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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung zum Faltkistenhandling, mit deren Hilfe sog. Faltkisten oder Faltboxen aufgestellt werden können. Solche Aufnahmevorrichtungen sind an Faltkistengreifern vorgesehen.
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Faltkisten spielen inzwischen eine große Rolle in der Kleinteilelogistik und sind nach folgendem Grundprinzip aufgebaut: Sie umfassen eine Bodenplatte oder einen Boden mit rechteckigem Grundriss, der an seinen Längsseiten über eine zweigeteilte einknickbare Seitenwand mit einem Rahmen verbunden ist, der an seinen Schmalseiten jeweils eine verschwenkbare Stirnwand trägt. In ausgeklappter oder aufgestellter Stellung sind die Stirnwände an ihren unteren Enden mit dem Boden verrastet und verriegeln die Seitenwände gegen Einknicken und stützen so den oberen Rahmen gegen den Boden ab. Die Stirnwände weisen in ihrem oberen Bereich Ausnehmungen auf, die als Eingriff zum Tragen der gefüllten oder leeren Faltkisten dienen. Zum Einfalten werden die Stirnwände mit ihrem unteren Ende vom Boden nach innen weggeklappt und so die seitlichen Faltwände freigegeben. Diese werden dann zieharmonikaförmig nach innen eingeklappt, der Rahmen wird auf den Boden gelegt und die eingeklappten Stirnwände kommen auf den eingefalteten Seitenwandsegmenten zu liegen. In dieser eingefalteten Stellung nimmt eine Faltkiste üblicherweise ein um etwa 80% reduziertes Volumen gegenüber der ausgefalteten oder aufgestellten Faltkiste ein. Damit können sie in leerem (und eingefaltetem) Zustand sehr platzsparend umgeschlagen und beispielsweise in mehreren nebeneinander angeordneten Stapeln auf Paletten bereitgestellt werden. So eine Faltkiste ist aus der
DE 28 53 558 A1 bekannt.
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Nachfolgend verwendete Richtungsangaben wie unten, oben und innen und außen sind bezüglich einer auf ihrem Boden stehenden Faltbox mit nach oben weisender Öffnung angegeben.
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Die Faltbox weist eine rechteckige oder quadratische Grundfläche auf und trägt an ihren Stirnseiten (bei rechteckigem Querschnitt die kurzen Seiten) scharnierbar am oberen Rahmen angebrachte Stirnwände und an den Seiten (bei rechteckigem Querschnitt die Längsseiten) am Boden und am oberen Rahmen scharnierbare, faltbare oder knickbare Seitenwände, die segmentiert ausgeführt sind und zwischen einem oberen und einem unteren Segment ein Faltscharnier aufweisen, über das sie zieharmonikaartig ein- und ausgefaltet werden können.
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In modernen Logistiksystemen wird das Faltkistenhandling zunehmend automatisiert. Das heißt, zusammengefaltete Faltkisten werden – ggf. in Stapeln – bereitgestellt, aufgeklappt, befüllt und weiter transportiert bzw. zum Weitertransport gestapelt und/oder kommissioniert. Zum automatischen Aufrichten, Ausklappen bzw. Aufstellen zusammengefalteter Faltkisten sind verschiedene Mechanismen bekannt.
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So zeigt die
DE 199 21 006 A1 eine Vorrichtung zum Aufrichten einer Faltbox, die diese über Einspannmittel am Boden fixiert, den oberen Rahmen mit Hilfe einer Hubvorrichtung anhebt und dabei die Seitenwände entfaltet und über Schwenkarme die Stirnwände aufstellt.
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JP 9207918 betrifft eine Vorrichtung, die am oberen Rahmen ansetzt und diesen anhebt, und dabei die Seitenwände entfaltet. Zum Aufstellen der Stirnwände ist ein Spreiz-Senkelement vorgesehen, welches diese in ihrer Endstellung am Boden verrastet. Auch die
DE 42 44 359 C2 betrifft eine Vorrichtung zum Aufrichten einer Faltbox. Hier ist eine Haltevorrichtung für den Boden vorgesehen und eine Hebevorrichtung, die am oberen Rahmen ansetzt und diesen anhebt, während zwei Schwenkhebel die Stirnwände aufstellen. Zusätzlich ist an dieser Vorrichtung noch ein Klappmechanismus vorgesehen, der vor dem Aufstellen der Stirnwände zwei an den Längsseiten des Rahmens scharnierte Deckelklappen öffnet.
