Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft Transporteinheiten mit einer Behälterhülle und einem innerhalb
der Behälterhülle vorgesehenen Innenraum zur Aufnahme eines zu verpackenden Guts,
sowie Verfahren zur Herstellung solcher Transporteinheiten.
Technologischer Hintergrund
[0002] Die stetig zunehmenden Volumina im Online-Handel erfordern bei Händlern, Zulieferern
und Logistikunternehmen einen effizienten Umgang mit den zu verarbeitenden Waren,
insbesondere in Bezug auf die Herstellung, Bereitstellung und Lagerung der Artikel,
sowie die Kommissionierung und den Transport der Artikel zum Kunden.
[0003] Viele Waren wie z.B. Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik, Lebensmittel, Pharmazeutika,
Kleider, Schuhe, Bücher, Mediendatenträger wie CDs und DVDs, etc. werden bereits beim
Hersteller mit einer eigenen Verpackung versehen und gegebenenfalls zu grösseren Einheiten
zusammengefasst, die beispielsweise auf Paletten bereitgestellt werden. Diese Paletten
werden üblicherweise mit Gabelstaplern bewegt, auf Lastwagen verladen oder aus Lastwagen
entladen und bei einem Händler eingelagert und bei Bedarf wieder ausgelagert.
[0004] In bestimmten Bereichen der Intralogistik werden automatisierte Hochregallager eingesetzt,
die durch automatisierte Beladevorrichtungen und Entladevorrichtungen in den Gängen
zwischen den einzelnen Regalen betrieben werden. Aufwändig ist bei dieser Art von
Lagern, dass üblicherweise an einem Lagerplatz die zuletzt eingelagerte Ware, beispielsweise
eine ganze Palette, als erste wieder ausgelagert werden muss, weil die Regale meist
nur von einer Seite befüllt und entleert werden können. Die Einlagerung und Auslagerung
der Waren ist zudem langsam und ineffizient, da eine entsprechende Bedienvorrichtung
über grosse Wege in horizontaler und vertikaler Richtung verfahren muss, um einen
Artikel einzulagern bzw. auszulagern.
[0005] Sofern die Waren zu grösseren Einheiten zusammengefasst auf genormten Paletten transportiert
werden, muss eine solche grössere Einheit aufgelöst werden, um einzelne Exemplare
der Ware für die weitere Bearbeitung bereitzustellen, beispielsweise in Lagerbehältern
eines automatisierten Kleinteilelagers.
[0006] WO 2014/191106 A1 offenbart ein automatisierbares Lagersystem für als rollbare Körper ausgebildete
Transporteinheiten, mit Speichervorrichtungen zum Speichern von mehreren rollbaren
Transporteinheiten, Einspeichervorrichtungen zum Entgegennehmen und Einbringen von
Transporteinheiten in die Speichervorrichtungen, und Ausspeichervorrichtungen zum
Entnehmen der in den Speichervorrichtungen gespeicherten Transporteinheiten. Ein solches
Lagersystem erlaubt beispielsweise den Aufbau eines effizienten Kleinteilelagers,
in welchem die vereinzelt in rollbare Transporteinheiten verpackten Waren effizient
verarbeitet, verwaltet und kommissioniert werden können.
[0007] Die Verwendung von rollbaren Transporteinheiten bieten insbesondere den Vorteil,
dass sie über weite Strecken ohne aktiven Antrieb schwerkraftgetrieben gefördert werden
können. Zudem erleichtert die Formgebung eines rollenden Körpers eine automatische
Verarbeitung in Fördersystemen und Lagersystemen.
[0008] WO 2014/191107 A1 offenbart eine rollbare Transporteinheit, bei welcher der Schwerpunkt der mit der
Ware befüllten Transporteinheit zentriert werden kann, um die Rollbewegung während
der Förderung zu optimieren.
[0009] US 6050438 offenbart eine kugelförmige, dünnwandige, geteilte Kapsel zur Aufnahme eines Artikels.
Die Kapsel kann ohne Zerstörung getrennt werden, wobei die Teile ineinander eingreifende
Verschlusselemente aufweisen, die eine stabile Verbindung der Teile bewirken, so dass
die Kapsel für den Einsatz in Verkaufsautomaten geeignet ist.
[0010] WO 2014/191105 A1 zeigt eine weitere rollbare Transporteinheit, bei welcher der Lagerraum des Verpackungskörpers
Form an die Form eines in den Verpackungskörper aufzunehmenden Guts angepasst ist
oder angepasst werden kann.
[0011] Es besteht ein allgemeines Bedürfnis nach Verbesserungen in diesem Gebiet.
Darstellung der Erfindung
[0012] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Transporteinheit der eingangs erwähnten Art
zur Verfügung zu stellen, welche die oben erwähnten und andere Nachteile nicht aufweist.
Insbesondere soll eine solche Transporteinheit einfach aus Einzelteilen herstellbar
sein. Vorteilhaft soll die Transporteinheit mehrfach verwendbar sein. Sie soll eine
lange Lebensdauer aufweisen, und soll kostengünstig herstellbar sein.
[0013] Eine solche Transporteinheit soll vorteilhaft ohne schädliche Einflüsse auf die Transporteinheit
oder deren Inhalt durch physikalische oder chemische Rahmenbedingungen, insbesondere
ohne Einwirkung erhöhter Temperaturen, montierbar oder verschliessbar sein. Eine solche
Verpackung soll ohne externe oder temporäre Haltemittel oder Fixiermittel, wie zum
Beispiel Klammern oder Pressen, verschlossen werden können.
[0014] Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem
Transporteinheiten effizient herstellbar sind.
[0015] Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem
Transporteinheiten schonend und effizient montiert oder verschlossen werden können,
ohne schädliche Einflüsse auf die Transporteinheit oder deren Inhalt durch physikalische
oder chemische Rahmenbedingungen, insbesondere ohne Einwirkung erhöhter Temperaturen.
[0016] Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit
welchem Transporteinheiten ohne externe oder temporäre Haltemittel oder Fixiermittel,
wie zum Beispiel Klammern oder Pressen, verschlossen werden können.
[0017] Diese und andere Aufgaben werden durch die Elemente der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen ausserdem aus den abhängigen Ansprüchen
und der Beschreibung hervor.
[0018] Die erfindungsgemässe Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte
und, sofern nicht anders ausgeführt, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen
weiter verbessert werden. Auf diese Ausführungsformen und die mit ihnen verbundenen
Vorteile ist im Folgenden eingegangen.
[0019] In dieser Beschreibung wird der Begriff Gut bzw. Ware synonym verwendet, und kann
insbesondere einzelne Stückgüter und vereinzelbare bzw. einzeln handhabbare Gegenstände
im Allgemeinen umfassen, so zum Beispiel auch bereits in eine geschlossene Verpackung
verpackte Güter.
[0020] Unter dem Begriff Aussenraum wird in der folgenden Beschreibung die allgemeine Umgebung
einer Transporteinheit verstanden, in welcher normaler Atmosphärendruck herrscht,
sowie Umgebungstemperatur, insbesondere Raumtemperatur.
[0021] Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine rollend förderbare Transporteinheit mit einer
Behälterhülle und einem innerhalb der Behälterhülle vorgesehenen Innenraum zur Aufnahme
eines zu verpackenden Guts, wobei die Behälterhülle zwei oder mehr Hüllenteile umfasst,
welche durch Schliessmittel kraftschlüssig reversibel miteinander verbunden sind.
[0022] Vorteilhaft sind bei einer solchen Transporteinheit die Schliessmittel innerhalb
der Behälterhülle angeordnet. Die Anordnung der Schliesselemente innerhalb der Behälterhülle
hat unter anderem den Vorteil, dass diese von aussen nicht direkt zugänglich sind.
Ein unbeabsichtigtes Öffnen der Transporteinheit durch unkontrolliert auf die Hülle
wirkende externe Kräfte kann so vermieden werden.
