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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung richtet sich auf eine Förder- und Stapelvorrichtung
vorzugsweise zur Verwendung beim Stapeln von einzelnen Lebensmitteln
oder von auf einem Substrat geschichteten Lebensmitteln, die schnell
und exakt für
die weitere Verpackung zu stapeln sind.
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Stand der Technik
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In
der Technik sind Stapelanlagen bekannt, die zur Stapelung einzeln
hergestellter Artikel, wie tiefgefrorener Pizzaböden, oder einer einzelnen Lage mehrerer
Artikel, wie in Scheiben geschnittener Lebensmittel oder Kochschinkenstreifen,
verwendet werden. Diese bekannten Stapelvorrichtungen können die
Artikel direkt aufeinander stapeln, wie im Falle tiefgefrorener
Pizzaböden,
oder können
ein Substrat aufnehmen, das ein Produkt oder mehrere Scheiben des
zu stapelnden Produktes trägt.
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Das
Einzelprodukt bzw. Produkt/Substrat wird auf eine Staplerplattform
befördert,
die entweder verschiebbar oder drehbar weggefahren wird, so dass
der Artikel bzw. das Substrat mit den darauf befindlichen Artikeln
in einer Stapelposition auf eine tiefer gelegene Ebene abgesetzt
wird, bei der es sich gewöhnlich
um einen Austragsförderer
handelt. Es ist bekannt, dass diese Systeme bei stabilen Artikeln und/oder
Artikeln, die auf dem Substrat nicht rutschen, mit guten Ergebnissen
arbeiten; bei einer Vielzahl unterschiedlicher Artikel, wie bei
Kochschinken auf Papierunterlage, kommt es jedoch zu einer Reihe von
Problemen mit der Lagefestigkeit der Artikel auf dem Substrat beim
Auflegen auf die Staplerplattform sowie beim Absetzen der Artikel
zur Ausbildung des Stapels.
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Die
Ungleichförmigkeit
der Artikel, sowohl mit als auch ohne Substrat, und die Rutschneigung der
Artikel auf einem Substrat führen
dazu, dass die Artikel und/oder die mit Artikeln belegten Substrate fehlerhaft
ausgerichtet werden, sowie auch dazu, dass einige Artikel bei der
Beschickung der Stapelvorrichtung vom Substrat rutschen und verloren
gehen. Wenn beim Absetzen auf den Stapel die Substrate nicht richtig
ausgerichtet sind und/oder die Artikel auf dem Substrat verrutscht
sind, wird auf dem Austragsförderer
ein ungleichförmig
ausgerichteter Stapel von Substraten gebildet und/oder kommt es zu
weiteren Produktverlusten durch Abrutschen von den Substraten.
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Wünschenswert
wäre die
Bereitstellung eines gleichförmigeren
Verfahrens für
die Beschickung einer Stapelvorrichtung mit zu stapelnden artikelbestückten Substraten
sowie die Bereitstellung einer verbesserten Stapelanordnung zur
Herstellung gleichförmiger
Artikelstapel im Anlagenbetrieb.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Bereitgestellt
wird eine Förder-
und Stapelvorrichtung zum Stapeln von Artikeln, die von einem Eintragsförderer übernommen
werden. Die Artikel können
einzelne Artikel sein oder auf einer Unterlage („Substrat”) geschichtet sein. Der Stapler
besitzt ein Gehäuse
und wenigstens eine ortsveränderliche Plattform,
auf die der zu stapelnde Artikel bzw. das zu stapelnde Substrat
mit aufgelegten Artikeln platziert wird. Bereitgestellt wird eine
Hänge-Beschickungsbandanordnung,
die wenigstens eine Bandanordnung aufweist, die so positioniert
ist, dass sie über mindestens
einen an die wenigstens eine ortsveränderliche Plattform angrenzenden
Teilabschnitt des Eintragsförderers
und die wenigstens eine ortsveränderliche
Plattform läuft.
Die wenigstens eine Bandanordnung trägt den Artikel bzw. das Substrat
mit den Artikeln zu einer Stapelposition auf der wenigstens einen
Plattform.
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Vorzugsweise
ist unter dem Stapler ein Austragsförderer angeordnet, der die
zu stapelnden Artikel aufnimmt.
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Vorzugsweise
weist die Hänge-Beschickungsbandanordnung
eine ortsveränderliche
Rolle auf, die bewegbar ist zwischen einer ersten Position, in der
die wenigstens eine Bandanordnung Kontakt mit der wenigstens einen
Plattform und/oder mit dem auf der wenigstens einen Plattform positionierten
zu stapelnden Artikel bzw. Substrat mit den Artikeln hat, und einer
zweiten Position, in der die wenigstens eine Bandanordnung sich
in einer Position befindet, in der sie keinen Kontakt mit der wenigstens
einen Plattform und/oder mit dem auf der wenigstens einen Plattform
positionierten zu stapelnden Artikel bzw. Substrat mit den Artikeln
hat.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst die wenigstens eine Bandanordnung ein Polymer-Gliederband
mit einer Breite, die etwa so groß wie oder größer als
eine Breite des Substrats ist. Alternativ umfasst die wenigstens
eine Bandanordnung mehrere abständig
zueinander angeordnete Ketten mit einer durch den Abstand zwischen
den äußersten
Ketten definierten Breite, die etwa so groß wie oder größer als
eine Breite des Substrats ist.
