DE102019113105A1

DE102019113105A1 - Verpackungsmaschine zum verpacken von produkten in kartons und verfahren hierfür

Info

Publication number: DE102019113105A1
Application number: DE102019113105.7A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Evers
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2020-11-19
Also published as: CN114174175A; WO2020236714A1; US20220204195A1; EP3969399A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine (100) zum Verpacken von Produkten (O) in Kartons (K), wobei die Verpackungsmaschine (100) Folgendes aufweist: eine Produktzuführung (110) zum Zuführen von in Kartons (K) zu verpackenden Produkten (O); ein Kartonmagazin (120), in dem eine Vielzahl von vorzugsweise verklebten Kartonzuschnitten zumindest im Wesentlichen flach zusammengefaltet angeordnet ist; und eine vorzugsweise stationäre Aufstellungsstation (130) zum Aufstellen von Kartonzuschnitten zu zumindest im Wesentlichen quaderförmigen offenen Kartons (K), wobei die Produktzuführung (110) eine zumindest im Wesentlichen horizontale erste Förderrichtung aufweist, wobei die Aufstellungsstation (130) in einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Querrichtung senkrecht zu der ersten Förderrichtung neben dem Kartonmagazin (120) angeordnet ist, und wobei die Aufstellungsstation (130) so ausgebildet ist, dass diese zumindest in der horizontalen Querrichtung stationär ist.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Verpackungsmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von Produkten in Kartons und ein Verfahren hierfür.
Verpackungsmaschinen zum Verpacken von Produkten in Kartons sind bereits bekannt. Beispielsweise werden Verpackungsmaschinen zum Verpacken von Pharmaprodukten, die bereits in Faltschachteln verpackt sind, verwendet. Bei der Produktion von Pharmaprodukten herrscht insgesamt ein Platzproblem, so dass auch als Verpackungsmaschinen platzsparende Maschinen erforderlich sind. Außerdem ist es für ein wirtschaftliches Betreiben der Maschine insbesondere bei Pharmaprodukten erforderlich, dass diese (trotz der platzsparenden Bauweise) über einen hohen Durchlauf verfügen.
Bisher war es im Stand der Technik nicht möglich, die oben genannten Aspekte zu voller Zufriedenheit zu erfüllen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Verpackungsmaschine anzugeben, die die oben genannten Probleme des Standes der Technik ausräumt.
Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verpackungsmaschine anzugeben, bei der eine platzsparende Bauweise und ein hoher Durchlauf erreicht werden kann.
Eine erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von Produkten in Kartons auszubilden, wobei die Verpackungsmaschine Folgendes aufweist: eine Produktzuführung zum Zuführen von in Kartons zu verpackenden Produkten; ein Kartonmagazin, in dem eine Vielzahl von vorzugsweise verklebten Kartonzuschnitten zumindest im Wesentlichen flach zusammengefaltet angeordnet ist; und eine vorzugsweise stationäre Aufstellungsstation zum Aufstellen von Kartonzuschnitten zu zumindest im Wesentlichen quaderförmigen offenen Kartons, wobei die Produktzuführung eine zumindest im Wesentlichen horizontale erste Förderrichtung aufweist, wobei die Aufstellungsstation in einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Querrichtung senkrecht zu der ersten Förderrichtung neben dem Kartonmagazin angeordnet ist, und wobei die Aufstellungsstation so ausgebildet ist, dass diese zumindest in der horizontalen Querrichtung stationär ist.
Mit der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst.
Bei der beschriebenen Verpackungsmaschine handelt es sich insbesondere (aber nicht ausschließlich) um eine so genannte Sekundär-Verpackungsmaschine, welche ausgebildet ist, Verpackungen, insbesondere Großpackungen herzustellen, und zwar indem die Produkte, insbesondere bereits beispielsweise in Faltschachteln verpackte Gegenstände, in Kartons gefüllt werden.
Als „horizontal“ wird in diesem Zusammenhang eine Richtung verstanden, die sich parallel zu der Ebene erstreckt, auf die die Verpackungsmaschine angeordnet ist. Eine „vertikale“ Richtung ist entsprechend die „Höhenrichtung“ der Verpackungsmaschine. Bei der horizontalen ersten Förderrichtung handelt es sich bei einer Verpackungsmaschine beispielsweise um die Längs(erstreckungs)richtung der Verpackungsmaschine.
Der Begriff „zumindest im Wesentlichen horizontal“ soll hierbei auch solche Richtungen abdecken, die sich nicht genau horizontal erstrecken. Vielmehr kann die horizontale erste Förderrichtung zumindest streckenweise Neigungen von bis zu 30° aufweisen. Der Begriff „zumindest im Wesentlichen horizontal“ schließt somit Abweichungen von bis zu 30° von der eigentlichen Horizontalen ein.
In dem Kartonmagazin stehen die Kartonzuschnitte vorzugsweise zumindest im Wesentlichen flach zusammengefaltet aufrecht nebeneinander. Mit anderen Worten sind diese in der ersten Förderrichtung hintereinander aufgereiht. Zum Zuführen eines Kartonzuschnittes zu der Aufstellungsstation wird der (vordere) Kartonzuschnitt beispielsweise mittels eines (Saug)greifers gerade (in horizontaler Querrichtung) aus dem Kartonmagazin zu der Aufstellungsstation gezogen. Mittels eines weiteren Greifers kann der Karton aufgestellt werden.
Dadurch, dass die Kartonzuschnitte verklebt sind, reicht es aus, diese durch Ziehen an zwei Seite aufzustellen, so dass die im Wesentlichen quaderförmigen offenen Kartons ausgebildet werden können.
Die Produkte sind vorzugsweise rechteckig. Beispielsweise handelt es sich bei den Produkten um Faltschachteln, in denen ebenfalls beispielsweise Pharmaprodukte angeordnet sind.
Als stationäre Aufstellungsstation wird eine solche verstanden, bei der sich der (zusammengefaltete) Karton nicht beispielsweise über ein Transportband oder ähnliches von einer Station zu einer anderen Station bewegt. Bei der stationären Aufstellungsstation erfolgt somit das vollständige Aufstellen zum im Wesentlichen quaderförmigen offenen Karton an einer Station bzw. Position. Selbstverständlich muss der Karton selbst zum Aufstellen (beispielsweise mittels Greifern) bewegt werden.
Entsprechend bedeutet, eine Aufstellungsstation, die zumindest in horizontaler Querrichtung stationär ist, dass dort keine Bewegung des Kartons von einer Station zur anderen Station in horizontaler Querrichtung während des Aufstellens stattfindet. Eine insgesamt stationäre Aufstellungsstation ist in beiden Richtungen, der horizontalen Querrichtung stationär und der horizontalen ersten Förderrichtung stationär.
Die Kartonzuschnitte werden erst dann aufgestellt, wenn diese von dem Kartonmagazin, wie beispielsweise oben beschrieben, zu der Aufstellungsstation bewegt worden sind. Somit erfolgt erst der Transport des Kartonzuschnitts von dem Kartonmagazin in horizontaler Querrichtung hin zu der Aufstellungsstation, an der der Kartonzuschnitt dann aufgestellt wird.
