DE102017122703A1

DE102017122703A1 - Vorrichtung zum Einlegen von Produkten

Info

Publication number: DE102017122703A1
Application number: DE102017122703.2A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kuhmichel
Original assignee: Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
Current assignee: Weber Food Technology De GmbH
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-02-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einlegen von Produkten in Aufnahmen, insbesondere zum Einlegen von Lebensmittelprodukten in durch Tiefziehen hergestellte Vertiefungen einer Folienbahn, mit einem sich im aufgestellten Betriebszustand am Boden abstützenden Traggestell, das eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Tragelementen umfasst und einen Transportdurchgang für die während des Betriebs in einer Transportrichtung durch das Traggestell hindurch bewegten Aufnahmen definiert, mit einer am Traggestell abgestützten oder vom Traggestell gebildeten Transport- und/oder Führungseinrichtung zum Bewegen der Aufnahmen durch das Traggestell hindurch oder mit einer am Traggestell abgestützten oder vom Traggestell gebildeten Anbindung für eine Transport- und/oder Führungseinrichtung zum Bewegen der Aufnahmen durch das Traggestell hindurch, und mit zumindest einer dreidimensionalen, sich sowohl längs als auch quer zu der Transportrichtung erstreckenden Roboterzelle, an der wenigstens ein Einlegeroboter zum Einlegen von Produkten in sich im Transportdurchgang befindliche Aufnahmen abgestützt ist, wobei das Traggestell von der Roboterzelle gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einlegen von Produkten in Aufnahmen, insbesondere zum Einlegen von Lebensmittelprodukten in durch Tiefziehen hergestellte Vertiefungen einer Folienbahn. Die Erfindung betrifft außerdem eine Verpackungsmaschine mit wenigstens einer derartigen Einlegevorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verarbeitungslinie für Lebensmittelprodukte mit wenigstens einer Vorrichtung zum Aufschneiden der Produkte, einer Verpackungsmaschine sowie wenigstens einer Produktzufuhr zwischen der Aufschneidevorrichtung und zumindest einer Einlegevorrichtung der Verpackungsmaschine.
Im Zusammenhang mit derartigen Einrichtungen ist es bekannt, zum Einlegen der Produkte einen oder mehrere Roboter einzusetzen. Derartige Einlegeroboter sind typischerweise als Roboter mit einer sogenannten Parallelkinematik ausgebildet und werden beispielsweise als Deltaroboter, Pick-and-Place-Roboter oder einfach Picker bezeichnet.
Ferner ist es bereits bekannt, die Verpackungsmaschine und den Einlegeroboter an einem gemeinsamen Bereich aufzustellen. Dabei sind die Verpackungsmaschine und der Einlegeroboter jeweils mit einem separaten Traggestell versehen, wobei das Traggestell des Einlegeroboters auch als Roboterzelle bezeichnet wird.
Ein typischer bekannter Aufbau sieht vor, dass die Roboterzelle nach Art einer Brücke über die Verpackungsmaschine gestellt wird und sich somit beidseitig neben der Verpackungsmaschine am Boden abstützt, die sich über ihr eigenes Traggestell innerhalb der Roboterzelle selbst am Boden abstützt. Zudem kommt es häufig vor, dass die Roboterzelle bei der Montage auf die Verpackungsmaschine in Längsrichtung gewissermaßen „aufgefädelt“ werden muss, da die Verpackungsmaschine typischerweise zur Folienförderung einen durchgehenden Kettentrieb aufweist, der nicht auf andere Weise „durchdrungen“ werden kann. Nachteilig ist an dem bekannten Aufbau folglich, dass aufgrund der separaten Tragstrukturen ein hoher Konstruktions- und Montageaufwand erforderlich ist. Darüber hinaus wird viel wertvoller Platz zum Aufstellen einer solchen Anordnung aus Verpackungsmaschine und Einlegeroboter benötigt.
Es ist auch bekannt, automatisierte Einlegevorrichtungen mittels zweidimensionaler Portale am Traggestell einer Verpackungsmaschine abzustützen. Die Reichweite und die Leistungsfähigkeit derartiger Einleger sind jedoch begrenzt und werden den hohen Anforderungen an moderne Verarbeitungslinien insbesondere im Bereich der Lebensmittelverarbeitung nicht gerecht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein automatisiertes Einlegen von Produkten mit Hilfe eines oder mehrerer Einlegeroboter mit möglichst geringem Konstruktionsaufwand, mit möglichst wenig Montageaufwand und bei möglichst geringem Platzbedarf zu ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine erfindungsgemäße Einlegevorrichtung mit einem sich im aufgestellten Betriebszustand am Boden abstützenden Traggestell, das eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Tragelementen umfasst und einen Transportdurchgang für die während des Betriebs in einer Transportrichtung durch das Traggestell hindurch bewegten Aufnahmen definiert, mit einer am Traggestell abgestützten oder vom Traggestell gebildeten Transport- und/oder Führungseinrichtung zum Bewegen der Aufnahmen durch das Traggestell hindurch oder mit einer am Traggestell abgestützten oder vom Traggestell gebildeten Anbindung für eine Transport- und/oder Führungseinrichtung zum Bewegen der Aufnahmen durch das Traggestell hindurch, und mit zumindest einer dreidimensionalen, sich sowohl längs als auch quer zu der Transportrichtung erstreckenden Roboterzelle, an der wenigstens ein Einlegeroboter zum Einlegen von Produkten in sich im Transportdurchgang befindliche Aufnahmen abgestützt ist, wobei das Traggestell von der Roboterzelle gebildet ist.