[0023] Die Hüllenelemente können beispielsweise aus einem geeigneten, formstabilem Kunststoff
und/oder aus Metall gefertigt sein.
[0024] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemässen Transporteinheit
bilden die miteinander verbundenen Hüllenteile ein druckdicht abgeschlossenes Volumen
im Inneren der Transporteinheit. Es ist mindestens ein Ventilelement vorgesehen, mit
welchem das genannte druckdicht abgeschlossene Volumen mit einem Aussenraum reversibel
fluidisch verbindbar ist.
[0025] Vorteilhaft ist das mindestens eine Ventilelement an einem Hüllenelement angeordnet.
[0026] Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemässen Transporteinheit
umfasst die Behälterhülle zwei Hüllenteile, welche mit einem Dichtungselement fluidisch
dichtend verbunden sind und ein druckdicht abgeschlossenes Volumen bilden.
[0027] Besonders vorteilhaft ist bei der vorgenannten Ausführungsform einer erfindungsgemässen
Transporteinheit mindestens ein weiterer Innenraum vorhanden, welcher nicht druckdicht
gegen die Aussenatmosphäre abgeschlossen ist; oder es ist mindestens ein weiterer
Innenraum vorhanden, der fluidisch mit dem ersten Innenraum verbunden ist.
[0028] Vorteilhaft umfassen bei einer erfindungsgemässen Transporteinheit die Schliessmittel
Magnetelemente, welche die mindestens zwei Hüllenteile reversibel kraftschlüssig miteinander
verbinden.
[0029] Auf der Innenwand von zwei oder mehr Hüllenelementen der Transporteinheit kann ein
Hohlzylinder angeordnet sein.
[0030] In einer vorteilhaften Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Transporteinheit
kann eine Adaptervorrichtung vorgesehen sein, mit welcher das Gut innerhalb der Behälterhülle
formschlüssig und/oder kraftschlüssig fixierbar ist.
[0031] Besonders vorteilhaft umfasst die Adaptervorrichtung eine Folierung um das Gut.
[0032] Alternativ oder zusätzlich kann bei einer solchen Transporteinheit die Adaptervorrichtung
zwei Hohlzylinder umfassen, die jeweils an der Innenwand eines Hüllenelements angeordnet
sind, sowie zwei flexible und/oder elastische Schichten, welche jeweils eine Öffnung
eines Hohlzylinders abdecken.
[0033] Vorteilhaft hat die Behälterhülle im Wesentlichen die Form eines rollbaren Körpers.
[0034] Vorteilhaft weist die Behälterhülle eine kugelförmige, zylinderförmige, tonnenförmige
oder doppelkegelförmige Aussenform auf.
[0035] Vorteilhaft sind zwei oder mehr der Hüllenelemente der Transporteinheit zueinander
identisch.
[0036] Im Innenraum der Behälterhülle einer Transporteinheit ist vorteilhaft ein formschlüssig
und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig fixiertes Gut angeordnet.
[0037] Besonders vorteilhaft ist bei einer solchen Transporteinheit das Gut mit Hilfe einer
Adaptervorrichtung in der Behälterhülle fixiert.
[0038] In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemässen Transporteinheit
ist die Behälterhülle im Wesentlichen geschlossen, so dass die Transporteinheit schwimmfähig
ist, insbesondere in Wasser. Eine solche Ausführungsvariante erlaubt insbesondere
die Förderung einer solchen Transporteinheit in oder auf einem Fluidstrom, beispielsweise
in einem Rohrpostsystem oder auf strömendem Wasser.
[0039] Vorteilhaft sind Teilbereiche der Hülle oder die gesamte Hülle transparent. Dies
erlaubt es unter anderem, den Verpackungsinhalt zu identifizieren und zu inspizieren,
ohne dass die Transporteinheit geöffnet werden muss.
[0040] Die Transporteinheit kann mit Identifikationsmitteln ausgestattet sein, beispielsweise
einem optischen Code wie einem eindimensionalen oder zweidimensionalen Barcode, oder
einem RFID (radio-frequency identification)-Element, insbesondere einem NFC (Near
Field Communication)-RFID-Element.
[0041] Ein Identifikationsmittel kann in die Behälterhülle integriert sein, oder es kann
auch reversibel im Hülleninneren angeordnet sein. Beispielsweise kann dem verpackten
Gut zusätzlich ein RFID-Element oder ein Begleitzettel mit einem Barcode beigelegt
werden, die von aussen ausgelesen werden können.
[0042] Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kit umfassend mindestens eine rollend
förderbare Transporteinheit wie vorangehend diskutiert und mindestens eine Adaptervorrichtung
zur Fixierung eines Guts im Innenraum einer rollend förderbaren Transporteinheit.
[0043] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kit zum Erstellen einer rollend förderbaren
Transporteinheit wie vorangehend diskutiert, umfassend zwei oder mehr Hüllenteile,
welche durch Schliessmittel reversibel kraftschlüssig miteinander zu einer Behälterhülle
verbindbar sind.
[0044] Noch ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer
rollend förderbaren Transporteinheit mit einem darin verpackten Gut, umfassend die
Schritte:
- Bereitstellen einer rollend förderbaren Transporteinheit wie vorangehend diskutiert
mit zwei oder mehr Hüllenteilen;
- Bereitstellen eines in der Transporteinheit zu verpackenden Guts;
- Einbringen des zu verpackenden Guts in einen Innenraum der Transporteinheit; und
- kraftschlüssiges Verbinden der Hüllenteile zu einer Behälterhülle.
[0045] Vorteilhaft ist bei einem solchen erfindungsgemässen Verfahren die Transporteinheit
eine rollend förderbare Transporteinheit, bei welcher die miteinander verbundenen
Hüllenteile ein druckdicht abgeschlossenes Volumen im Inneren der Transporteinheit
bilden, und mindestens ein Ventilelement vorgesehen ist, mit welchem das genannte
druckdicht abgeschlossene Volumen mit einem Aussenraum reversibel fluidisch verbindbar
ist; werden die Hüllenteile zu einer Behälterhülle unter Bildung eines druckdicht
abgeschlossenen Volumens im Inneren der Transporteinheit verbunden; und wird eine
Druckdifferenz zwischen dem druckdicht abgeschlossenen Volumen und dem Aussenraum
erzeugt.
[0046] Alternativ kann auch die Transporteinheit in einer Umgebung mit gegenüber dem Atmosphärendruck
erniedrigtem Druck, beispielsweise einer Unterdruckkammer, zusammengesetzt werden.
Wenn die zusammengesetzte Transporteinheit dann aus der Umgebung mit gegenüber dem
Atmosphärendruck erniedrigtem Druck entfernt wird, werden die Hüllenteile durch die
nun vorhandene Druckdifferenz zwischen dem druckdicht abgeschlossenen Volumen und
dem Aussenraum zusammengehalten. Ein solches Verfahren ermöglicht beispielsweise den
Verzicht auf Ventilelemente an den Transporteinheiten.
[0047] Besonders vorteilhaft bleibt bei der Herstellung der Transporteinheit, insbesondere
beim Schliessen der Transporteinheit, die Temperatur im Inneren der Transporteinheit
unverändert. Die Temperatur liegt dabei vorteilhaft bei Umgebungstemperatur, noch
vorteilhafter unter ca. 60 °C, und besonders vorteilhaft unter ca. 40 °C.
[0048] Anstelle von Luft kann der Innenraum der Transporteinheit auch mit einem anderen
Gas oder Gasgemisch befüllt werden, beispielsweise mit einem Inertgas wie Stickstoff,
Argon oder Kohlendioxid. Dies hat den Vorteil, dass auch Güter verpackt werden können,
die beispielsweise trocken oder unter Schutzatmosphäre gelagert werden müssen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0049] Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnungen
Bezug genommen. Diese zeigen lediglich Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands,
und sind nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu
beschränken. Für gleiche oder gleich wirkende Teile werden in den nachfolgenden Figuren
und der dazugehörigen Beschreibung gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet.