Der große Vorteil der beschriebenen Verpackungsmaschine besteht insbesondere darin, dass der Aufbau eine besonders kurze Bauweise ermöglicht (in Längsrichtung der Verpackungsmaschine bzw. in erster Förderrichtung). So wird das Kartonmagazin üblicherweise so angeordnet, dass die Zuführung der Kartonzuschnitte ebenfalls in horizontaler ersten Förderrichtung erfolgt. Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine das Kartonmagazin die Kartonzuschnitte in horizontaler Querrichtung zuführt, kann die Verpackungsmaschine um mindestens die Länge des Kartonmagazins gekürzt werden. Außerdem sorgt auch die stationäre Aufstellungsstation dazu, dass die Länge und auch die Breite der Verpackungsmaschine entsprechend reduziert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Kartonmagazin derart über der Produktzuführung angeordnet, dass die Produkte mittels der Produktzuführung unter dem Kartonmagazin hindurch durchgeführt werden.
Alternativ hierzu wäre es auch möglich, das Kartonmagazin unterhalb der Produktzuführung anzuordnen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Aufstellungsstation dazu ausgebildet, die Kartonzuschnitte auf einer Höhe in erster Förderrichtung aufzustellen, auf der auch das Kartonmagazin angeordnet ist.
Dabei ist die erste Förderrichtung wie bereits erwähnt auch die Längs(erstreckungs)richtung der Verpackungsmaschine.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verpackungsmaschine ferner eine Bedienseite auf, wobei das Kartonmagazin an der Bedienseite angeordnet ist und die Aufstellungsstation hinter dem Kartonmagazin weg von der Bedienseite angeordnet ist.
Die Bedienseite verläuft insbesondere vorzugsweise entlang der Produktzuführung. Dadurch, dass das Kartonmagazin über der Produktzuführung angeordnet ist, kann von der Bedienseite aus sowohl die Produktzuführung als auch das Kartonmagazin bedient werden. Somit sind die Bereiche der Verpackungsmaschine die ein häufiges Eingreifen (beispielsweise Befüllen des Kartonmagazins) eines Bedieners erfordern, gut zugängig.
Von der Bedienseite aus, d. h. von dem Bediener aus gesehen, ist die Aufstellungsstation hinter dem Kartonmagazin angeordnet. D. h. die Aufstellungsstation liegt von der Bedienseite aus im Schatten des Kartonmagazins.
Die Bedienseite kann beispielsweise dadurch ausgezeichnet sein, dass diese einen Steuerpanel oder ein vergleichbares Bedienelement aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Produktzuführung eine Stapeleinrichtung auf, die zumindest dazu ausgebildet ist, eine erste Gruppe von Produkten vertikal über oder unter eine zweite Gruppe von Produkten zu stapeln.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Stapeleinrichtung ferner dazu ausgebildet, die gestapelten Gruppen von Produkten von einer unteren Ebene auf eine vertikal höhere obere Ebene zu befördern.
Selbstverständlich kann je nach Ausführungsform auch ein Befördern von einer oberen Ebene zu einer unteren Ebene ausgeführt sein. Somit dient die Stapeleinrichtung allgemein auch dazu, den Höhenunterschied zwischen dem Eingang der Produktzuführung zu dem Kartonmagazin zu überwinden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, werden die Produkte in der ersten Förderrichtung zu der Stapeleinrichtung zugeführt und in einer zweiten Förderrichtung von der Stapeleinrichtung weiterbefördert, wobei die zweite Förderrichtung zumindest im Wesentlichen entgegengesetzt zu der ersten Förderrichtung ist.
Hierbei erfolgt die Beförderung in erster Förderrichtung vorzugsweise mittels eines Förderbandes, wohingegen die Beförderung in zweiter Förderrichtung vorzugsweise mittels eines Schiebers (Produktzuführungs-Schieber) erfolgt. Dies liegt insbesondere daran, dass die in erster Förderrichtung beförderten Produkte nicht gestapelt sind, wohingegen die in zweiter Förderrichtung geförderten Produkte bereits gestapelt sind.
Das bedeutet auch, dass sich die Stapeleinrichtung an einem dem Produkteingang der Produktzuführung entgegengesetzten Längsende (in erster Förderrichtung) der Produktzuführung befindet. Der Richtungswechsel der Förderrichtung sorgt hierbei ebenfalls dafür, dass eine kurze Bauform (in Längsrichtung) der Verpackungsmaschine erreicht werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verpackungsmaschine ferner eine Kartonbepackungsstation zum Bepacken der Kartons mit Produkten auf, wobei die Kartonbepackungsstation in erster Förderrichtung flussabwärts neben der Aufstellungsstation angeordnet ist.
Dabei ist die Kartonbepackungsstation auf einer Höhe in erster Förderrichtung angeordnet, an der sich auch ein Ende der Produktzuführung respektive ein Produkteinschub befindet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist am Ende der Produktzuführung ein Produkteinschub angeordnet, an dem eine zu verpackende Gruppe von Produkten gesammelt wird, wobei an dem Produkteinschub ein Schieber angeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, die zu verpackende Gruppe von Produkten in zumindest im Wesentlichen horizontaler Schieberichtung in einen Karton an der Kartonbepackungsstation zu schieben, wobei die Schieberichtung zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Förderrichtung ist.
Auch hier wird durch die Anordnung und Ausbildung der einzelnen Stationen eine äußerst kurze Bauweise erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verpackungsmaschine ferner eine Etikettiereinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, einen Karton vorzugsweise von unten her mit einem Etikett zu versehen.
Die Etikettiereinrichtung weist vorzugweise ein Magazin und eine Etikettierzunge auf, wobei ein Etikett von dem Magazin zu der Etikettierzunge transportiert wird. Hierzu kann beispielsweise eine Etikett-Transporteinrichtung angeordnet sein, die das Magazin mit der Etikettierzunge verbindet.
Die Etikettiereinrichtung ist so ausgebildet, dass sie (zumindest im Wesentlichen) unter dem „vorbeifahrenden“ Karton angeordnet ist. Dabei reicht die Etikettierzunge in den Transportweg des Kartons derart hinein, dass ein Etikett auf den Karton geklebt werden kann. Die Etikettiereinrichtung bzw. genauer die Etikettierzunge ist hierbei so angeordnet, dass ein Etikett vorderseitig bzw. stirnseitig und/oder unterseitig auf den Karton aufgebracht werden kann. D. h. je nach Anordnung der Etikettierzunge ist es möglich, vorderseitig, unterseitig oder über Eck (Vorderseite zur Unterseite) ein Etikett am Karton anzubringen. Die Seiten des Kartons beziehen sich hierbei auf die Transportrichtung, d. h. die Vorderseite ist in Transportrichtung vorne und die Unterseite ist in Transportrichtung unten.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verpackungsmaschine ferner eine Kartonfördereinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, Kartons von der Aufstellungsstation zu der Kartonbepackungsstation und von der Kartonbepackungsstation zu einer Kartonverschließstation zu transportieren, an der ein offener Karton zu einem geschlossenen Karton gefaltet und/oder verklebt wird, wobei die Förderrichtung der Kartonfördereinrichtung in Richtung der ersten Förderrichtung verläuft.
In Förderrichtung gesehen ist somit die Aufstellungsstation flußaufwärts von der Kartonbepackungsstation angeordnet, die wiederum flußaufwärts von der Kartonverschließstation angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Etikettiereinrichtung zumindest im Wesentlichen unter der Kartonfördereinrichtung angeordnet.
Die Förderbewegung der Kartonfördereinrichtung ist insbesondere auch zum Etikettieren nötig. D. h., dass die Etikettiereinrichtung bzw. die Etikettierzunge selbst stationär ist und die zum Etikettieren erforderliche Relativbewegung zwischen Karton und Zunge durch die Förderbewegung der Kartonfördereinrichtung erfolgt.