Die Erfindung schafft einen integrierten Aufbau von Einlegeroboter und Verpackungsmaschine. Indem erfindungsgemäß das Traggestell von der Roboterzelle gebildet ist, besitzen die Verpackungsmaschine und der Einlegeroboter ein gemeinsames Gestell bzw. eine gemeinsame Tragzelle, so dass Verpackungsmaschine und Einlegeroboter gewissermaßen zu einer Einheit verschmelzen.
Es ist erfindungsgemäß nicht zwingend, dass die Einlegevorrichtung eine vollständige Verpackungsmaschine oder ein vollständiges Modul einer Verpackungsmaschine umfasst. Erfindungsgemäß ist das von der Roboterzelle gebildete Traggestell dazu ausgebildet, eine Transport- und/oder Führungseinrichtung bzw. eine Anbindung dafür abzustützen oder zu bilden. Die Transport- und/oder Führungseinrichtung dient dazu, die Aufnahmen durch das Traggestell hindurch zu bewegen, damit mittels des Einlegeroboters Produkte in die Aufnahmen eingelegt werden können. Damit ist die erfindungsgemäße Einlegevorrichtung nicht lediglich eine Roboterzelle oder nicht nur ein Einlegeroboter mit Traggestell, sondern die Roboterzelle ist - wie vorstehend erwähnt - derart ausgebildet, dass sie die zum Hindurchbewegen der Aufnahmen vorgesehene Transport- und/oder Führungseinrichtung abstützt oder selbst bildet bzw. eine Anbindung hierfür abstützt oder selbst bildet.
Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung der Roboterzelle besteht darin, dass der Betrieb der Transport- und/oder Führungseinrichtung insbesondere hinsichtlich der Positionierung der Aufnahmen relativ zum Traggestell und damit relativ zur Roboterzelle auf den Betrieb des Einlegeroboters insbesondere in räumlicher Hinsicht abgestimmt werden kann, also hinsichtlich der Positionierung des Einlegeroboters und dessen Reichweite.
Mit anderen Worten kann durch die Erfindung auf einfache Weise für eine vorgegebene Relativpositionierung zwischen Transport- und/oder Führungseinrichtung und damit den durch das Traggestell bewegten Aufnahmen einerseits und dem Einlegeroboter andererseits geschaffen werden. Aufwändige Abstimmungs- und Ausrichtarbeiten einschließlich eines zeitraubenden Einteachens von sogenannten Einlegepunkten für den Einlegeroboter sind aufgrund der Erfindung nicht mehr erforderlich. Zudem werden Ungenauigkeiten aufgrund unvermeidbarer Toleranzen vermieden, die bei einer nicht erfindungsgemäßen Separierung von Verpackungsmaschine bzw. Transport- und/oder Führungseinrichtung bzw. deren Anbindung einerseits und Einlegeroboter andererseits stets auftreten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass zusätzliche Einrichtungen wie beispielsweise Schutzeinrichtungen und Abdeckungen nicht mehr doppelt vorgesehen werden müssen, sondern nur einmal für die erfindungsgemäße Roboterzelle konzipiert zu werden brauchen. Dies minimiert die Anzahl der erforderlichen Bauteile und den Reinigungsaufwand.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einlegevorrichtung, der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine sowie der erfindungsgemäßen Verarbeitungslinie sind auch in der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung angegeben.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Transport- und/oder Führungseinrichtung als Teil einer Verpackungsmaschine ausgebildet. Insbesondere handelt es sich um jenen Teil einer Verpackungsmaschine, der einer Tiefziehstation der Verpackungsmaschine nachgeordnet ist, an der die Aufnahmen für die Produkte in Form von durch Tiefziehen hergestellten Vertiefungen einer Folienbahn hergestellt werden. Die Folienbahn kann an beiden Seiten jeweils von einer Förderkette gehalten werden, über welche die Folienbahn durch den Transportdurchgang des Traggestells hindurch transportiert und dabei geführt wird.
Vorzugsweise weist ein in Transportdurchgang gelegener Einlegebereich eines Arbeitsbereiches des Einlegeroboters eine sich längs der Transportrichtung erstreckende Länge und eine sich quer zu der Transportrichtung erstreckende Breite auf, wobei in den meisten Fällen die Länge größer ist als die Breite und insbesondere ein Vielfaches der Breite beträgt. Umgekehrt kann aber auch die Breite größer sein als die Länge. Der Einlegebereich ist jener Bereich des von dem Einlegeroboter abdeckbaren Arbeitsbereiches, in welchem der Einlegeroboter Produkte in die Aufnahmen einlegen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Traggestell derart asymmetrisch ausgebildet, dass vertikal verlaufende Mittelebenen des Transportdurchgangs und des Traggestells, die sich parallel zur Transportrichtung erstrecken, seitlich zueinander versetzt sind. Die Asymmetrie ermöglicht es, den Einlegeroboter in Querrichtung, d.h. senkrecht zur Transportrichtung, außermittig bezüglich des Transportdurchgangs zu positionieren. Hierdurch kann der Einlegeroboter und insbesondere dessen Arbeitsbereich derart konzipiert und bemessen werden, dass der Einlegeroboter einen seitlich neben dem Transportdurchgang gelegenen Abnahmebereich abdecken und gleichzeitig sich der Einlegebereich des Arbeitsbereiches des Einlegeroboters zumindest im Wesentlichen über die gesamte Breite des Transportdurchgangs erstrecken kann.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Mittelebene des Traggestells im Bereich einer seitlichen Begrenzung des Transportdurchgangs und insbesondere mittig zwischen dem Einlegebereich und dem Abnahmebereich des Einlegeroboters verläuft.
