-
Gebiet der Erfindung
-
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.
-
Stand der Technik
-
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.
-
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.
-
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.
-
Die
DE 692 11 674 T3 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stapeln und Transportieren von Bleiakkumulatoren. Diese Vorrichtung besitzt einen Stapeltisch, der vertikal beweglich ist und mit jedem aufgenommenen Artikel nach unten fährt, um den nächsten Artikel aufzunehmen. Ein zweiter Stapeltisch ist in Bereitschaft und wird in Stellung gebracht, wenn der erste Stapeltisch die Stapelhöhe erreicht hat.
-
Die
DE 29 09 102 A1 zeigt eine Führungseinrichtung für Münzen in einer Münzmanipuliermaschine. Die Führung beinhaltet eine Münzkanal, der durch ein ortsfestes und ein bewegliches Führungselement begrenzt wird und somit die Aufnahme von Münzen unterschiedlicher Durchmesser ermöglicht.
-
Das Gebrauchsmuster
DE 87 09 053 U1 zeigt eine Vorrichtung zur Gruppierung von Verpackungen. Die Verpackungen werden auf einer Fördereinrichtung gegen einen Anschlag gefördert, bis die gewünschte Anzahl erreicht ist und dann auf ein Ausgangsband übergeben.
-
Die
US 4 978 275 A beschreibt eine Vorrichtung zum Stapeln von Artikeln, wobei auch hier eine vertikal bewegliche Stapelplattform vorhanden ist, die nach unten bewegt wird, um neue Artikel aufzunehmen.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens für die gleichförmigere Beschickung einer Stapelvorrichtung mit zu stapelnden artikelbestückten Substraten sowie die Bereitstellung einer verbesserten Stapelanordnung zur Herstellung gleichförmiger Artikelstapel im Anlagenbetrieb.
-
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 16 gelöst.
-
Kurzdarstellung der Erfindung
-
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.
-
Die Hänge-Beschickungsbandanordnung weist weiter 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.
-
Vorzugsweise ist unter dem Stapler ein Austragsförderer angeordnet, der die zu stapelnden Artikel aufnimmt.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Figurenliste
-
Die vorhergehende Kurzdarstellung und die nachfolgende detaillierte Beschreibung werden besser verständlich, 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:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Förder- und Stapelvorrichtung;
- 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;
- 3 ist eine Seitenansicht ähnlich 2 und zeigt das Schleppen des artikelbestückten Substrats auf die Stapelplattform;
- 4 ist eine schematische Seitenansicht ähnlich 2 und 3 und zeigt die Positionierung des artikelbestückten Substrats auf der Stapelplattform;
- 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;
- 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;
- 7 ist eine Teildraufsicht und zeigt den Eintragsförderer, die Stapelplattformen und den Austragsförderer;
- 8 ist eine schematische Seitenansicht und zeigt eine bevorzugte Anordnung der Hänge-Beschickungsbandanordnung;
- 9 ist ein Teilquerschnitt durch eine Stapelplattform;
- 10 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt ein Segment einer der abständig zueinander angeordneten Ketten, die die wenigstens eine Bandanordnung bilden;
- 11 ist eine Draufsicht eines Polymer-Gliederbandes, das die wenigstens eine Bandanordnung bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung bildet; und
- 12 ist eine Seitenansicht des Polymer-Gliederbandes von 11.
-
Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Förder- und Stapelvorrichtung ist die mehrkettige Hänge-Bandanordnung, eine zweite Ausführungsform die Polymer-Gliederbandanordnung.
-
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
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 Fördergurtbändern, die als die weiter unten beschriebene Hänge-Bandanordnung vorgesehen sein können.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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. Es können jedoch andere Arten von Bandanordnungen verwendet werden, beispielsweise ein Metallgittergewebeband, ein Polymergewebeband oder andere geeignete Bänder, je nach zu stapelndem Artikel.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 Polymermaterial. 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.
-
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.
-
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.
-
Dieser Prozess ist entsprechend auf die Direktstapelung von Artikeln anwendbar, die ohne Substrate geliefert werden.
-
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 substratfreien, 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.
-
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.
-
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.
-
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.