Vorzugsweise kann die Etikettiereinrichtung zusammen mit einer Kartonwendestation angeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, Kartons zu wenden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verpackungsmaschine ferner Folgendes auf: eine Palettierstation, die eine Plattform und einen auf der Plattform angeordneten Scara-Roboter aufweist, der dazu ausgebildet ist, auf Paletten zu verstauende Kartons zu bewegen; eine Palettenzuführung, die dazu ausgebildet ist, entlang eines Pfades leere Paletten zuzuführen, wobei die Plattform brückenartig ausgebildet ist und der Pfad unter der Plattform der Palettierstation hindurch verläuft.
Die Verpackungsmaschine ist somit nicht nur einen Sekundär-Verpackungsmaschine, sondern verpackt auch die Kartons weiter auf Paletten. Somit handelt es sich bei der Verpackungsmaschine insbesondere um eine Kombimaschine, die zum Verpacken und Palettieren geeignet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dient die Plattform als Zwischenlager für auf Paletten zu verstauende Kartons.
Ferner wird die Aufgabe der Erfindung mittels eines Verfahrens zum Verpacken von Produkten in Kartons mit Hilfe einer der vorgenannten Verpackungsmaschinen gelöst.
Auch das Verfahren zum Verpacken von Produkten kann die Aufgabe in zufriedenstellender Weise lösen. Insbesondere gelten hier sämtliche Aspekte und Vorteile, die sich aus den entsprechenden Verpackungsmaschinen ergeben.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Verpackungsmaschine zum Anordnen von Elementen, vorzugsweise Kartons, auf Paletten anzugeben, wobei die Verpackungsmaschine Folgendes aufweist: eine Palettierstation, die eine Plattform und einen auf der Plattform angeordneten Scara-Roboter, der dazu ausgebildet ist, auf Paletten zu verstauende Elemente, vorzugsweise Kartons, zu bewegen; eine Palettenzuführung, die dazu ausgebildet ist, entlang eines Pfades leere Paletten zuzuführen, wobei die Plattform brückenartig ausgebildet ist und der Pfad unter der Plattform der Palettierstation hindurch zu einer Palettenbeladestation hin verläuft.
Mit der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Insbesondere ist die beschriebene Verpackungsmaschine dadurch platzsparend, dass die Palettenzuführung unter der Plattform ausgebildet ist. Hier ist es möglich leere Paletten unter die Plattform zu stellen, beispielsweise mittels Hubwagen, Gabelstablern oder sonstigen Flurfahrzeugen. Die leeren Paletten werden dann von der Palettenzuführung zu der Palettenbeladestation transportoert, an der die Paletten mittels des Scara-Roboters beladen werden.
Sobald eine Palette vollständig beladen worden ist, kann diese an der Palettenbeladestation wiederum mittels eines Hubwagens, eines Gabelstaplers oder eines sonstigen Flurfahrzeugs abgeholt werden. Die Palettenzuführung ist somit zumindest halbautomatisch.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dient die Plattform als Zwischenlager für auf Paletten zu verstauende Elemente.
Dabei dient die Plattform insbesondere als Zwischenpuffer beim Palettenwechsel. D. h., dass der Scara-Roboter auch während des Palettenwechsels weiterhin auf Paletten zu verstauende Elemente aufnimmt. Diese bewegt der Scara-Roboter allerdings nicht mehr direkt auf eine Palette, sondern lagert sie auf der Palettierstation, genauer der Plattform zwischen. Somit können die vorangehenden Maschinen bzw. Stationen in ihrem Takt weiterlaufen und der Durchlauf wird nicht gestört.
Sobald die neue (leere) Palette von der Palettenzuführung zu der Palettenbeladestation zugeführt worden ist, können die auf der Plattform zwischengelagerten zu verstauenden Elemente auf die Paletten beladen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Fläche der Plattform größer als die Fläche einer Palette.
Vorzugsweise sind hierbei die Länge und die Breite der Plattform etwas größer als die Länge und Breite der Palette, sodass eine Palette vollständig unter der Plattform angeordnet werden kann. Hiermit ist eine äußerst kompakte Bauweise der Palettierstation möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Scara-Roboter einen Hauptkörper, einen Oberarm und einen Unterarm auf, wobei der Oberarm um eine erste Drehachse drehbar an dem Hauptkörper befestigt ist und wobei der Unterarm um eine zweite Drehachse, die parallel zu der ersten Drehachse verläuft, drehbar an dem Oberarm befestigt ist, wobei der Scara-Roboter ferner eine Steuerung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie es ermöglicht, dass der Unterarm den Oberarm queren kann.
Der Oberarm selbst ist relativ zum Hauptkörper höhenverstellbar. Die erste und die zweite Drehachse befinden sich an entgegengesetzten Enden des Oberarms. Vorzugsweise kann der Scara-Roboter ferner eine zusätzliche dritte Drehachse an dem Unterarm (an einem Ende entgegengesetzt zu der zweiten Drehachse) aufweisen, an der eine Aufnahmeeinheit (Hand) zum Aufnehmen der Elemente (Kartons) angeordnet ist.
Der Scara-Roboter ist somit hoch beweglich und weist einen weiten und variablen Aktionsradius auf. Durch die Ausbildung mit Ober- und Unterarm ist es insbesondere möglich auch Elemente sehr nah am Hauptkörper bzw. am Fuß des Scara-Roboters abzustellen. Somit kann der verfügbare Platz optimal genutzt werden.
Die besondere Steuerung, die so ausgebildet ist, dass sie es ermöglicht, dass der Unterarm den Oberarm queren kann, erweitert die Bewegungsmöglichkeiten des Roboters. Als „Queren“ wird hierbei das Passieren des Unterarms unterhalb des Oberarms verstanden; der Unterarm fährt somit unter dem Oberarm hindurch. Insbesondere dieser Aspekt ist eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Steuerung respektive Ansteuerung des Scara-Roboters.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Paletten vorzugsweise automatisch mittels Flurförderfahrzeugen auf die Palettenzuführung geladen und von der Palettenbeladestation entladen.
D. h., dass die Palettenzuführungen nicht nur halbautomatisch, sondern auch vollautomatisch erfolgen kann, wobei bei der vollautomatischen Ausführung automatische Flurförderfahrzeuge das Heranbringen leerer Paletten und das Fortschaffen voller Paletten übernehmen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verpackungsmaschine ferner eine vorgeschaltete Etikettiereinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, die Elemente vorzugsweise von unten her mit einem Etikett zu versehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei den Elementen um Kartons und die Verpackungsmaschine weist ferner eine vorgeschaltete Kartonverschließstation auf, an der ein offener Karton zu einem geschlossenen Karton gefaltet und/oder verklebt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Etikettiereinrichtung zusammen mit einer Kartonwendestation angeordnet, die dazu ausgebildet ist Kartons zu wenden.
An der Kartonwendestation können die Kartons so gewendet werden, dass das Etikett später an einer gewünschten Seite, z. B. lesbar auf der Palette, angeordnet werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Etikettiereinrichtung zumindest im Wesentlichen unterhalb der Kartonverschließstation und/oder unterhalb der Kartonwendestation angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Verpackungsmaschine vorgeschaltet zu der Palettierstation Folgendes auf: eine Produktzuführung zum Zuführen von in Kartons zu verpackenden Produkten; ein Kartonmagazin, in dem eine Vielzahl von vorzugsweise verklebten Kartonzuschnitten zumindest im Wesentlichen flach angeordnet ist; und eine vorzugsweise stationäre Aufstellungsstation zum vorzugsweise stationären Aufstellen von Kartonzuschnitten zu zumindest im Wesentlichen quaderförmigen offenen Kartons, wobei die Produktzuführung eine zumindest im Wesentlichen horizontale erste Förderrichtung aufweist, und wobei die Aufstellungsstation in einer horizontalen Richtung senkrecht zu der ersten Förderrichtung neben dem Kartonmagazin angeordnet ist.