Ein Vorteil einer derartigen asymmetrischen Ausgestaltung des Traggestells ist, dass der Abnahmebereich und der Einlegebereich sehr eng beieinander liegen können. Während des Betriebs laufen die einzulegenden Produkte in den Abnahmebereich ein, insbesondere mittels einer hierzu vorgesehenen Produktzufuhr, und bewegen sich die Aufnahmen durch den Einlegebereich des Einlegeroboters. Wenn Abnahmebereich und Einlegebereich eng beieinander liegen, benötigt der Einlegeroboter nur eine vergleichsweise geringe Reichweite, um die Produktzufuhr und den Transportdurchgang abzudecken. Anders ausgedrückt kann in diesem Fall ein eine bestimmte Arbeitsreichweite besitzender Einlegeroboter eine vergleichsweise breite Produktzufuhr und einen relativ breiten Transportdurchgang abdecken. Insbesondere kann ein Einlegeroboter mit einer vergleichsweise geringen Reichweite relativ breite Formatsätze von Produkten abdecken bzw. von Aufnahmen bedienen. Als Formatsätze werden allgemein Anordnungen von Produkten bzw. Aufnahmen bezeichnet, bei denen die Produkte bzw. Aufnahmen in einer oder mehreren Reihen und einer oder mehreren Spalten angeordnet sind.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Roboterzelle seitlich über den Transportdurchgang hinaus auskragt. Auf diese Weise kann eine asymmetrische Ausgestaltung des Traggestells realisiert werden.
Wie vorstehend bereits angedeutet, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Arbeitsbereich des Einlegeroboters einen im Transportdurchgang gelegenen Einlegebereich und einen seitlich neben dem Transportdurchgang gelegenen Abnahmebereich abdecken.
Bei dem Einlegeroboter kann es sich um einen Roboter mit Parallelkinematik handeln. Insbesondere ist der Einlegeroboter als Deltaroboter, Pick-and-Place-Roboter oder Picker ausgebildet. Ferner kann der Roboter auch z.B. ein 2D-Roboter, ein 3D-Roboter oder ein Portalroboter sein. Diese Roboter werden auch als Umsetzer bezeichnet.
Wie vorstehend bereits im Zusammenhang mit der Transport- und/oder Führungseinrichtung erläutert, kann eine Anbindung für eine Produktzufuhr an dem Traggestell abgestützt oder von dem Traggestell gebildet sein. Während des Betriebs gelangen einzulegende Produkte über die Produktzufuhr in den Abnahmebereich des Einlegeroboters. Indem die Anbindung für die Produktzufuhr entweder von dem Traggestell selbst gebildet oder an dem Traggestell abgestützt ist, ist die Relativpositionierung zwischen dem Einlegeroboter und der Produktzufuhr mittels der bezüglich des Traggestells festgelegten Anbindung vorgegeben. Damit sind insgesamt Produktzufuhr, Einlegeroboter und Transport- und/oder Führungseinrichtung für die Aufnahmen in einer definiert vorgegebenen Weise relativ zueinander positioniert und ausgerichtet.
Die Anbindung für die Produktzufuhr kann dazu ausgebildet sein, eine solche Produktzufuhr mit dem Traggestell zu koppeln, die als Band-System oder als Shuttle-System, das ein Bahnsystem und eine Vielzahl von in dem Bahnsystem individuell bewegbaren Transportern umfasst, ausgebildet ist. Hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise eines beispielhaften Shuttle-Systems, das in Verbindung mit der Erfindung zum Einsatz kommen kann, wird auf den Inhalt der deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 106 400 verwiesen.
Vorzugsweise umfasst das Traggestell für die Transport- und/oder Führungseinrichtung oder deren Anbindung und für die Anbindung der Produktzufuhr wenigstens ein gemeinsames Tragelement. Ein solches zentrales Tragelement kann insbesondere mittig bezüglich der Transportrichtung im Traggestell vorgesehen sein. Das gemeinsame Tragelement kann in konstruktiver Hinsicht die Ausgangsbasis bzw. die Bezugsebene für alle jeweils vorgesehenen Anbauten bilden. Im betriebsfertig montierten Zustand der betreffenden Verarbeitungslinie ist dann die Verpackungsmaschine auf der einen Seite des zentralen Tragelements angeordnet und es befindet sich die die einzulegenden Produkte heranführende Produktzufuhr auf der anderen Seite des zentralen Tragelements. Mit Bezug auf eine mögliche Ausführungsform betrachtet ist z.B. auf der einen Seite des zentralen Tragelements eine Folienfördereinrichtung, insbesondere eine Kettenführung der Verpackungsmaschine, fixiert, während zur anderen Seite des zentralen Tragelements hin Elemente der Produktzufuhr angebaut sind, beispielsweise Bandkassetten, Längsträger oder andere Tragelemente einer Fördereinrichtung der Produktzufuhr. Folglich werden mittels des zentralen Tragelements zwei Maschinengestelle nicht nur zusammengeführt, sondern direkt miteinander verbunden.
Wie ebenfalls vorstehend bereits angedeutet, kann vorgesehen sein, dass die Transport- und/oder Führungseinrichtung oder deren Anbindung eine Führung für ein umlaufendes, stromaufwärts in das Traggestell eintretendes und stromabwärts aus dem Traggestell austretendes Transportorgan für die Aufnahmen umfasst. Insbesondere dient das Transportorgan dazu, eine Folienbahn mit durch Tiefziehen hergestellten Vertiefungen zu halten. Bevorzugt umfasst das Transportorgan eine oder mehrere Förderketten.
