DE10013417C2 - Vorrichtung und zugehöriges Verfahren zum Palettieren von Kartonagen - Google Patents

Description

Faltschachteln aus Wellpappe oder Karton, die als Umverpackung für eine Vielzahl von Waren oder Gütern Verwendung finden, werden gewöhnlich in zwei örtlich und zeitlich getrennten Schritten hergestellt, einem ersten Schritt, bei dem der zur Herstellung einer bestimmten Faltschachtel benötigte Zuschnitt aus einer Wellpappe- oder Kartonbahn ausgestanzt, gefaltet, geklebt und bedruckt wird und bei dem die nachfolgend allgemein als Kartonagen bezeichneten zusammengefalteten Schachteln zu mehreren über- und nebeneinander auf eine Transportpalette gestapelt werden, um sie zum Ort der Verpackung der Waren oder Güter zu transportieren, wo sie dann in einem zweiten Schritt aufgerichtet werden, um sie zu befüllen und anschließend zu verschließen.

Bei größeren Stückzahlen erfolgt das Ausstanzen, Falten, Kleben und Bedrucken der Faltschachtelzuschnitte beim ersten Herstellungsschritt gewöhnlich in sogenannten In-Line- Kartonagenfertigungsmaschinen, in denen sämtliche der gerade genannten Bearbeitungsvorgänge nacheinander vorgenommen werden. Am Austritt der Maschine werden die fertiggestellten und flächig zusammengefalteten Kartonagen gewöhnlich zu mehreren übereinandergelegt, wobei sogenannte Kartonagenbündel gebildet werden, die in Abhängigkeit von den Abmessungen und dem Flächengewicht der Kartonagen eine unterschiedliche Anzahl an Kartonagen enthalten und üblicherweise eine Höhe von 100 mm bis maximal 400 mm besitzen. Insbesondere Kartonagen mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen und größerer Bündelhöhe werden dabei häufig mit einem Umreifungsband aus Polypropylen versehen, um sie zusammenzuhalten und eine gegenseitige Verschiebung der einzelnen Kartonagen beim anschließenden Transportieren und Stapeln der Bündel auf Paletten zu verhindern. Bei den Abnehmern der palettierten Kartonagen sind diese Umreifungsbänder jedoch unerwünscht, zum einen wegen des erforderlichen Zeit- und Arbeitsaufwands zum Entfernen der Bänder und zum anderen wegen der nicht unerheblichen Kosten für ihre Entsorgung.

Aus der EP 0 888 990 A1 der Anmelderin ist es bereits bekannt, lose aufgestapelte Bogen aus Papier, Karton oder Wellpappe ohne Umreifungsbänder mit einer an einem Umsetzroboter angebrachten Greifereinrichtung zu palettieren. Dies ermöglicht es, die losen Stapel zu ergreifen und an einer vorgegebenen Stelle und in vorgegebener Ausrichtung nebeneinander oder einander überlappend auf einer Palette abzusetzen. Die zum Umsetzen der Stapel erforderliche Taktzeit ist jedoch zumeist etwas länger als die Taktzeit, in der eine Kartonagenfertigungsmaschine ein Kartonagenbündel fertig stellt, so dass ein Teil der Bündel bei Verwendung eines derartigen Umsetzroboters zwischengespeichert werden müsste.

Aus der US 3,819,062 ist weiter bereits eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Wellpappezuschnittbündeln am Austritt aus einer Wellpappefertigungsmaschine bekannt, bei der je nach Zuschnittgröße ein oder mehrere nebeneinander aus der Maschine austretende Bündel gleichzeitig von einer Greifereinrichtung aufgenommen und abgelegt werden können, um eine Unterbrechung der Fertigung zu vermeiden, wenn der Abtransport der Zuschnitte langsamer als deren Ausstoß aus der Maschine erfolgt. Die Greifereinrichtung der bekannten Vorrichtung stapelt die Bündel unmittelbar auf ein Transportfahrzeug, wobei von zwei aufeinanderfolgenden Bündeln eines mit der Oberseite nach unten abgelegt werden kann, um ein Aufwölben der Wellpappe zu vermeiden. Abgesehen von einem gewissen seitlichen Versatz der übereinandergelegten Bündel ist bei der bekannten Vorrichtung jedoch weder eine Veränderung der Anordnung der Bündel im Stapel noch eine Anpassung der aufgestapelten Kartonagen an unterschiedliche Palettengrößen oder eine raumsparendere oder stabilere Stapelung der Kartonagen möglich.

Darüber hinaus offenbart die DE 197 01 345 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stapeln von Büchern, bei denen jedes zweite Buch wahlweise um 180 Grad um eine vertikale Achse gedreht werden kann. Diese Bücher werden dort jedoch bereits vor dem Heranführen an eine zum Aufeinanderstapeln dienende Station gedreht und anschließend innerhalb der Station mittels eines Hubrechens unter einen bereits gebildeten Stapel gedrückt. Zum Drehen der Bücher müssen diese zwischen zwei vertikal beweglichen Stempeln festgeklemmt werden, was als ebenso nachteilig angesehen wird, wie das Erfordernis des Anhebens des bereits gebildeten Stapels zum Unterschieben eines weiteren Buches.

