DE102016207691B3

DE102016207691B3 - Palettenwechselvorrichtung

Info

Publication number: DE102016207691B3
Application number: DE102016207691.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Käppner
Original assignee: Kappner Automations- und Verpackungssysteme GmbH
Current assignee: Kappner Automations- und Verpackungssysteme GmbH
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2036-05-05

Abstract

Eine Palettenwechselvorrichtung umfasst eine Spanneinheit (7) zum Spannen von auf einer Palette (40) angeordneten Waren (39). Die Spanneinheit umfasst (7) mehrere erste Druckelemente (22) jeweils zum Aufbringen einer ersten Druckkraft auf die Waren (39) und mehrere zweite Druckelemente (23) jeweils zum Aufbringen einer zweiten Druckkraft auf die Waren (39).

Description

Die Erfindung betrifft eine Palettenwechselvorrichtung.
Eine Palettenwechselvorrichtung mit der Bezeichnung PW 500 des Unternehmens Baust ermöglicht einen Palettenwechsel dadurch, dass Waren auf einer Palette zwischen zwei Druckplatten geklemmt werden. Die Palette kann entfernt und durch eine neue Palette ausgetauscht werden. Um eine ausreichende Klemmung aller Waren zu gewährleisten, müssen die Druckplatten mit großer Kraft angedrückt werden. Die Waren, insbesondere Kartons, können beschädigt oder zerstört werden. Palettenwechselvorrichtungen sind unter anderem aus der DE 203 02 336 U1 , der EP 2 349 886 B1 , der EP 1 581 446 B1 , der DE 12 25 558 B , der GB 2 187 433 A und der US 3 499 560 A bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Palettenwechsel zu verbessern und insbesondere die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung der Waren zu verhindern.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Palettenwechselvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Spanneinheit zum Spannen von Waren auf einer Palette jeweils mehrere Druckelemente aufweist, die einander gegenüberliegend, insbesondere im Bereich der Außenkanten der Palette, angeordnet sind. Mehrere erste Druckelemente ermöglichen ein Aufbringen einer jeweils ersten Druckkraft auf die Waren. Mehrere zweite Druckelemente dienen jeweils zum Aufbringen einer zweiten Druckkraft auf die Waren. Die Palettenwechselvorrichtung umfasst zum verbesserten Spannen der Waren außerdem einen ersten Vorhang zum Andrücken an die Waren mittels der ersten Druckelemente und einen zweiten Vorhang zum Andrücken an die Waren mittels der zweiten Druckelemente, wobei der erste Vorhang an den ersten Druckelementen und der zweite Vorhang an den zweiten Druckelementen befestigt sind. Die Gesamtdruckkräfte ergeben sich aus der jeweiligen Summe der ersten Druckkräfte bzw. zweiten Druckkräfte. Die Gesamtdruckkraft ist jeweils homogen auf eine Seitenfläche der Waren verteilt. Eine unregelmäßige Anordnung von Waren auf der Palette, beispielsweise durch Hervorstehen eines Kartons und/oder eine geneigte Anordnung der Palette und/oder einzelner Waren, wird durch die einzelnen Druckelemente kompensiert. Die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung der Waren ist minimiert. Die Gesamtdruckkraft, die im Wesentlichen der Kraft entspricht, mit der die Druckplatten gemäß dem Stand der Technik angedrückt werden, ist auf mehrere Druckelemente verteilt. Dadurch ist die von den einzelnen Druckelementen ausgeübte Druckkraft gegenüber dem Stand der Technik reduziert und beträgt insbesondere weniger als 50 %, insbesondere weniger als 30 %, insbesondere weniger als 10 %, insbesondere weniger als 5 % und insbesondere weniger als 3 %.
Der erste Vorhang und der zweite Vorhang sind identisch und insbesondere als Gummimatte ausgeführt. Der Vorhang ist insbesondere an den Druckelementen den Waren zugewandt angeordnet. Eine von den Druckelementen verursachte Druckkraft wird über den Vorhang auf die Waren übertragen. Durch den Vorhang sind die Haftbedingungen zum Klemmen der Waren verbessert. Der Vorhang ist insbesondere ein flexibles und insbesondere elastisches und insbesondere kompressibles Material. Der Vorhang ist bahnförmig ausgeführt. Der erste Vorhang überdeckt alle ersten Druckelemente. Der zweite Vorhang überdeckt alle zweiten Druckelemente. Der Vorhang verhindert, dass ein Druckelement unmittelbar gegen die Ware drückt. Der Vorhang ist insbesondere nicht aus metallischem Material. Das Material des Vorhangs ist derart gewählt, dass ein Haftreibkoeffizient zwischen Vorhang und Ware höher ist als ein Haftreibkoeffizient zwischen Druckelement und Ware. Der Vorhang weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass die Druckkräfte der einzelnen Druckelemente über den geschlossenen Vorhang verteilt und dadurch zusätzlich homogenisiert werden.