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In modernen Handlingzellen werden Faltkisten von dazu vorgesehenen Industrierobotersystemen umgeschlagen, die über eine Aufnahmevorrichtung verfügen, an der eine aufgestellte/ausgeklappte Faltkiste zum leeren oder vollen Umschlag gehalten wird. Bei den bekannten Systemen müssen jedoch zusammengelegte Faltkisten zuerst ausgeklappt oder aufgestellt werden (z. B. in einer der bekannten, oben angegebenen Ausklappvorrichtungen). Dazu ist dann eine besondere Arbeitsstation mit relativ komplexem Mechanismus erforderlich. Der getrennte Aufstellvorgang kostet damit Zeit, Platz und erfordert eine zusätzliche Spezialvorrichtung.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Faltkistenhandling zu vereinfachen und ggf. verbessern und den Umschlag und die Vorbereitung zusammengelegter Faltkisten platz-, zeit- und gerätesparend zu realisieren.
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Diese Aufgabe erfüllt die Aufnahmevorrichtung zum Faltkistenhandling nach Anspruch 1, die beispielsweise Bestandteil eines Faltkistengreifer ist, der zusammen mit einem Industrieroboter Bestandteil einer Faltkisten-Handlingszelle ist.
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Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung weist dazu ein zwischen einer Freigabe- und einer Haltestellung verstellbares Greifelement auf, welches in seiner Freigabestellung in eine Ausnehmung der Stirnwand einführbar ist, in seiner Haltestellung kraftschlüssig am Rand bzw. im Randbereich der Ausnehmung angreift und eine die Stirnwand aufstellende Kraft ausübt. Eine eingeklappte Stirnwand gelangt so bei freibeweglicher Faltkiste in ihre aufgestellte Stellung. Das Greifelement hält dabei die Faltkiste am Rand der Ausnehmung formschlüssig, und zwar unabhängig von der Stellung der Stirnwand. So eine Aufnahmevorrichtung erfüllt in besonders einfacher und funktioneller Weise zwei Aufgaben:
Erstens dient sie zum Halten einer Faltkiste in der Ausnehmung (z. B. eine Grifföffnung) einer der Stirnwände (ggf. mit einem weiteren Halteelement zusammenwirkend, welche die Faltkiste an anderer Stelle stützt oder hält).
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Zweitens übt das Greifelement beim Verstellen in der Ausnehmung der Stirnwand einer freibeweglichen Faltkiste eine die Stirnwand aufstellende Kraft aus. Gleichzeitig übt das Greifelement auch während des Verstellvorgangs die beschriebene Haltefunktion aus.
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Damit ist es mit der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung möglich, eine eingefaltete Faltkiste aufzunehmen (z. B. von einem Stapel oder einer Unterlage), diese in eine freibewegliche Lage zu bringen und dabei gleichzeitig die Stirnwände aufzustellen (dabei wird die aufstellende Kraft auf wenigstens eine Stirnwand ausgeübt), die dabei die Seitenwände bzw. die Seitenwandsegmente beim Überstreichen von deren Innenflächen vollständig entfalten, so dass die zweite Stirnwand ggf. von selber in ihre aufgestellte Stellung fallen kann.
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Gemäß Anspruch 2 sind zwei Greifelemente vorgesehen, die jeweils symmetrisch an den Ausnehmungen der beiden Stirnwände angreifen. Damit wird die Aufstell- bzw. Ausklappwirkung verbessert. Es sind keinerlei zusätzliche Haltemechanismen erforderlich, um die Faltkiste für den Umschlag oder das Handling an der Aufnahmevorrichtung zu fixieren. Asymmetrische Beanspruchungen der Faltkiste werden vermieden.
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Zur Verbesserung der Stell- und Haltefunktion des Greifelements in seiner Haltestellung weist dieses in einer Weiterbildung der Erfindung einen im Wesentlichen horizontal und einen im Wesentlichen vertikal wirkenden Koppelbereich auf, die beide am Randbereich der Ausnehmung angreifen. Dabei übernimmt der vertikal wirkende Koppelbereich überwiegend die Haltefunktion (gegen die vertikal nach unten wirkende Schwerkraft). Der horizontal wirkende Koppelbereich bringt die horizontal nach außen wirkende Kraftkomponente über den Randbereich der Ausnehmung auf die Stirnwand auf, verschwenkt diese um das zwischen Rahmen und Stirnwand wirkende Scharnier und stellt so die Stirnwand auf.