Hierbei gelten die bereits zu der Produktzuführung, dem Kartonmagazin und der Aufstellungsstation genannten Aspekte.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Kartonmagazin derart über oder unter der Produktzuführung angeordnet, dass die Produkte mittels der Produktzuführung unter dem Kartonmagazin hindurch durchgeführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Produktzuführung eine Stapeleinrichtung auf, die zumindest dazu ausgebildet ist, eine erste Gruppe von Produkten vertikal über oder unter eine zweite Gruppe von Produkten zu stapeln.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Stapeleinrichtung ferner dazu ausgebildet, die gestapelten Gruppen von Produkten von einer unteren Ebene auf eine vertikal höhere obere Ebene zu befördern, wobei die Produkte in der ersten Förderrichtung zu der Stapeleinrichtung zugeführt werden und in einer zweiten Förderrichtung von der Stapeleinrichtung weiter befördert werden, wobei die zweite Förderrichtung zumindest im Wesentlichen entgegengesetzt zu der ersten Förderrichtung ist.
Ferner besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, ein Verfahren zum Anordnen von Elementen, vorzugsweise Kartons, auf Paletten anzugeben, und zwar mit Hilfe einer der vorgenannten Verpackungsmaschinen. Entsprechend gelten auch hier die bei den jeweiligen Verpackungsmaschinen genannten Aspekte und Vorteile.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf: Ansteuern des Scara-Roboters derart, dass der Unterarm den Oberarm quert.
Insbesondere diese Ansteuerung erweitert die Bewegungsmöglichkeiten des Scara-Roboters.
Eine erfindungsgemäße Lösung besteht außerdem darin, eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von Produkten in Kartons anzugeben, wobei die Verpackungsmaschine eine Produktzuführung zum Zuführen von in Kartons zu verpackenden Produkten aufweist, wobei die Produkte die Länge P aufweisen, wobei die Produktzuführung eine Stapeleinrichtung aufweist, die zumindest dazu ausgebildet ist, eine erste Gruppe von Produkten, die in einer Reihe mit einer Länge R nebeneinander angeordnet sind, vertikal über oder unter eine zweite Gruppe von Produkten zu stapeln, die ebenfalls in einer Reihe mit der Länge R nebeneinander angeordnet sind, wobei die Länge R ein Vielfaches der Länge P ist, wobei am Ende der Produktzuführung ein Produkteinschub angeordnet ist, an dem aufeinander gestapelte Reihen von Produkten mit der Länge R gesammelt werden, wobei an dem Produkteinschub ein Schieber mit einer Länge S angeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, aufeinandergestapelte Reihen von Produkten mit einer Länge, die zumindest im Wesentlichen der Länge S entspricht, in zumindest im Wesentlichen horizontaler Schieberichtung in einen Karton an einer Kartonbepackungsstation zu schieben, wobei die Länge S um mindestens einmal die Länge P kürzer ist als die Länge R.
Mit der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine wird die Aufgabe in zufriedenstellenderweise gelöst. Insbesondere sorgt die beschriebene Verpackungsmaschine dazu, dass der Durchlauf der Verpackungsmaschine trotz beispielsweise kurzer Baugröße erhöht werden kann bzw. auf einem hohen Niveau gehalten werden kann.
Die Länge P des Produkts, wobei das Produkt vorzugsweise eine Kartonfaltschachtel ist, ist die Länge des Produkts in (erster) Förderrichtung der Produktzuführung, wenn das Produkt auf der Produktzuführung angeordnet ist. Dies entspricht in Transportrichtung somit der Länge des Produkts von vorne nach hinten. Hieraus folgt auch, dass die Länge R ein Vielfaches der Länge P ist, da die Reihe mit der Länge R aus mehreren Produkten mit der Länge P zusammengesetzt ist. Die Anzahl der Produkte, die in einer Reihe angeordnet werden, ist hierbei beispielsweise von der Produktlänge und der Kartongröße abhängig.
Die Länge S des Schiebers erstreckt sich senkrecht zu der Schieberichtung des Schiebers. D. h., die Länge S gibt die maximale Länge der Reihe von Produkten vor respektive an, die mit einem Schiebevorgang in einen Karton befördert werden können. Die Höhe des Schiebers gibt wiederum die maximale Höhe der aufeinander gestapelten Reihen von Produkten vor respektive an. Somit gibt der Schieber insgesamt die Anzahl der mit einem Schiebevorgang maximal in einen Karton schiebbaren Produkte an.
Dass die Länge S des Schiebers nur zumindest im Wesentlichen der Länge der aufeinander gestapelten Reihen von Produkten entspricht, die mit einem Schiebevorgang in den Karton befördert werden können, liegt daran, dass die Länge S des Schiebers vorzugsweise etwas kleiner ausgebildet ist, um, wie später ausführlicher erklärt, in den Karton zu passen.
Die Länge S ist um mindestens einmal die Länge P kürzer als die Länge R. D. h., dass beim Einschieben der Produkte mindestens ein Produktstapel als „Reststapel“ stehenbleibt, der bei diesem Schiebevorgang nicht in den Karton geschoben wird. Wenn die Länge S um zweimal die Länge P kürzer ist als die Länge R bleiben entsprechend zwei Reststapel von Produkten übrig.
Bei der beschriebenen Verpackungsmaschine ist die Stapeleinrichtung der Flaschenhals im Produktionsablauf. D. h., die Stapeleinrichtung gibt den Gesamttakt der Verpackungsmaschine vor. Somit ist es wünschenswert, dass die Stapeleinrichtung immer die maximal stapelbare Menge (d. h. Länge R) von Produkten befördert. Die Länge R entspricht somit der maximalen Staplerlänge bzw. der maximalen Reihenlänge von zu stapelnden Produkten.
Dadurch, dass eine höhere Menge an Produkten mit einem Takt durch die Stapeleinrichtung läuft als später mit einem einzigen Schiebevorgang in den Karton gepackt werden können, kann vor dem Produkteinschub ein Puffer aufgebaut werden, der dazu beiträgt, den gesamten Durchlauf der Verpackungsmaschine zu beschleunigen. D. h., dass sich die „Iangsame“ Stapelzeit der Stapeleinrichtung nicht so stark auf die Durchlaufzeit der Verpackungsmaschine auswirken kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Produkteinschub einen Vorhof als Pufferzone auf, wobei der Vorhof eine Länge V aufweist, die mindestens der Länge P entspricht.
Das bedeutet, dass in dem Vorhof mindestens ein Stapel von Produkten gespeichert werden kann. Vorzugsweise können in dem Vorhof selbstverständlich mehrere Stapel (beispielsweise zwei oder drei Stapel) von Produkten nebeneinander gespeichert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung entspricht die Länge S beim Betrieb der Verpackungsmaschine maximal, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen, der Länge eines zu bepackenden Kartons.
„Vorzugsweise zumindest im Wesentlichen“ auf die Länge des zu bepackenden Kartons bezogen, bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Länge S vorzugsweise etwas kleiner ist als die Länge des Kartons. Dies ist insbesondere deswegen sinnvoll, da der Schieber in den Karton einfahren muss. Beispielsweise ist der Schieber an jeder Seite 10 mm kleiner als der Karton.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Länge S zumindest vor dem Betrieb der Verpackungsmaschine einstellbar und an die Länge des zu bepackenden Kartons anpassbar.