Die US-A-4,331,415 offenbart weiter eine Vorrichtung zum Übereinanderlegen von Bündeln von Beuteln oder anderem Flachmaterial zu vertikal ausgerichteten Stapeln, in der die Bündel mit gleicher Ausrichtung übereinander gestapelt werden, indem ein bereits gebildeter Teil der Stapel jeweils angehoben wird, um ein weiteres Bündel unterzuschieben.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zum Palettieren von Kartonagen unter Verwendung eines Umsetzroboters mit einer gegenüber der Taktzeit einer Fertigungsmaschine größeren Taktzeit Wartezeiten, Unterbrechungen des Arbeitsablaufs oder eine Zwischenspeicherung von Kartonagenbündeln zu vermeiden und die Stabilität der Kartonagenstapel während des Transports und der Handhabung der Kartonagenbündel soweit zu verbessern, dass selbst bei Kartonagen mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen und großer Stapelhöhe auf eine Verwendung von Umreifungsbändern verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination gelöst.

Der Erfindung liegt u. a. der Gedanke zugrunde, in einer zwischen der Kartonagenfertigungsmaschine und dem Umsetzroboter angeordneten Dopplerstation aus jeweils zwei Kartonagenbündeln einen Kartonagenstapel mit doppelter Bündelhöhe zu bilden, wobei zur Verbesserung der Stabilität das jeweils obere Bündel des Stapels vor dem Auflegen auf das jeweils untere Bündel um 180 Grad um eine vertikale Achse gedreht wird. Der gebildete Kartonagenstapel wird dann vom Umsetzroboter ergriffen und auf der Palette abgesetzt, wobei das gleichzeitige Ergreifen und Absetzen zweier übereinandergestapelter Bündel den Vorteil hat, dass die für den Umsetzroboter zur Verfügung stehende Taktzeit verdoppelt wird, ohne dass am Umsetzroboter wesentliche Änderungen vorgenommen werden müssen oder die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des Verfahrens beeinträchtigt wird.

Um selbst bei Kartonagen mit kleineren Abmessungen und größerer Stapelhöhe einen Verzicht auf die Verwendung von Umreifungsbändern zu ermöglichen, sollten die Kartonagenbündel auf ihrem Transportweg von der Kartonagenfertigungsmaschine zur Dopplerstation und die gebildeten Kartonagenstapel auf ihrem Transportweg zu einer Aufnahmestation des Umsetzroboters möglichst ruckfrei, das heißt frei von einwirkenden Kräften und größeren Beschleunigungen transportiert werden. Dies ist mit den üblicherweise zum Transportieren von Kartonagenbündeln verwendeten Rollenbahnen nicht möglich, weil die Kartonagen dazu neigen, durch die Ruckelbewegung beim Lauf über die Rollen sowie bei Drehungen oder beim Anschlagen gegen einen Anschlag zu verrutschen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, die Kartonagenbündel oder -stapel zumindest auf einem Teil ihres Transportwegs von einem Bündelautomaten der Kartonagenfertigungsmaschine bis zur Aufnahmestation auf zwei parallelen, im Abstand angeordneten Band- oder Riemenförderern aufliegend zu transportieren, die vorzugsweise von einem Servomotor angetrieben werden, der es gestattet ihre Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie die Positionen, an denen die Bänder angehalten werden, mittels eines entsprechenden Programms genau zu steuern. Dies ermöglicht es, die Kartonagenbündel allmählich ruckfrei zu beschleunigen bzw. abzubremsen und sie bei der Übergabe vom Bündelautomaten auf die Band- oder Riemenförderer mit einer der Bewegungsgeschwindigkeit eines Schiebers des Bündelautomaten entsprechenden Geschwindigkeit anzutreiben.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass von zwei nacheinander in die Dopplerstation geförderten Kartonagenbündeln jeweils das in Bewegungsrichtung vordere Bündel mittels eines Greifers angehoben und auf der Oberseite des in Bewegungsrichtung hinteren Bündels abgesetzt wird, wenn sich dieses zweite Bündel in eine unterhalb des ersten Bündels befindlichen Position bewegt hat. Dadurch kann der Greifer entlang des Transportwegs stationär angeordnet werden. Die zwischen dem Aufnehmen und Absetzen eines Bündels benötigte Zeitspanne kann zudem ausgenutzt werden, um dieses Bündel vor dem Absetzen um seine vertikale Bündelmittelachse zu drehen, so dass einander überlappende Ränder der Kartonagen, an denen diese miteinander verklebt oder zusammengeheftet sind, in den beiden übereinandergestapelten Bündeln an unterschiedlichen Stellen zu liegen kommen, wodurch die Stabilität der gebildeten Stapel verbessert wird.