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In einer Ausführung ist dabei das Greifelement als abgewinkeltes starres Hakenelement ausgebildet, das einen vertikal verlaufenden oberen Abschnitt aufweist, der im Wesentlichen horizontal wirkt und die Aufstellfunktion ausübt, und einen dazu nach außen abfallenden bzw. abstehenden unteren Abschnitt, der als Auflager den erforderlichen Formschluss sicherstellt und verhindert, dass die Faltkiste vertikal nach unten vom Greifelement rutscht. Es gibt auch Ausführungen, bei denen mehrere solcher Hakenelemente in einer Ausnehmung (Eingrifföffnung) eingreifen.
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In einer weiteren Ausführung ist das Hakenelement als flache Lasche ausgebildet, die insbesondere zum Eingriff in einer länglichen Ausnehmung geeignet ist und zum einen über eine vergrößerte Kontaktfläche und zum anderen ggf. oben und unten in der Ausnehmung wirkt und so ein Verkippen der Kiste verhindert: Gleichzeitig wird so die Kippneigung einer gehaltenen Klappkiste um ihre Langsachse verringert.
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Eine sich an die Innenseite der Stirnwand anlegende, am Greifelement angeordnete, flexible Abdecklasche deckt die Ausnehmung (Grifföffnung) von innen ab und verhindert, dass beim Handling gefüllter Faltkisten Füllgut durch die Ausnehmung austreten kann.
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In einer Weiterbildung ist zusätzlich zu dem die ausklappende Kraft aufbringenden Greifelement eine Aufstellvorrichtung vorgesehen, welche auf die Innenseite der Stirnwand wirkt und diese aufstellt. Über eine solche Aufklappvorrichtung kann die Aufstellwirkung des Greifelements unterstützt werden, so dass auch schwergängige Faltkisten aufgestellt werden können. Eine Aufstellvorrichtung mit zwei Stellfingern – ggf. an jeder Stirnseite – kann besonders platzsparend und gleichzeitig symmetrisch wirkend ausgebildet sein.
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Um Faltkisten auch in eingefalteter Stellung umschlagen zu können bzw. den Aufstellvorgang erst an einem bestimmten Ort einzuleiten, kann eine Bodenhalterung vorgesehen werden, die an der oberen Innenfläche des Faltkistenbodens angreift und diesen mittels eines Halteelementes in seiner eingefalteten Stellung fixiert, so dass trotz Schwerkraft und der aufstellenden Kraft, die das Greifelement auf die Stirnwand ausübt, die Faltkiste in ihrer eingeklappten Stellung verbleibt.
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Ein Faltkistengreifer kann mit einer (oder mehreren) erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtungen versehen sein und seinerseits an ein Handhabungsgerät (z. B. Industrieroboter) gekoppelt werden.
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Durch ein verstellbares Zentrierelement, welches am Vertikalkantenbereich eines Faltkistenstapels angreift, kann sichergestellt werden, dass ein Faltkistenstapel bei jedem Abnehmvorgang in eine definierte zentrierte Stellung gebracht wird und so alle Wirkelemente der Aufnahmevorrichtung, insbesondere die Greifelemente, in vorgesehener Art und Weise eingreifen.
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Dabei sind über hintereinander geschaltete Linearantriebe in einfacher Weise vier verschiedene Arbeitsstellungen des Zentrierelementes einstellbar.
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In einer weiteren Ausführung kann der Faltkistengreifer mit einem ausschwenkbaren Palettengreifelement versehen werden, z. B. um eine leere Palette aufzunehmen und ggf. Platz für eine neue gefüllte Palette zu machen.
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Ist eine Faltkistenumschlagvorrichtung (z. B. ein Roboter) mit einem Faltkistengreifer versehen, so kann ein Geberstößel vorgesehen sein, welcher ein Stellsignal an eine Steuerung abgibt, um einen vertikalen Verfahrweg des Roboters zu steuern bzw. zu regeln und einzuleiten, so dass die Greifelemente um einen definierten Vertikalweg in die Ausnehmungen in die Stirnwände einführbar sind und zwar auch bei einer sich verändernden Abnahmepositionen der zusammengefalteten Faltkisten. Dieses Merkmal ist besonders hilfreich, wenn die Faltkisten von einem schrumpfenden Stapel abgenommen werden sollen, ohne dass die Stapelhöhe, d. h. die Höhe der Ebene, in der die Faltkiste abgenommen wird, über zusätzliche Ausgleichseinrichtungen (Hubtische, Federn, etc.) ausgeglichen werden muss. Auch lassen sich so Höhentoleranzen des Faltkistenstapels selbst, der den Faltkistenstapel tragenden Palette oder auch des Untergrunds bestimmen und ausgleichen.