- Figur 1
- zeigt schematisch im Querschnitt eine mögliche Ausführungsform einer vorteilhaften
Transporteinheit, (1a) mit getrennten Hüllenteilen und (1b) mit einem Detail im Bereich
der Dichtung.
- Figur 2
- zeigt schematisch im Querschnitt die vorteilhafte Transporteinheit aus Figur 1, (2a)
mit zusammengefügten Hüllenteilen und (2b) mit einem Detail im Bereich der Dichtung.
- Figur 3
- zeigt schematisch im Querschnitt eine mögliche Ausführungsform eines Ventilelements
zur Verwendung in einer erfindungsgemässen Transporteinheit.
- Figur 4
- zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Ventilelements zur Verwendung in einer erfindungsgemässen
Transporteinheit, links in einer Aufsicht auf die Aussenseite eines Hüllenteils, in
dem die Ventileinheit angeordnet ist, und rechts in einem Querschnitt entlang der
Schnittebene A-A.
- Figur 5
- zeigt schematisch im Querschnitt eine andere mögliche Ausführungsform einer vorteilhaften
Transporteinheit, (5a) in einer Explosionsdarstellung und (5b) im zusammengebauten
Zustand.
- Figur 6
- zeigt schematisch im Querschnitt eine weitere mögliche Ausführungsform einer vorteilhaften
Transporteinheit, (6a) in einer Explosionsdarstellung und (6b) im zusammengebauten
Zustand.
- Figur 7
- zeigt schematisch im Querschnitt noch eine weitere mögliche Ausführungsform einer
vorteilhaften Transporteinheit, (7a) mit einem ersten Hüllenteil und darauf platzierten
Gut, (7b) mit dem ersten Hüllenteil und dem zweiten Hüllenteil vor dem Zusammenfügen,
(7c) nach dem Zusammenfügen der Hüllenteile, vor dem Evakuieren des druckdicht abgeschlossenen
Volumens, und (7d) nach dem Evakuieren des druckdicht abgeschlossenen Volumens.
- Figur 8
- zeigt schematisch im Querschnitt noch eine andere mögliche Ausführungsform einer vorteilhaften
Transporteinheit, (8a) mit zusammengefügten Hüllenteilen, vor dem Evakuieren des druckdicht
abgeschlossenen Volumens, (8b) nach dem Evakuieren des druckdicht abgeschlossenen
Volumens, und (8c) ein Detail im Dichtungsbereich.
- Figur 9
- zeigt schematisch eine Ausführungsvariante einer vorteilhaften Transporteinheit, (9a)
im Querschnitt mit zusammengefügten Hüllenteilen und fixiertem Gut, und (9b) in einer
Aufsicht auf das untere Hüllenteil und das darauf abgelegte Gut.
- Figur 10
- zeigt schematisch noch eine Ausführungsvariante einer vorteilhaften Transporteinheit,
(10a) im Querschnitt mit zusammengefügten Hüllenteilen und fixiertem Gut, und (10b)
in einer Aufsicht auf das untere Hüllenteil und das darauf abgelegte Gut.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0050] Eine mögliche Ausführungsform einer vorteilhaften Transporteinheit 1 ist in den Figuren
1 und 2 dargestellt. Die Transporteinheit besteht aus zwei halbkugelförmigen Hüllenteilen
11, 12, die an einer Trennebene 33 zusammenstossen und zusammen eine kugelförmige
Behälterhülle 10 bilden. Die beiden Hüllenteile 11, 12 weisen auf der Hülleninnenseite
jeweils eine umlaufende Stützstruktur 19, 20 mit einem Zentrierring 21, 22 auf, welche
im zusammengesetzten Zustand (Figur 2) bündig ineinander angeordnet sind, und insbesondere
eine korrekt gefluchtete Ausrichtung der beiden Hüllenteile sicherstellen. Weiter
können die Zentrierungen auch gegebenenfalls auf die Hüllenteile wirkende Scherkräfte
aufnehmen. Die Stützstrukturen 19, 20 können beispielsweise als eine Vielzahl von
entlang dem Umfang verteilt angeordnete nach innen gerichtete Rippen ausgestaltet
sein.
[0051] Bei dem ersten Hüllenteil 11 ist auf der Stützstruktur 19 eine Nut 24 vorgesehen,
in welcher ein Dichtungselement in Form eines umlaufenden Dichtungsrings 17 mit O-förmigen
Querschnitt angeordnet ist. Der Dichtungsring kann beispielsweise aus einem geeigneten
elastomeren Kunststoffmaterial bestehen. Bei dem zweiten Hüllenelement 12 ist auf
der Stützstruktur 20 ein Dichtungsflansch 26 vorgesehen, so dass im zusammengefügten
Zustand der Transporteinheit das Dichtungselement 17 zwischen Nut 24 und Dichtungsflansch
26 elastisch verformt ist, und so eine fluidische Abdichtung zwischen dem Innenraum
28, 29 der Transporteinheit 1 und dem Aussenraum 27 erreicht wird.
[0052] Die Hüllenteile werden vorteilhaft aus Kunststoff gefertigt, insbesondere aus einem
transparentem Kunststoff. Ebenso denkbar sind Hüllenteile aus Metall,
[0053] Im gezeigten Ausführungsbeispiel einer Transporteinheit wird für eine kraftschlüssige
Verbindung der zwei Hüllenteile 11, 12 zu einer geschlossenen Behälterhülle 10 im
Innenraum 28 der Behälterhülle 10, der ein druckdicht abgeschlossenes Volumen 29 bildet,
ein Unterdruck erzeugt. Zu diesem Zweck ist beim ersten Hüllenteil 11 ein (nur schematisch
dargestelltes) Ventilelement 15 vorgesehen, durch welches Gas (in der Regel Luft)
aus dem Volumen 29 der zusammengesetzten Transporteinheit 1 entfernt werden kann,
beispielsweise mittels einer entsprechenden Pumpenvorrichtung. Aufgrund des nach dem
Schliessen des Ventils verbleibenden Unterdrucks im Inneren der Transporteinheit 1
entsteht eine senkrecht zur Trennebene 33 auf die beiden Hüllenteile 11, 12 wirkende
Schliesskraft Fs , welche die beiden Hüllenteile 11, 12 zusammenpresst. Die Hüllenteile
sind entlang der Trennebene 33 kraftschlüssig verbunden.
[0054] Weist beispielhaft eine kugelförmige Transporteinheit wie vorangegangen diskutiert
einen Radius von r=0.10 m auf, was einer Querschnittfläche von ca. A=0.031 m
2 entspricht, so führt eine Druckdifferenz von Δp= 10 kPa (0.1 bar) bereits zu einer
Schliesskraft von ca. F
S=314 N. Dies entspricht einer Gewichtskraft von ca. 32 kg. Durch eine geeignete Wahl
des Innendrucks kann die Druckdifferenz zum Aussendruck, und damit die Schliesskraft,
auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
[0055] Die teilweise Evakuation des druckdicht abgeschlossenen Innenvolumens 29 erlaubt
somit auf einfache Weise die Erzeugung einer grossen Schliesskraft, welche die Transporteinheit
ohne komplizierten Mechanismus sicher geschlossen hält. Soll die Transporteinheit
wieder geöffnet werden, muss lediglich die Druckdifferenz zwischen Innenvolumen 29
und Aussenraum 27, also Atmosphärendruck, wieder aufgehoben werden, indem zum Beispiel
das Ventil 15 geöffnet wird. Alternativ können die beiden Hälften auch mechanisch
getrennt werden, indem beispielsweise auf den Hüllenteilen Eingriffmittel vorgesehen
sind, welche es erlauben, die Hüllenelemente mit entsprechendem Werkzeug zu greifen
und mit einer Kraft grösser als die Schliesskraft Fs auseinander zu ziehen oder zu
drücken, wodurch das Innenvolumen belüftet und die Schliesskraft aufgehoben wird.