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Vorzugsweise
weist die Hänge-Beschickungsbandanordnung
mehrere Rollen zur Führung der
wenigstens einen Bandanordnung dergestalt auf, dass ein durchhängender
Teilabschnitt der Bandanordnung auf dem Teilabschnitt des Eintragsförderers läuft, der
an die wenigstens eine Plattform angrenzt.
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Vorzugsweise
wird ein Sensor so positioniert, dass er das Substrat und/oder die
auf dem Substrat aufliegenden Artikel während der Beförderung zu
der wenigstens einen Plattform sensorisch erfasst. Anhand eines
von den Sensoren kommenden Signals steuert ein Steuergerät die Bewegung
der wenigstens einen Bandanordnung so, dass das Substrat mit den
Artikeln an einem wiederholbaren Standort bzw. in wiederkehrender
Position auf der wenigstens einen Plattform des Staplers gestoppt werden
kann. Vorzugsweise steuert ein Steuergerät ferner die Bewegung der ortsveränderlichen
Rolle der Hänge-Beschickungsbandanordnung
so, dass sich die wenigstens eine Bandanordnung aus der ersten Position
in die zweite Position bewegt, sobald der Artikel bzw. das Substrat
mit den Artikeln am wiederholbaren Standort bzw. in der wiederkehrenden Position
für die
Stapelung gestoppt wird. Das Steuergerät steuert vorzugsweise auch
die Bewegung der wenigstens einen Plattform so, dass sie sich aus
der ersten Position, d. h. der Beschickungsposition, in eine zweite,
offene Position, bewegt, von der aus der Artikel bzw. das Substrat
mit den Artikeln in eine gestapelte Position abgesetzt wird.
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Bei
einer Ausführungsform
enthält
der Stapler eine erste Plattform und eine zweite Plattform, die in
Querrichtung zu einer Bewegungsrichtung der wenigstens einen Bandanordnung
aufeinander zu und voneinander weg verfahrbar sind. In einer besonders bevorzugten
Anordnung besitzen die erste Plattform und die zweite Plattform
jeweils mehrere Rollen, deren Achsen quer zu einer Bewegungsrichtung
der wenigstens einen Bandanordnung angeordnet sind.
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Vorzugsweise
ist über
dem Eintragsförderer eine
Spannrolle angebracht, um die wenigstens eine Bandanordnung zu einer
Kontaktposition mit dem Eintragsförderer in der Nähe einer
an die wenigstens eine Plattform des Staplers angrenzenden Endrolle führt. Dies
dient nicht allein der Führung
der wenigstens einen Bandanordnung, sondern verhindert auch unerwünschte Schwingungen
der wenigstens einen Bandanordnung infolge des für den gewünschten Kontakt mit dem Substrat
mit den Artikeln notwendigen Durchhangs der Bandanordnung.
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In
einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Stapeln mehrerer Artikel
oder mehrerer mit einem oder mehreren Artikeln bestückten Substraten beschrieben.
Das Verfahren umfasst:
Aufnahme eines ersten Artikels oder
eines ersten mit einem oder mehreren Artikeln belegten Substrats
auf einem Eintragsförderer;
Beförderung
des ersten Artikels oder des ersten mit einem oder mehreren Artikeln
belegten Substrats unter eine Hänge-Bandanordnung;
Fortbewegen
des ersten Artikels oder des ersten mit einem oder mehreren Artikeln
belegten Substrats mit der Hänge-Bandanordnung auf
wenigstens eine Stapelplattform;
sensorische Erfassung des
auf die wenigstens eine Plattform einlaufenden ersten Artikels oder
ersten mit einem oder mehreren Artikeln belegten Substrats und,
ausgehend von einem Signal des Sensors, Anhalten der Hänge-Bandanordnung
an einem vorbestimmten Standort;
Abheben der Hänge-Bandanordnung
vom ersten Artikel oder vom ersten Substrat und dem einen oder den
mehreren Artikeln;
Fortbewegen der wenigstens einen Plattform
und Absetzen des ersten Artikels oder des ersten mit einem oder
mehreren Artikeln belegten Substrats auf eine Stapelposition; und
Wiederholung
des Vorgangs mit zweiten und nachfolgenden Artikeln oder mit einem
oder mehreren Artikeln belegten Substraten, bis eine vorbestimmte
Zahl von gestapelten Artikeln oder mit einem oder mehreren Artikeln
belegten Substraten erreicht ist.