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Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
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1a eine perspektivische Ansicht von schräg unten eines Faltkistengreifers mit zwei erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtungen und einer eingeklappten Faltkiste;
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1b den in 1a gezeigten Faltkistengreifer mit einer ausgeklappten Faltkiste;
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2 eine perspektivische Ansicht von schräg oben des Faltkistengreifers;
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3 eine Seitenansicht des Faltkistengreifers mit zwei ausgeklappten Faltkisten;
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4 eine Stirnansicht des in 3 dargestellten Faltkistengreifers;
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5 eine Schnittansicht (Schnitt A-A) des in 3 dargestellten Faltkistengreifers;
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5a die Einzelheit C aus 5;
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5b die Einzelheit C' bei zusammengelegter Faltkiste;
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6 eine Stirnansicht eines Faltkistengreifers ohne darin angeordnete Faltkisten;
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7 eine teiltransparente Seitenansicht des Faltkistengreifers mit in verschiedenen Arbeitsstellungen dargestellten Zentrierelementen.
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Der in den Figuren dargestellte Faltkistengreifer 100 umfasst zwei Längsträger 110, die über eine Trägerplatte 120 miteinander verbunden sind. An der Trägerplatte 120 sind zwei Aufnahmevorrichtungen 130 angeordnet, die jeweils eine Faltkiste 200 in eingeklappter (1a) oder ausgeklappter Stellung (1b) aufnehmen kann.
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Jede Aufnahmevorrichtung 130 umfasst einander gegenüberliegend angeordnete Greifelemente 30, deren Aufbau und Funktion weiter unten beschrieben wird. Weiterhin ist an jeder Aufnahmevorrichtung 130 eine Bodenhalterung 40 vorgesehen, die etwa in der Mitte des die Aufnahmevorrichtung 130 definierenden Bereichs der Trägerplatte 120 angeordnet ist. An den die Aufnahmevorrichtungen 130 definierenden Rändern sind jeweils Polsterleisten 50, 51 vorgesehen, die im Bereich der Längsränder 210 einer aufgenommenen Faltkiste 200 verlaufen. An den Längsträgern 110 sind über eine Scharnierstange 60 paarweise miteinander verbundene Greifhaken 61 angeordnet, die über Pneumatikzylinder 62 verschwenkbar sind und dazu dienen, Paletten (vgl. 8) aufzunehmen.
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Zwischen den Längsträgern 110 sind an den Stirnenden der Trägerplatte 120 verschwenkbare Anschlagklappen 90 angeordnet, welche jeweils über hintereinander geschaltete Pneumatikzylinder 91, 92 in die in 7 dargestellten Arbeitsstellungen bringbar sind.
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Über eine Kopfplatte 70 (siehe 2), die an der Oberseite der Trägerplatte 120 befestigt ist, und ein daran angeschlossenes (gestrichelt dargestelltes) Anschlussstück 71 kann der Faltkistengreifer 100 an einem Handhabungsgerät, insbesondere einem Industrieroboter (nicht dargestellt) angeschlossen werden. Dabei weist das Anschlussstück 71 auch Schnittstellen auf, um den Faltkistengreifer 100 zu betätigen und dessen Funktionen zu steuern. Die Schnittstellen können insbesondere Hydraulik-, Pneumatik- und/oder elektrische Anschlüsse umfassen. Die Steuerung selbst erfolgt über eine externe (nicht dargestellte) Steuerung, welche mit der Bewegungssteuerung des Handhabungsgeräts zusammenwirkt.
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Zwei innere Polsterleistensegmente 51 trennen die beiden Aufnahmevorrichtungen 130 und decken die beiden oberen Längsränder 210 von nebeneinander angeordneten Faltkisten 200 ab. In der Lücke zwischen den Polsterleistensegmenten 51 ist ein Geber 80 angeordnet, welcher in seiner Ruhestellung (nicht dargestellt) über die untere Stirnfläche der Polsterleistensegmente 51 hinaus steht und in seiner Arbeitsstellung durch den Rand oder die Ränder 210 von aufgenommenen Faltkisten 200 nach oben in die Berührungsebene der Polsterleistensegmente 51 mit den Rändern 210 verschoben wird (vgl. 1a und 1b).