Die Vorhänge sind jeweils mit den Druckelementen verbunden und insbesondere an den Druckelementen befestigt. Für den Fall, dass der Vorhang als Gummimatte ausgeführt ist, kann diese an den Druckelementen aufvulkanisiert sein. Dadurch ist eine dauerhafte und zuverlässige Verbindung gewährleistet. Die Vorhänge sind insbesondere jeweils in einer vertikalen Richtung gehalten. Das bedeutet, dass der Vorhang, der beispielsweise auf einer Rolle aufgerollt sein kann, die an einem Gestell der Palettenwechselvorrichtung gehalten ist. Der Vorhang kann an einem freien Ende, das dem mit den Druckelementen verbundenen Ende gegenüberliegend angeordnet ist, mit einem Haltegewicht ausgestattet sein. Der Vorhang ist geeignet, zumindest anteilig Vertikalkräfte aufzunehmen. Die von den Druckelementen aufzubringenden Druckkräfte, die ausreichende Reibkräfte gewährleisten müssen, die den Gewichtskräften der Waren entgegenwirken sollen, können zusätzlich reduziert werden. Eine Beschädigung und/oder Zerstörung der Waren ist im Wesentlichen ausgeschlossen.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine unkomplizierte Ausgestaltung der Druckelemente. Eine Kolbenzylindereinheit ist insbesondere als Pneumatikzylinder ausgeführt. Die Kolbenzylindereinheit kann auch ein Hydraulikzylinder sein. Anstelle einer Kolbenzylindereinheit kann beispielsweise auch ein elektromotorischer Linearantrieb vorgesehen sein. Vorteilhaft ist es, wenn jedes Druckelement zwei Kolbenzylindereinheiten aufweist, an deren jeweiligen freien Ende eine Druckplatte befestigt ist. Dadurch ist ein Verdrehen der Druckplatte ausgeschlossen. Die Druckplatte ist insbesondere viereckig, insbesondere rechteckig oder quadratisch ausgeführt. Die Druckelemente sind derart zueinander angeordnet und/oder die Druckplatten derart ausgeführt, dass die nebeneinander angeordneten Druckplatten eine im Wesentlichen geschlossene Druckfläche ergeben. Es ist auch denkbar, ein Verdrehen der Druckplatte dadurch zu verhindern, dass eine Kolbenstange der Kolbenzylindereinheit einen unrunden, beispielsweise quadratischen, Querschnitt aufweist. Es ist auch möglich, eine Druckplatte mit runder Kontur zu verwenden. In diesem Fall kann eine Drehung der Kolbenstange toleriert werden.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine verbesserte Handhabung der Vorhänge. Der Vorhang ist an unten angeordneten Druckelementen befestigt. Die unten angeordneten Druckelemente dienen zum Andrücken an die Waren, die unmittelbar auf der Palette angeordnet sind.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine vorteilhafte Aufbringung der Druckkräfte. Insbesondere ist es möglich, die Druckkräfte rasterartig und beispielsweise mittels Teilflächen, die von einzelnen Druckelementen gebildet werden, aufzubringen. Eine Teilfläche kann kleiner sein als eine maximal theoretische Seitenfläche einer beladenen Palette, wobei die maximal theoretische Seitenfläche rechteckförmig ist mit einer Stapelhöhe und einer Palettenlänge als Kantenlängen. Die maximale Stapelhöhe der Waren auf der Palette kann auch größer sein als die Rasterhöhe. Wesentlich ist, dass die Rasterhöhe ausreichend ist, um die auf der Palette gestapelten Waren zuverlässig zu spannen.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6 ermöglicht einen effektiven Einsatz der Druckelemente. Insbesondere werden nur die Druckelemente zum Spannen der Waren aktiviert, die aufgrund der aktuellen Beladung der Palette erforderlich sind. Die Längeneinzelsensoren sind insbesondere unterhalb der Druckelemente angeordnet. Die Längeneinzelsensoren können auch zur Überprüfung eines Schwebezustands der gespannten Waren genutzt werden. Insbesondere ist es möglich, Waren zu erkennen, die trotz Druckbeaufschlagung durch die Druckelemente sich unbeabsichtigt aus dem Schwebezustand nach unten verlagern. Die Längeneinzelsensoren bilden auch eine Überwachungseinheit zur Überwachung des zuverlässigen Spannens der Waren. Die Überwachungseinheit dient zur Fehlererkennung beim Spannen.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 7 gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb. Insbesondere für den Fall, dass ein auszufahrendes Druckelement nicht ausgefahren ist, mittels des genannten Druckelements also keine Druckkraft auf die Ware aufgebracht wird, ist es möglich, die Druckbeaufschlagung der, insbesondere umliegenden, Druckelemente derart zu erhöhen, dass ein ausreichendes Spannen der Waren gewährleistet ist, ohne die Waren zu beschädigen oder zu zerstören.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 8 gewährleistet ein gezieltes und insbesondere kraftgesteuertes Andrücken der Druckelemente.