Da es bei einer größeren Stapelhöhe leichter zu einer gegenseitigen Verschiebung benachbarter Kartonagen kommen kann, wird der in der Dopplerstation gebildete, auf den angetriebenen Band- oder Riemenförderern aufliegende Kartonagenstapel gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich durch einen oder mehrere vertikale Mitnehmer abgestützt, die gegen die in Bewegungsrichtung hinteren Stirnflächen der Kartonagen anliegen, mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Band- oder Riemenförderer angetrieben werden und vorzugsweise auch dazu dienen, den Kartonagenstapel von dem vor der Aufnahmestation gelegenen Ende der Band- oder Riemenförderer aus auf einer daran anschließenden Gleitfläche bis in die Aufnahmestation zu schieben.

Um sicherzustellen, dass der vom Umsetzroboter aufgenommene Kartonagenstapel an den Seiten durch ebene vertikale Flächen begrenzt wird, wird er in der Aufnahmestation vom Mitnehmer gegen eine Anschlageinrichtung mit mindestens einer zur Bewegungsrichtung des Kartonagenstapels entgegengesetzten vertikalen Anschlagfläche geschoben, während zwei quer zur Transportrichtung bewegliche Ausrichteinrichtungen mit einander zugewandten parallelen vertikalen Ausrichtflächen in Richtung der entgegengesetzten seitlichen Stirnflächen der gestapelten Kartonagen bewegt werden, bis der Abstand der Ausrichtflächen der Breite der Kartonagen entspricht.

Anschließend wird der in der Aufnahme- oder Ausrichtstation ausgerichtete Kartonagenstapel zwischen zwei unter die Unterseite des Stapels geschobenen Gabelauslegern und einem gegen die Oberseite des Stapels angepressten Andruckelement des Umsetzroboters ergriffen, wobei die Ausrichtung der Stirnflächen des Stapels aufrechterhalten bleibt, bis der Stapel zwischen den Gabelauslegern und dem Andruckelement festgeklemmt und nach oben aus der Aufnahme- oder Ausrichtstation herausgehoben worden ist.

Anschließend wird der Stapel mit Hilfe des Umsetzroboters an einer genau definierten Stelle und in einer genau definierten Ausrichtung auf der zu beladenden Palette abgesetzt, wobei zweckmäßig mehrere gleich hohe Kartonagenstapellagen gebildet werden, die durch Auflegen sogenannter Schonbogen voneinander getrennt werden. Das Auflegen dieser Schonbogen sowie eines weiteren Schonbogens auf die Oberseite der Palette und die Oberseite des gesamten Stapels erfolgt mit Hilfe eines sogenannten Schonbogenauflegers, der die einzelnen Schonbogen zwischen zwei Bewegungstakten des Umsetzroboters von einem neben der Palette angeordneten Schonbogenstapel aufnimmt, über die Palette bewegt und auf der ebenen Oberseite der Palette bzw. der jeweils letzten Kartonagenlage ablegt. Während die Palette bei herkömmlichen Schonbogenauflegern gewöhnlich in vertikaler Richtung bewegt wird, um die Schonbogen in der Nähe der Oberseite der letzten Kartonagenlage freizugeben, wobei es zum Ruckelbewegungen der aufgestapelten Kartonagen kommen kann, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Schonbogenaufleger mit einem vertikal beweglichen Schonbogengreifer vorgesehen, um die auf der Palette aufgestapelten Kartonagenlagen stationär und damit völlig ruhig zu halten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Palettieren von gebündelten Kartonagen, die aus einem Bündelautomaten einer Kartonagenfertigungsmaschine austreten;

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines an die Stanz- und Faltmaschine anschließenden Teils der Vorrichtung zum Aufeinanderstapeln und Ausrichten zweier Kartonagenbündel;

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht des in Fig. 2 dargestellten Teils der Vorrichtung;

Fig. 4 eine teilweise Draufsicht von oben auf den in Fig. 3 dargestellten Teil der Vorrichtung;

Fig. 5 eine vergrößerte Seitenansicht eines anderen Teils der Vorrichtung zum Ergreifen und Absetzen von Kartonagenstapeln auf einer Palette und zum Abdecken der gebildeten Stapellagen mit einem Schonbogen.

Fig. 6 eine vergrößerte Seitenansicht einer zum Ergreifen und Absetzen der Kartonagenstapel dienenden Greifereinrichtung.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient zum Palettieren von Kartonagen, deren Zuschnitte in einer vorangehenden Kartonagenfertigungsmaschine (nicht dargestellt) aus einer ein- oder mehrschichtigen Wellpappebahn ausgestanzt, zweilagig gefaltet, an den Überlappungsstellen verklebt oder geheftet und ggf. bedruckt werden, bevor die derart gefertigten Kartonagen in zweilagig zusammengefaltetem Zustand in einem Bündelautomaten (nicht dargestellt) der Fertigungsmaschine zu Bündeln aufeinandergestapelt werden, deren Dicke von den Abmessungen der Kartonagen abhängt und in der Regel zwischen 100 und maximal 400 mm liegt.