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Vorzugsweise
wird die wenigstens eine Plattform nach dem Absetzen des Artikels
oder des mit den Artikeln belegten Substrats geschlossen, wonach
die Hänge-Bandanordnung
wieder auf die wenigstens eine Plattform herabgesenkt wird und der Vorgang
für nachfolgende
Substrate erneut begonnen wird. Nachdem in der Stapelposition auf
dem Austragsförderer
eine vorbestimmte Zahl erreicht ist, wird der Austragsförderer aktiviert
und transportiert die gestapelten mit einem oder mehreren Artikeln
belegten Substrate vorzugsweise zur Weiterverarbeitung und/oder
Verpackung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
vorhergehende Kurzdarstellung und die nachfolgende detaillierte
Beschreibung werden besser verständ lich,
wenn sie im Zusammenhang mit den angehängten Zeichnungen gelesen werden.
Zur Illustrierung der Erfindung zeigen die Zeichnungen die gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsformen. Dabei
versteht es sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die genauen
dargestellten Anordnungen beschränkt
ist. In den Zeichnungen gilt:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Förder- und Stapelvorrichtung;
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2 ist
eine schematische Seitenansicht der Förder- und Stapelvorrichtung
für das
Stapeln von artikelbestückten
Substraten, die von einem Eintragsförderer zugeführt werden,
wobei das Substrat auf dem Eintragsförderer in einer Position dargestellt ist,
bevor es auf die Stapelplattform geschleppt wird;
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3 ist
eine Seitenansicht ähnlich 2 und
zeigt das Schleppen des artikelbestückten Substrats auf die Stapelplattform;
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4 ist
eine schematische Seitenansicht ähnlich 2 und 3 und
zeigt die Positionierung des artikelbestückten Substrats auf der Stapelplattform;
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5 ist
eine Seitenansicht ähnlich
den 2 bis 4 und illustriert schematisch
das Abheben des Hänge-Bandes und das Absetzen
des artikelbestückten
Substrats von der Stapelplattform in eine Stapelposition;
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6 ist
eine Seitenansicht ähnlich
den 2 bis 5 und zeigt die Förder- und
Stapelvorrichtung mit zwei artikelbestückten Substraten in gestapelter
Position und einem dritten artikelbestückten Substrat auf dem laufenden
Eintragsförderer
kurz vor dem Eintritt in den Stapler;
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7 ist
eine Teildraufsicht und zeigt den Eintragsförderer, die Stapelplattformen
und den Austragsförderer;
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8 ist
eine schematische Seitenansicht und zeigt eine bevorzugte Anordnung
der Hänge-Beschickungsbandanordnung;
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9 ist
ein Teilquerschnitt durch eine Stapelplattform;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht und zeigt ein Segment einer der abständig zueinander angeordneten
Ketten, die die wenigstens eine Bandanordnung bilden;
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11 ist
eine Draufsicht eines Polymer-Gliederbandes, das die wenigstens
eine Bandanordnung bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung bildet;
und
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12 ist
eine Seitenansicht des Polymer-Gliederbandes
von 11.
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Eine
erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Förder- und
Stapelvorrichtung ist die mehrkettige Hänge-Bandanordnung, eine zweite Ausführungsform
die Polymer-Gliederbandanordnung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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In
der folgenden Beschreibung wird eine bestimmte Terminologie verwendet,
die dem besseren Verständnis
dient und nicht als einschränkend
betrachtet wird. Die Wörter „unten” bzw. „unterer” und „oben” bzw. „oberer” bezeichnen
Richtungen in den Zeichnungen, auf die jeweils verwiesen wird. Der
Begriff „ein(e)” ist so
definiert, dass er einen oder mehrere der so bezeichneten Gegenstände umfassen kann,
sofern nicht besonders angegeben. Die „wenigstens eine Bandanordnung” bezieht
sich auf ein Polymer-Gliederband, ein Gittergewebeband, eine Mehrzahl
separater Ketten, die so angeordnet sind, dass sie sich synchron
zueinander bewegen und ein Band ergeben, oder auf andere Arten von
Fördergurtbän dern, die
als die weiter unten beschriebene Hänge-Bandanordnung vorgesehen
sein können.
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1 zeigt
eine Förder-
und Stapelvorrichtung 10 für auf einem Eintragsförderer 20 einlaufende Artikel
oder Stapelsubstrate 14 mit einem oder mehreren darauf
befindlichen Artikeln 12. Während die Figuren jeweils die
Vorrichtung und das Verfahren mit auf Substraten 14 befindlichen
Artikeln 12 darstellen, wie Kochschinken auf Papierunterlagen,
können
die Vorrichtung 10 und das Verfahren zum Stapeln von Einzelartikeln
wie tiefgefrorenen Pizzaböden
verwendet werden, die sich gewöhnlich
schlecht stapeln lassen. Der Eintragsförderer 20 enthält bei der
bevorzugten Ausführungsform
Bänder 24,
die eine Endrolle 22 umlaufen und dazu dienen, das Substrat 14 mit den
darauf befindlichen Artikeln 12 von der Bearbeitungsmaschine 26,
wie Kocher und/oder Scheibenschneider und/oder Einleger, heranzuführen. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei der Bearbeitungsmaschine 26 um eine
Anlage zum Kochen von Schinken und zur Auflage von Schinkenscheiben
auf das Substrat 14. Alternativ kann es sich um eine Anlage
zur Herstellung von tiefgefrorenen Pizzaböden handeln. Während als
bevorzugter Eintragsförderer 20 ein
Bandförderer
verwendet wird, könnten
auch andere Arten von Förderern
eingesetzt werden, die mit Bandgurten arbeiten.