In einer anderen Variante kann die Dichtungsvorrichtung manipuliert werden, um das
Innenvolumen zu belüften.
[0056] Anstelle der Zentrierringe der vorgenannten Ausführungsform einer Transporteinheit
können auch andere Mittel zur gefluchteten Ausrichtung der beiden Hüllenelemente zueinander
verwendet werden. Beispielsweise können an einem oder beiden Hüllenteilen zwei oder
mehr Zentrierstifte oder Vorsprünge vorgesehen sein, die mit entsprechenden Bohrungen
oder Vertiefungen des gegenüberliegenden Hüllenteils in Wirkverbindung gebracht werden
können.
[0057] Anstelle eines O-Rings kann als Dichtungselement auch ein Dichtungsring mit rechteckigem
Querschnitt verwendet werden, oder es können zwei oder mehr konzentrisch angeordnete
Dichtungsringe vorgesehen sein, oder ein Dichtungsband, eine Dichtungsfolie, eine
Dichtungsscheiben etc..
[0058] In der Figur 2 ist das in der Transporteinheit angeordnete Gut 90 lediglich schematisch
dargestellt. Um das Gut innerhalb der Hülle formschlüssig zu fixieren, können beispielsweise
Adaptervorrichtungen verwendet werden, wie sie aus der
WO 2014/191107 A1 (Figuren 1, 2 oder 8) bekannt sind. Ebenso können Adaptervorrichtungen verwendet
werden, welche das Gut halten und sich auf der Innenseite der Behälterhülle abstützen,
oder an der Behälterhülle fixiert sind.
[0059] Vorteilhaft ist bei einer Transporteinheit wie obenstehend besprochen das Ventil
als Einwegventil ausgestaltet, welches einen Fluiddurchfluss nur vom Hülleninneren
nach aussen erlaubt. Dies hat den Vorteil, dass bei einer gegebenen Unterdruckbeaufschlagung
des inneren Volumens 29 das Ventil sich automatisch im geschlossenen Zustand befindet.
Bei einem Verschliessen der Transporteinheit entfällt so der Schritt des Verschliessens
des Ventils, was den Schliessvorgang vereinfacht.
[0060] Eine mögliche Ausgestaltungsform eines geeigneten Ventils 15 ist in Figur 3 dargestellt.
In der Hülle 10 ist eine Ventilöffnung 15b angeordnet, an welche sich auf der Innenseite
der Hülle eine an die Hülle angeformte Ventilhalterung 15c anschliesst. Im Inneren
der Halterung ist formschlüssig ein Ventilkörper 15a angeordnet, welcher das Innenvolumen
29 fluidisch dichtend vom Aussenraum 27 abtrennt. Der Ventilkörper 15a ist als Schnabelventil
ausgestaltet und vorteilhaft aus einem geeigneten Elastomer gefertigt.
[0061] Wird nun im Bereich der Ventilöffnung 15b mit einer externen Saugvorrichtung (nicht
dargestellt) der Druck abgesenkt, so öffnet sich das Schnabelventil sobald der Saugdruck
tiefer als der Innendruck ist. Mit der Saugvorrichtung wird Luft aus dem Innenvolumen
29 abgesaugt, und der Innendruck sinkt unter den Atmosphärendruck im Aussenraum 27.
Nach dem Entfernen der Saugvorrichtung schliesst sich das Schnabelventil aufgrund
der nun negativen Druckdifferenz zwischen Innenvolumen 29 und dem Aussenraum 27, wie
in der Figur dargestellt.
[0062] Eine andere mögliche Ausgestaltungsform eines geeigneten Einwegventils 15 ist in
Figur 4 dargestellt. In der Hülle 10 ist ein zylinderförmiges Ventilgehäuse 15f eingepasst,
mit vier Öffnungen 15b in einer dem Aussenraum 27 zugewandten Aussenwand 15j und vier
Öffnungen 15g in einer dem Innenvolumen 29 zugewandten Innenwand 15h. Im inneren des
Ventilgehäuses 15f ist ein scheibenförmiger Ventilkörper 15d angeordnet. Auf der Innenseite
der Innenwand 15h des Ventilgehäuses 15f ist ein Ventilsitz in Form einer ringförmigen
Lippe 15e vorgesehen. In dem in der Figur dargestellten geschlossenen Zustand des
Ventils 15 wird der Ventilkörper 15d durch einen Überdruck im Aussenraum 27 dichtend
gegen den Ventilsitz 15e gedrückt. Das Ventil ist geschlossen.
[0063] Um eine negative Druckdifferenz zwischen Innenvolumen 29 und dem Aussenraum 27 (Atmosphärendruck)
zu erhalten, wird wie beim vorangehenden Beispiel mit einer Saugvorrichtung an der
Aussenseite des Ventils ein Unterdruck erzeugt, und Luft aus dem Innenvolumen abgezogen.
Die Luft strömt durch die Öffnungen 15g am Ventilkörper 15d vorbei durch das Ventilgehäuse
und die Öffnungen 15b nach aussen. Abstandshalter (nicht dargestellt) wie zum Beispiel
Rippen, Stege, Noppen, Vorsprünge oder andere geeignete Mittel verhindern dabei eine
Blockierung der Öffnungen 15b durch den Ventilkörper 15d.
[0064] Eine weitere Ausführungsform einer vorteilhaften Transporteinheit 101 ist in Figur
5 gezeigt. Die kugelförmige Behälterhülle 110 besteht wiederum aus zwei halbkugelförmigen
Hüllenteilen 111, 112, die entlang einer Trennebene 133 zusammengefügt werden können.
Beide Hüllenteile sind mit einer Ventilvorrichtung 115, 115' ausgestattet. Ein erster
Hüllenteil 111 weist eine Zentrier-Ausnehmung 121 mit konischer Mantelfläche auf,
welche auf einer Stützstruktur 119 des Hüllenteils abgestützt ist. Auf einer Stützstruktur
120 des zweiten Hüllenteils 112 ist ein Zentrierring 122 mit einer konischen Aussenmantelfläche
angeordnet. Die Mantelflächen der beiden Elemente 121, 122 entsprechen sich, so dass
sie beim Zusammenfügen der beiden Hüllenteile als Zentriermittel wechselwirken, welche
die gefluchtete Ausrichtung der Hüllenteile zueinander sicherstellen.
[0065] Um das zu verpackende Gut 90 in der Behälterhülle 110 zu fixieren, wird das genannte
Gut 90 mit einer Folierung 140 versehen, die im gezeigten Beispiel aus zwei aufeinanderliegenden
Kunststofffolien 141a, 141b besteht, zwischen denen das Gut formschlüssig eingeschlossen
ist. Die aufeinanderliegenden Folien 141a, 141b definieren eine Folierungsebene 142.
Im Bereich um das Gut können die Folien fest miteinander verschweisst, verklebt oder
anderweitig miteinander verbunden sein, so dass eine gemeinsame Folienschicht 140
resultiert. Die Folierung 140 und das darin gehaltene Gut werden anschliessend zwischen
den beiden Hüllenteilen 111, 112 angeordnet (Figur 5a) und die Hüllenteile 111, 112
zusammengefügt, so dass die Folierung 140 zwischen den Hüllenteilen 111, 112 eingeklemmt
wird. Die Folierung wirkt somit als Adaptervorrichtung zur Fixierung des Guts innerhalb
der Behälterhülle.
[0066] Die Folierungsebene 140 fällt mit der Trennebene 133 der Hüllenteile zusammen. Im
Bereich der konischen Zentrierelemente 121, 122 wird die Folierung zwischen den konischen,
entgegengesetzten Mantelflächen eingeklemmt. Der ringförmige Bereich der Folierung
zwischen den genannten Klemmflächen wirkt als Dichtungselement 117. Es ergibt sich
ein fluidisch dichter Abschluss der zwei Halbräume 128a, 128b, und es bilden sich
zwei druckdicht abgeschlossene Volumen 129a, 129b (Figur 5b).