Somit sind mit der Verpackungsmaschine mehrere Formate von Kartons bepackbar. Beispielsweise ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass der Schieber ausgewechselt wird und durch einen Schieber mit einer anderen Länge S (oder einer anderen Höhe) ausgewechselt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beträgt die maximal einstellbare Länge Smax. des Schiebers, die die maximale Reihenlänge der einschiebbaren Produkte angibt, zwischen 400 mm und 800 mm, vorzugsweise zwischen 500 mm und 700 mm, besonders bevorzugt etwa 600 mm.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung entspricht die Länge V des Vorhofts zumindest im Wesentlichen der Hälfte der maximal einstellbaren Länge Smax des Schiebers, wobei die Länge V des Vorhofs besonders bevorzugt 300 mm beträgt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verpackungsmaschine ferner eine Falschteil-Ausschleusung auf, die dazu ausgebildet ist, nicht zu verpackende Produkte abzuführen, bevor sie in der Stapeleinrichtung gruppiert werden.
Bei den nicht zu verpackenden Produkten kann es sich hierbei um fehlerhafte Produkte des zu verpackenden Typs und/oder fehlerfreie Produkte eines nicht zu verpackenden Typs handeln. Somit dient die Falschteil-Ausschleusung dazu, dass derartige Produkte nicht in Kartons verpackt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Produktzuführung eine zumindest im Wesentlichen horizontale erste Förderrichtung auf, wobei die Falschteil-Ausschleusung in erster Förderrichtung stromabwärts von der Stapeleinrichtung angeordnet ist, und zwar vorzugsweise neben der Stapeleinrichtung. D. h., dass die Falschteile in erster Förderrichtung gesehen stromabwärts von der Stapeleinrichtung aussortiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Produkte in der ersten Förderrichtung zu der Stapeleinrichtung zugeführt und in einer zweiten Förderrichtung von der Stapeleinrichtung weiterbefördert, wobei die zweite Förderrichtung zumindest im Wesentlichen entgegengesetzt zu der ersten Förderrichtung ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verpackungsmaschine eine vorzugsweise optische Kontrolleinrichtung (beispielsweise Kamera) auf, die dazu ausgebildet ist, zu erkennen, ob ein Produkt ein nicht zu verpackendes Produkt ist, wobei die Verpackungsmaschine ferner dazu ausgebildet ist, wenn die Kontrolleinrichtung ein nicht zu verpackendes Produkt erkennt, die Falschteil-Ausschleusung so anzusteuern, dass diese das zu verpackende Produkt abführt.
Hierzu kann die Falschteil-Ausschleusung ferner einen Sammelbehälter aufweisen, in dem die nicht zu verpackenden Produkte gesammelt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kontrolleinrichtung in erster Förderrichtung stromaufwärts von der Stapeleinrichtung angeordnet, und zwar vorzugsweise neben der Stapeleinrichtung.
Somit ist die Kontrolleinrichtung vor der Stapeleinrichtung und die Falschteil-Ausschleusung hinter der Stapeleinrichtung angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es insbesondere, dass der für die Verarbeitung der von der Kontrolleinrichtung aufgenommenen Signale (beispielsweise Bild bei Kamera) nötige Zeitraum vorhanden wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Stapeleinrichtung ferner dazu ausgebildet, die gestapelten Gruppen von Produkten von einer unteren Ebene auf eine vertikal höhere Ebene zu befördern.
Ferner besteht eine erfindungsgemäße Lösung darin, ein Verfahren zum Verpacken von Produkten in Kartons anzugeben, und zwar mit Hilfe einer der vorgenannten Verpackungsmaschinen.
Entsprechend kann auch mit dem Verfahren die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst werden, wobei die Einzelaspekte der Verpackungsmaschinen auf das Verfahren anwendbar sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen in:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Verpackungsmaschine von der Bedienseite her gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine weitere schematische Draufsicht auf die Verpackungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine weitere schematische Draufsicht auf die Verpackungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung von einer der Bedienseite entgegengesetzten Seite; und
4 bis 7 Prinzipskizzen des Einschubvorgangs von Produkten in Kartons gemäß der vorliegenden Erfindung.

Im Folgenden wird zunächst auf 1 Bezug genommen, um einen Gesamtüberblick über die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 100 anzugeben.
Die Verpackungsmaschine 100 dient dazu, Produkte O in Kartons K zu verpacken und diese anschließend auf Paletten Z zu stapeln.
Hierzu weist die Verpackungsmaschine 100 an ihrem Eingang eine Produktzuführung 110 auf. Die Produktzuführung 110 dient dazu Produkte O der Verpackungsmaschine 100 zuzuführen.
Bei den Produkten O kann es sich beispielsweise um Faltschächtelchen handeln. Die Produkte O werden entlang einer ersten zumindest im Wesentlichen horizontalen Förderrichtung bewegt. Dies ist die Längsrichtung der in den FIGS. dargestellten Verpackungsmaschine 100. In 1 erfolgt die Förderrichtung von links nach rechts. Dabei ist der Produkteingang an einem stirnseitigen Ende der Verpackungsmaschine 100 (hier auf der linken Seite) angeordnet. Auf der anderen Seite der Produktzuführung 110 (hier rechts) ist eine Stapeleinrichtung 111 angeordnet.
Die Stapeleinrichtung 111 stapelt eine erste Gruppe von Produkten O vertikal über eine zweite Gruppe von Produkten. Die Gruppen von Produkten O sind jeweils in einer Reihe mit der Länge R angeordnet. In dem hier gezeigten Beispiel sind vier Produkte O mit jeweils der Länge P in einer Reihe mit der Länge R angeordnet. Die Länge R entspricht hiermit somit viermal der Länge P. In diesem Beispiel stapelt die Stapeleinrichtung 111 sieben Gruppen von Produkten O übereinander.
In 1 ist rechts (also in erster Förderrichtung flußabwärts) neben der Stapeleinrichtung 111 eine Falschteilausschleusung 114 angeordnet. Diese dienen dazu, nicht zu verpackende Produkte aus dem Verpackungsprozess auszuschleusen.
An der Stapeleinrichtung 111 ändert sich die Förderrichtung der Produkte O. So werden die Produkte O in 1 ab hier von rechts nach links, und somit entgegengesetzt zu der ersten Förderrichtung in einer zweiten Förderrichtung befördert. Insbesondere werden die Produkte bis zu einem Produkteinschub 112 befördert.
Weiter in zweiter Förderrichtung ist neben dem Produkteinschub 112 ein Kartonmagazin 120 angeordnet, in dem Kartonzuschnitte C gefaltet aufbewahrt werden. In einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Querrichtung senkrecht zu der ersten (und auch der zweiten) Förderrichtung neben dem Kartonmagazin 120 ist eine Aufstellungsstation 130 angeordnet, an der die Kartonzuschnitte C aufgestellt werden können. In erster Förderrichtung stromabwärts von der Aufstellungsstation 130 befindet sich eine Kartonbepackungsstation 140, an der die aufgestellten Kartons K bepackt werden können.
Die Bepackung erfolgt von dem Produkteinschub 112 her, und zwar in einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Schieberichtung in einen Karton K der an der Kartonbepackungsstation 140 angeordnet ist. Die Schieberichtung ist hierbei senkrecht zu der ersten (und auch zweiten) Förderrichtung, und somit parallel zu der Querrichtung.