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Weiter
auf 1 bezogen, ist neben dem Eintragsförderer 20 ein
Stapler 30 angeordnet, um die mit den Artikeln 12 belegten
Substrate 14 für
das Stapeln zu übernehmen.
Der Stapler 30 enthält
ein Gehäuse,
das vorzugsweise als Gehäusehälften 36 und 38 vorgesehen
wird, die sich beidseits eines Austragsförderers 50 befinden.
Im Stapler 30 ist wenigstens eine und sind vorzugsweise
eine erste und eine zweite ortsveränderliche Stapelplattform 32, 34 vorgesehen,
wobei die erste Stapelplattform 32 über die erste Gehäuseseite 36 hinausragt
und die zweite Stapelplattform 34 über die zweite Gehäusehälfte 38 hinausragt.
Wie in 7 dargestellt, lässt sich die erste Stapelplattform 32 über ein
Stellglied 44 verfahren, so dass sie über das Stellglied 44 von
einer ausgefahrenen Position, die mit 32 bezeichnet ist,
in eine eingefahrene Position, die mit 32' bezeichnet ist, bewegt werden
kann. Gleichzeitig lässt
sich die zweite Stapelplattform 34 über ein Stellglied 46 aus
der Beschickungsposition, die mit 34 bezeichnet ist, in
eine mit 34' bezeichnete
eingefahrene Position bewegen. Über
eine geeignete Ansteuerung und Verstellung der Stellglieder 44, 46 werden
beide Stapelplattformen 32 und 34 so weggefahren,
dass ein auf den Stapelplattformen 32, 34 befindlicher
Artikel oder befindliches produktbestücktes Substrat durch die Öffnung,
die durch das Wegfahren der Stapelplattformen 32, 34 erzeugt
wird, in eine Stapelposition herunterfallen, die durch einen Austragsförderer 50 bereitgestellt
wird.
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Die
Stellglieder 44, 46 können elektromotorisch angetriebene
oder pneumatische Stellglieder sein und werden dazu verwendet, die
Stapelplattformen 32, 34 durch Verschieben wegzufahren,
oder werden im Falle schwenkbarer Stapelplattformen, die von den
zu öffnenden
Rändern
nach unten gelenkig abgehängt
sind, dazu verwendet, die Stapelplattformen 32, 34 auf-
und zuzuschwenken. Während
die illustrierten Schiebeplattformen 32, 34 quer
zur Laufrichtung des Förderers 20 verschiebbar
sind, könnten
sie auch so angeordnet werden, dass sie sich in Förderrichtung
verschieben.
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Der
Austragsförderer 50 enthält vorzugsweise
ein Transportband 52 und wenigstens eine Umlenkrolle 54 und
kann dazu verwendet werden, einen Stapel 16 von Substraten 14 mit
darauf befindlichen Artikeln 12 oder nur einen Stapel von
Artikeln 12 zu einem nachgeschalteten Arbeitsgang zu befördern, wie
zur Weiterverarbeitung oder Verpackung des Stapels von artikelbestückten Substraten.
Als Austragsförderer 50 kann
jede geeignete Art von laufendem Transportband zum Einsatz kommen.
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Wie
in 9 dargestellt, enthalten die Stapelplattformen 32, 34 vorzugsweise
eine Mehrzahl von Rollen 40, die in Öffnungen 42 angeordnet
sind. Vorzugsweise ragen die Rollen 40 einen Abstand X über eine
Flächenoberkante
der Stapelplattformen 32, 34 hinaus, wobei dieser Überstand
im Bereich 0,05 bis 0,25 Zoll liegt. Besonders bevorzugt beträgt der Überstand
der Rollen über
der Flächenoberkante der
Stapelplattformen 32, 34 ca. 0,1 bis 0,15 Zoll.
Die Rollen 40 sind vorzugsweise freilaufend und die Achsen
der Rollen 40 erstrecken sich quer zu einer Laufrichtung
des Hänge-Beschickungsbandes 62,
das unten im Detail beschrieben wird. Die Rollen 40 helfen
bei der Gewährleistung
einer gleichförmigen
Platzierung der zu stapelnden Substrate 14 mit den aufliegenden
Artikeln 12 oder alleinigen Artikel in einer gleichförmigen Stapelposition,
indem sie verschmutzungsbedingte Hemmnisse oder die Ablagerung von Stücken von
zu stapelnden Artikeln auf den Oberflächen der Plattformen 32, 34 vermeiden.