[0067] Durch die beiden Ventilvorrichtungen 115, 115' werden wie bei der Transporteinheit
der Figuren 1 und 2 die beiden druckdicht abgeschlossenen Volumen 129a, 129b zumindest
teilweise evakuiert. Durch die resultierende negative Druckdifferenz zwischen Innenvolumen
129a bzw. 129b und Aussenraum 27 werden die Hüllenteile 111, 112 aufeinandergepresst
und ohne weitere mechanische Befestigungsmittel sicher zusammengehalten. Ein über
die äussere Oberfläche vorstehender Rest der Folierung 140 kann anschliessend abgeschnitten
und entfernt werden, so dass die Rollfähigkeit der Transporteinheit 101 durch die
Folierung 140 nicht behindert wird.
[0068] Vorteilhaft wird der Innendruck in den beiden Volumen 129a, 129b gleich gewählt,
so dass auf die Folierung innerhalb der Kugelhülle 110 keine mechanische Kraft wirkt.
Die kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass beide Volumen mit dem gleichen
Saugsystem evakuiert werden, wobei beispielsweise zwischen den beiden Volumen 129a,
129b ein Druckausgleich über das Leitungssystem der Saugvorrichtung sichergestellt
ist.
[0069] Alternativ kann der Druck in einem inneren Volumen 129a, 129b leicht höher eingestellt
werden als im anderen inneren Volumen 129b, 129a, beispielsweise mit einer Druckdifferenz
von 100 Pa (1 mbar) oder 1000 Pa (10 mbar). Durch die Druckdifferenz wird die Folierung
140 in der Behälterhülle 110 leicht gespannt gehalten, so dass die mechanische Fixierung
des Guts innerhalb der Transporteinheit 101 verstärkt wird.
[0070] Die Folierung 140 kann vorteilhaft mit dem aus der
WO 2014/191107 A1 bekannten Verfahren so am Gut angebracht werden, dass der Schwerpunkt des Guts 90
in der Folierungsebene liegt. Da die Folierungsebene mit der Trennebene 133 der Hüllenelemente
zusammenfällt, verläuft die Folierungsebene durch das Zentrum der Behälterhülle. Durch
Verschieben des folierten Gutes in der Folierungsebene/Trennebene kann der Schwerpunkt
des Guts in Bezug auf die Behälterhülle verschoben werden. Vorteilhaft liegt schlussendlich
der Schwerpunkt des Guts 90 nahe am geometrischen Zentrum der Behälterhülle 110. Dies
optimiert die Rollfähigkeit der Transporteinheit, insbesondere in Bezug auf eine gleichmässige
Rollbewegung.
[0071] Vorteilhaft bestehen die konischen Mantelflächen der Zentrierelemente 121, 122 aus
einem elastischen Material, beispielsweise einem Elastomer, um so die Dichtungswirkung
zwischen Folierung und Mantelfläche zu optimieren.
[0072] Figur 6 stellt eine andere Ausführungsvariante einer Transporteinheit 101' dar. Die
Transporteinheit 101' entspricht weitgehend der Transporteinheit 101 auf Figur 5.
Das zweite Hüllenteil 112 weist jedoch keine eigene Ventilvorrichtung auf. Um auch
das druckdicht geschlossene Volumen 129b teilevakuieren zu können, ist in einem später
innerhalb der Behälterhülle liegenden Bereich der Folierung mindestens eine Öffnung
144 vorgesehen, durch welche ein Druckausgleich (dargestellt als Pfeile) zwischen
den beiden Volumen 129a, 129b erfolgt. Entsprechend reicht für die Erzeugung eines
Unterdruckes in beiden Volumen ein einziges Ventil 115 aus.
[0073] Die mit mindestens einer Öffnung versehene Folierung 140' wie obenstehend diskutiert
kann auch mit der Transporteinheit 101 aus der Figur 5 verwendet werden, wobei in
einem solchen Fall die Öffnungen vor allem dem Ausgleich kleinerer Druckdifferenzen
dient. Die Evakuation des Innenraums kann mit zwei Ventilen, je einem Ventil pro Innenvolumen,
schneller abgeschlossen werden, da die Öffnungen 144 nur eine beschränkte Durchflussgeschwindigkeit
erlauben.
[0074] In Figur 7 wird eine weitere mögliche Ausführungsform einer vorteilhaften Transporteinheit
201 gezeigt. Die Behälterhülle 210 besteht aus zwei halbkugelförmigen Hüllenteilen
211, 212, die an einer Trennebene 233 zusammenstossen. Entlang dem umliegenden Rand
des ersten Hüllenteils 211 sind analog zu Figuren 1 und 2 eine Stützstruktur 219,
eine Nut 224, ein in der Nut 224 angeordnetes Dichtungselement 217 in Form eines umlaufenden
Dichtungsrings 217 und ein Zentrierring 221 vorgesehen. Das zweite Hüllenteil 212
umfasst eine Stützstruktur 220, ein darauf abgestützter Dichtungsflansch 226 und einen
Zentrierring 222. Je eine zylindrische Abtrennwand 247a, 247b ist bei beiden Hüllenteilen
211, 212 gefluchtet zur Symmetrieachse auf der Innenseite der Hüllenwand aufgesetzt.
An ihren dem Innenraum zugewandten umlaufenden Kanten 248 sind die beiden zylindrische
Abtrennwände 247a, 247b mit einer flexiblen, gasdichten Schicht 240a, 240b abgeschlossen,
beispielsweise mit einer flexiblen und/oder elastischen Kunststofffolie.
[0075] Die zylindrischen Wände 247a, 247b und flexiblen Schichten 240a, 240b unterteilen
den Innenraum der Behälterhülle 210 im zusammengesetzten Zustand in einen ersten im
wesentlichen zylinderförmigen Innenraum 228a, einen zweiten im wesentlichen zylinderförmigen
Innenraum 228b, und einen dritten im wesentlichen torusförmigen Innenraum 228c. Der
Volumenbereich zwischen den zwei flexiblen Schichten 240a, 240b definiert einen vierten
Innenraum 228d. Im Bereich des ersten Innenraums 228a und des zweiten Innenraums 228b
ist jeweils in der Hülle eine Entlüftungsöffnung 245a, 245b vorgesehen, welche den
ersten Innenraum 228a bzw. zweiten Innenraum 228b mit dem Aussenraum 27 fluidisch
verbinden. Im zusammengesetzten Zustand der Transporteinheit 201 (vgl. Figuren 7c,
7d) bildet der dritte Innenraum 228 zusammen mit dem vierten Innenraum 228d ein druckdicht
geschlossenes Volumen 229. Im Bereich des dritten Innenraums 228c ist in der Hülle
eine Ventilvorrichtung 215 angeordnet, über welche analog zu den bisher diskutierten
Ausführungsbeispielen der Druck im druckdicht geschlossenen Volumen 229 gegenüber
dem Atmosphärendruck im Aussenraum 27 abgesenkt werden kann.
[0076] Um ein Gut 90 in der gezeigten Transporteinheit 201 zu verpacken, wird das Gut im
Bereich der flexiblen Schichten 240a, 240b zwischen den beiden Hüllenteilen 211, 212
angeordnet. Beispielsweise kann wie in Figur 7a gezeigt das Gut 90, beispielsweise
eine quaderförmige Verpackung mit einem bestimmten Inhalt, auf der flexiblen Schicht
240a eines ersten Hüllenteils 211 abgelegt werden. Anschliessend wird das zweite Hüllenteil
212 mit dem ersten Hüllenteil 211 zusammengefügt (Figur 7b), so dass sich eine geschlossene
Behälterhülle 210 mit druckdicht abgeschlossenem Volumen 229 bildet (Figur 7c). Das
Gut 90 ist nun zwischen den zwei flexiblen Schichten 240a, 240b formschlüssig eingeschlossen.