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An der Unterseite der Trägerplatte 120 sind für jede Aufnahmevorrichtung 130 paarweise angeordnete, verschwenkbare Stellfinger 35 (vgl. 1b) vorgesehen, welche über eine Scharnierstange 36 miteinander verbunden sind und über einen Antrieb (nicht dargestellt) zwischen einer Ruhestellung, in der sie an der Unterseite der Trägerplatte 120 anliegen, und einer Arbeitsstellung (vgl. 1b, 5) verschwenkbar sind.
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Die Funktion der Aufnahmevorrichtung 130 wird nachfolgend anhand der 5, 5a und 5b beschrieben.
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Die Greifelemente 30 umfassen jeweils eine abgekantete stabile Lasche 31 mit einem vertikal verlaufenden Abschnitt 31a und einem schräg nach außen abgekanteten Endstück 31b, so dass die Lasche 31 eine hakenähnliche Struktur bildet. Das obere Ende der Lasche 31 ist mit einem Stellzylinder 32 gekoppelt und kann zwischen der in 5a dargestellten Freigabestellung in Pfeilrichtung F nach außen in eine sog. Haltestellung (in 5a und 5b dargestellt) verstellt werden. In dieser Haltestellung ragt das Endstück 31b in die Grifföffnung 220 der Faltkiste 200 hinein. Diese Grifföffnung 220 ist über ein Scharnier 230 mit dem Rand 210 der Faltkiste 200 gekoppelt und ist damit in Schwenkrichtung S am Rand 210 verschwenkbar. An der nach innen weisenden Seite des vertikalen Laschenbereichs 31a ist eine flexible Abdecklasche 33 (5) angeordnet, welche die Grifföffnung 220 abdeckt, wenn sich die Greifelemente 30 in ihrer Haltestellung befinden. So wird verhindert, dass Füllgut aus den Grifföffnungen 220 austreten kann.
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Zum Aufnehmen einer aufgeklappten Faltkiste 200 wird nun der Faltkistengreifer 100 über der Faltkiste 200 so zentriert, dass die in ihrer Freigabestellung befindlichen Greifelemente 30 in die Faltkiste(n) 200 hinein abgesenkt werden und das Endstück 31b im Bereich der Grifföffnung 220 verläuft (siehe 5 und 5a). Anschließend wird der Stellzylinder 32 aktiviert. Dieser verschiebt das Greifelement 30 in Richtung F nach außen in seine Haltestellung, so dass der vertikale Laschenbereich 31a innen an der Stirnwand 40 anliegt und das Endstück 31b innerhalb der Grifföffnung 220 verläuft (siehe 5a). Wird nun der Faltkistengreifer 100 nach oben bewegt, so rutscht der vertikale Bereich 31a des Greifelements 30 an der Innenseite der Stirnwand 240 entlang nach oben bis das Endstück 31b am Randbereich 221 der Grifföffnung 220 anliegt. In dieser Stellung sichern die beiden Greifelemente 30 die Faltkiste 200 formschlüssig und diese kann umgeschlagen werden, d. h. zusammen mit dem Faltkistengreifer 100 bewegt werden.
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Neben der Haltefunktion üben die verstellbaren Greifelemente 30 aber auch eine Aufstellfunktion aus, die wie folgt abläuft: Dazu befindet sich die Faltkiste 200 in ihrer zusammengefalteten oder eingeklappten Stellung (vgl. 1a und 5b), die Stirnwände 240 sind dazu nach oben innen eingeklappt und die segmentierten Seitenwände 250 sind ziehharmonikaförmig nach innen eingeklappt und der obere Rand 210 liegt auf dem Boden 260.