Die derart gebildeten Kartonagenbündel 2 werden von einem Schieber (nicht dargestellt) des Bündelautomaten über einen Abgabetisch 6 geschoben, an dessen Ende sich die Palettiervorrichtung 8 anschließt.

Die Palettiervorrichtung 8 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Teil 10, in dem jeweils zwei Kartonagenbündel 2 übereinander gestapelt und die gebildeten Stapel 12 anschließend ausgerichtet werden, sowie einem zweiten Teil 14, in dem die gebildeten Stapel 12 nacheinander auf einer Palette 16 abgesetzt werden, und die Palette 16 und die darauf gebildeten Lagen von Stapeln 12 mit sogenannten Schonbogen 18 abgedeckt werden, bevor die fertig bestückte Palette 16 anschließend mit Umreifungsbändern versehen wird, die das Umkippen der übereinandergeschichteten Stapellagen verhindern.

Der erste Teil 10 der Vorrichtung 8 besteht im Wesentlichen aus einer mit ihrem einen Ende an den Abgabetisch 6 anschließenden Transporteinrichtung 20, einer entlang der Transporteinrichtung 20 angeordneten Dopplerstation 22 zum paarweisen Aufeinanderstapeln zweier Kartonagenbündel 2, sowie einer am anderen Ende der Transporteinrichtung 20 angeordneten Ausricht- und Aufnahmestation 24, in der die in der Dopplerstation 22 gebildeten Kartonagenstapel 12 vertikal ausgerichtet und anschließend von einem Umsetzroboter 26 aufgenommen werden.

Der zweite Teil 14 der Vorrichtung 8 besteht im Wesentlichen aus dem Umsetzroboter 26, der einen oder zwei in der Ausricht- und Aufnahmestation 24 ausgerichtete Kartonagenstapel 12 ergreift und auf der Palette 16 (vgl. Fig. 5) absetzt, einer zum Abtransport beladener Paletten 16 und zum Antransport leerer Paletten 16 dienenden Rollenbahn 28, sowie einem zum Auflegen der Schonbogen 18 dienenden Schonbogenaufleger 30.

Die Transporteinrichtung 20 schließt zwei parallel verlaufende schmale angetriebene Band- oder Riemenförderer 32 ein, die sich im Wesentlichen von dem zum Abgabetisch 6 benachbarten Ende der Transporteinrichtung 20 bis kurz vor die Ausricht- und Aufnahmestation 24 erstrecken und deren Abstand quer zu ihrer Längsrichtung zur Anpassung an verschiedene Kartonagenbreiten verstellbar ist. Normalerweise wird der Abstand so eingestellt, dass die Kartonagenbündel 2 auf beiden Seiten über die beiden Band- oder Riemenförderer 32 überstehen. Die Auflagefläche für die Kartonagenbündel 2 wird jeweils von den horizontalen Obertrumen 34 der beiden Band- oder Riemenförderer 32 gebildet. Diese werden zur Abstützung über darunter angeordnete Gleitschienen 36 gezogen, die auch für eine ruhige ruckfreie Bewegung der Kartonagenbündel 2 sorgen.

Am Übergang zwischen den beiden Band- oder Riemenförderern 32 und dem Abgabetisch 6 sind zwei endlose Plattenbänder 38 angeordnet, die auf einem Teil ihrer Länge einzelne Platten mit horizontalen Oberseiten tragen und die Band- oder Riemenförderer 32 in Transportrichtung überlappen. Die Oberseiten der Platten fluchten mit der Oberfläche des Abgabetischs 6 und sind geringfügig höher als die Oberseiten der Obertrume 34 der Band- oder Riemenförderer 32. Die Plattenbänder 38 weisen jeweils einen Bandspeicher 40 auf, und ihre vom Abgabetisch 6 entfernte Umlenkrolle 42 ist mittels eines Handrades 39 oder eines Stellmotors in und entgegen der Transportrichtung verstellbar, so dass sich das vordere, den Band- oder Riemenförderer 32 überlappende Ende der Plattenbänder 38 mit den Platten in Bewegungsrichtung der Band- und Riemenförderer 32 verschieben lässt. Dieses vordere Ende der Plattenbänder 38 wird jeweils so eingestellt, dass sein Abstand vom Umkehrpunkt des Schiebers des Bündelautomaten einem Mehrfachen der Länge der Kartonagenbündel 2 entspricht, so dass bei jedem Vorschub des Schiebers genau ein Kartonagenbündel 2 auf die beiden Band- oder Riemenförderer 32 geschoben wird, während sich das nachfolgende Kartonagenbündel 2 mit seinem vorderen Rand genau über dem vorderen Ende der Plattenbänder 38 befindet.

