daran anzuschlagen. Die Umleitvorrichtung schwingt vorzugsweise nicht vor der Ankunft des Pakets aus, weil dies zu einem starken Aufprall führen könnte, wenn sich das Paket mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Das am Fördereinrichtungsrand dicht neben der Umleitvorrichtung entlanglaufende Paket wird durch die anfängliche Bewegung der Umleitvorrichtung in Eingriff genommen, wenn die Vorderecke des Pakets an der inneren Scheibe 24 vorbeigelaufen ist. Während die Kraft des Pakets absorbiert wird, wie oben beschrieben, wird die Schwinggeschwindigkeit beschleunigt, wodurch der Geschwindigkeit des Pakets eine Querkomponente verliehen wird. Die Schwinggeschwindigkeit ist vorzugsweise von ca. 100 fpm (30 Meter pro Minute) bis zu ca. 1000 fpm (305 Meter pro Minute), wenn das Paket außer Kontakt mit der Umleitvorrichtung kommt, verstellbar.
Gleichzeitig wird vorzugsweise die Laufgeschwindigkeit des Gurts 35 um die Scheiben herum erhöht. Die Zähne des Gurts ergreifen das Paket, während der Gurt die Geschwindigkeit des Pakets entlang der Umleitvorrichtung erhöht. Fig. 5D zeigt, wie sich der Umleitvorrichtungsarm seiner Abführposition nähert und das Paket fast seine maximale Quergeschwindigkeit erreicht hat. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Paket außer Kontakt mit der Umleitvorrichtung kommt, weist es eine ausreichende Quergeschwindigkeit auf, daß es von der Fördereinrichtung in die Abführrutsche abgeführt werden kann, wie in Fig. 5E gezeigt. Die Gurtgeschwindigkeit bei Eingriff mit einem Paket reicht vorzugsweise von ca. 500 fpm (152 Meter pro Minute) bei einer allmählichen Steigerung bis zu ca. 1000 fpm (305 Meter pro Minute), wenn das Paket außer Kontakt mit dem Gurt kommt. Dann vermindert sich die Geschwindigkeit auf die Anfangsgeschwindigkeit, während sich der Umleitvorrichtungsarm zurückzieht.
Während dieses Vorgangs ist die hohe Fördereinrichtungsgeschwindigkeit nicht vermindert worden. Wenn ein Paket Eigenschaften aufweist, die zur Wahl eines langsameren Betriebs der Umleitvorrichtung führen, kann dies durch Vergrößerung des Abstands entlang dem Gurt bis zum nächsten Paket kompensiert werden. Wenn umgekehrt die Eigenschaften eines Pakets einen schnelleren Betrieb der Umleitvorrichtung verlangen, kann der Abstand verkleinert werden. Da die Eigenschaften bei Messung des Pakets bekannt werden, kann eine solche Beabstandung durch eine Zufuhrfördereinrichtung mit regelbarer Geschwindigkeit, wie oben beschrieben, automatisch erfolgen.
Bei Schritt 116 zieht sich die Umleitvorrichtung 116 vorzugsweise mit voller Schwinggeschwindigkeit zurück, so daß sie für ein weiteres Paket bereit ist. Der Logikfluß kehrt zum Lesen von Codierer-Zählungen, bis eine weitere Abführzählung auftritt, zu Schritt 104 zurück.
Die Fig. 1 und 5 zeigen Abführrutschen, die auf der linken Seite der Fördereinrichtung 12 positioniert sind. Es kann ein Spiegelbild der in diesen Figuren gezeigten Konfiguration bereitgestellt werden, um Pakete zur rechten Seite der Fördereinrichtung umzuleiten.
Die Rutschen 14 sind vorzugsweise nach unten von der Fördereinrichtung 12 weg geneigt, so daß in die Rutschen eintretende Pakete unter Schwerkraft von der Fördereinrichtung weg zu einem gewünschten Ziel gleiten können. Für Fachleute versteht sich, daß die Abführrutschen Ausgabestellen bilden, die auch durch Ausgabefördereinrichtungen, Sammelbehälter oder andere geeignete Konstruktionen bereitgestellt werden können. Eine alternative Konstruktion für einen Gurt 55 als Ersatz für den Gurt 35 wird in Fig. 7 gezeigt. Der Gurt ist ein Schlauch mit einem halbkreisförmigen Querschnitt und definiert eine mit Luft aufgeblasene Kammer 56. Der aufgeblasene Gurt 55 unterstützt die Abfederung des Eingriffs der Umleitvorrichtung mit sich auf der Fördereinrichtung nähernden Paketen. Der flache Teil des Querschnittsteils kann mit Zähnen 57 zum Eingriff einer mit Zähnen versehenen Antriebsscheibe ausgebildet sein. Die Kammer 56 wird vorzugsweise über einen herkömmlichen (nicht gezeigten) Kanal aufgeblasen, der dann zur Verhinderung von Leckage verschlossen werden kann. Anstelle des Aufblasens kann der Gurt auch aus einem Schaumstoff, einem dicken Kautschuk mit relativ geringer Dichte oder einem anderen abfedernden Material hergestellt sein. Die Dicke des Gurts 55 beträgt vorzugsweise mindestens 2 Zoll (5 cm).
Somit ist ersichtlich, daß sich der Betrieb der vorliegenden Erfindung von bereits bekannten Umleitvorrichtungen unterscheidet, bei denen möglicherweise Gegenstände durch einen Schwingaufprall von der Fördereinrichtung "geschlagen" werden oder die mit einer Gurt-Sperre versehen sein können, um den Gegenstand zu stoppen und ihn dann allein durch Wirkung des Gurts in Querrichtung zu bewegen. Die erfindungsgemäße Umleitvorrichtung nimmt das Paket ohne potentiell schädlichen Aufprall in Eingriff und verwendet eine Kombination aus schwingendem Umleitvorrichtungsarm und sich bewegendem Gurt, um dem Paket den ordnungsgemäßen Geschwindigkeitsvektor zu verleihen und es in eine Abführstelle zu bewegen.
Für Fachleute versteht sich, daß die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Sortieren oder Umlenken verschiedener Arten von Gegenständen, bei denen es sich nicht um Pakete handelt, ausgeführt werden können
Obgleich die vorliegende Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform davon ausführlich beschrieben worden ist, versteht sich, daß Modifikationen und Variationen durchgeführt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Fördersystem, das folgendes umfaßt:

eine Fördereinrichtung (12), die einen Weg definiert, entlang dem Gegenstände (16) auf der Fördereinrichtung transportiert werden; und

eine Umleitvorrichtung (20), die neben der Fördereinrichtung gegenüber einer Abführstelle (14), an der ausgewählte Gegenstände von der Fördereinrichtung abgeführt werden, angebracht ist, wobei die Umleitvorrichtung zur Bewegung aus einer beabstandeten Position neben dem Weg quer über diesen in eine Abführposition schwenkbar angebracht ist;

wobei die Umleitvorrichtung (20) folgendes umfaßt:

einen Rahmen (22);

ein Paar von Scheiben (24, 26), die am Rahmen angeordnet sind;

einen Gurt (35), der auf den Scheiben angeordnet ist; und

ein Mittel (37) zum Antrieb des Gurts um die Scheiben herum;

wobei der Rahmen hinter einem Gurttrum eine Aussparung (38) definiert, die sich auf der Fördereinrichtung nähernden Gegenständen zugewandt ist, wobei sich das Trum des Gurts unter der Kraft eines die Umleitvorrichtung berührenden Gegenstands in einem eine Reaktion auf die Kraft des Gegenstands auf dem Gurt darstellenden Ausmaß in die Aussparung verformt.

2. Fördersystem nach Anspruch 1, das weiterhin ein Steuermittel (17) zum Drehen der Umleitvorrichtung aus der beabstandeten Position in die Abführposition mit einer Drehgeschwindigkeit, die über einen gewählten Bewegungsbereich der Umleitvorrichtung größer wird, umfaßt.