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In dieser Stellung werden die sich in ihrer Freigabe-/Ruhelage (5b, links) befindlichen Greifelemente 30 von oben in die Grifföffnungen 220 eingeführt und aus der Freigabe- in die Haltestellung verstellt. Dabei stößt der vertikal verlaufende Bereich 31a der Lasche 31 an den – jetzt nach innen weisenden – „oberen” Randbereich 221 der Grifföffnung 220 und drückt diesen nach außen. Dieser Druck nach außen bewirkt ein Drehmoment um den Drehpunkt des Scharniers 230, das die Stirnwand 240 in Schwenkrichtung S aus ihrer horizontalen Lage in ihre vertikale Lage drückt (5b, rechts). Wird nun der Faltkistengreifer 100 mit den Aufnahmevorrichtungen 130 gemeinsam mit den an den Greifelementen 30 hängenden Faltkisten 200 angehoben, so fällt der Boden 260 schwerkraftbedingt nach unten und entfaltet dabei teilweise die Seitenwände 250, an denen er hängt. Gleichzeitig schwenkt das oben beschriebene über die Greifelemente 30 aufgebrachte Drehmoment die Stirnwände 240 nach unten, die innen an den Seitenwänden 250 entlang streichen und diese vollständig entfalten. In anderen Worten: Eine zusammengefaltete Faltkiste 200 wird beim Aufnehmen gleichzeitig entfaltet und aufgestellt (5a). Bei der Schwenkbewegung der Stirnwände 240 wandert der Randbereich 221 der Grifföffnung 220 aus dem Eingriff mit dem vertikalen Bereich 31a des Griffelements 30 in den Eingriff mit der nach oben weisenden Fläche des Endstücks 31b. So ist während des gesamten Ausklapp- oder Aufstellvorgangs die Faltkiste 200 formschlüssig in den Greifelementen 30 fixiert, die an den Randbereichen 221 der beiden gegenüberliegenden Grifföffnungen 220 eingreifen.
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Zur Unterstützung der Aufstellbewegung sind die Stellfinger 35 vorgesehen, da bei schwergängigen Faltkisten unter Umständen das über die Greifelemente 30 aufgebrachte Drehmoment nicht ausreicht, um die Stirnwände 240 vollständig in ihre Endstellung zu bringen, in der sie ggf. zusätzlich am Boden 260 und/oder an den Seitenwänden 250 verrastet werden. Um das vollständige Aufstellen zu gewährleisten, werden die Stellfinger 35 über an den Scharnierstangen 36 angreifende Stellelemente (z. B. nicht dargestellte Pneumatikzylinder) aus einer Ruhestellung, in der sie an der Unterseite der Trägerplatte 120 anliegen, in die in 5 oder 1b dargestellte Lage verschwenkt. Die Stellfinger 35 greifen dazu an den seitlichen Rändern der Stirnwände 240 nahe den Seitenwänden 250 an, da sich hier in der Regel auch die Rastelemente befinden, über die die Stirnwände 240 zusätzlich mit dem Boden 260 und/oder den Seitenwänden 250 der Faltkiste 200 verrastet werden.
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Die Aufnahmevorrichtung 130 bzw. der Faltkistengreifer 100 erlaubt aber auch den Umschlag eingeklappter bzw. zusammengelegter Faltkisten 200. Dazu ist der Bodenhalter 40 vorgesehen, der an seinem unteren Ende einen oder mehrere schaltbare Saugnäpfe 41 aufweist, die ein Halteelement bilden, welches mit der Innenseite des Bodens 260 koppelbar ist. Der Bodenhalter 40 selbst ist federnd, vertikal nach oben verstellbar aufgehängt, um die Saugnäpfe 41 mit einer definierten Kraft gegen den Boden 260 zu drücken und um beim Aufsetzen des Faltkistengreifers 100 auf eine zusammengelegte Faltkiste 200 Schäden am Boden 260 bzw. am Bodenhalter 40 zu vermeiden. Bei eingeklappter Faltkiste 200 gelangt der zentriert angeordnete Bodenhalter 40 durch eine Lücke zwischen den eingeklappten Stirnwänden 240 und den nach innen eingefalteten Seitenwandsegmenten 250 hindurch auf die Oberseite des Bodens 260 und wird mit diesem durch Aktivierung der Saugnäpfe 41 gekoppelt.
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In anderen Ausführungen (nicht dargestellt), bei denen keine Lücke zwischen den nach innen geklappten Stirnwänden 240 bzw. den Seitenwänden 250 besteht, kann anstelle des zentralen Bodenhalters 40 mit den Saugnäpfen 41 auch ein Außenhalter vorgesehen werden, der beispielsweise an Justierlaschen 95 angeordnet den Boden 260 der Faltkisten 200 von außen untergreift und so das ungewollte Aufstellen beim Umschlag mittels der Greifelemente 30 verhindert.