Durch die Übergabe der Kartonagenbündel 2 auf die beiden Band- oder Riemenförderer 32 werden die Kartonagenbündel 2 gleichzeitig vereinzelt, weil sich das auf die Band- oder Riemenförderer 32 aufgeschobene Kartonagenbündel 2 zusammen mit diesen vom Abgabetisch 6 weg bewegt, während das nachfolgende Bündel 2 noch eine gewisse Zeit lang liegen bleibt, während sich der Schieber des Bündelautomaten in seine hintere Ausgangslage zurückbewegt.

Die beiden Band- oder Riemenförderer 32 werden gemeinsam von einem Servomotor 41 angetrieben, der so gesteuert wird, dass die Antriebsgeschwindigkeit der Band- oder Riemenförderer 32 genau der Bewegungsgeschwindigkeit des Schiebers des Bündelautomaten entspricht und somit eine beschleunigungs- und ruckfreie Übergabe der Kartonagenbündel 2 vom stationären Abgabetisch 6 über die Oberseiten der Platten des stationären Plattenbandes 38 auf die bewegten Bänder oder Riemen der Band- oder Riemenförderer 32 gewährleistet ist.

Die Dopplerstation 22 besteht im Wesentlichen aus einem über den Band- oder Riemenförderern angeordneten Portalrahmen 43, an dem ein Greifer 44 mittels eines Verstellmotors (nicht dargestellt) höhenverstellbar montiert ist. Der Greifer 44 weist zwei seitliche Greiferbacken 46 auf, deren untere Enden nach innen umgebogen sind, während die miteinander gekoppelten oberen Enden mittels eines Pneumatikzylinders 47 symmetrisch zur Längsmittelebene der Transporteinrichtung 20 in einer Führungsschiene 45 quer zur Transportrichtung verschiebbar sind, so dass sich ein unterhalb des Greifers 44 angehaltenes Kartonagenbündel 2 durch Absenken des Greifers 44 und gegenseitige Annäherung der Greiferbacken 46 ergreifen und anheben lässt, um es auf der Oberseite des nachfolgenden Bündels 2 abzusetzen, nachdem dieses ebenfalls unterhalb des Greifers 44 angehalten worden ist. Der Greifer 44 ist mittels eines Antriebsmotors 47 um eine durch die Längsmittelachse der Transporteinrichtung 20 verlaufende vertikale Achse 50 drehbar, so dass er nach dem Aufnehmen eines Kartonagenbündels 2 wahlweise um 180 Grad gedreht werden kann, um das Kartonagenbündel 2 vor dem Absetzen ebenfalls um 180 Grad zu drehen. Durch die unterschiedliche Ausrichtung zweier aufeinander gestapelter Kartonagenbündel 2 wird bewirkt, dass die in der Regel gegenüber der Mitte eines Bündels 2 versetzten Klebe- oder Heftverbindungsstellen der Kartonagen nicht in beiden Bündeln 2 übereinander liegen. Dadurch kann die Stabilität des gebildeten Stapels 12 ebenfalls verbessert werden.

Um die von den Band- oder Riemenförderern 32 mitgeführten Kartonagenbündel 2 genau unterhalb des Greifers 44 anzuhalten, weist die Dopplerstation 22 zwei hinter dem Portalrahmen 43 zwischen den beiden Band- oder Riemenförderern 32 angeordnete zylindrische Anschlagelemente 48 auf, deren Position zur Anpassung an unterschiedliche Kartonagenabmessungen in Transportrichtung und quer dazu verstellbar ist. Die Anschlagelemente 48 sind vertikal verschiebbar und weisen einen Stellantrieb (nicht dargestellt) auf, so dass sie wahlweise zum Anhalten der Kartonagenbündel 2 nach oben in deren Bewegungspfad ausgefahren bzw. nach dem Auflegen des zweiten Kartonagenbündels 2 wieder abgesenkt werden können, um einen Weitertransport des aus den beiden Bündeln 2 gebildeten Kartonagenstapels 12 zu ermöglichen. Der Servomotor 41 der beiden Band- oder Riemenförderer 32 ist zudem so steuerbar, dass deren Bänder oder Riemen vor dem Erreichen der Anschlagelemente 48 langsam abgebremst und angehalten werden, wenn ein darauf mitgeführtes Kartonagenbündel 2 gegen die Anschlagelemente 48 stößt, und wieder langsam beschleunigt werden, wenn die Anschlagelemente 48 nach dem Aufeinanderstapeln zweier Kartonagenbündel 2 wieder abgesenkt worden sind.