Es ist insbesondere vermieden, dass eine Schrägstellung einer Ware oder ein Hervorstehen der Ware an seitlichen Rändern der Palette zu einem unbeabsichtigten Quetschen oder Drücken der Ware führt. Die maximal zulässige Druckkraft kann veränderlich eingestellt werden. Insbesondere bei der Handhabung empfindlicher Waren kann die Aufbringung der Druckkraft derart gedrosselt erfolgen, dass eine Beschädigung der Waren ausgeschlossen ist. Das Druckregelelement ist insbesondere als Druckregler ausgeführt, der insbesondere analog gesteuert ist. Über eine zentrale Steuereinheit der Palettenwechselvorrichtung ist es möglich, eine Druckkraft vorzugeben.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 9 ermöglicht einen vorteilhaften, insbesondere vollautomatisierten Palettenwechsel. In einer Steuereinheit können beispielsweise standardisierte Palettenbeladungsmuster hinterlegt sein. Mittels einer Identifikationseinheit kann beispielsweise ein an einer Palette angebrachter Identifikationscode, beispielsweise in Form eines Strichcodes, eines QR-Codes oder eines Transponders, automatisiert erkannt werden. Es ist auch denkbar, dass ein entsprechend voreingestelltes Beladungsmuster für Paletten manuell vorausgewählt wird und der Palettenwechsel anhand dieses Musters durchgeführt wird. Ein derartiges Muster beinhaltet insbesondere eine Stapellänge der Waren auf der Palette, eine Stapelhöhe der Waren auf der Palette, die Anzahl der Waren, insbesondere Kartons, und die Beschaffenheit, insbesondere die Druckfestigkeit der Waren.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11 gewährleistet einen verbesserten Warentransport. Insbesondere können zu entladende Paletten und/oder beladene Paletten automatisiert zu- und abgeführt werden.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13 verbessert die Bereitstellung und Abführung von Leerpaletten, also zu beladende Leerpaletten und entladene Leerpaletten. Die Leerpaletten können insbesondere in einem dafür vorgesehenen Magazin bevorratet werden.
Eine Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 14 ermöglicht ein unkompliziertes Heben und Senken einer Palette. Eine Palettenhubeinheit ist insbesondere in der Palettenwechselvorrichtung integriert. Ein Palettenwechsel ist dadurch insbesondere vollautomatisiert durchführbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Palettenwechselvorrichtung,
2 eine Seitenansicht der Palettenwechselvorrichtung gemäß 1 entlang einer Warentransportrichtung,
3 eine Seitenansicht der Palettenwechselvorrichtung gemäß 1 einer Leerpalettentransportrichtung, und
4 bis 16 2 entsprechende Darstellungen einer Palettenwechselvorrichtung in verschiedenen Verfahrensstadien zum Durchführen eines Palettenwechsels.
Eine in 1 bis 16 als Ganzes mit 1 gekennzeichnete Palettenwechselvorrichtung umfasst eine Warenzuführeinheit 2 zum Zuführen von Waren 39, insbesondere Kartons und/oder Kisten aus Kunststoff und/oder Holz. Die Waren 39 sind auf einer Palette 40 angeordnet. Das Zuführen der Waren 39 erfolgt entlang einer Warentransportrichtung 3.
Die Palettenwechselvorrichtung 1 umfasst eine Warenabführeinheit 4 zum Abführen einer mit Waren 39 beladenen Palette 40. Das Abführen erfolgt entlang der Warentransportrichtung 3. Die Warenzuführeinheit 2 und die Warenabführeinheit 4 sind im Wesentlichen identisch ausgeführt. Die Warenzuführeinheit 2 und die Warenabführeinheit 4 sind als Rollenförderer ausgeführt, wobei jeweils ein Antrieb 5 vorgesehen ist, der über einen Kettenantrieb 50 die Rollen der Rollenfördervorrichtung antreibt zum Transport der Palette 40 entlang der Warentransportrichtung 3. Mittels des Antriebs 5 wird der Warentransport entlang der Warentransportrichtung 3 gewährleistet.
Zwischen der Warenzuführeinheit 2 und der Warenabführeinheit 4 ist eine Spanneinheit 7 zum Spannen der Waren 39 auf der Palette 40 angeordnet. Zwischen der Warenzuführeinheit 2 und der Warenabführeinheit 4 entlang der Warentransportrichtung 3 ist ferner eine Palettenhubeinheit 8 zum Heben und Senken einer Palette 40 angeordnet. Die Palettenhubeinheit 8 ermöglicht eine Verlagerung der Paletten 40 entlang einer Vertikalrichtung 9. Entlang der Vertikalrichtung 9 ist die Palettenhubeinheit 8 unterhalb der Spanneinheit 7 angeordnet. Die Palettenhubeinheit 8 umfasst eine Palettenauflage 10 zum Auflegen einer Palette sowie einen Hubantrieb 17 zum Heben und Senken der Palettenauflage. Die Palettenauflage 10 umfasst mehrere Querbalken, die parallel zu den Rollen des Rollenförderers einer Warenfördereinheit 16 orientiert sind. Die Querbalken der Palettenauflage 10 sind unterhalb des Rollenförderers angeordnet.
Es ist auch denkbar, dass die Warenzuführeinheit 2 und die Warenabführeinheit 4 jeweils auf einer Seite der Spanneinheit 7 angeordnet sind, sodass die Warentransportrichtung 3 eine Warenzuführrichtung und eine, insbesondere antiparallel orientierte, Warenabführrichtung umfasst.
Die Palettenwechselvorrichtung 1 umfasst ferner eine Neupalettenzuführeinheit 12 zum Zuführen einer zu beladenden Leerpalette 41 entlang einer Leerpalettentransportrichtung 13. Die Neupalettenzuführeinheit 12 umfasst ein Neupalettenmagazin, in dem die zu beladenden Leerpaletten 41 platzsparend, übereinander gestapelt angeordnet sind. Dadurch ist gewährleistet, dass ausreichend zu beladende Leerpaletten 41 zur Verfügung stehen für einen bevorstehenden Palettenwechsel. Das Neupalettenmagazin kann rechtzeitig mit neuen Leerpaletten 41 bestückt werden, um Stillstandzeiten der Palettenwechselvorrichtung 1 zu minimieren.