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Wird nun die in den Greifelementen 30 fixierte Faltkiste 200 nach oben angehoben (1a), so verhindert der Bodenhalter 40 über die mit dem Boden 260 gekoppelten Saugnäpfe 41 das Herabfallen des Bodens 260 und damit das Entfalten der Seitenwände 250. Das über die Greifelemente 30 aufgebrachte Moment reicht nicht aus, um die Haltekraft des Bodenhalters 40 bzw. der Saugnäpfe 41 zu überwinden, so dass die Faltkiste 200 in ihrer eingeklappten Stellung bleibt und umgeschlagen werden kann. Über eine entsprechende Steuerung wird gewährleistet, dass die Stellfinger 35 in diesem Betriebszustand nicht aktiviert werden.
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Die Faltkiste 200 kann nun in geschlossenem oder eingefaltetem Zustand umgeschlagen werden. Es ist aber auch möglich, die Faltkiste 200 zunächst in eingefalteter Stellung umzuschlagen und die Ausklappfunktion erst zu einem späteren Zeitpunkt – beispielsweise kurz vor dem Absetzen – auszulösen, indem die Saugnäpfe 41 deaktiviert werden und damit der Boden 260 freigegeben wird und sich die Faltkiste 200 unter Wirkung der an den Rändern 221 der Grifföffnungen 220 wirkenden Greifelemente 30 entfaltet. Ggf. werden zusätzlich die Stellfinger 35 in der beschriebenen Weise aktiviert.
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Das Absetzen einer Faltkiste 200 bzw. das Lösen aus der Aufnahmevorrichtung 130 erfolgt, indem die Greifelemente 30 aus ihrer Haltestellung über Betätigen des Stellzylinders 32 zurück in ihre Freigabestellung verstellt werden. Dabei gelangen die Greifelemente 30 mit der Lasche 31 außer Eingriff mit den Grifföffnungen 220 und der Faltkistengreifer 100 gibt die Faltkiste(n) 200 frei, so dass sich diese aus der Aufnahmevorrichtung 130 bzw. den Aufnahmevorrichtungen 130 lösen. Der Faltkistengreifer 100 wird dann vertikal nach oben von der Faltkiste 200 abgenommen, die entweder in zusammengefalteter Stellung oder in ausgeklappter Stellung an ihrem Ort verbleibt.
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In anderen Ausführungen können die Greifelemente auch zwei nebeneinander angeordnete, fingerartig ausgebildete Hakenelemente aufweisen, die dann jeweils an den Enden der meist länglichen Grifföffnungen 220 eingreifen. So eine Ausführung ist auch dann sinnvoll, wenn die Grifföffnung 220 durch senkrechte Stege teilweise verschlossen oder verstärkt ist. Anstelle solcher Finger oder einer flachen Lasche gibt es auch Drahtbügelkonstruktionen, die in ähnlicher Weise die gleiche Funktion erfüllen.
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Zum sicheren Positionieren des Faltkistengreifers 100 an eingefalteten Faltkisten 200 eines Stapels dienen zum einen die verschwenkbaren Anschlagklappen 90 und zusätzlich am Außenrand der Trägerplatte 120 vorgesehene Justierlaschen 95, welche aufzunehmende Faltkisten 200 relativ zur Aufnahmevorrichtung 130 justieren, so dass die Faltkisten 200 in Relation zu den Greifelementen 30 und dem Bodenhalter 40 richtig positioniert bzw. zentriert sind. Der Geber 80 sowie die Polsterleisten 50 und 51 dienen zur schonenden Annäherung und Kopplung des Faltkistengreifers 100 mit seinen Aufnahmevorrichtungen 130 an den oberen Rand 210 der Faltkisten 200.