3. Fördersystem nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt:

ein Steuermittel (17) zum Drehen der Umleitvorrichtung aus der beabstandeten Position in die Abführposition; und

ein Mittel (45, 46) zur Erfassung des Gegenstands;

und wobei das Steuermittel das Drehen der Umleitvorrichtung zu einem Zeitpunkt beginnt, nachdem der Gegenstand eine Stelle (40) entlang der Fördereinrichtung passiert hat, an der die Umleitvorrichtung schwenkbar angebracht ist.

4. Fördersystem nach Anspruch 2 oder 3, das weiterhin einen Speicher, der Eigenschaften von sich entlang der Fördereinrichtung bewegenden Gegenständen (16) enthält, und eine Steuerung (17) zur Wahl einer Drehgeschwindigkeit der Umleitvorrichtung (20) als Reaktion auf die gespeicherten Eigenschaften jedes sich der Umleitvorrichtung nähernden Gegenstands umfaßt.

5. Fördersystem nach Anspruch 4, bei dem die Steuerung (17) als Reaktion auf die gespeicherten Eigenschaften jedes sich der Umleitvorrichtung (20) nähernden Gegenstands (16) eine Geschwindigkeit des Gurts (35) um die Scheiben wählt.

6. Fördersystem nach Anspruch 5, bei dem die Steuerung (17) als Reaktion auf die gespeicherten Eigenschaften jedes sich der Umleitvorrichtung nähernden Gegenstands die Drehgeschwindigkeit des Rahmens (22) und die Geschwindigkeit des Gurts (35) um die Scheiben (24, 26) herum über die ganze Dauer einer gewählten Herausbewegung des Umleitvorrichtungsrahmens über die Fördereinrichtung (12) erhöht.

7. Umleitvorrichtung zum Abführen von Gegenständen (16) von einer sich bewegenden Fördereinrichtung (12), die folgendes umfaßt:

einen Rahmen (22), der zur Drehung um eine Achse (40) neben der Fördereinrichtung schwenkbar angebracht ist;

ein Paar von Scheiben (24, 26), die am Rahmen angeordnet sind, wobei eine der Scheiben beweglich angebracht ist und nachgebend von der anderen Scheibe weg gedrückt wird;

einen Gurt (35), der an den Scheiben angebracht ist; und

ein Mittel (37) zum Antrieb des Gurts um die Scheiben herum;

wobei der Rahmen so geformt ist, daß er eine Verformung eines Trums des Gurts, der sich auf der Fördereinrichtung nähernden Gegenständen zugewandt ist, bei Berührung durch die Gegenstände gestattet.

8. Umleitvorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Gurt einen aufgeblasenen Schlauch (55) umfaßt.

9. Umleitvorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Gurt (35) aus einem zusammendrückbaren Material mit einer Dicke von mindestens ca. 5 cm besteht.

10. Umleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der mindestens eine der Scheiben (24, 26) mit Zähnen versehen ist und bei der der Gurt (35), auf seinen beiden Seiten mit Zähnen versehen ist.

11. Umleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der das Mittel zum Antrieb des Gurts einen Motor (37) umfaßt, der zum Antrieb einer der Scheiben gekoppelt ist, um den Gurt mit einer variablen linearen Geschwindigkeit in einem Bereich von 100 bis 1000 fpm (30-305 Meter pro Min.) zu bewegen.

12. Verfahren zur Umleitung von Gegenständen von einer Fördereinrichtung, bei dem man

einen Umleitvorrichtungsarm (20) heraus- und über die Fördereinrichtung (12) dreht, damit er einen Gegenstand (16) auf der Fördereinrichtung berührt;

nach Berühren des Gegenstands durch den Arm die Drehgeschwindigkeit des Umleitvorrichtungsarms über einen Bewegungsbereich des Arms erhöht;

den Gegenstand entlang dem Umleitvorrichtungsarm in Bewegung versetzt; und

die Berührung des Gegenstands durch Verformen des Umleitvorrichtungsarms (20) als Reaktion auf die Berührung absorbiert.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem man bei dem Inbewegungversetzen des Gegenstands entlang der Umleitvorrichtung den Gegenstand mit einem sich bewegenden Gurt (35) berührt und weiterhin nach Berührung des Gegenstands durch den sich bewegenden Gurt die Geschwindigkeit des letzteren erhöht.