Die Palettenwechselvorrichtung 1 umfasst ferner eine Altpalettenabführeinheit 14. Eine Altpalette im Sinne der Erfindung ist eine ursprünglich mit Waren 39 beladene Palette 40, die ausgetauscht worden ist. Die Altpalette ist unbeladen und deshalb eine Leerpalette. Die Altpalette kann mittels der Altpalettenabführeinheit 14 entlang der Leerpalettentransportrichtung 13 abgeführt werden und in einem Altpalettenmagazin der Altpalettenabführeinheit 14 platzsparend gestapelt angeordnet werden. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Neupalettenzuführeinheit 12 und die Altpalettenabführeinheit 14 seitlich neben der Spanneinheit 7 angeordnet. Die Leerpalettentransportrichtung 13 umfasst eine Neupalettenzuführrichtung, die zu der Spanneinheit 7 hin orientiert ist, und eine Altpalettenabführrichtung, die von der Spanneinheit 7 weg orientiert ist. Die Neupalettenzuführrichtung 12 und die Altpalettenabführrichtung 14 sind antiparallel orientiert. Die Leerpalettentransportrichtung 13 ist entsprechend als Doppelpfeil gekennzeichnet. Die Leerpalettentransportrichtung 13 ist im Wesentlichen horizontal orientiert.
Die Warentransportrichtung 3 ist im Wesentlichen horizontal orientiert. Die Warentransportrichtung 3 ist insbesondere senkrecht zur Leerpalettentransportrichtung 13 orientiert. Die Vertikalrichtung 9 ist insbesondere senkrecht zur Warentransportrichtung 3 und insbesondere senkrecht zur Leerpalettentransportrichtung 13 orientiert. Die Leerpalettentransportrichtung 13 und die Warentransportrichtung 3 schneiden sich im Bereich der Spanneinheit 7.
Es ist auch möglich, die Neupalettenzuführeinheit 12 und die Altpalettenabführeinheit 14 beidseitig an der Spanneinheit 7 anzuordnen, sodass die Spanneinheit 7 entlang der Leerpalettentransportrichtung 13 zwischen der Neupalettenzuführeinheit 12 und der Altpalettenabführeinheit 14 angeordnet ist. In diesem Fall kann der Leerpalettentransport entlang einer Durchlaufrichtung erfolgen. Die gezeigte, einseitige Anordnung der Neupalettenzuführeinheit 12 und der Altpalettenabführeinheit 14 ermöglicht eine besonders platzsparende Ausgestaltung der Palettenwechselvorrichtung 1.
Nachfolgend wird die Spanneinheit 7 näher erläutert. Die Spanneinheit 7 dient zum Spannen der Waren 39, die auf einer Palette 40 angeordnet sind. Die Spanneinheit 7 umfasst ein rahmenartiges Gestell 15 mit Horizontal- und Vertikalelementen. Das Gestell 15 ist portalartig über die Rollenfördereinrichtungen der Warenzuführeinheit 2, der Warenabführeinheit 4, der Neupalettenzuführeinheit 12 und der Altpalettenabführeinheit 14 angeordnet. Die Spanneinheit 7 weist die Warenfördereinheit 16 auf für den Transport einer mit Waren 39 beladenen Palette 40 entlang der Warentransportrichtung 3 auf. Die Warenfördereinheit 16 weist eine Rollenfördervorrichtung auf, die mit den Rollenfördervorrichtungen der Warenzuführeinheit 2 und der Warenabführeinheit 4 einen durchgängigen Warentransport entlang der Warentransportrichtung 3 ermöglicht. Die Warenfördereinheit 16 weist ferner einen Warenförderantrieb 11 auf. Die Spanneinheit 7 weist ferner eine Leerpalettenwechseleinheit auf, die einen Kettenförderer 18 für einen Quertransport entlang der Leerpalettentransportrichtung 13 gewährleistet. Der Kettenförderer 18 dient zum Antreiben von Rollen einer Rollenfördervorrichtung entlang der Leerpalettentransportrichtung 13. Aus darstellerischen Gründen sind die Rollen der Rollenfördervorrichtung der Leerpalettenwechseleinheit nicht dargestellt. Der Kettenförderer 18 wird mittels eines Antriebs 19 angetrieben. Die Rollenfördervorrichtung ermöglicht je nach Antriebsrichtung ein Zu- bzw. Abführen von Leerpaletten zur Spanneinheit 7.
Die Querbalken der Palettenhubeinheit 8 sind unterhalb der Kettenförderer 18 angeordnet. Die Kettenförderer 18 sind in der nicht angehobenen Anordnung im Wesentlichen auf einem Höhenniveau mit den Rollen des Warenförderantriebs 16 angeordnet. Durch die Hubbewegung des Hubantriebs 17 wird die Palettenhubeinheit 8 mit den Querbalken nach oben gehoben, so dass Kettenförderer 18 in vertikaler Richtung auf ein Niveau oberhalb der Rollen des Warenförderantriebs 11 gehoben werden. Dadurch wird die Palette, die ursprünglich auf den Rollen des Warenförderantriebs 11 angeordnet war nach oben gehoben. In dem angehobenen Zustand liegt die Palette ausschließlich auf den Kettenförderern 18 auf. In dem angehobenen Zustand ist die Palette von den Rollen der Rollenfördervorrichtung des Warenförderantriebs 16 in vertikaler Richtung beabstandet angeordnet.