1 zeigt die Verpackungsmaschine 100 von einer Bedienseite aus, von der aus die Verpackungsmaschine 100 bedient werden kann. Das bedeutet auch, dass sich die Produktzuführung 110 entlang der Bedienseite (von links nach rechts) erstreckt. Außerdem ist das Kartonmagazin 120 und die Falschteil-Ausschleusung 114 ebenfalls an der Bedienseite angeordnet. Insbesondere verläuft die Produktzuführung 110 unter dem Kartonmagazin 120 her. Auch die gestapelten Produkte O laufen entlang der Bedienseite, von der sie dann am Produkteinschub 112 von weggeschoben werden.
Das bedeutet auch, dass die Aufstellungsstation 130 und die Kartonbepackungsstation 140 nicht zu der Bedienseite hin angeordnet. Vielmehr befindet sich die Aufstellungsstation 130 von der Bedienseite aus im Schatten des Kartonmagazins 120 und die Kartonbepackungsstation 140 befindet sich im Schatten des Produkteinschubs 112.
Insgesamt liegen somit die Einrichtungen und Stationen, zu denen ein häufiger Zugriff durch einen Bediener nötig ist, zur Bedienseite hin angeordnet, wohingegen solche, bei denen ein Eingriff selten oder nie nötig ist, von der Bedienseite weg liegen.
Die Kartons K werden von der Aufstellungsstation 130 über eine Kartonfördereinrichtung 160 zu der Kartonbepackungsstation 140 befördert. Die Förderrichtung der Kartonfördereinrichtung 160 ist hierbei parallel zu der ersten Förderrichtung.
Die Kartonfördereinrichtung 160 fördert die Kartons K weiter zu einer Kartonverschließstation 170 und einer Kartonwendestation 175.
Danach werden die Kartons K von einem Scara-Roboter 182 aufgenommen, der auf einer Plattform 181 einer Palettierstation 180 angeordnet ist. Die Palettierstation 180 dient hierbei dazu, die Kartons K auf Paletten Z zu befördern.
Hierzu ist eine Palettenzuführung 190 angeordnet, die der Palettierstation 180 bzw. einer Palettenbeladestation 191 leere Paletten Z zuführt.
Im Folgenden werden ausgewählte Einzelaspekte der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Hierbei sind die Einzelaspekte jeweils für sich genommen beanspruchbar (beispielsweise im Rahmen einer Teilanmeldung). Außerdem sind die jeweiligen Einzelaspekte alle miteinander kombinierbar, sodass auch einen, mehrere oder sämtliche Einzelaspekte enthaltene Verpackungsmaschinen bzw. Verfahren beansprucht werden können.
Einerseits führen die jeweiligen Wirkungen der Einzelaspekte für sich zu Verbesserung bei den Einzelaspekten. Andererseits führen mehrere oder sämtliche Wirkungen der Einzelaspekte zusammengenommen zu einer insgesamt verbesserten Verpackungsmaschine, die bei hohem Durchlauf gleichzeitig platzsparend ist.
KARTONMAGAZIN
Im Folgenden werden Aspekte beschrieben, die insbesondere das Kartonmagazin 120 betreffen. Diese sind mit anderen Einzelaspekten (wie beispielsweise der Falschteil-Ausschleusung 114, der Palettierstation 180, der Etikettiereinrichtung 150 oder der Stapeleinrichtung 111) kombinierbar.
Wie in den 1 bis 3 zu erkennen, ist das Kartonmagazin 120 über der Produktzuführung 110 angeordnet. Dabei werden Kartonzuschnitte C aus dem Kartonmagazin 120 senkrecht zur ersten Förderrichtung (und zweiten Förderrichtung) der Produktzuführung 110 von einer Bedienseite weg zu einer Aufstellungsstation 130 abgeführt. Beispielsweise können die Kartonzuschnitte C, die vorzugsweise vorgeklebt sind, mittels eines (Saug)Greifers aus dem Kartonmagazin 120 entnommen werden.
In 1 ist im Schatten des Kartonmagazins 120 ein (vorverklebter) Kartonzuschnitt C gezeigt, der gefaltet in der Aufstellungsstation 130 angeordnet ist. Wie ebenfalls zu sehen, erstreckt sich der Kartonzuschnitt C in Querrichtung (zu der ersten Förderrichtung). Der Kartonzuschnitt C ist in Querrichtung aus dem Kartonmagazin 130 gezogen worden, in dem er mit weiteren Kartonzuschnitten C flach zusammengefaltet aufrecht in erster Förderrichtung nebeneinander ausgerichtet war.
In 2 ist der Kartonzuschnitt C bereits zu einem Karton K aufgestellt worden und von der Bedienseite aus nicht mehr zu erkennen (befindet sich im Schatten der Aufstellungsstation 130). Allerdings ist der Karton K von der entgegengesetzten Seite aus, in 3 gezeigt, sichtbar. Dort ist der Kartonzuschnitt C gezeigt, der zu einem zumindest im Wesentlichen quaderförmigen offenen Karton K derart aufgestellt worden ist, dass dieser mit Produkten O von der (zumindest im Wesentlichen horizontalen) Querrichtung her befüllbar ist. Hierzu wird der Karton K von der Kartonfördereinrichtung 160 zu der Kartonbepackungsstation 140 befördert.
Dadurch, dass die „Kartonzuführungsrichtung“ zu der Aufstellungsstation 130 senkrecht zu der „Produktzuführungsrichtung“ (erste Förderrichtung) ist, kann Platz in Längsrichtung der Verpackungsmaschine 100 gespart werden.
In seiner Position in der Verpackungsmaschine 100 ist das Kartonmagazin 120 (zu der Bedienseite hin angeordnet) zudem für einen Bediener gut zugänglich. Somit kann das Kartonmagazin 120 einfach nachgefüllt werden.
FALSCHTEIL-AUSSCHLEUSUNG
Wie insbesondere in den 1 und 2 zu sehen, ist an einem stirnseitigen Ende der Produktzuführung 110 eine Falschteil-Ausschleusung 114 angeordnet. Dabei ist die Falschteil-Ausschleusung 114 in erster Förderrichtung gesehen flussabwärts von der Stapeleinrichtung 111 angeordnet.
Die Falschteil-Ausschleusung 114 weist beispielsweise einen Bewegungsgeber auf, der das Falschteil auf eine Rutsche befördert, die das Falschteil wiederum in einen Aufnahmebehälter befördert.
Mit der Falschteil-Ausschleusung 114 ist eine Kontrolleinrichtung (nicht gezeigt) gekoppelt bzw. funktional verbunden. Dabei dient die Kontrolleinrichtung dazu, Falschteile, also nicht zu verpackende Produkte, zu erkennen. Bei der Kontrolleinrichtung kann es sich beispielsweise um eine optische Kontrolleinrichtung, wie eine Kamera handeln.
Die Kontrolleinrichtung ist hierbei vorzugsweise flussaufwärts in erster Förderrichtung (d. h. vor) der Stapeleinrichtung 111 angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Kontrolleinrichtung am Eingang der Stapeleinrichtung 111 angeordnet.
Dadurch, dass die Kontrolleinrichtung und die Falschteil-Ausschleusung 114 an unterschiedlichen Positionen in Flussrichtung angeordnet sind, kann die Verarbeitungszeit gewährleistet werden, die dazu nötig ist, Falschteile zu erkennen und die Falschteil-Ausschleusung 114 entsprechend anzusteuern.
Besonders bevorzugt sind die Falschteil-Ausschleusung 114 und die Kontrolleinrichtung an derselben Position in erster Förderrichtung angeordnet. Dies erfordert eine entsprechend schnelle Datenverarbeitung der von der Kontrolleinrichtung aufgenommenen Daten.