Um eine trägheitsbedingte Verschiebung oberer Kartonagenlagen des gebildeten Stapels 12 bei dessen Beschleunigung zu verhindern und um den Kartonagenstapel 12 nach dem Passieren des vorderen Endes des Band- oder Riemenförderers 32 in die Ausricht- und Aufnahmestation 24 zu schieben, weist die Transporteinrichtung 20 zusätzlich zwei von einem Servomotor 51 angetriebene Mitnehmer 52 auf, die beiderseits der Band- oder Riemenförderer 32 auf deren Außenseiten angeordnet sind. Der Servomotor 51 der Mitnehmer 52 wird so gesteuert, dass die Mitnehmer 52 zumindest im Bereich bis zum Ende der Band- oder Riemenförderer 32 die gleiche Geschwindigkeit wie diese aufweisen. Die gemeinsam entlang der Transporteinrichtung 20 verfahrbaren Mitnehmer 52 weisen eine ähnliche Ausbildung wie die Anschlagelemente 48 auf, d. h. sie werden von höhenverstellbaren zylindrischen Stangen gebildet, die sich zum Transport der Stapel 12 über die Oberseite der Band- oder Riemenförderer 32 hinaus nach oben ausfahren lassen, oder unter die Ebene der Band- oder Riemenförderer 32 einziehen lassen, um die Kartonagenbündel 2 in die Dopplerstation 22 durchzulassen.

Die in der Dopplerstation 22 gebildeten Kartonagenstapel 12 werden von den Band- oder Riemenförderern 32 und von den Mitnehmern 52 bis zum vorderen Ende der Band- oder Riemenförderer 32 transportiert, von wo aus sie von den Mitnehmern 52 auf zwei mit den Oberseiten der Obertrume 34 der Band- oder Riemenförderer 32 fluchtenden und in deren Verlängerung angeordneten Gleitflächen 54 in die Ausricht- und Aufnahmestation 24 geschoben werden. Um die Kartonagenstapel vor dem Aufnehmen durch den Umsetzroboter 26 so auszurichten, dass alle vier Stirnflächen der gestapelten Kartonagen miteinander fluchten, weist die Ausricht- und Aufnahmestation 24 zum einen an ihrem von der Dopplerstation 22 abgewandten vorderen Stirnende zwei im horizontalen Abstand angeordnete verschwenkbare Anschlagplatten 56 mit quer zur Transportrichtung ausgerichteten vertikalen Anschlagflächen 58 auf, gegen die der Kartonagenstapel 12 von den Mitnehmern 52 geschoben wird, um die vorderen und hinteren Stirnflächen der Kartonagen eines Stapels 12 auszurichten. Der Servomotor 51 der Mitnehmer 52 wird dabei so gesteuert, dass die Mitnehmer 52 langsam abgebremst und in einem der Länge der Kartonagen entsprechenden Abstand von den Anschlagflächen 58 angehalten werden, um ein Stauchen der Kartonagen zu vermeiden.

Zum anderen weist die Ausricht- und Aufnahmestation 24 zwei einander beiderseits des Stapels 12 gegenüberliegende, quer zur Transportrichtung verschiebbare Ausrichtplatten 60 mit einander gegenüberliegenden, zur Transportrichtung parallelen vertikalen Ausrichtflächen 62 auf, die von beiden Seiten her gegen die seitlichen Stirnflächen der Kartonagen des Stapels 12 geschoben werden, sobald sich dieser in der Aufnahmestation 24 befindet. Die Ausrichtplatten 60 werden von einem Pneumatikzylinder (nicht dargestellt) synchron zusammengefahren und angehalten, wenn der Abstand der Ausrichtflächen 62 der Breite des jeweiligen Stapels 12 entspricht.

Zur Anpassung an unterschiedliche Kartonagenbreiten sind die beiden Band- oder Riemenförderer 32, die beiden Anschlagelemente 48, die beiden Mitnehmer 52, sowie die beiden Ausrichtplatten 60 mittels eines Stellmotors 65 zusammen mit ihrem jeweiligen Antrieb symmetrisch zur vertikalen Längsmittelebene der Transporteinrichtung 20 quer zu dieser verstellbar, während ein weiterer Stellmotor 67 zur Anpassung an die Mitte der vom Bündelautomaten gebündelten Kartonagen eine Querverstellung der Längsmittelebene der Transporteinrichtung 20 gestattet.

Die in der Ausricht- und Aufnahmestation 24 ausgerichteten Kartonagenstapel 12 werden vom Umsetzroboter 26 ergriffen und auf der Palette 16 abgesetzt, wobei beim Palettieren von Kartonagen mit kleinen Abmessungen zwei Kartonagenstapel 12 hintereinander in die Ausricht- und Aufnahmestation 24 geschoben und dort gemeinsam ausgerichtet werden, um sie anschließend zusammen aufzunehmen und auf der Palette 16 abzusetzen.

Der dazu eingesetzte Umsetzroboter 26 besteht im wesentlichen aus einem mit mehreren Freiheitsgraden beweglichen Roboterarm 64, dessen freies Ende zum Ergreifen der Kartonagenstapel 12 eine Greifereinrichtung 66 trägt, die innerhalb eines vorgegebenen Bewegungsbereichs des Roboterarms 64 durch eine entsprechende Steuerung desselben in eine beliebige Lage und Ausrichtung gebracht werden kann.

Der Roboterarm 64 des Umsetzroboters 26 entspricht demjenigen herkömmlicher Industrieroboter und soll daher nicht näher beschrieben werden.