Die Spanneinheit 7 weist erste Druckelemente 22 und zweite Druckelemente 23 auf. Die Druckelemente 22, 23 sind identisch ausgeführt und bezüglich der Warentransportrichtung 3 einander gegenüberliegend an dem Gestell 15 befestigt. Insgesamt sind vierzig erste Druckelemente 22 und vierzig zweite Druckelemente 23 vorgesehen. Jedes Druckelement 22, 23 weist zwei als Pneumatikzylinder ausgeführte Kolbenzylindereinheiten 24 auf. Die Kolbenzylindereinheiten 24 sind mit dem Zylindergehäuse an dem Gestell 15 befestigt. An jeweils einem freien Ende der Kolbenstange der Kolbenzylindereinheiten 24 eines Druckelements 22, 23 ist eine Druckplatte 25 befestigt. Die Druckplatten 25 der gegenüberliegenden Druckelemente 22 bzw. 23 sind einander zugewandt. Zwischen den Druckplatten 25 der Druckelemente 22, 23 können die Waren 39 gespannt werden. Die Druckelemente 22, 23 sind in einem regelmäßigen Rechteckraster in zehn Zeilen und vier Spalten angeordnet. Die Rasterbreite B_R entspricht im Wesentlichen einer Länge einer Palette entlang der Warentransportrichtung 3. Das Raster weist ferner eine Rasterhöhe H_R auf, die einer maximal zulässigen Stapelhöhe für Waren auf Palette entspricht. Die Rasterbreite B_R und die Rasterhöhe H_R legen eine rechteckige Spannfläche fest, die zum Spannen der Waren 39 dient. Die Rasterabstände zwischen zwei benachbarten Druckelementen 22 bzw. 23 sind in Abhängigkeit der Fläche der Druckplatten 25 derart gewählt, dass die Druckplatten 25 im Wesentlichen eine geschlossene Gesamtdruckplattenfläche bilden.
Die Druckelemente 22, 23 sind jeweils entlang einer Andrückrichtung 26 27 ausfahrbar und in einer jeweils der Andrückrichtung 26, 27 entgegengesetzten Entlastungsrichtung 28, 29 einfahrbar. Die Andrückrichtung 26, 27 wird auch als Ausfahrrichtung bezeichnet. Die jeweilige Ausfahrrichtung 26, 27 der ersten Druckelemente 22 bzw. der zweiten Druckelemente 23 sind antiparallel, also entgegengesetzt zueinander orientiert. Dieses gilt gleichermaßen für die Entlastungsrichtungen 28, 29.
Die Spanneinheit 7 weist einen ersten Vorhang 30 und einen zweiten Vorhang 31 auf. Der erste Vorhang 30 ist den ersten Druckelementen 22 zugeordnet. Der zweite Vorhang 31 ist den zweiten Druckelementen 23 zugeordnet. Die Vorhänge sind im Wesentlichen identisch ausgeführt. Der Vorhang ist bahnförmig ausgeführt und weist eine Bahnbreite auf, die der Rasterbreite B_R der Druckelemente 22 entspricht. Der Vorhang 30, 31 ist jeweils an einer Haltevorrichtung 32 gehalten, die fest am Gestell 15 befestigt ist. Die Haltevorrichtung 32 für den Vorhang 30 bzw. 31 ist insbesondere derart ausgeführt, dass zusätzliches Vorhangmaterial freigegeben werden kann. Die Freigabe zusätzlichen Vorhangmaterials ist erforderlich, wenn die unteren Druckelemente 22, 23 zum Spannen der Waren 39 ausgefahren werden. Durch das Ausfahren wird der Vorhang 30 bzw. 31 verlagert. Eine nicht verlagerbare Anordnung des Vorhangs 30, 31 würde zu einer häufig wiederholten wechselnden Belastung in Form von Dehnung und Entlastung des Vorhangmaterials führen und könnte schließlich ein vorzeitiges Versagen des Vorhangs 30, 31 verursachen. Ein vorzeitiges Versagen des Vorhangs 30, 31 ist aufgrund der nachgiebigen Haltevorrichtung 32 ausgeschlossen. Die Haltevorrichtung 32 kann beispielsweise als federgelagerte Rolle ausgeführt sein, auf der der Vorhang 30 bzw. 31 aufgerollt ist. Die Haltevorrichtung 32 kann auch als behälterförmiges Reservoir ausgeführt sein, aus dem Vorhangmaterial entnehmbar ist. Ein selbsttätiges Rückverlagern des Vorhangs 30, 31 in die Haltevorrichtung 32 kann beispielsweise auch mittels eines Gewichts an dem freien Ende des Vorhangs gewährleistet sein. Das Gewicht kann beispielsweise als Metallstange ausgeführt sein, die eine Breite aufweist, die insbesondere größer ist als die Bahnbreite des Vorhangs 30, 31. Die an dem Vorhang insbesondere beidseitig überstehenden Enden der Metallstange können in einer korrespondierenden Ausnehmung eines Gehäuses der Haltevorrichtung 32 zum geführten Verlagern der Metallstange angeordnet sein.