PALETTIERSTATION MIT PLATTFORM UND SCARA-ROBOTER
Der nächste Aspekt betrifft insbesondere die Palettierung der Kartons K auf Paletten Z.
Wie in 2 zu sehen, weist die Palettierstation 180 eine Plattform 181 auf, die brückenartig ausgebildet ist. Auf der Plattform 181 ist der Scara-Roboter 182 angeordnet, der Kartons K bzw. allgemeiner ausgedrückt Elemente auf Paletten Z abstellt.
Dadurch, dass die Plattform 181 brückenförmig angeordnet ist, ist es möglich, eine leere Palette Z unterhalb der Plattform 181 zu lagern. Wenn die in 2 gesehen linke Palette Z voll beladen ist, wird diese von einem (vorzugsweise automatischen) Flurförderfahrzeug abgeholt, und die Palettenzuführung 190 befördert eine leere Palette Z, die unterhalb der Plattform 181 zwischengelagert ist, zu der Palettenbeladestation 191.
Wenn die alte Palette Z weggefahren wird und die neue Palette Z noch nicht an der Palettenbeladestation 191 bereitliegt (während des Palettenwechsels) können für einen Zeitraum keine Kartons K auf Paletten Z geladen werden. Damit die vorangehenden Stationen mit ihrer Taktzeit weiterarbeiten können und es durch die Palettierstation 180 bedingt nicht zu einer Verlängerung der Taktzeit kommt, werden die Kartons K auf der Plattform 181 zwischengelagert.
Hierzu ist der Scara-Roboter 182 derart beweglich ausgebildet, dass er Kartons K selbst in seiner nächsten Nähe abstellen kann. Der Scara-Roboter 182 weist einen Hauptkörper 186 auf. An dem Hauptkörper ist ein Oberarm 183 um eine erste Drehachse 183 (an einem ersten Ende des Oberarms) drehbar an dem Hauptkörper 186 befestigt. An dem anderen Ende des Oberarms 183 ist ein erstes Ende eines Unterarms 184 um eine zweite Drehachse drehbar befestigt. An dem zweiten Ende des Unterarms 184 ist eine Hand 185 um eine dritte Drehachse drehbar befestigt. Bei der Hand 185 handelt es sich um eine Aufnahmeeinheit für Kartons K. Die drei Drehachsen sind jeweils parallel zueinander ausgerichtet. Außerdem ist der Oberarm 183 entlang des Hauptkörpers 186 höhenverstellbar.
Somit ist der Scara-Roboter 182 insgesamt äußerst beweglich und hat einen großen Aktionsradius.
Eine Besonderheit an dieser Stelle ist die Steuerung des Scara-Roboters 182. Diese ist so ausgebildet, dass es möglich ist, den Scara-Roboter 182 derart anzusteuern, dass der Unterarm 184 unter dem Oberarm 183 hindurch fährt. Der Unterarm 183 kann somit vollständig (360 Grad) drehbar sein.
ETIKETTIEREINRICHTUNG
Der nächste Einzelaspekt betrifft eine Etikettiereinrichtung 150, die angeordnet ist, um auf Kartons K Etiketts aufzubringen.
Wie insbesondere in 3 zu erkennen, ist die Etikettiereinrichtung 150 unterhalb der Kartonfördereinrichtung 160 angeordnet. Insbesondere kann die Etikettiereinrichtung 150 unterhalb in einem Bereich der Kartonverschließstation 170 und/oder der Kartonwendestation 175 angeordnet sein.
Die Etikettiereinrichtung 150 weist eine Etikettierzunge 151 und ein Etikettiermagazin 152 auf. Die Etikettierzunge 151 steht in Richtung der Kartonfördereinrichtung 160 vor und reicht in den von einem Karton K abgefahrenen Transportweg hinein.
Somit führt die Bewegung des Kartons K durch die Kartonfördereinrichtung 160 dazu, dass der Karton K mit der Etikettiereinrichtung 150 bzw. insbesondere der Etikettierzunge 151 in Kontakt kommt. Hierbei ist es möglich ein Etikett auf den Karton K aufzubringen.
Je nach Ausrichtung der Etikettierzunge 151 kann das Etikett hierbei auf eine Vorderseite, auf eine Unterseite, oder auf eine Vorder- und Unterseite (d. h. über die Kante) aufgebracht werden.
STAPELEINRICHTUNG UND PRODUKTEINSCHUB
Im Folgenden wird ein weiterer Teilaspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben, der insbesondere dazu dient, den Durchlauf der Verpackungsmaschine 100 zu erhöhen.
Die Stapeleinrichtung 111 ist dazu ausgebildet, eine erste Gruppe von Produkten O die in einer Reihe mit einer Länge R nebeneinander angeordnet sind, vertikal über eine zweite Gruppe von Produkten O zu stapeln, die ebenfalls in einer Reihe mit der Länge R angeordnet sind. Die Produkte O selbst haben hierbei in Reihenrichtung gesehen die Länge P. Dies entspricht auch der Länge (von vorne nach hinten) der Produkte O in erster Förderrichtung.
Bei der Stapeleinrichtung 111 handelt es sich um den Flaschenhals der Verpackungsmaschine 100. Somit ist es hier wünschenswert, dass eine möglichst hohe Menge (lange Reihe von Produkten O) aufeinandergestapelt wird. Somit wird die Stapeleinrichtung 111 vorzugsweise immer maximal beladen. Von der Stapeleinrichtung 111 werden die in einer Reihe mit der Länge R angeordneten aufgestapelten Kartons zu dem Produkteinschub 112 hin befördert (wie in 2 zu sehen mittels des Produktzuführungs-Schiebers 116).
Von dem Produkteinschub 112 wird eine Anzahl von Produkten O in einen Karton K geschoben. Dabei ist die Anzahl der in einem Schiebevorgang eingeschobenen Produkte O geringer als die Anzahl der in einem Stapelvorgang aufeinander gestapelten Produkte O. Insbesondere weist der Schieber 113 eine Länge S auf, die kürzer ist als die Länge R. Vereinfacht gesagt bleibt, wenn die Länge S um einmal die Länge P kürzer ist als die Länge R ein Stapel Produkte O stehen. Entsprechend bleiben wenn die Länge S zweimal die Länge P kürzer ist als die Länge R zwei Stapel nebeneinander stehen.
Daher weist der Produkteinschub 112 einen Vorhof als Pufferzone auf, in dem die Stapel von Produkten O stehen bleiben können. Dadurch ist es möglich, dass der Produkteinschub 112 in einer höheren Taktung arbeitet als die Stapeleinrichtung 111.
Das Prinzip soll im Folgenden beispielhaft anhand der 4 bis 7 erklärt werden.
Die FIGS. sind eine schematische Darstellung der Funktionsweise von der Bedienerseite aus gesehen. Dabei ist die Stapeleinrichtung 111 rechts angeordnet und der Produkteinschub 112 links angeordnet. Außerdem ist immer noch der Produktzuführungs-Schieber 116 dargestellt.
In 4 sieht man den Schieber 113 mit seiner Länge S. Im Produkteinschub 112 sind noch keine Produkte O angeordnet. Die Stapeleinrichtung 111 hat die ersten Produkte O, und zwar genauer sechs Stapel von Produkten O bereitgestellt.
In 5 hat der Produktzuführungs-Schieber 116 die Produkte O bereits in den Produkteinschub 112 geschoben, wobei anschließend lediglich vier Stapel von dem Schieber 113 weitergeschoben werden können.