Die Greifereinrichtung 66 besteht im Wesentlichen aus einem mit dem Roboterarm 64 verbundenen Trägerteil 68, zwei parallelen Gabelauslegern 70, die sich zum Ergreifen eines Kartonagenstapels 12 durch einen Spalt 72 zwischen den Anschlagplatten 56 der Ausrichtstation 24 unter einen darin befindlichen ausgerichteten Kartonagenstapel 12 bewegen lassen, sowie einem beweglichen Andruckelement 74, das mittels eines Stellantriebs 76 von oben her gegen die Oberseite des auf den Gabelauslegern 70 aufliegenden Stapels 12 angedrückt werden kann, um diesen zwischen dem Andruckelement 74 und den Gabelauslegern 70 festzuklemmen und in der Greifereinrichtung 66 festzuhalten. Zum gleichzeitigen Umsetzen zweier Stapel 12 wird die Greifereinrichtung 66 mit zwei Andruckelementen 74 und Stellantreiben 76 ausgestattet (vgl. Fig. 6).

Das Andruckelement 74 dient auch dazu, den Kartonagenstapel 12 beim Absetzen auf der Palette 16 nach unten zu drücken, um zu verhindern, dass er sich in Bezug zur Palette 16 bzw. zu den bereits auf der Palette 16 abgesetzten Kartonagenstapeln 12 verschiebt.

Die Gabelausleger 70 sind in Bezug zum Trägerteil 68 in Richtung des Pfeils A in Fig. 6 verschiebbar, zum einen um ihre Länge an die Länge der aufgenommenen Kartonagenstapel 12 anzupassen und zum anderen, um sie beim Absetzen eines Kartonagenstapels 12 unter diesem herauszuziehen. Um beim Herausziehen der Gabelausleger 70 unter dem abgesetzten Kartonagenstapel 12 Gleitreibungskräfte zwischen den Gabelauslegern 70 und den unmittelbar darunter und darüber liegenden Kartonagen zu verhindern, sind die Gabelausleger 70 auf ihrer Ober- und Unterseite mit Gewebegurten oder -riemen 78, 80 (vgl. Fig. 6) versehen, die sich in Längsrichtung der Ausleger 70 erstrecken, an deren vorderen Enden umgelenkt sind und mittels einer auf die umgelenkten Enden einwirkenden Straffeinrichtung (nicht dargestellt) gestrafft gehalten werden, wie in der DE 30 24 133 A1 oder in der EP 0 888 990 A1 der Anmelderin beschrieben, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier aufgenommen werden soll. Die Gewebegurte oder -riemen 78, 80 bewirken, dass bei einer Bewegung der Ausleger 70 in Richtung des Pfeils A keine Relativbewegung zwischen der Oberseite des oberen Gurtes 78 und der darauf aufliegenden Kartonage bzw. zwischen der unter den Gabelauslegern befindlichen Kartonage und der darauf aufliegenden Unterseite des unteren Gurtes 80 stattfindet.

Zum Absetzen eines von der Greifereinrichtung 66 gehaltenen Kartonagenstapels 12 auf der Palette 16 wird die Höhe der Oberseite der dort bereits abgesetzten Kartonagenstapel 12 laufend gemessen und der Umsetzroboter 26 in Abhängigkeit von dieser Höhe, den Abmessungen der Kartonagenstapel 12 und der gewünschten Anordnung derselben auf der Palette 16 so gesteuert, dass sein Roboterarm 64 die Greifereinrichtung 66 bzw. den von dieser festgehaltenen Stapel 12 in eine genau definierte Koordinatenposition über der ortsfest gehaltenen Palette 16 bewegt und in die gewünschte Ausrichtung bringt. In dieser Position befinden sich die Gabelausleger 70 mit ihren Unterseiten schwebend in einer Höhe null über der Oberseite der Palette 12 oder eines darauf abgesetzten Kartonagenstapels 12, so dass von der Greifereinrichtung 66 keine Kräfte auf die Palette 16 oder bereits darauf abgesetzte Kartonagenstapel 12 ausgeübt werden. Die Gabelausleger 70 werden anschließend in Richtung des Pfeils A zurückgezogen und der transportierte Stapel 12 mit Hilfe des Andruckelements 74 nach unten gedrückt und abgesetzt.

Der Umsetzroboter 26 ermöglicht es, die Kartonagenstapel 12 sowohl eng nebeneinander als auch mit Lücken dazwischen in beliebiger Ausrichtung sowie einander überlappend abzusetzen, ohne dass es zu Verschiebungen in den bereits abgesetzten Stapeln 12 oder dem abzusetzenden Stapel 12 kommt. Bevorzugt werden die Stapel 12 unter Bildung von Stapellagen lagenweise abgesetzt, wobei vor dem Absetzen der ersten Lage und nach dem Absetzen von einer oder mehreren weiteren Lagen einer der Schonbogen 18 auf die Oberseite der Palette bzw. der einzelnen Lagen aufgelegt werden, um ein späteres Abnehmen der Stapel 12 von der Palette 16 zu erleichtern und die Stabilität der gestapelten Kartonagen auf der Palette 16 zu verbessern.