Die Verschmutzungen und Ablagerungen verhindern das gleichförmige Gleiten
der Artikel bzw. artikelbestückten
Substrate und können
dazu führen,
dass sich die Artikel bzw. Substrate verkanten.
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Wie
weiter in 1 zu sehen, wird eine Hänge-Beschickungsbandanordnung 60 vorgesehen,
die wenigstens eine Bandanordnung 62 enthält und so positioniert
ist, dass sie auf mindestens einem an die wenigstens eine ortsveränderliche
Stapelplattform 32, 34 angrenzenden Teilabschnitt
des Eintragsförderers 20 sowie
auf der wenigstens einen ortsveränderlichen
Stapelplattform 32, 34 verläuft, um die Artikel oder das
Substrat 14 mit den darauf befindlichen Artikeln 12 zu
einer Stapelposition auf der wenigstens einen Plattform 32, 34 zu
führen.
Vorzugsweise besteht die wenigstens eine Bandanordnung 62 aus mehreren
Ketten 62A, 62B, 62C, 62D, wie
in 1 bezeichnet und in 10 im
Detail dargestellt. Die Ketten 62A–62D sind vorzugsweise
aus nichtrostendem Stahl hergestellt und sind mit automatisierter
Lebensmittelfördertechnik
kompatibel. Alternativ umfasst die wenigstens eine Bandanordnung
ein Polymer-Gliederband 64, wie in den 11 und 12 dargestellt.
Ein solches Band ist bei Rexnord als 7700 Series Mattop R Chain
Product unter der Model-Nr. 7708 erhältlich. Ein anderes Band ist
HabasitLINK® Staright
1” Pitch
Belting M2533 Flush Grid 1”, das
bei Habasit America, Suwanee, Georgia, erhältlich ist.
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Es
können
jedoch andere Arten von Bandanordnungen verwendet werden, beispielsweise
ein Metallgittergewebeband, ein Polymergewebeband oder andere geeignete
Bänder,
je nach zu stapelndem Artikel.
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Wie
in den 1 bis 4 im Detail dargestellt, enthält die Bandanordnung 62, 64 einen
durchhängenden
Teilabschnitt, der auf dem an die Stapelplattform 32, 34 angrenzenden
Teilabschnitt des Eintragsförderers 20 und
auf der Stapelplattform 32, 34 verläuft. Dieser
durchhängende
Teilabschnitt der wenigstens einen Bandanordnung 62, 64 berührt und hält die Artikel 12 auf
dem Substrat 14 in einer relativ ortsfesten Lage (d. h.
die Artikel 12 werden auf dem Substrat 14 festgehalten)
und bewegt die Kombination des Substrats 14 mit den Artikeln 12 vom
Ende des Eintragsförderers 20 bis
auf die wenigstens eine Stapelplattform 32, 34.
Wenn Artikel 12 ohne Substrate gestapelt werden, fasst
die Bandanordnung 62, 64 alternativ dazu die Oberfläche des
Artikels bzw. der Artikel, ohne diese(n) zu beschädigen. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Breite W der wenigstens einen Bandanordnung 62, 64 etwa
so groß wie
oder größer als
50% einer Breite des Substrats 14. Für die Verwendung beim Stapeln
von Artikeln ohne Substrate ist die Breite W vorzugsweise mindestens
50% so breit wie oder breiter als der Artikel. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
liegt sie zwischen 8 und 12 Zoll. Bei der Ausführungsform, wo die abständig angeordneten
Ketten 62A, 62B, 62C, 62D das
wenigstens eine Band 62 bilden, bestimmt sich die Breite
W aus dem Abstand zwischen den beiden äußersten Ketten 62A und 62D,
wie in 1 durch die Maßangabe „W” gekennzeichnet. Die Breite
W für das
Polymer-Gliederband ist in 11 angegeben.
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Gemäß 8 enthält die Hänge-Beschickungsbandanordnung 60 vorzugsweise
eine ortsveränderliche
Rolle 68, die über
ein Stellglied 69 verfahren werden kann, und zwar zwischen
einer ersten Position, in der die wenigstens eine Bandanordnung 62 sich
bis auf die wenigstens eine Plattform 32, 34 oder
bis auf das auf der wenigstens einen Plattform 32, 34 aufliegende,
mit einem oder mehreren Artikeln 12 versehene zu stapelnde
Substrat 14 herabsenken kann, und einer zweiten, in 8 mit 68' bezeichneten
Position, in der die wenigstens eine Bandanordnung 62, 64 sich
in einer Position befindet, die die wenigstens eine Plattform 32, 34 oder
das auf der wenigstens einen Plattform 32, 34 befindliche,
mit einem oder mehreren Artikeln 12 versehene zu stapelnde
Substrat 14 nicht berührt.