In 6 sind die vier verschiebbaren Stapel mit dem Schieber 113 der Länge S bereits in den Karton geschoben worden. Zwei Stapel von Produkten O bleiben als Restmenge im Vorhof des Produkteinschubs 112 stehen. Außerdem hat die Stapeleinrichtung 111 erneut sechs Stapel von Produkten O bereitgestellt.
In 7 ist zu sehen, wie der Produktzuführungs-Schieber 116 die Produkte O von der Stapeleinrichtung 111 zu dem Produkteinschub 112 hin bewegt hat. Jetzt können die ersten vier Stapel von dem Schieber 113 in einen Karton K befördert werden. Anschließend kann der Produktzuführungs-Schieber 116 die verbleibenden vier Stapel positionieren und diese können ebenfalls von dem Schieber 113 in den Karton K befördert werden.
Hier fängt der beschriebene Durchgang wieder von vorne (d. h. bei 1) an.
Insgesamt lässt sich somit der Durchlauf der Verpackungsmaschine 100 steigern, bzw. dieser wird nicht durch die Stapeleinrichtung 111 beschränkt.
Bezugszeichenliste

100: Verpackungsmaschine
110: Produktzuführung
111: Stapeleinrichtung
112: Produkteinschub
113: Schieber
114: Falschteil-Ausschleusung
115: Kontrolleinrichtung
116: Produktzuführungsschieber
120: Kartonmagazin
130: Aufstellungsstation
140: Kartonbepackungsstation
150: Etikettiereinrichtung
151: Etikettierzunge
152: Etikettiermagazin
160: Kartonfördereinrichtung
170: Kartonverschließstation
175: Kartonwendestation
180: Palettierstation
181: Plattform
182: Scara-Roboter
183: Oberarm
184: Unterarm
185: Hand
186: Hauptkörper
190: Palettenzuführung
191: Palettenbeladestation
O: Produkt
K: Karton
C: Kartonzuschnitt
Z: Palette

Claims

Verpackungsmaschine (100) zum Verpacken von Produkten (O) in Kartons (K), wobei die Verpackungsmaschine (100) Folgendes aufweist: - eine Produktzuführung (110) zum Zuführen von in Kartons (K) zu verpackenden Produkten (O); - ein Kartonmagazin (120), in dem eine Vielzahl von vorzugsweise verklebten Kartonzuschnitten zumindest im Wesentlichen flach zusammengefaltet angeordnet ist; und - eine vorzugsweise stationäre Aufstellungsstation (130) zum Aufstellen von Kartonzuschnitten zu zumindest im Wesentlichen quaderförmigen offenen Kartons (K), wobei die Produktzuführung (110) eine zumindest im Wesentlichen horizontale erste Förderrichtung aufweist, wobei die Aufstellungsstation (130) in einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Querrichtung senkrecht zu der ersten Förderrichtung neben dem Kartonmagazin (120) angeordnet ist, und wobei die Aufstellungsstation (130) so ausgebildet ist, dass diese zumindest in der horizontalen Querrichtung stationär ist.
Verpackungsmaschine (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Kartonmagazin (120) derart über der Produktzuführung (110) angeordnet ist, dass die Produkte (O) mittels der Produktzuführung (110) unter dem Kartonmagazin (120) hindurch durchgeführt werden.
Verpackungsmaschine (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufstellungsstation (130) dazu ausgebildet ist, die Kartonzuschnitte auf einer Höhe in erster Förderrichtung aufzustellen, auf der auch das Kartonmagazin (120) angeordnet ist.
Verpackungsmaschine (100) gemäß Anspruch 3, wobei die Verpackungsmaschine (100) ferner eine Bedienseite aufweist, und wobei das Kartonmagazin (120) an der Bedienseite angeordnet ist und die Aufstellungsstation (130) hinter dem Kartonmagazin (120) weg von der Bedienseite angeordnet ist.
Verpackungsmaschine (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Produktzuführung (110) eine Stapeleinrichtung (111) aufweist, die zumindest dazu ausgebildet ist, eine erste Gruppe von Produkten (O) vertikal über oder unter eine zweite Gruppe von Produkten (O) zu stapeln.
Verpackungsmaschine (100) gemäß Anspruch 5, wobei die Stapeleinrichtung (111) ferner dazu ausgebildet ist, die gestapelten Gruppen von Produkten (O) von einer unteren Ebene auf eine vertikal höhere obere Ebene zu befördern.
Verpackungsmaschine (100) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Produkte (O) in der ersten Förderrichtung zu der Stapeleinrichtung (111) zugeführt werden und in einer zweiten Förderrichtung von der Stapeleinrichtung (111) weiterbefördert werden, wobei die zweite Förderrichtung zumindest im Wesentlichen entgegengesetzt zu der ersten Förderrichtung ist.
Verpackungsmaschine (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verpackungsmaschine (100) ferner eine Kartonbepackungsstation (140) zum Bepacken der Kartons (K) mit Produkten (O) aufweist, wobei die Kartonbepackungsstation (140) in erster Förderrichtung flußabwärts neben der Aufstellungsstation (130) angeordnet ist.
Verpackungsmaschine (100) gemäß Anspruch 8, wobei am Ende der Produktzuführung (110) ein Produkteinschub (112) angeordnet ist, an dem eine zu verpackende Gruppe von Produkten (O) gesammelt wird, wobei an dem Produkteinschub (112) ein Schieber (113) angeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, die zu verpackende Gruppe von Produkten (O) in zumindest im Wesentlichen horizontaler Schieberichtung in einen Karton (K) an der Kartonbepackungsstation (140) zu schieben, wobei die Schieberichtung zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Förderrichtung ist.
Verpackungsmaschine (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verpackungsmaschine (100) ferner eine Etikettiereinrichtung (150) aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen Karton (K) vorzugsweise von unten her mit einem Etikett zu versehen.
Verpackungsmaschine (100) gemäß zumindest Anspruch 8, die ferner eine Kartonfördereinrichtung (160) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Kartons (K) von der Aufstellungsstation (130) zu der Kartonbepackungsstation (140) und von der Kartonbepackungsstation (140) zu einer Kartonverschließstation (170) zu transportieren, an der ein offener Karton (K) zu einem geschlossenen Karton (K) gefaltet und/oder verklebt wird, wobei die Förderrichtung der Kartonfördereinrichtung (160) in Richtung der ersten Förderrichtung verläuft.
Verpackungsmaschine (100) gemäß Anspruch 10, wobei die Etikettiereinrichtung (150) zumindest im Wesentlichen unter der Kartonfördereinrichtung (160) angeordnet ist.
Verpackungsmaschine (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verpackungsmaschine (100) ferner Folgendes aufweist: - eine Palettierstation (180), die eine Plattform (181) und einen auf der Plattform (181) angeordneten Scara-Roboter (182) aufweist, der dazu ausgebildet ist, auf Paletten (Z) zu verstauende Kartons (K) zu bewegen; - eine Palettenzuführung (190), die dazu ausgebildet ist, entlang eines Pfades leere Paletten (Z) zuzuführen, wobei die Plattform (181) brückenartig ausgebildet ist und der Pfad unter der Plattform (181) der Palettierstation (180) hindurch verläuft.
Verpackungsmaschine (100) gemäß Anspruch 13, wobei die Plattform (181) als Zwischenlager für auf Paletten (Z) zu verstauende Kartons (K) dient.
Verfahren zum Verpacken von Produkten (O) in Kartons (K) mit Hilfe einer Verpackungsmaschine (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.