Durch das Traggestell kann eine Transportebene definiert sein, in welcher die Aufnahmen während des Betriebs durch das Traggestell hindurch bewegt werden, wobei unterhalb der Transportebene Einbauraum und/oder Stauraum für ein oder mehrere Betriebskomponenten des Einlegeroboters und/oder einer Verpackungsmaschine, in welche die Vorrichtung integriert ist, vorgesehen ist. Hierdurch kann der von dem Traggestell eingenommene Raum optimal genutzt werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass an dem oder in dem Traggestell zumindest eine Handhabungsvorrichtung, insbesondere eine Hebevorrichtung, abgestützt ist oder das Traggestell eine Kopplungseinrichtung für zumindest eine Handhabungsvorrichtung, insbesondere eine Hebevorrichtung, aufweist. Hierdurch ergibt sich ein besonders kompakter, Platz sparender Gesamtaufbau, in dem die ohnehin einzige Tragstruktur für Verpackungsmaschine und Einlegeroboter zusätzlich für weitere Anbauten, Komponenten und/oder Geräte genutzt wird. Hierzu gehört z.B. eine Projektionseinrichtung beispielsweise in Form eines Lichtzeigers für Korrekturbedarf an Portionen in Verpackungsmulden, wobei die Projektionseinrichtung dann an der Roboterzelle montiert sein kann.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass an dem Traggestell wenigstens ein Lagerplatz für zumindest eine Betriebskomponente vorgesehen ist. Bei dieser Betriebskomponente kann es sich beispielsweise um ein Tiefziehwerkzeug für eine Tiefziehstation einer Verpackungsmaschine handeln. Die Betriebskomponente kann auch eine Komponente des Einlegeroboters sein, beispielsweise eine Greifeinheit. Hierdurch kann eine Umstellung auf andere Produkte oder andere Packungsformate beschleunigt werden.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß möglich, dass in das Traggestell ein Komponentenwechselsystem integriert ist. Dieses Wechselsystem kann beispielsweise für wenigstens eine Komponente einer Verpackungsmaschine, bevorzugt für Tiefziehwerkzeuge, und/oder für zumindest eine Komponente des Einlegeroboters vorgesehen sein. Ferner kann das Komponentenwechselsystem wenigstens ein einfaches Hilfsmittel zur Erleichterung der Handhabung von größeren Bauteilgewichten umfassen. Ein solches Hilfsmittel kann z.B. ein Kragarm, eine Einhängevorrichtung oder eine entsprechend angeordnete und ausgebildete Aufnahmeposition am Traggestell sein.
Die erfindungsgemäße Einlegevorrichtung kann als ein separat handhabbares Modul einer Verpackungsmaschine ausgebildet sein und zumindest eine Schnittstelle für ein bezüglich der Transportrichtung stromaufwärts oder stromabwärts angeordnetes Modul der Verpackungsmaschine aufweisen.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Verpackungsmaschine mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Einlegevorrichtung und mit zumindest einer Arbeitsstation, die in Transportrichtung der Einlegevorrichtung vorgeordnet oder nachgeordnet ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass ein im Transportdurchgang gelegener Einlegebereich des Einlegeroboters durch Verstellen einer Arbeitsposition des Einlegeroboters relativ zu der Roboterzelle eingestellt werden kann. Insbesondere kann der Einlegebereich an einem durch den Betrieb der Verpackungsmaschine vorgegebenen Raster von Aufnahmen ausgerichtet werden, bevorzugt in Längs- und/oder Querrichtung. Hierdurch kann der Einlegeroboter hinsichtlich seiner Positionierung exakt auf den Betrieb der Verpackungsmaschine abgestimmt werden. Wie vorstehend in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Einlegevorrichtung erläutert, werden aufwändig an vielen Stellen nachzujustierende Ungenauigkeiten bzw. Toleranzen dadurch vermieden, dass erfindungsgemäß für den Einlegeroboter und die Verpackungsmaschine bzw. deren Transport- und/oder Führungseinrichtung eine gemeinsame Tragstruktur in Form der das Traggestell bildenden Roboterzelle vorhanden ist.
Ein Heranführen der einzulegenden Produkte bezüglich der Transportrichtung sowohl von der linken als auch von der rechten Seite ist besonders einfach realisierbar, wenn gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel die Einlegevorrichtung ohne Änderung der Position des Einlegebereiches des Einlegeroboters in Transportrichtung in zwei um 180° gedrehten Orientierungen in die Verpackungsmaschine integrierbar ist.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Verarbeitungslinie für Lebensmittelprodukte mit wenigstens einer Vorrichtung zum Aufschneiden der Produkte, insbesondere einem Hochleistungsslicer, mit einer zumindest eine erfindungsgemäße Einlegevorrichtung umfassenden Verpackungsmaschine, beispielsweise wie vorstehend erläutert, und mit wenigstens einer Produktzufuhr zwischen der Aufschneidevorrichtung und zumindest einer Einlegevorrichtung der Verpackungsmaschine. Wie ebenfalls vorstehend bereits erwähnt, kann die Produktzufuhr als ein Band-System oder als ein Shuttle-System ausgebildet sein, wobei das Shuttle-System ein Bahnsystem und eine Vielzahl von in dem Bahnsystem individuell bewegbaren Transportern umfasst.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Produktzufuhr an dem Traggestell der Einlegevorrichtung abgestützt ist.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Roboterzelle der Einlegevorrichtung seitlich über den Transportdurchgang hinaus auskragt und die Auskragung der Roboterzelle oberhalb der Produktzufuhr gelegen ist. Auf die vorstehend bereits erläuterten Vorteile einer derartigen asymmetrischen Ausgestaltung wird hier verwiesen.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Einlegeroboter oder Einlegevorrichtungen in Transportrichtung hintereinander angeordnet und jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Abnahmebereiche oder Gruppen von Abnahmebereichen der Einlegeroboter bezüglich der Transportrichtung auf unterschiedlichen bzw. gegenüberliegenden Seiten gelegen sind. Auf diese Weise können beide Seiten der Einlegevorrichtung genutzt werden. Dies ermöglicht gewissermaßen eine hohe Packungsdichte von Einlegerobotern in Transportrichtung.