Die angehobene Stellung des wenigstens einen Bandes 62, 64 ist
in 5 deutlicher dargestellt, wo jedoch die ortsveränderlichen
Rollen 68 nicht gezeigt sind.
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Wie
in 8 weiter zu sehen, wird das wenigstens eine Band 62, 64 durch
Führungsrollen 70, 72, 74 geführt und über einen
Antriebsmotor 78 angetrieben, der mit einer Antriebsrolle
oder einem Treibrad 76 verbunden ist, die bzw. das in das
mindestens eine Band 62, 64 eingreift. Zusätzlich wird eine
Spannrolle 66 gezeigt, die sich über der Endrolle 22 des
Eintragsförderers 20 befindet
und dafür
sorgt, dass das wenigstens eine Band 62, 64 in
Kontaktstellung mit dem Ende des Eintragsförderers 20 bleibt.
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Wie
in 8 weiter dargestellt, ist wenigstens ein Sensor 80 so
positioniert, dass er das bis auf die wenigstens eine Plattform
transportierte Substrat 14 sensorisch erfasst. Wenn kein
Substrat verwendet wird, kann er alternativ den/die Artikel sensorisch
erfassen. Der mit einem Steuergerät 90 verbundene Sensor 80 sendet
ein Signal an das (in 1 dargestellte) Steuergerät 90,
das die Bewegung der wenigstens einen Bandanordnung 62, 64 anhand
eines vom Sensor 80 kommenden Signals so steuert, dass der
Artikel oder das mit den Artikeln 12 versehene Substrat 14 an
einem wiederholbaren Standort bzw. an einer wiederkehrenden Position
auf der wenigstens einen Plattform 32, 34 gestoppt
werden kann. Der Sensor 80 ist vorzugsweise ein Strahlunterbrechungssensor
(Breakbeam-Sensor) oder ein Fotozellensensor, der eine Vorder- und/oder
Hinterkante des Substrats 14 erkennt.
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Wie
in den 2 bis 4 dargestellt, wird der Artikel
oder das mit den Artikeln 12 bestückte Substrat 14 anfangs
vom Eintragsförderer 20 in
Richtung Endrolle 22 geführt. Wie in 2 zu
sehen, fasst die wenigstens eine Bandanordnung 62, 64 dann
eine obere Fläche
des Substrats 14 und/oder des einen oder der mehreren dort
aufliegenden Artikel(s) 12 und hält diese Artikel 12 in
einer ortsfesten Lage gegenüber
dem Substrat 14. Falls kein Substrat verwendet wird, fasst
die wenigstens eine Bandanordnung die obere Fläche des Artikels. Die wenigstens
eine Bandanordnung 62, 64 wird über Motor 78 und
Antriebsrolle/Treibrad 76 angetrieben, bis der Artikel
oder das Substrat 14 mit dem einen oder den mehreren aufliegenden
Artikel(n) 12 an den wiederholbaren Standort bzw. an die
wiederkehrende Position auf der wenigstens einen Plattform 32, 34 gelangt,
wie in 4 gezeigt. Das wenigstens eine Band 62, 64 wird
daraufhin über
das Steuergerät 90 gestoppt,
welches den Motor 78 abschaltet, so dass die wenigstens
eine Bandanordnung 62, 64 ihre Bewegung auf wiederholbare
Weise unterbricht. An diesem Punkt, wie in 5 dargestellt,
wird das Stellglied 69 für die ortsveränderliche
Rolle 68 vom Steuergerät 90 aktiviert
und hebt die wenigstens eine Bandanordnung 62, 64 in
die in 5 dargestellte Position, wo diese keinen Kontakt
mit der Plattform 32 und/oder dem auf der Plattform 32 befindlichen Artikel
oder Substrat 14 mit einem oder mehreren aufliegenden Artikel(n) 12 hat.
Die wenigstens eine Plattform 32, 34 wird daraufhin
geöffnet
und setzt den Artikel bzw. das mit den aufliegenden Artikeln 12 belegte
Substrat 14 in eine Stapelposition ab.
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Bei
der in 7 dargestellten bevorzugten Ausführungsform
werden die Stapelplattformen 32, 34 über die
vom Steuergerät 90 aktivierten
Stellglieder 44 bzw. 46 in die Gehäuse 36 bzw. 38 eingefahren.
Dadurch kann der Artikel oder das mit den Artikeln 12 belegte
Substrat 14 relativ gleichförmig und wiederholbar nach
unten auf eine Stapelposition auf dem Austragsförderer 50 abgesetzt
werden. Ferner ist die Nutzung von nach unten abschwenkbaren Stapelplattformen 32, 34 möglich, wie
in den angehängten
Fotografien eines erfindungsgemäßen Prototyps gezeigt.