Während die Hülle 210 im Bereich des Dichtungselements 217 druckdicht abgeschlossen
ist, berühren sich die beiden zylinderförmigen Abtrennwände 247a, 247b nicht, bzw.
nur soweit, dass eine fluidische Verbindung zwischen dem dritten Innenraum 228c und
dem vierten Innenraum 228d verbleibt, und so ein gemeinsames druckdicht geschlossenes
Volumen 229 resultiert. Zur kraftschlüssigen Verbindung der beiden Hüllenteile 211,
212 wird nun über die Ventileinheit 215, beispielsweise mittels einer Saugvorrichtung
(nicht dargestellt) das Volumen teilweise evakuiert und so eine negative Druckdifferenz
zwischen dem inneren Volumen 229 und dem Aussenraum erzeugt. Aufgrund der Druckdifferenz
werden die beiden Hüllenteile 211, 212 zusammengedrückt, und verbleiben sicher im
geschlossenen Zustand, ohne weitere mechanische Verschlusselemente.
[0077] Da der erste Innenraum 228a und der zweite Innenraum 228b über die Entlüftungsöffnungen
245a, 245b mit der Aussenatmosphäre verbunden sind, kollabieren während dem Absenken
des Drucks im Volumen 229 die flexiblen Schichten 240a, 240b, so dass das Gut 90 zwischen
den beiden flexiblen Schichten 240a, 240b reversibel foliert wird, also form- und
kraftschlüssig fixiert wird (Figur 7d). Die zylinderförmigen Abtrennwände 247a, 247b
und die flexiblen Schichten 240a, 240b bilden somit eine Adaptervorrichtung, mit welcher
das Gut 90 innerhalb der Behälterhülle 210 fixiert ist.
[0078] Für die resultierende Schliesskraft Fs aufgrund des Druckunterschieds Δp ist bei
der gezeigten Ausführungsform nur die ringförmige Querschnittfläche des dritten, torusförmigen
Innenraums 228c relevant, da die flexiblen Schichten 240a, 240b im Wesentlichen vollständig
direkt oder indirekt (über das darin eingeschlossene Gut 90) aufeinander aufliegen,
und so keine Kraft auf die Hüllenteile 211, 212 übertragen. Weist beispielsweise die
kugelförmige Transporteinheit einen äusseren Radius von r1=0.10 m auf, und die zylinderförmigen
Abtrennwände einen inneren Radius von r2 = 0.07m, entspricht das einer aktiven Querschnittfläche
von ca. A=0.016 m2. Durch eine geeignete Wahl des Innendrucks kann die Druckdifferenz
zum Aussendruck, und damit die Schliesskraft, auf den gewünschten Wert eingestellt
werden. Durch eine geeignete Wahl der Druckdifferenz kann die Schliesskraft auf den
gewünschten Wert eingestellt werden. Eine Druckdifferenz von Δp= 10 kPa (0.1 bar)
führt beispielsweise zu einer Schliesskraft von ca. Fs=160 N. Dies entspricht einer
Gewichtskraft von ca. 16 kg.
[0079] Um das verpackte Gut 90 wieder aus der Transporteinheit 201 zu entnehmen, wird das
Volumen 229 der Transporteinheit 201 wieder belüftet und auf Atmosphärendruck gebracht,
wodurch sowohl die Anpresskraft zwischen den Hüllenteilen als auch die form- und kraftschlüssige
Fixierung zwischen den flexiblen Schichten aufgehoben wird. Die Hüllenteile können
entlang der Trennebene 233 getrennt und das Gut 90 entnommen werden.
[0080] In Figur 8 wird noch eine andere mögliche Ausführungsform einer vorteilhaften Transporteinheit
301 gezeigt. Die strukturellen Elemente entsprechen dabei mit Ausnahme des äusseren
Dichtungsbereichs zwischen den Hüllenteilen im Wesentlichen denjenigen aus der Figur
7.
[0081] Die Behälterhülle 310 besteht aus zwei halbkugelförmigen Hüllenteilen 311, 312, die
an einer Trennebene 333 zusammenstossen und eine Behälterhülle 310 bilden. Entlang
dem umliegenden Rand des ersten Hüllenteils 311 ist eine Stützstruktur 319 mit einem
Dichtungsflansch 326a angeordnet. Auf dem Flansch 326a ist ein Dichtungsring 317a
mit flachem, rechteckigem Querschnitt angeordnet. Das zweite Hüllenteil 312 umfasst
eine analoge Stützstruktur 320 mit einem darauf abgestützten Dichtungsflansch 326b.
Auf dem Flansch 326b ist wiederum ein Dichtungsring 317b mit flachem, rechteckigem
Querschnitt angeordnet. Auf einander gegenüberliegenden Positionen sind in den Stützstrukturen
319, 320 der beiden Hüllenteile 311, 312 paarweise gegenüberliegend Magnetelemente
350a, 350b, 350a', 350b' angeordnet, welche durch die gegenseitige paarweise magnetische
Anziehung eine gefluchtete Zentrierung der beiden Hüllenteile sicherstellen. Dazu
sind zwei, vorteilhafter drei, vier oder mehr Paare von Magnetelementen in gleichen
Abständen entlang dem Umfang verteilt.
[0082] Neben der Zentrierfunktion erfüllen die genannten Paare von Magnetelementen zusätzlich
noch den Nebenzweck, die beiden Hüllenelemente vor dem Evakuieren des Innenvolumens
provisorisch aneinander zu fixieren, was die Handhabung erleichtert.
[0083] Auf der Innenseite der Hüllenwand ist bei beiden Hüllenteilen je eine zylinderförmige
Abtrennwand 347a, 347b aufgesetzt. Diese sind an ihrer umlaufenden Kante mit einer
flexiblen, gasdichten Schicht 340a, 340b abgeschlossen, beispielsweise einer flexiblen
und/oder elastischen Kunststofffolie.
[0084] Die zylindrischen Abtrennwände 347a, 347b und flexiblen Schichten 340a, 340b unterteilen
den Innenraum der Behälterhülle 310 analog zum Ausführungsbeispiel in Figur 7 in einen
ersten Innenraum 328a, einen zweiten Innenraum 328b und einen dritten Innenraum 328c.
Im Bereich des ersten Innenraums 328a, und des zweiten Innenraums 328b ist in der
Hülle jeweils eine Entlüftungsöffnung 345a, 345b vorgesehen, welche den ersten Innenraum
328a bzw. zweiten Innenraum 328b mit dem Aussenraum 27 fluidisch verbinden. Der dritte
Innenraum 328 bildet im zusammengesetzten Zustand der Transporteinheit 301 zusammen
mit dem vierten Innenraum 328d zwischen den zwei flexiblen Schichten, 340a, 340b ein
druckdicht geschlossenes Volumen 329. Im Bereich des dritten Innenraums 328c ist in
der Hülle 310 eine Ventilvorrichtung 315 angeordnet, über welche das druckdicht geschlossene
Volumen 329 evakuiert und der Druck im genannten Volumen 329 gegenüber dem Atmosphärendruck
im Aussenraum 27 abgesenkt werden kann.
[0085] Das Zusammensetzen und Zerlegen der Transporteinheit 301 erfolgt analog zur Ausführungsvariante
in Figur 7.
[0086] Die Paare von Magnetelementen können jeweils Paare von Dauermagneten sein, vorteilhaft
starke Dauermagnete wie beispielsweise Neodym-Eisen-Bor-Magnete. Alternativ kann ein
Paar von Magnetelementen auch aus einem Dauermagnet und einem Gegenstück aus ferromagnetischem
Eisen o.ä. bestehen. Ebenfalls möglich ist der Einsatz von Elektromagneten, was jedoch
den Einsatz einer externen oder internen Energiequelle bedingt.
[0087] Eine andere Ausführungsvariante einer vorteilhaften Transporteinheit 401 ist in Figur
9 gezeigt. Die Behälterhülle 410 besteht aus zwei halbkugelförmigen Hüllenteilen 411,
412, die an einer Trennebene 433 zusammenstossen. Entlang dem umliegenden Rand des
ersten Hüllenteils 411 ist eine Stützstruktur 419 mit einem Flansch 426a angeordnet.