Über Umlenkrollen 33 ist der Vorhang 30, 31 zu den Druckelementen 22, 23 geführt. An den jeweils unten angeordneten Druckelementen 22, 23 ist der Vorhang 30 bzw. 31 befestigt. Im Bereich der Spanneinheit 7, insbesondere der Druckelemente 22, 23 hängt der jeweilige Vorhang 30 bzw. 31 in der eingefahrenen Anordnung der Druckelemente 22, 23 vertikal nach unten. Der Vorhang 30, 31 ist als Gummimatte ausgeführt. Die Gummimatte ist an den Druckplatten 25 der jeweils unteren Zeile der ersten Druckelemente 22 bzw. der zweiten Druckelemente 23 anvulkanisiert. Im Bereich der Spanneinheit 7 ist eine Stapelhöhensensoreinheit 34 vorgesehen mit mehreren Höheneinzelsensoren 35. Die Höheneinzelsensoren 35 sind an dem Gestell 15 derart angeordnet, dass sie beim Zuführen einer Palette 40 die darauf angeordneten Waren erfassen können. Insbesondere ist jeder Zeile der rasterartig angeordneten Druckelemente 22, 23 eine Höheneinzelsensor 35 zugeordnet. Die Stapelhöhensensoreinheit 34 weist entsprechend zehn Höheneinzelsensoren 35 auf. Es ist ausreichend, nur eine Stapelhöhensensoreinheit 34 vorzusehen, die insbesondere entlang der Warentransportrichtung 3 seitlich im Bereich der ersten Druckelemente 22 oder zweiten Druckelemente 23 angeordnet ist.
Im Bereich der Spanneinheit 7 kann eine nicht dargestellte Stapellängensensoreinheit vorgesehen sein, die zum Erkennen der Stapellänge der Waren 39 auf der Palette 40 dient. Die Stapellängensensoreinheit weist insbesondere mehrere Längeneinzelsensoren 51 auf. Die Längeneinzelsensoren 51 sind jeweils den in Spalten angeordneten Druckelementen 22, 23 zugeordnet, sodass beispielsweise bei nur in Warentransportrichtung 3 halber Beladung einer Palette die dafür erforderlichen Spalten von Druckelementen 22, 23 aktiviert werden. Die Längeneinzelsensoren 51 sind gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel unterhalb der untersten Reihe der zweiten Druckelemente 23 angeordnet. Die Längeneinzelsensoren 51 können auch beispielsweise in den Druckplatten 25 der Druckelemente 22, 23 integriert sein.
Die Spanneinheit 7 weist ferner eine Druckelementsensoreinheit 36 mit mehreren Druckelementeinzelsensoren 37 auf. Die Druckelementeinzelsensoren 37 ermöglichen die Erkennung eines Betriebszustands der Druckelemente 22, 23. Die Druckelementeinzelsensoren 37 sind entlang der Warentransportrichtung 3 orientiert und auf jeweils eine Kolbenstange der Kolbenzylindereinheiten 24 gerichtet. Die Druckelementeinzelsensoren 37 können den Ausfahrzustand der Kolbenzylindereinheit 24 erfassen. Insbesondere können dadurch Fehlstellungen einzelner Druckelemente 22, 23 detektiert werden.
Die Höheneinzelsensoren 35 und die Druckelementeinzelsensoren 37 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet. Es handelt sich um an sich bekannte Signalgeber, die beispielsweise kapazitiv oder optisch als Näherungsschalter ausgeführt sind.
Die Palettenwechselvorrichtung weist ferner eine nicht dargestellte Steuereinheit auf, die insbesondere mit der Stapelhöhensensoreinheit 34, der Druckelementsensoreinheit 36, einer Stapellängensensoreinheit und den Druckelementen 22, 23 in Signalverbindung steht. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit mit der Warenzuführeinheit 2, der Warenabführeinheit 4, der Neupalettenzuführeinheit 12, der Altpalettenabführeinheit 14 und/oder der Palettenhubeinheit 8 in Signalverbindung steht.
Die Druckelemente 22, 23, insbesondere die jeweiligen Kolbenzylindereinheiten 24, sind jeweils mit einem nicht dargestellten Drosselelement ausgeführt. Das Drosselelement ermöglicht ein kraftgesteuertes Druckbeaufschlagen der Druckelemente 22, 23. Beispielsweise ist es möglich, dass die Kolbenzylindereinheit 24 mit einem gedrosselten Ausfahrdruck von beispielsweise maximal 2 bar ausfährt, um zu verhindern, dass Waren 39 beschädigt oder zerstört werden. Das Einfahren der Druckelemente, insbesondere der Kolbenstange der Kolbenzylindereinheit 24, kann mit maximalem Druck geschwindigkeitsoptimiert erfolgen.
Unterhalb der ersten Druckelemente 22, die an einer der Neupalettenzuführeinheit 12 und der Altpalettenabführeinheit 14 abgewandten Seite der Spanneinheit 7 angeordnet sind, ist ein Anschlagelement 38 vorgesehen. Das Anschlagelement 38 gewährleistet eine definierte Positionierung einer zugeführten Palette 40 und Leerpalette 41 zum Palettenwechsel.