Das Auflegen der Schonbogen 18 erfolgt mit Hilfe des Schonbogenauflegers 30, der zwischen zwei Positionen über der Palette 16 bzw. über einem Schonbogenstapel (nicht dargestellt) verfahrbar ist und einen durch einen Motor 84 vertikal beweglichen Schonbogengreifer 80 aufweist (Fig. 5). Der Schonbogengreifer 80 ist mit einer Mehrzahl von neben- und hintereinander angeordneten Saugnäpfen 82 versehen, die mit einer Unterdruckquelle (nicht dargestellt) verbindbar sind, um den jeweils obersten Schonbogen 18 vom Schonbogenstapel aufzunehmen und ihn an eine programmierbare Stelle über die Palette 16 zu transportieren, wo er nach dem Absenken des Schonbogengreifers 80 durch Unterbrechung der Verbindung zwischen den Saugnäpfen 82 und der Unterdruckquelle auf der Oberseite der jeweils obersten Kartonagenlage abgelegt wird.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Palettieren von aus einer Kartonagenfertigungsmaschine austretenden, zu mehreren zu einem Kartonagenbündel (2) übereinandergelegten Kartonagen, mit einer Transporteinrichtung (20) zum Transportieren des Kartonagenbündels (2) zu einer Dopplerstation (22), in der ein weiteres, zuvor um 180 Grad um eine vertikale Achse gedrehtes Kartonagenbündel (2) auf seine Oberseite aufgelegt wird, um einen Kartonagenstapel (12) zu bilden, sowie zum anschließenden einen Kartonagenstapel (12) zu um anschließenden Transportieren des Kartonagenstapels (12) zu einer Aufnahmestation (24), sowie mit einem Umsetzroboter (26), der den in die Aufnahmestation (24) transportierten Kartonagenstapel (12) aufnimmt und unmittelbar auf die Oberseite einer Palette (16), eines bereits auf der Palette abgesetzten Kartonagenstapels (12) oder eines auf den abgesetzten Kartonagenstapel (12) aufgelegten Schonbogens (18) absetzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (20) mindestens einen angetriebenen Band- oder Riemenförderer (32) umfasst, auf dem das Kartonagenbündel (2) und/oder der Kartonagenstapel (12) während des Transports zur Doppler- und/oder Aufnahmestation (22, 24) aufliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand- oder Riemenförderer (32) einen Regelantrieb mit steuerbarer Geschwindigkeit aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung an veränderte Längsabmessungen der Kartonagenbündel (2) ein der Transporteinrichtung (20) zugewandtes Stirnende einer an die Fertigungsmaschine anschließenden Gleitfläche (6, 38) in oder entgegen der Transportrichtung verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche (6, 38) mindestens teilweise von einem mit Auflageplatten bestückten oberen Trum von einem oder mehreren Endlosorganen (38) gebildet wird, und dass eine den Band- oder Riemenförderern (32) zugewandte Umlenkeinrichtung (42) der Endlosorgane (38) verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen in der Dopplerstation (22) angeordneten vertikal beweglichen und um eine vertikale Achse (50) drehbaren Greifer (44), mit dem sich ein erstes von jeweils zwei nacheinander antransportierten Kartonagenbündeln (2) ergreifen, anheben, um die Achse (50) drehen und auf der Oberseite des zweiten Kartonagenbündels (2) absetzen lässt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (20) mindestens einen antreibbaren Mitnehmer (52) umfasst, der den in der Dopplerstation (22) gebildeten Kartonagenstapel (12) gegen hintere Stirnflächen von mindestens einem Teil der Kartonagen anliegend zumindest auf einem Teil seines Transportwegs zur Aufnahmestation (24) vorwärtsbewegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (52) zumindest auf einem Teil seines Bewegungsweges mit einer der Transportgeschwindigkeit des Band- oder Riemenförderers (32) entsprechenden Geschwindigkeit angetrieben wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens eine in der Aufnahmestation (24) angeordnete, den Transportweg der Kartonagenstapel (12) in Transportrichtung begrenzende Anschlageinrichtung (56).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch zwei in dar Aufnahmestation (24) quer zur Transportrichtung bewegliche Ausrichteinrichtungen (60) mit einander zugewandten vertikalen Ausrichtflächen (62).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (12) beim Ergreifen durch den Umsetzroboter (26) an allen vier Seiten von Anschlag- oder Ausrichteinrichtungen (56, 60, 52) umgeben ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen in seitlicher Richtung über die Palette (16) bzw. über einen Stapel Schonbogen verfahrbaren und mindestens teilweise vertikal beweglichen Schonbogenaufleger (30) zum Auflegen von Schonbogen (18) auf die Palette (16) und auf die ebenen Oberseiten einzelner darauf abgelegter Lagen von Kartonagenstapeln (12).