Nachdem der Artikel bzw. das mit den Artikeln 12 belegte
Substrat 14 in die Stapelposition abgesetzt wurde, aktiviert
das Steuergerät 90 das
Stellglied 69, das die entfernbare Rolle 68 zurück in eine Position
stellt, in der das wenigstens eine Band 62, 64 wieder
mit dem Eintragsförderer 20 sowie
der wenigstens einen Stapelplattform 32, 34 in
Kontakt tritt, so dass die Förder-
und Stapelvorrichtung 10 für die Aufnahme eines nächsten Artikels
oder nächsten Substrats 14 mit
einem oder mehreren aufliegenden Artikeln 12 zum Stapeln
auf einen zuvor gestapelten Artikel bzw. ein zuvor gestapeltes Substrat 14 bereit ist,
um den Stapel 16 auszubilden, der in 6 dargestellt
ist. 6 zeigt zwei Substrate, die bereits auf dem Austragsförderer 50 gestapelt
sind, während sich
ein drittes Substrat 14 mit aufliegenden Artikeln 12 auf
dem Eintragsförderer 20 in
einer Position entsprechend der in 2 dargestellten
Position befindet, woraufhin der in den 2 bis 5 illustrierte Vorgang
zum Aufbau des Stapels 16 wiederholt wird.
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Nachdem
eine vorherbestimmte Anzahl von Substraten 14 mit dem einen
oder mehreren Artikeln im Stapel 16 gestapelt wurde, steuert
das Steuergerät 90 die
Bewegung des Austragsförderers 50 an und
fährt den
Stapel 16 in eine nachgeschaltete Position zwecks Weiterverarbeitung
bzw. Verpackung. Dieser Arbeitsgang würde für einen Stapel von substratlosen
Artikeln entsprechend ausgeführt.
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Es
hat sich herausgestellt, wie in 8 weiter
gezeigt, dass die Verwendung einer Spannrolle 66 eine gleichförmigere
Bewegung der wenigstens einen Bandanordnung 62, 64 ermöglicht,
um die gleichförmige
und zuverlässige
Positionierung von Artikeln bzw. Substraten 14 mit aufliegenden
Artikeln 12 auf den Stapelplattformen 32, 34 sicherzustellen. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
sind die Spannrolle 66 sowie die Führungsrollen 70, 72 und 74 aus
einem Polymermaterial gefertigt, das für lebensmittelverarbeitende
Maschinen geeignet ist. Auch die Antriebsrolle bzw. das Treibrad 76 ist
vorzugsweise aus einem geeigneten Polymerma terial. Die ortsveränderliche
Rolle 68 kann ebenfalls aus einem geeigneten Polymermaterial
hergestellt werden und das Stellglied 69 kann ein Schwenkantrieb
oder ein Schubantrieb sein, der dazu dient, die Rolle 68 entweder
rotativ oder linear so zu verstellen, dass der Durchhang in dem
wenigstens einen Band 62, 64 aufgenommen wird,
wodurch der untere Bereich der wenigstens einen Bandanordnung 62, 64 von
der Stapelplattform 32, 34 abgehoben wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Rollen 66, 68, 70, 72 und 74 alle
einseitig eingespannt montiert, so dass die Bandanordnung 62, 64 sich
beim Reinigen einfach ausbauen lässt
und nach Wegnahme der durch die ortsveränderliche Rolle 68 bereitgestellten
Bandspannung einfach von den Enden abgezogen wird. Auch die Antriebsrolle/das Treibrad 76 ist
an einer Welle des Antriebsmotors 78 einseitig eingespannt,
damit die Abnahme des wenigstens einen Bandes 62, 64 erleichtert
wird.
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In
einem Verfahren zum Stapeln mehrerer Substrate 14, wobei
jedes dieser Substrate 14 einen oder mehrere aufliegende(n)
Artikel 12 trägt,
werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt. Zuerst wird ein Substrat 14 mit
einem oder mehreren aufliegenden Artikeln 12 auf einem
Eintragsförderer 20 entgegengenommen,
vorzugsweise von der in 1 dargestellten Verarbeitungsmaschine 26 kommend.
Das erste Substrat 14 wird daraufhin mit dem Eintragsförderer 20 unter
eine Hänge-Bandanordnung 60 gefördert, wodurch
der eine oder die mehreren Artikel 12 und das Substrat 14 zwischen
dem Eintragsförderer 20 und
der Hänge-Bandanordnung 60 in
einer relativ festen Position zusammengehalten werden. Das Substrat 14 mit
dem einen oder den mehreren aufliegenden Artikeln 12 wird
durch die Hänge-Bandanordnung 60 auf
wenigstens eine Stapelplattform 32, 34 transportiert.