Nachfolgend wird anhand der 4 bis 16 ein Verfahren zum Palettenwechseln mit der Palettenwechselvorrichtung 1 näher erläutert.
4 zeigt die Palettenwechselvorrichtung 1 in einem Ausgangszustand gemäß 2, also in einem Leerzustand. Für das Palettenwechseln erfolgt zunächst das Zuführen einer mit Waren 39 beladenen Palette 40. Die Breite B_P der Palette 40 mit den darauf angeordneten Waren 39 ist kleiner als der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Druckplatten 25 der ersten Druckelemente 22 und der zweiten Druckelemente 23. Ein Einfahren der Palette 40 mit den Waren 39 in die Spanneinheit 7 ist kollisionsfrei möglich. Die Palette 40 wird von der Warenzuführeinheit 2 aus zugeführt. Vor dem Zuführen kann an der Steuereinheit ein vordefiniertes Programm zum Durchführen des Palettenwechsels aufgerufen werden. Dieses Aufrufen kann manuell durch einen Bearbeiter erfolgen. Das Aufrufen kann auch automatisiert erfolgen, indem beispielsweise eine nicht dargestellte Identifikationseinheit anhand eines Identifikationsmarkers an der Palette 40 und/oder den Waren 39 eine Identifikation durchführt. Ein derartiges Programm kann beispielsweise bestimmte Verfahrensparameter vordefiniert festlegen.
Im gezeigten Fall ist eine Identifikation nicht erfolgt. Ein abgespeichertes Programm wurde nicht aufgerufen. Beim Einfahren der Palette 40 mit den Waren 39 in die Spanneinheit 7 erfassen die seitlich angebrachten Höheneinzelsensoren 35 der Stapelhöhensensoreinheit 34 die tatsächliche Stapelhöhe der Waren 39. Bei den Waren 39 handelt es sich insbesondere um Pappkartons oder Kisten aus Kunststoff oder Holz. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Stapelhöhe H_S derart hoch, dass die unteren vier Reihen der ersten Druckelemente 22 und der zweiten Druckelemente 23 zum Spannen der Waren 39 benötigt werden. Entsprechend wird ein Signal für die erforderliche Aktivierung der Druckelemente 22, 23 zum Spannen der Waren entlang der Stapelhöhe H_S übertragen.
Während des Einfahrens kann die Stapellängensensoreinheit die Stapellänge der Waren 39 auf der Palette 40 entlang der Warentransportrichtung 3 erfassen.
Die erfasste Stapelhöhe und die erfasste Stapellänge werden von der Stapelhöhensensoreinheit 34 und der Stapellängensensoreinheit an die Steuereinheit übermittelt. Anschließend wird die Palette 40 mit den Waren 39 mittels der Palettenhubeinheit 8 soweit angehoben, dass die unteren, unmittelbar auf der Palette 40 angeordneten Waren 39 von der unteren Reihe der Druckelemente 22, 23 gespannt werden. Es ist denkbar, dass Paletten unterschiedlicher Eigenhöhe zugeführt werden, wobei eine entsprechende Palettenhöhe in der Steuereinheit hinterlegt sein kann. In Abhängigkeit einer in der Steuereinheit hinterlegten Palettenhöhe erfolgt das Anheben mittels der Palettenhubeinheit 8. Der angehobene Zustand der Waren 39 auf der Palette 40 ist in 6 dargestellt.
Anschließend wird die angehobene Palette 40 mittels des Förderbands 21 gemäß 7 nach links soweit verlagert, dass die Palette 40 an dem Anschlagelement 38 anliegt. Die Palette 40 befindet sich in einer definierten Anordnung.
Ausgehend von der definierten Position der Palette 40 werden die Waren 39 gespannt, indem die Druckelemente 22, 23 der jeweils vier unteren Reihen entlang der jeweiligen Ausfahrrichtung 26 ausgefahren werden. Die jeweiligen Druckplatten 25 der gegenüberliegenden Druckelemente 22, 23 werden aufeinander zu bewegt und drücken den jeweiligen Vorhang 30, 31 gegen die Waren. Die infolge der Stapelhöhenerfassung nicht benötigten Druckelemente 22, 23 verbleiben in der eingefahrenen Position. Dadurch, dass der Vorhang an den Druckelementen 22, 23 befestigt ist, wird dieser aus seiner ursprünglich vertikalen Anordnung ausgelenkt. Um die Auslenkung zu ermöglichen, ist die flexible Halterung des Vorhangs in der Haltevorrichtung 32 erforderlich. Zwischen den Druckelementen, insbesondere denen, die zum Spannen der Waren 39 erforderlich sind, und der Umlenkrolle 33 ist der Vorhang 30, 31 geneigt angeordnet. Die mittels der Vorhänge 30, 31 gespannten Waren 39 sind zuverlässig zwischen den Druckelementen 22, 23 gehalten (8).