Vorzugsweise ist für den Abnahmebereich des Einlegeroboters oder für jeden Abnahmebereich der Einlegeroboter eine Bahnstrecke einer Produktzufuhr vorgesehen, die als ein Shuttle-System ausgebildet ist, das ein die Bahnstrecke umfassendes Bahnsystem und eine Vielzahl von in dem Bahnsystem individuell bewegbaren Transportmovern umfasst. Bevorzugt verläuft die Bahnstrecke im Abnahmebereich zumindest im Wesentlichen geradlinig und parallel zur Transportrichtung. Dabei kann die Bahnstrecke im Bereich des Eintritts in den Abnahmebereich und/oder im Bereich des Austritts aus dem Abnahmebereich eine Kurve aufweisen.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 - 4 verschiedene Ansichten einer Einlegevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Teil einer Verpackungsmaschine,
5 schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verarbeitungslinie,
6 schematisch in einer Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einlegevorrichtung mit einem Teil einer Verpackungsmaschine, und
7 schematisch in einer Draufsicht eine Anordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Einlegevorrichtungen.

Die in den 1 bis 4 dargestellte Einlegevorrichtung umfasst eine sich am Boden abstützende Roboterzelle 17, die ein Traggestell mit einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Tragelementen bildet.
Wie insbesondere 2 zeigt, definiert die Roboterzelle 17 einen Transportdurchgang 13, durch den während des Betriebs in einer Transportrichtung T (1) Aufnahmen 11 hindurchbewegt werden, in die mittels eines an der Roboterzelle 17 angebrachten Einlegeroboters 18 Lebensmittelprodukte eingelegt werden.
Wie insbesondere 2 zeigt, kragt die Roboterzelle 17 im oberen Bereich zu einer Seite hin aus. Dadurch ist die Roboterzelle 17 bzw. das von ihr gebildete Traggestell bezüglich einer sich in Transportrichtung T erstreckenden, vertikalen Mittelebene 25 des Transportdurchgangs asymmetrisch ausgebildet. Folglich sind die erwähnte Mittelebene 25 des Transportdurchgangs 13 und eine Mittelebene 27 der Roboterzelle 17, die durch Vertikalelemente 42 der Roboterzelle 17 hindurch verläuft, seitlich parallel zueinander versetzt angeordnet.
Die Abstützung des im Inneren der Roboterzelle 17 aufgehängten Roboters 18, der hier in Form eines sogenannten Pickers vorgesehen ist, befindet sich etwa mittig bezüglich einer senkrecht zur Transportrichtung T verlaufenden Querrichtung und somit im Bereich der durch die Vertikalelemente 42 verlaufenden Mittelebene 27. Diese Arbeitsposition des Einlegeroboters 18 kann bei der Einrichtung der Verarbeitungslinie relativ zur Roboterzelle 17 verändert und dadurch zur Anpassung an die Verpackungsmaschine in Längsrichtung und Querrichtung eingestellt werden.
In Querrichtung gesehen befindet sich der Einlegeroboter 18 folglich etwa in der Mitte zwischen einem Einlegebereich 21 im Transportdurchgang 13 und einem Abnahmebereich 29 seitlich neben dem Transportdurchgang 13, aus welchem der Einlegeroboter 18 in einer Zuführrichtung F herangeführte Produkte von einer Produktzufuhr 33 abnehmen und anschließend in Aufnahmen 11 einlegen kann, bei denen es sich um durch Tiefziehen hergestellte Vertiefungen einer Folienbahn 51 handelt.
Der Einlegebereich 21 und der Abnahmebereich 29 des Einlegeroboters 18 liegen innerhalb eines beispielsweise zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Arbeitsbereiches 23 des Einlegeroboters 18 (3).
Ein zentraler Träger der Roboterzelle 17 wird von einem sich in Transportrichtung T erstreckenden gemeinsamen Tragelement 41 (vgl. insbesondere 3 und 4) gebildet, dessen Lage in der Roboterzelle 17 in den 1 bis 4 jeweils durch eine dunkle Einfärbung veranschaulicht ist. Der zentrale Träger 41 dient auf der zum Transportdurchgang 13 weisenden Seite zur Abstützung einer Transport- und/oder Führungseinrichtung 15 für eine hier nicht im Detail dargestellte Förderkette zum Halten der Folienbahn 51 und gleichzeitig auf der anderen Seite zur Abstützung der Produktzufuhr 33. Auf der anderen Seite des Transportdurchgangs 13 ist die andere Förderkette der Folienbahn 51 durch die Transport- und/oder Führungseinrichtung 15 der Roboterzelle 17 geführt.