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Der Abnahmevorgang eines Faltkistenpaares von einem Faltkistenstapel mit eingefalteten Faltkisten 200 läuft beispielsweise folgendermaßen ab:
Auf einer Normpalette sind vier Faltkistenstapel nebeneinander im Karree angeordnet, wobei die einzelnen Stapel im Wesentlichen gleich hoch sind, aber unter Umständen insgesamt und untereinander nur unvollständig zentriert angeordnet sind. Zur Vorbereitung der weiteren Verarbeitung wird zunächst der gesamte Viererstapel über an den unteren äußeren Ecken angreifende Zentrierfinger in die gewünschte Position auf der Palette gebracht. Im nächsten Schritt werden die Anschlagklappen 90 in eine der in 7 dargestellten Arbeitsstellungen gebracht. In dieser Stellung fährt dann das Handhabungsgerät mit dem Faltkistengreifer 100 den Stapel von oben und von der Seite an, so dass der Winkelbereich 93 der Anschlagklappen 90 im Vertikalkantenbereich 270 an den oberen Faltkisten 200 eines Stapelpaares angreift und dieses durch die Bewegung des Faltkistengreifers 100 ausrichtet. Dabei ist die Trägerplatte 120 mit ihrer Aufnahmevorrichtung 130 noch so weit oberhalb der Faltkisten 200, dass die Aufnahmevorrichtung 130 selbst nicht an den Faltkisten 200 angreift. Anschließend werden die Anschlagklappen 90 in ihre Ruhelage nach oben weggeklappt und der Faltkistengreifer 100 wird oberhalb des Faltkistenpaares zu diesem zentriert angeordnet und dann vertikal nach unten auf diesen zu verfahren. Wenn der Geber 80 an der Oberseite der Rahmen 210 des Faltkistenpaares anschlägt und ein Signal auslöst, wird die Bewegung des Faltkistengreifers 100 vollständig gestoppt, nämlich in einer Stellung, in der die Greifelemente 30 in die Grifföffnungen 220 der zusammengelegten Faltkisten eingreifen bzw. im Inneren der ausgeklappten Faltkisten 200 angeordnet sind. Die Polsterleisten 50 und 51 dampfen dabei das Anschlagen der Trägerplatte 120 an die Oberseite des Faltkistenstapels ab.
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Die Greifelemente 30 werden nun aus ihrer Freigabestellung in ihre Haltestellung verstellt und ggf. werden die Saugnäpfe 41 der Bodenhalter 40 aktiviert.
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Bei einer anderen Ausführung der Steuerung spricht der nach unten über die Polsterleiste 50, 51 herausragende Geber 80 bei Kontakt mit den Rändern 210 der Faltkisten 200 an und gibt ein entsprechendes Signal an die Steuerung des Handhabungsgeräts. Auf dieses Signal hin wird der Faltkistengreifer 100 verlangsamt und um einen definierten Vertikalweg nach unten verfahren, so dass die Greifelemente 30 vollständig innerhalb der Faltkiste 200 (aufgestellt/ausgeklappt) angeordnet sind bzw. in die Grifföffnungen 220 (Faltkiste 200 zusammengelegt/eingefaltet) eingeführt sind und die Polsterleisten 50, 51 an den Rändern 211 anliegen.
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Diese Art der Steuerung erlaubt es, ohne aufwendige Zählalgorithmen die Höhe des jeweiligen Faltkistenstapelpaares zu erfassen, indem der gesamte Faltkistengreifer 100 bis zum Ansprechen des Gebers 80 auf den Stapel abgesenkt wird. Auf diese Weise können sehr einfach wechselweise von einem Viererstapel Faltkistenpaare abgenommen werden, ohne dass die Stapelhöhe gemessen oder ausgeglichen werden müsste.
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Nach dem Abnehmen der Faltkiste 200 wird diese umgeschlagen und/oder entfaltet und an anderer Stelle in eingeklapptem oder ausgeklapptem Zustand abgestellt. Dort kann sie beispielsweise mit Füllgut versehen und dann erneut mit Hilfe des Faltkistengreifers 100 umgeschlagen werden. Die Abdecklaschen 33, die von innen die Grifföffnungen 220 abdecken, verhindern dabei, dass bis zum unteren Rand der Grifföffnung 220 reichendes Füllgut aus den Grifföffnungen 220 austreten kann. Auch dann, wenn erhebliche Querbeschleunigungen beim Umschlag auftreten.
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Wenn der Faltkistenstapel vollständig von der Palette abgeräumt ist, kann der Faltkistengreifer 100 die leere Palette anfahren und mit Hilfe der Greifhaken 61 aufnehmen und an einem anderen gewünschten Ort abstellen/aufstapeln, um so Platz für eine neue Palette mit Faltkistenstapeln zu schaffen, der dann wieder in der beschriebenen Weise verarbeitet, d. h. umgeschlagen, befüllt und abtransportiert werden kann.
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Andere Varianten und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann u. a. auch im Rahmen der angefügten Ansprüche, deren Merkmale oder Teilmerkmale auch in anderer Weise untereinander oder mit Merkmalen bzw. Teilmerkmalen der beschriebenen Ausführungsbeispiele kombinierbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2853558 A1 [0002]
- DE 19921006 A1 [0006]
- JP 9207918 [0007]
- DE 4244359 C2 [0007]