Zum Halten der Waren 39 ist die Palette 40 nicht erforderlich. Die Palette 40 wird abgesenkt (9) und entlang der Leerpalettentransportrichtung 13 abgeführt (10). Die entladene Altpalette wird der Altpalettenabführeinheit 14 zugeführt, in dem dafür vorgesehen Magazin von unten aufgenommen. Anschließend wird eine neue, zu beladende Leerpalette 41 aus dem Neupalettenmagazin der Neupalettenzuführeinheit 12 von unten entnommen und entlang der Leerpalettentransportrichtung 13 der Spanneinheit 7 zugeführt und in definierter Position an dem Anschlagelement 38 unterhalb der Waren 39 auf der Palettenhubeinheit 8 positioniert (12). Anschließend wird die neue Palette 41 mittels der Palettenhubeinheit 8 angehoben (13). In dieser Anordnung sind die Waren 39 in vertikaler Richtung von der Palette 41 abgestützt. Die Druckelemente 22, 23 fahren entlang der Entlastungsrichtungen 28, 29 wieder ein und geben die Spannung der Waren 39 frei. Die neu mit den Waren 39 beladene Palette 41 wird mittels der Palettenhubeinheit 8 abgesenkt (15) und mittels der Warenabführeinheit 4 entlang der Warentransportrichtung 3 abgeführt (16).
In dem Zustand gemäß 16 entspricht die Palettenwechselvorrichtung 1 im Wesentlichen dem Zustand gemäß 4, wobei das Altpalettenmagazin eine Altpalette mehr und das Neupalettenmagazin eine Neupalette weniger aufweisen.

Claims

Palettenwechselvorrichtung umfassend eine Spanneinheit (7) zum Spannen von auf einer Palette (40, 41) angeordneten Waren (39), dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheit (7) mehrere erste Druckelemente (22) jeweils zum Aufbringen einer ersten Druckkraft auf die Waren (39), und mehrere zweite Druckelemente (23) jeweils zum Aufbringen einer zweiten Druckkraft auf die Waren (39) umfasst, wobei ein erster Vorhang (30) zum Andrücken an die Waren (39) mittels der ersten Druckelemente (22) und ein zweiter Vorhang (31) zum Andrücken an die Waren (39) mittels der zweiten Druckelemente (23) vorgesehen sind, und wobei der erste Vorhang (30) an ersten Druckelementen (22) und der zweite Vorhang (31) an zweiten Druckelementen (23) befestigt sind.
Palettenwechselvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Druckelemente (22) und die zweiten Druckelemente (23) jeweils mindestens eine Kolbenzylindereinheit (24) und eine Druckplatte (25) aufweisen.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorhang (30) an unten angeordneten ersten Druckelementen (22) und der zweite Vorhang (31) an unten angeordneten zweiten Druckelementen (23) befestigt sind.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Druckelemente (22) und/oder die zweiten Druckelemente (23) jeweils rasterartig, insbesondere in Zeilen und Spalten, angeordnet sind, insbesondere mit einer Rasterbreite (B_R), die im Wesentlichen einer Länge der Palette (40, 41) entspricht, und insbesondere mit einer Rasterhöhe (H_R), die einer Stapelhöhe für die Waren (39) auf der Palette (40, 41) entspricht.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Stapelhöhensensoreinheit (34) zur, insbesondere automatisierten, Erkennung einer Stapelhöhe (H_S) der Waren (39) auf der Palette (40, 41), wobei die Stapelhöhensensoreinheit (34) insbesondere mehrere Höheneinzelsensoren (35) aufweist, die jeweils einer Zeile von ersten Druckelementen (22) und/oder zweiten Druckelementen (23) zugeordnet sind.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Stapellängensensoreinheit zur Erkennung der Stapellänge der Waren (39) auf der Palette (40, 41), wobei die Stapellängensensoreinheit insbesondere mehrere Längeneinzelsensoren aufweist, die jeweils einer Spalte von ersten Druckelementen (22) und/oder zweiten Druckelementen (23) zugeordnet sind.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch jeweils eine Druckelementsensoreinheit (36) zur Erkennung eines Betriebszustands der ersten Druckelemente (22) und/oder der zweiten Druckelemente (23), wobei die Druckelementsensoreinheit (36) insbesondere mehrere Druckelementeinzelsensoren (37) aufweist, die jeweils quer, insbesondere senkrecht, zu einer Ausfahrrichtung (26, 27) der Druckelemente (22, 23) angeordnet sind.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Druckelemente (22) und/oder die zweiten Druckelemente (23) jeweils ein Druckregelelement für ein kraftgesteuertes Druckbeaufschlagen aufweisen.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit zum gesteuerten Palettenwechseln.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Warenzuführeinheit (2) zum Zuführen einer mit Waren (39) beladenen, zu entladende Palette (40) entlang einer Warentransportrichtung (3).
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Warenabführeinheit (4) zum Abführen einer mit Waren (39) beladenen Palette (41) entlang einer Warentransportrichtung (3).
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Neupalettenzuführeinheit (12) zum Zuführen einer zu beladenden Leerpalette (41) entlang einer Leerpalettentransportrichtung (13), wobei die Neupalettenzuführeinheit (12) insbesondere ein Neupalettenmagazin aufweist.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Altpalettenabführeinheit (14) zum Abführen einer entladenen Leerpalette (41) entlang einer Leerpalettentransportrichtung (13), wobei die Altpalettenabführeinheit (14) insbesondere ein Altpalettenmagazin aufweist.
Palettenwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Palettenhubeinheit (8) zum Heben und Senken einer Palette (40, 41).