Aufgrund des gemeinsamen Tragelements 41 sind der Transportdurchgang 13 und damit die Transport- und/oder Führungseinrichtung 15 als Teil einer Verpackungsmaschine einerseits und die Produktzufuhr 33 andererseits in Querrichtung gesehen in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet. Zudem erlaubt es diese Konstruktion, die Produktzufuhr 33 etwa auf dem Niveau der Folienbahn 51 anzuordnen. Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, befindet sich die Auflagefläche 33a der Produktzufuhr 33 nur geringfügig oberhalb einer durch die Folienbahn 51 definierten Transportebene 43 für die von den Vertiefungen der Folienbahn 51 gebildeten Produktaufnahmen 11. Hierdurch sind der Abnahmebereich 29 und der Einlegebereich 21 eng aneinander gerückt, was für den Einlegeroboter 18 bedeutet, dass er lediglich einen vergleichsweise kleinen Arbeitsbereich 23 benötigt, um den Abnahmebereich 29 der Produktzufuhr 33 und den Einlegebereich 12 im Transportdurchgang 13 abzudecken. Außerdem kann hierdurch die Produktzufuhr 33 relativ breit sein. Dies bedeutet, dass mehrere in nebeneinander liegenden Spuren ankommende Portionen 57 im Arbeitsbereich 23 gegriffen werden können. Somit ist es nicht notwendig, die Spuranzahl vor dem Abnahmebereich 29 anzupassen.
Die schematisch in 5 dargestellte Verarbeitungslinie umfasst drei Aufschneidevorrichtungen 49 jeweils in Form eines Hochgeschwindigkeitsslicers zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten wie beispielsweise Wurst, Käse, Schinken oder Fleisch. Die Slicer 49 erzeugen Portionen 57, die jeweils mehrere übereinander angeordnete Produktscheiben umfassen.
Eine den Slicern 49 gemeinsam zugeordnete, nicht im Detail dargestellte Fördereinrichtung 53 stellt in einer dem Fachmann grundsätzlich bekannten Weise aus den von den Slicern 49 erzeugen Portionen 57 sogenannte Formatsätze 59 zusammen. In 5 sind beispielsweise 3 x 3-Formatsätze 49 mit jeweils neun Portionen 57 beispielhaft dargestellt. Ein Formatsatz kann auch nur eine einzige Reihe von Portionen 57 umfassen.
Die Formatsätze 59 gelangen auf die Produktzufuhr 33, wobei die Fördereinrichtung 53 einen Teil der Produktzufuhr 33 bilden kann. Mittels der Produktzufuhr 33 gelangen die Formatsätze 59 in die Abnahmebereiche 29 zweier in diesem Ausführungsbeispiel in Transportrichtung T hintereinander angeordneter erfindungsgemäßer Einlegevorrichtungen E.
Wie 5 zeigt, ist der hier vorgesehene Aufbau derart konzipiert, dass die Arbeitsbereiche 23 gemeinsam einen durchgehenden Bereich sowohl der Produktzufuhr 33 als auch der sich durch die beiden Einlegevorrichtungen E hindurch erstreckenden Verpackungsmaschine 19 abdecken.
Zu der Verpackungsmaschine 19 gehören nicht nur die entsprechenden Abschnitte der Roboterzellen 17 der Einlegevorrichtungen E, sondern darüber hinaus weitere Arbeitsstationen, von denen beispielhaft in 5 eine den Einlegevorrichtungen E vorgeordnete Tiefziehstation D und eine den Einlegevorrichtungen E nachgeordnete Siegelstation S dargestellt sind.
5 veranschaulicht zudem die vorstehend bereits erläuterte asymmetrische Ausgestaltung der Einlegevorrichtungen E aufgrund der seitlich zur Produktzufuhr 33 hin auskragenden Roboterzellen 17. Hier wird deutlich, dass eine gemeinsame Schutzeinrichtung für die Roboterzellen 17 auf denkbar einfache Weise an der Auskragung im oberen Bereich angebracht werden kann. Die Roboterzellen 17 und somit die Einlegevorrichtungen E sind somit asymmetrisch zur Mittelebene 25 ausgebildet, die sich bezüglich der Querrichtung mittig durch die Transportdurchgänge 13 (vgl. 2) der Roboterzellen 17 hindurch erstreckt.
6 veranschaulicht die Möglichkeit, die Roboterzelle 17 zur Anbindung von Handhabungsvorrichtungen 47 zu verwenden. Als Beispiel für eine derartige Handhabungsvorrichtung 47 zeigt 6 eine Hebevorrichtung, die dazu dient, Tiefziehwerkzeuge 45 einer Tiefziehstation D der Verpackungsmaschine 19 zwischen einer Betriebsposition und einem von mehreren Lagerplätzen 55 zu verlagern.
Wie 6 zeigt, kann für diese Lagerplätze 55 sowohl ein unterhalb der Transportebene 43 zur Verfügung stehender Einbauraum als auch ein im oberen Bereich der Roboterzelle 17 zur Verfügung stehender Einbauraum genutzt werden.
7 veranschaulicht ein besonders vorteilhaftes Konzept, das eine Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Einlegevorrichtungen E auf unterschiedlichen Seiten der Verpackungsmaschine 19 mit einem Shuttle-System 35 als Produktzufuhr 33 zu den einzelnen Abnahmebereichen 29 der Einlegevorrichtungen E zeigt. 7 zeigt außerdem einen modularen Aufbau, der hier darin besteht, dass die Einlegestation dieser Verarbeitungslinie von drei grundsätzlich baugleichen, hintereinander angeordneten erfindungsgemäßen Einlegevorrichtungen E gebildet ist. Dabei gestattet es die erfindungsgemäße asymmetrische Konstruktion der Einlegevorrichtungen E, die in Transportrichtung T erste und letzte Einlegevorrichtung E jeweils zur in Transportrichtung T linken Seite hin auszukragen, wohingegen die mittlere Einlegevorrichtung E zur in Transportrichtung T rechten Seite hin auskragt.