Die Bewegung des ersten artikelbelegten Substrats 14 auf
die wenigstens eine Stapelplattform 32, 34 wird über den
Sensor 80 sensorisch erfasst, der ein Signal an das Steuergerät 90 liefert,
das anhand der Geschwindigkeit des Hänge-Bandes und der Größe des Substrats 14 die
Hänge-Bandanordnung 62, 64 stoppt,
sobald ein vorherbestimmter Standort auf der Stapelplattform 32, 34 erreicht
ist. An diesem Punkt übermittelt
das Steuergerät 90 ein Signal
an das Stellglied 69 für
die ortsverändliche Rolle 68,
damit die wenigstens eine Bandanordnung 62, 64 vom
Substrat 14 und von dem einen oder den mehreren dort aufliegenden
Artikeln 12 abgehoben wird. Das Steuergerät 90 schickt
daraufhin ein Signal an den Stapler 30, damit dieser das
Substrat 14 mit den aufliegenden Artikeln absetzt, vorzugsweise über die
Aktivierung der Stellglieder 44, 46 zur Verschiebung
der Stapelplattformen 32, 34 quer zur Laufrichtung
des wenigstens einen Bandes 62, 64, wie in den 5 und 7 dargestellt.
Das Substrat 14 mit dem einen oder den mehreren aufliegenden Artikeln 12 wird
so in eine Stapelposition auf dem Austragsförderer 50 gestapelt.
Dieser Vorgang wird mit dem zweiten und den nachfolgenden mit einem oder
mehreren Artikeln 12 belegten Substraten 14 wiederholt,
bis eine vorgegebene Zahl erreicht ist. Vorzugsweise gehört hierzu,
dass das Steuergerät 90 die
wenigstens eine Plattform 32, 34 schließt, nachdem
das erste Substrat 14 mit dem aufliegenden Artikel 12 abgesetzt
wurde, und dass das Steuergerät
auch das Stellglied 69 aktiviert, damit dieses die orstveränderliche
Rolle 68 zurück
in eine Position stellt, in der die Hänge-Bandanordnung 62, 64 auf
die wenigstens eine Plattform abgesenkt wird. Nach dem Erreichen
der vorgegebenen Zahl aktiviert das Steuergerät 90 den Austragsförderer 50,
damit dieser die gestapelten Substrate mit den aufliegenden Artikeln 12 zu
einer Position der Weiterverarbeitung und/oder Verpackung abtransportiert.
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Dieser
Prozess ist entsprechend auf die Direktstapelung von Artikeln anwendbar,
die ohne Substrate geliefert werden.
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Die
Verwendung der erfindungsgemäßen Förder- und
Stapelvorrichtung 10 ermöglicht die Erzielung höherer Geschwindigkeiten
beim Stapeln von Produkten wie Kochschinken, die in einer einzelnen Lage
auf Substraten 14 geliefert werden, die für die Verpackung
aufgestapelt werden müssen.
Entsprechende Verbesserungen sind beim Stapeln von substrat freien,
typischerweise schwer stapelbaren Artikeln, wie tiefgefrorenen Pizzaböden, möglich. Die
Erfindung ermöglicht
eine sowohl lagegenaue als auch wiederholbare Platzierung, die bei
hohen Geschwindigkeiten in den bekannten Systemen nicht erreichbar
ist. Der bevorzugte Stapler 30 nutzt die linear bewegten
Stapelplattformen 32, 34, um die Fallhöhe zwischen
den Plattformen 32, 34 und dem Austragsförderer 50 zu
minimieren. Die Fallhöhe
zum Austragsförderer 50 liegt
vorzugsweise bei ca. 5 Zoll für das
erste abgesetzte Substrat 14 und nimmt für die nachfolgenden
Substrate 14 in jedem Stapel 16 ab. Je nach speziellem
Stapelgut, kann auch ein Stapler mit Drehpaddel zum Einsatz kommen,
in dem die Stapelplattformen 32, 34 nach unten
weggedreht werden, um das Substrat mit den aufliegenden Artikeln
in die Stapelposition hinabfallen zu lassen. Dies ist im Anhang
mit Bildern des Prototyps dargestellt.
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Ein
weiterer Vorteil gemäß vorliegender
Erfindung besteht darin, dass die Stapelplattformen 32, 34 mit
Rollen 40 versehen sind. Dies ermöglicht eine gleichförmigere
Positionierung der Substrate 14 mit dem einen oder den
mehreren aufliegenden Artikeln 12 auf den Stapelplattformen 32, 34 und
unterstützt die
relative örtliche
Fixierung zwischen den Artikeln 12 und dem Substrat 14.
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Durch
eine Kombination einer oder mehrerer Merkmale der obigen Erfindung
werden gegenüber der
bekannten Stapeltechnologie Vorteile sowohl bei der Verarbeitungsgeschwindigkeit
als auch bei der Stapelgenauigkeit erreicht. Die Erfindung wurde
zwar in Bezug auf die Stapelung von Substraten 14 mit einem
oder mehreren aufliegenden Artikeln 12 beschrieben, ist
aber auch für
die gleichförmige
Stapelung von Artikeln anwendbar, die keine Substrate benötigen.
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Während die
Erfindung im Detail anhand der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung
nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern vielmehr durch die angehängten Ansprüche definiert wird.