Das zweite Hüllenteil 412 umfasst eine analoge Stützstruktur 420 mit einem darauf
abgestützten Flansch 426b. Auf einander gegenüberliegenden Positionen sind in den
Stützstrukturen 419, 420 der beiden Hüllenteile 411, 412 acht Paare von Magnetelementen
450a, 450b angeordnet. Durch die gegenseitige paarweise magnetische Anziehung stellen
diese Magnetelemente eine gefluchtete Zentrierung der beiden Hüllenteile sicher. Vor
allem aber resultiert aus der kumulierten magnetischen Anziehungskraft eine Schliesskraft,
welche die beiden Hüllenteile im zusammengesetzten Zustand der Behälterhülle 410 sicher
zusammenhält, ohne die Verwendung zusätzlicher mechanischer Verschlussmittel.
[0088] Mit starken Dauermagneten lassen sich problemlos Schliesskräfte von mehreren hundert
Newton erzeugen. Beispielsweise kann mit einem einzelnen Neodymmagnet des Typs N45
mit 8 mm Durchmesser und 8 mm Höhe eine Haftkraft von 25 N erreicht werden. Durch
die Anzahl, die Dimensionierung und die Materialwahl der Magnetelemente kann so die
gewünschte Schliesskraft eingestellt werden.
[0089] Die Oberfläche der im geschlossenen Zustand der Transporteinheit aufeinanderliegenden
Flansche 426a, 426b wird vorteilhaft so ausgestaltet, dass eine möglichst hohe Haftreibung
resultiert, um auch hohe Scherkräfte entlang der Trennebene halten zu können.
[0090] Alternativ oder zusätzlich können auch zusätzliche Zentrierelemente wie beispielsweise
Zentrierringe analog zu Figur 1 oder konische Elemente wie in Figur 5 vorgesehen sein,
um Scherkräfte aufzunehmen. Eine andere Möglichkeit sind in der Trennebene formschlüssige
Verbindungen wie beispielsweise ineinandergreifende Verzahnungen und andere Strukturen,
die eine Verschiebung der Hüllenelemente zueinander in der Trennebene verhindern.
[0091] Der Vorteil der in dieser Ausführungsform einer Transporteinheit verwendeten magnetischen
Schliesskraft ist, analog zur Schliesskraft aufgrund des Unterdrucks in den vorangehenden
Ausführungsbeispielen, bei welcher das Belüften des druckdicht geschlossenen inneren
Volumens den Anpressdruck rasch auf Null sinken lässt, dass die Schliesskraft im Wesentlichen
nur dann effektiv wirkt, wenn die Hüllenelemente zusammengefügt sind. Werden die Hüllenelemente
durch gezielten externen Kraftaufwand voneinander getrennt, oder durch Verdrehen um
die Normale der Trennebene die Magnetelemente aus Ihrem jeweiligen Wirkungsbereich
gebracht, sinkt die magnetische Schliesskraft sehr rasch auf vernachlässigbare Werte.
[0092] Auf der Innenseite der Hüllenwand ist an beiden Hüllenteilen 411, 412 je eine zylindrische
Wand 447a, 447b angeformt, welche wiederum an der umlaufenden Kante 448 mit einer
elastischen Schicht 440a, 440b abgeschlossen ist, beispielsweise einer elastischen
Kunststofffolie oder einem elastischen Netz oder Geflecht. Die zylindrischen Wände
und die flexiblen Schichten unterteilen den Innenraum der Behälterhülle 410 wiederum
in einen ersten Innenraum 428a, einen zweiten Innenraum 428b, einen dritten Innenraum
428c und einen vierten Innenraum 428d, welche jedoch bei dieser Ausführungsvariante
keine besondere Funktion in Bezug auf die Erzeugung der Schliesskraft haben.
[0093] Um ein Gut 90 in der dargestellten Transporteinheit 401 zu verpacken, wird das Gut
zwischen den beiden Hüllenelementen 411, 412 angeordnet und die beiden Hüllenelemente
zusammengefügt. Die Paare von Magnetelementen 450a, 450b stellen die korrekte Ausrichtung
sicher, und halten nach dem Zusammenfügen die Hüllenteile kraftschlüssig zusammen.
Beim Zusammenfügen der Hüllenelemente 411, 412 werden die elastischen Schichten 440a,
440b elastisch gedehnt. Die entsprechend resultierende Spannkraft fixiert das Gut
zwischen den beiden elastischen Schichten 440a, 440b und innerhalb der Behälterhülle
410.
[0094] Um die Transporteinheit wieder zu öffnen, werden die Magnetelemente durch Krafteinwirkung
voneinander räumlich getrennt, so dass die Schliesskraft mit zunehmender Distanz der
Magnetelemente rasch auf Null abfällt. Dies kann beispielsweise durch ein Auseinanderdrücken
mittels Keilelementen erfolgen, welche in der Trennebene radial in dafür vorgesehene
Öffnungen der Hülle eingedrückt werden. Ein solcher Öffnungsvorgang lässt sich sehr
gut automatisch durchführen.
[0095] In einer alternativen vorteilhaften Variante sind die beiden Hüllenelemente derart
ausgestaltet, dass entlang eines Kreises in der Trennebene flache Rampen angeordnet
sind, die im zusammengesetzten Zustand bündig ineinandergreifen. Optional können weitere
Strukturen, zum Beispiel ein umlaufender Wulst oder zwei zueinander versetzte Reihen
von Rampen, eine Verschiebung in der Trennebene verhindern. Werden die Hüllenteile
um die Normale der Trennebene zueinander verdreht, gleiten die Rampen aufeinander
und drücken die Hüllenelemente auseinander. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil,
dass eine Kraftübersetzung resultiert, so dass zum Öffnen eine geringere Kraft aufgewendet
werden muss als die eigentliche Schliesskraft senkrecht zur Trennebene, Gleichzeitig
verhindert die Art der notwendigen Manipulation der Hüllenteile zum Öffnen der Transporteinheit
ein ungewolltes Öffnen durch einwirkende externe Kräfte, wie sie beispielsweise beim
Zusammenstoss der Transporteinheit mit einem Hindernis wirken können.
[0096] Eine Abwandlung der vorhergehenden Ausführungsform einer Transporteinheit 501 ist
in Figur 10 ersichtlich, bei welcher die Magnetelemente an den zylindrischen Wänden
innerhalb der Behälterhülle angeordnet sind.
[0097] Zwei halbkugelförmige Hüllenteile 511, 512 stossen an einer Trennebene 533 zusammen
und bilden eine Behälterhülle 510. Entlang dem umliegenden Rand des ersten Hüllenteils
511 ist eine Stützstruktur 519 mit einer umlaufenden Zentriernut 521 angeordnet. Das
zweite Hüllenteil 512 umfasst eine Stützstruktur 520 mit einem zur Zentriernut 521
passenden Zentrierring 522. Zentriernut 521 und Zentrierring 522 stellen beim Zusammensetzen
der Transporteinheit die korrekte gefluchtete Ausrichtung der Hüllenteile sicher.
[0098] Auf der Innenseite der Hüllenwand ist bei beiden Hüllenteilen 511, 512 je eine zylindrische
Wand 547a, 547b angeformt. An der umlaufenden Kante ist die entsprechende Öffnung
mit einer elastischen Schicht 540a, 540b abgeschlossen, beispielsweise einer elastischen
Kunststofffolie oder einem elastischen Netz oder Geflecht. Auf einander gegenüberliegenden
Positionen sind auf der Kante 548 der beiden zylindrische Wände 547a, 547b der beiden
Hüllenteile 411, 412 vier Paare von Magnetelementen 551a, 551b angeordnet. Aus der
kumulierten magnetischen Anziehungskraft resultiert eine Schliesskraft, welche die
beiden Hüllenteile im zusammengesetzten Zustand der Behälterhülle 510 sicher zusammenhält,
ohne die Verwendung zusätzlicher mechanischer Mittel.