Die Arbeitsbereiche 23 der drei Einlegeroboter 18 können folglich besonders kompakt positioniert werden. Ein in Transportrichtung T großer, praktisch ununterbrochener Einlegebereich wird durch die drei Einlegeroboter abgedeckt.
Die einzulegenden Produkte werden den einzelnen Abnahmebereichen 29 der Einlegeroboter mittels auch als Mover bezeichneter Transporter 39 zugeführt, die sich jeweils in einer Bahnstrecke 37 eines Gesamt-Bahnsystems des Shuttle-Systems 35 beispielsweise jeweils in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung bewegen.
Besonders vorteilhaft bei der - wie erläutert - kompakten Anordnung der Einlegeroboter 18 und folglich der Abnahmebereiche 29 ist, dass ein solches Shuttle-System 35 vergleichsweise enge Kurvenfahrten für die die einzulegenden Produkte tragenden Transporter 39 ermöglicht. Folglich kann jeweils sowohl vor als auch hinter dem Abnahmebereich 29 eine Kurve vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine Platz sparende Zufuhr der Portionen und dabei gleichzeitig innerhalb der Abnahmebereiche 29 jeweils einen geradlinigen Verlauf der Bahnstrecke 37 parallel zur Transportrichtung T. In diesem geradlinigen Verlauf kann sich eine Erfassungseinrichtung für die Portionen und deren Lage auf dem Fördermittel im jeweiligen Abnahmebereich befinden.
Ein solches Produktzufuhrkonzept wird insbesondere auch dadurch ermöglicht, dass die erfindungsgemäßen Roboterzellen 17 jeweils eine vergleichsweise geringe Anzahl von Konstruktionselementen benötigen. Die Produktzufuhr 33 kann praktisch ungestört durch Träger oder andere Strukturelemente der Roboterzellen 17 konzipiert werden. Die konstruktiven Einschränkungen für Positionierung und Ausgestaltung der Abnahmebereiche 29 und der jeweiligen Produktzufuhr 33 sind folglich minimal. Wird die Auflagefläche 33a beispielsweise von einem Förderband gebildet, so kann dieses einfach zur Seite hin entnommen werden.
Bezugszeichenliste

11: Aufnahme
13: Transportdurchgang
15: Transport- und/oder Führungseinrichtung
17: Roboterzelle
18: Einlegeroboter
19: Verpackungsmaschine
21: Einlegebereich
23: Arbeitsbereich
25: Mittelebene des Transportdurchgangs
27: Mittelebene des Traggestells
29: Abnahmebereich
31: Anbindung für Produktzufuhr
33: Produktzufuhr
33a: Auflagefläche
35: Shuttle-System
37: Bahnstrecke
39: Transporter
41: gemeinsames Tragelement
42: Vertikalelement
43: Transportebene
45: Betriebskomponente
47: Handhabungsvorrichtung
49: Aufschneidevorrichtung
51: Folienbahn
53: Fördereinrichtung
55: Lagerplatz
57: Portion
59: Formatsatz
T: Transportrichtung
F: Zuführrichtung
E: Einlegevorrichtung
D: Tiefziehstation
S: Siegelstation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014106400 [0023]

Claims

Vorrichtung zum Einlegen von Produkten in Aufnahmen (11), insbesondere zum Einlegen von Lebensmittelprodukten in durch Tiefziehen hergestellte Vertiefungen einer Folienbahn, - mit einem sich im aufgestellten Betriebszustand am Boden abstützenden Traggestell, das eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Tragelementen umfasst und einen Transportdurchgang (13) für die während des Betriebs in einer Transportrichtung (T) durch das Traggestell hindurch bewegten Aufnahmen (11) definiert, - mit einer am Traggestell abgestützten oder vom Traggestell gebildeten Transport- und/oder Führungseinrichtung (15) zum Bewegen der Aufnahmen (11) durch das Traggestell hindurch oder mit einer am Traggestell abgestützten oder vom Traggestell gebildeten Anbindung für eine Transport- und/oder Führungseinrichtung zum Bewegen der Aufnahmen durch das Traggestell hindurch, und - mit zumindest einer dreidimensionalen, sich sowohl längs als auch quer zu der Transportrichtung (T) erstreckenden Roboterzelle (17), an der wenigstens ein Einlegeroboter (18) zum Einlegen von Produkten in sich im Transportdurchgang (13) befindliche Aufnahmen (11) abgestützt ist, wobei das Traggestell von der Roboterzelle (17) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Transport- und/oder Führungseinrichtung (15) als Teil einer Verpackungsmaschine (19) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Traggestell derart asymmetrisch ausgebildet ist, dass vertikal und parallel zur Transportrichtung (T) verlaufende Mittelebenen (25, 27) des Transportdurchgangs (13) und des Traggestells seitlich zueinander versetzt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Roboterzelle (17) seitlich über den Transportdurchgang (13) hinaus auskragt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Arbeitsbereich (23) des Einlegeroboters (18) einen im Transportdurchgang (13) gelegenen Einlegebereich (21) und einen seitlich neben dem Transportdurchgang (13) gelegenen Abnahmebereich (29) abdeckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Anbindung (31) für eine Produktzufuhr (33) an dem Traggestell abgestützt oder von dem Traggestell gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Anbindung (31) dazu ausgebildet ist, eine Produktzufuhr (33) mit dem Traggestell zu koppeln, die als Band-System oder als Shuttle-System (35), das ein Bahnsystem und eine Vielzahl von in dem Bahnsystem individuell bewegbaren Transportern (39) umfasst, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Traggestell für die Transport- und/oder Führungseinrichtung (15) oder deren Anbindung und für die Anbindung (31) der Produktzufuhr (33) wenigstens ein gemeinsames Tragelement (41) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transport- und/oder Führungseinrichtung (15) oder deren Anbindung eine Führung für ein umlaufendes, stromaufwärts in das Traggestell eintretendes und stromabwärts aus dem Traggestell austretendes Transportorgan für die Aufnahmen (11) umfasst, insbesondere für ein eine Folienbahn mit durch Tiefziehen hergestellten Vertiefungen haltendes Transportorgan, bevorzugt für zumindest eine Förderkette.