[0099] Die Handhabung einer solchen Transporteinheit erfolgt analog zu derjenigen aus Figur
9.
[0100] In noch einer anderen Ausführungsvariante einer vorteilhaften Transporteinheit, sind
die obenstehend diskutierten Transporteinheiten der Figur 1 und 2 bzw. der Figur 7,
so abgeändert, dass das umlaufende Dichtungselement als separater Dichtungsring mit
rechteckigem Querschnitt ausgestaltet ist, welches zwischen zwei auf den jeweiligen
Stützstrukturen angeordneten Dichtungsflanschen positioniert ist.
[0101] Besonders vorteilhaft ist der genannte Dichtungsring aus einem elastischen Material
gefertigt und mit einer nach aussen abstehenden Lasche versehen. Zum Öffnen der Transporteinheit
kann ein Benutzer Zug auf die Lasche ausüben, was zur elastischen Verformung und insbesondere
zur Verringerung der Höhe des Dichtungsrings führt, so dass die Dichtungswirkung aufgehoben
wird und Gas einströmen kann. Das innere Volumen wird belüftet und der Unterdruck
wird aufgehoben. Die Transporteinheit kann nun geöffnet und die verpackte Ware entnommen
werden.
[0102] Alternativ kann ein solcher Dichtungsring auch aus einer formbaren Kunststoffmasse
bestehen, wie sie beispielsweise zur reversiblen klebenden Befestigung von Aufhängehaken
an Wänden Verwendung findet. Durch Ziehen an der Lasche wird diese Dichtungsmasse
derart verformt, dass die Dichtungswirkung aufgehoben wird. Das Innenvolumen wird
belüftet, und die Transporteinheit kann geöffnet werden.
[0103] In noch einer weiteren Ausführungsvariante einer vorteilhaften Transporteinheit,
sind die obenstehend diskutierten Transporteinheiten der Figuren 1, 2, 5 bis 10 so
abgeändert, dass die beiden Hüllenteile durch mindestens ein Scharnier schwenkbar
miteinander verbunden sind. Eine solche Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass
die beiden Hüllenteile bei der Bearbeitung nicht unabsichtlich getrennt werden können.
[0104] Die vorgenannten Ausführungsformen lassen sich anstelle von kugelförmigen Hüllenformen
auch mit anderen Hüllenformen realisieren, beispielsweise anderen rollbaren Aussenformen,
aber auch mit nicht rollbaren Aussenformen wie beispielsweise Quadern.
[0105] Die vorliegende Erfindung ist in ihrem Umfang nicht auf die hier beschriebenen spezifischen
Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ergeben sich für den Fachmann aus der Beschreibung
und den dazugehörigen Figuren zusätzlich zu den hier offenbarten Beispielen verschiedene
weitere Modifikationen der vorliegenden Erfindung, die ebenfalls in den Schutzbereich
der Ansprüche fallen. Zusätzlich werden in der Beschreibung verschiedene Referenzen
zitiert, deren Offenbarungsgehalt hiermit in deren Gesamtheit durch Referenz in die
Beschreibung mit aufgenommen wird.
1. Rollend förderbare Transporteinheit (1, 101, 201, 301, 401, 501) mit einer Behälterhülle
(10, 110, 210, 310, 410, 510) und einem innerhalb der Behälterhülle vorgesehenen Innenraum
zur Aufnahme eines zu verpackenden Guts (90), wobei die Behälterhülle zwei oder mehr
Hüllenteile (11, 12, 111, 112, 211, 212, 311, 312, 411, 412, 511, 512) umfasst, welche
durch Schliessmittel kraftschlüssig reversibel miteinander verbunden sind.
2. Transporteinheit nach Anspruch 1, wobei die Schliessmittel innerhalb der Behälterhülle
angeordnet sind.
3. Transporteinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die miteinander verbundenen Hüllenteile
(11, 12, 111, 112, 211, 212, 311, 312) ein druckdicht abgeschlossenes Volumen (29,
129, 229, 329) im Inneren der Transporteinheit bilden; und wobei mindestens ein Ventilelement
(15, 115, 215, 315) vorgesehen ist, mit welchem das genannte druckdicht abgeschlossene
Volumen mit einem Aussenraum (27) reversibel fluidisch verbindbar ist.
4. Transporteinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine
Ventilelement (15, 115, 215, 315) an einem Hüllenteil (11, 12, 111, 112, 211, 212,
311, 312) angeordnet ist.
5. Transporteinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Behälterhülle (10,
110, 210, 310) zwei Hüllenteile (11, 12, 111, 112, 211, 212, 311, 312) umfasst, welche
mit einem Dichtungselement (17, 117, 217, 317a, 317b) fluidisch dichtend verbunden
sind und ein druckdicht abgeschlossenes Volumen (29, 129, 229, 329) bilden.
6. Transporteinheit nach Anspruch 5, wobei mindestens ein weiterer Innenraum vorhanden
ist, welcher nicht druckdicht gegen die Aussenatmosphäre abgeschlossen ist; oder wobei
mindestens ein weiterer Innenraum vorhanden ist, der fluidisch mit dem ersten Innenraum
verbunden ist.
7. Transporteinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schliessmittel
Magnetelemente (350a, 350b, 450am, 450b, 551a, 551b) umfassen, welche die mindestens
zwei Hüllenteile (311, 312, 411, 412, 511, 512) reversibel kraftschlüssig miteinander
verbinden.
8. Transporteinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf der Innenwand von
zwei oder mehr Hüllenelementen ein Hohlzylinder angeordnet ist.
9. Transporteinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Adaptervorrichtung
vorgesehen ist, mit welcher das Gut (90) innerhalb der Behälterhülle formschlüssig
und/oder kraftschlüssig fixierbar ist, und wobei die Adaptervorrichtung zwei Hohlzylinder
umfasst, die jeweils an der Innenwand eines Hüllenelements angeordnet sind, sowie
zwei flexible und/oder elastische Schichten, welche jeweils eine Öffnung eines Hohlzylinders
abdecken.
10. Transporteinheit einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwei oder mehr der Hüllenelemente
der Transporteinheit zueinander identisch sind.
11. Transporteinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem im Innenraum der
Behälterhülle (10, 110, 210, 310, 410, 510) formschlüssig und/oder kraftschlüssig
und/oder reibschlüssig fixierten Gut (90).
12. Kit umfassend mindestens eine rollend förderbare Transporteinheit nach einem der Ansprüche
1 bis 11 und mindestens eine Adaptervorrichtung zur Fixierung eines Guts (90) im Innenraum
einer rollend förderbaren Transporteinheit.
13. Kit zum Erstellen einer rollend förderbaren Transporteinheit nach einem der Ansprüche
1 bis 11, umfassend zwei oder mehr Hüllenteile, welche durch Schliessmittel reversibel
kraftschlüssig miteinander zu einer Behälterhülle verbindbar sind.
14. Verfahren zum Herstellen einer rollend förderbaren Transporteinheit mit einem darin
verpackten Gut, umfassend die Schritte:
Bereitstellen einer rollend förderbaren Transporteinheit nach einem der Ansprüche
1 bis 11 mit zwei oder mehr Hüllenteilen;
Bereitstellen eines in der Transporteinheit zu verpackenden Guts;
Einbringen des zu verpackenden Guts in einen Innenraum der Transporteinheit; und
kraftschlüssiges Verbinden der Hüllenteile zu einer Behälterhülle.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
wobei die Transporteinheit eine rollend förderbare Transporteinheit mit Bezugnahme
auf einen der Ansprüche 3 oder 4 ist;
die Hüllenteile zu einer Behälterhülle unter Bildung eines druckdicht abgeschlossenen
Volumens im Inneren der Transporteinheit verbunden werden; und
eine Druckdifferenz zwischen dem druckdicht abgeschlossenen Volumen und dem Aussenraum
erzeugt wird.