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Traggestell eine Transportebene (43) definiert, in welcher die Aufnahmen (11) während des Betriebs durch das Traggestell hindurch bewegt werden, wobei unterhalb der Transportebene (43) Einbauraum und/oder Stauraum für eine oder mehrere Betriebskomponenten (45) des Einlegeroboters (18) und/oder einer Verpackungsmaschine (19), in welche die Vorrichtung integriert ist, vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem oder in dem Traggestell zumindest eine Handhabungsvorrichtung (47), insbesondere eine Hebevorrichtung, abgestützt ist oder das Traggestell eine Kopplungseinrichtung für zumindest eine Handhabungsvorrichtung (47), insbesondere eine Hebevorrichtung, aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Traggestell wenigstens ein Lagerplatz (55) für zumindest eine Betriebskomponente (45) vorgesehen ist, insbesondere für ein Tiefziehwerkzeug für eine Tiefziehstation einer Verpackungsmaschine (19) und/oder für eine Komponente des Einlegeroboters (18).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in das Traggestell ein Komponentenwechselsystem integriert ist, insbesondere für wenigstens eine Komponente einer Verpackungsmaschine (19), bevorzugt für Tiefziehwerkzeuge, und/oder für zumindest eine Komponente des Einlegeroboters (18).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung als ein separat handhabbares Modul (E) einer Verpackungsmaschine (19) ausgebildet ist und zumindest eine Schnittstelle für ein bezüglich der Transportrichtung stromaufwärts oder stromabwärts angeordnetes Modul (D, S) der Verpackungsmaschine (19) aufweist.
Verpackungsmaschine (19) mit wenigstens einer Einlegevorrichtung (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit zumindest einer Arbeitsstation (D, S), die in Transportrichtung der Einlegevorrichtung vorgeordnet oder nachgeordnet ist.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 15, wobei ein im Transportdurchgang (13) gelegener Einlegebereich (21) des Einlegeroboters (18) durch Verstellen einer Arbeitsposition des Einlegeroboters (18) relativ zu der Roboterzelle (17) einstellbar, insbesondere an einem durch den Betrieb der Verpackungsmaschine (18) vorgegebenen Raster von Aufnahmen (11), bevorzugt in Längs- und/oder Querrichtung, ausrichtbar, ist.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Einlegevorrichtung (E) ohne Änderung der Position des Einlegebereiches (21) des Einlegeroboters (18) in Transportrichtung (T) in zwei um 180° gedrehten Orientierungen in die Verpackungsmaschine (19) integrierbar ist.
Verarbeitungslinie für Lebensmittelprodukte mit wenigstens einer Vorrichtung (49) zum Aufschneiden der Produkte, insbesondere Hochleistungsslicer, mit einer Verpackungsmaschine (19) nach einem der Ansprüche 15 bis 17 und mit wenigstens einer Produktzufuhr (33) zwischen der Aufschneidevorrichtung (49) und zumindest einer Einlegevorrichtung (E) der Verpackungsmaschine (19), wobei vorzugsweise die Produktzufuhr (33) als Band-System oder als Shuttle-System (35), das ein Bahnsystem und eine Vielzahl von in dem Bahnsystem individuell bewegbaren Transportern (39) umfasst, ausgebildet ist.
Verarbeitungslinie nach Anspruch 18, wobei die Produktzufuhr (33) an dem Traggestell der Einlegevorrichtung (E) abgestützt ist.
Verarbeitungslinie nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Roboterzelle (17) der Einlegevorrichtung (E) seitlich über den Transportdurchgang (13) hinaus auskragt und die Auskragung der Roboterzelle (17) oberhalb der Produktzufuhr (33) gelegen ist.
Verarbeitungslinie nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei wenigstens zwei Einlegeroboter (18) oder Einlegevorrichtungen (E) in Transportrichtung (T) hintereinander angeordnet und jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgende Abnahmebereiche (29) oder Gruppen von Abnahmebereichen (29) der Einlegeroboter (18) bezüglich der Transportrichtung (T) auf unterschiedlichen Seiten gelegen sind.
Verarbeitungslinie nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei für den oder jeden Abnahmebereich (29) eine Bahnstrecke (37) einer Produktzufuhr (33) vorgesehen ist, die als Shuttle-System (35) ausgebildet ist, das ein die Bahnstrecke (37) umfassendes Bahnsystem und eine Vielzahl von in dem Bahnsystem individuell bewegbaren Transportern (39) umfasst.
Verarbeitungslinie nach Anspruch 22, wobei die Bahnstrecke (37) im Abnahmebereich (29) zumindest im Wesentlichen geradlinig und parallel zur Transportrichtung (T) verläuft, wobei vorzugsweise die Bahnstrecke (37) im Bereich des Eintritts in den Abnahmebereich (29) und/oder im Bereich des Austritts aus dem Abnahmebereich (29) eine Kurve aufweist.