DE102019204536A1

DE102019204536A1 - Puffervorrichtung und Verfahren zum Puffern von Behältern

Info

Publication number: DE102019204536A1
Application number: DE102019204536.7A
Authority: DE
Inventors: Helmut Schuesslburner; Konrad Senn
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-10-01
Also published as: WO2020200716A1; CN217172184U; US11807470B2; US20220177236A1

Abstract

Puffervorrichtung zum Puffern von Behältern, mit einem Einlauf, einem Einlaufmanipulator, einem ersten Puffersystem, einem Umsetzgerät, einem zweiten Puffersystem, einem Auslaufmanipulator und einem Auslauf, wobei Behälter aus dem Einlauf von dem Einlaufmanipulator dem ersten Puffersystem übergeben werden können und in dem ersten Puffersystem entlang einer ersten Richtung transportiert werden können, wobei das Umsetzgerät Behälter aus dem ersten Puffersystem an das zweite Puffersystem übergeben kann und die Behälter im zweiten Puffersystem entlang einer zweiten, zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung transportiert werden können, und die Behälter aus dem zweiten Puffersystem von dem Auslaufmanipulator entnommen und dem Auslauf zugeführt werden können, wobei die Pufferkapazität der Puffervorrichtung einstellbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Puffervorrichtung zum Puffern von Behältern gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Puffern von Behältern mit einer Puffervorrichtung gemäß Anspruch 9.
Stand der Technik
Vorrichtungen zum Puffern von Behältern und entsprechende Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt.
So ist bereits aus der US 2015/037126 eine Puffervorrichtung bekannt, bei der ein Roboter aus einem mehrreihigen Behälterstrom eine Gruppe von Behältern übernehmen kann und diese einem Pufferbereich zuführt, der sich in eine Richtung senkrecht zur Transportrichtung der Behälter erstreckt.
Aus der EP 2 920 093 B1 ist bekannt, einen Pufferbereich zwischen zwei in Transportrichtung der Behälter nacheinander angeordneten Transporteinrichtungen für die Behälter vorzusehen. Die Behälter werden von der ersten Transporteinrichtung auf den Pufferbereich und von dem Pufferbereich aus auf die zweite Transporteinrichtung überprüft, sodass der Pufferbereich stets vollständig von Behältern durchquert wird.
Die bekannten Puffersysteme sind hinsichtlich des Transports der Behälter wenig flexibel und auch die Pufferkapazität und insbesondere der von den Behältern zurückzulegende Weg kann kaum an sich schnell im Betrieb ändernde Bedürfnisse beim Puffern der Behälter angepasst werden.
Aufgabe
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht somit die zu lösende technische Aufgabe darin, eine Puffervorrichtung und ein Verfahren zum Puffern von Behältern anzugeben, mit denen ein zuverlässiges und gleichzeitig flexibles Puffern der Behälter ermöglicht wird.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Puffervorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zum Puffern von Behältern gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
Die erfindungsgemäße Puffervorrichtung zum Puffern von Behältern umfasst einen Einlauf, einen Einlaufmanipulator, ein erstes Puffersystem, ein Umsetzgerät, ein zweites Puffersystem, einen Auslaufmanipulator und einen Auslauf, wobei Behälter aus dem Einlauf von dem Einlaufmanipulator dem ersten Puffersystem übergeben werden können und in dem ersten Puffersystem entlang einer ersten Richtung transportiert werden können, wobei das Umsetzgerät Behälter aus dem ersten Puffersystem an das zweite Puffersystem übergeben kann und die Behälter im zweiten Puffersystem entlang einer zweiten, zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung transportiert werden können, und die Behälter aus dem zweiten Puffersystem von dem Auslaufmanipulator entnommen und dem Auslauf zugeführt werden können, wobei die Pufferkapazität der Puffervorrichtung einstellbar ist.
Das erste Puffersystem und das zweite Puffersystem sind dabei bevorzugt so vorgesehen, dass sie unabhängig voneinander betreibbare Puffersysteme darstellen, also insbesondere ein Transport der Behälter im ersten Puffersystem unabhängig vom Transport der Behälter im zweiten Puffersystem (insbesondere hinsichtlich der Transportgeschwindigkeit der Behälter) durchgeführt werden kann. Dementsprechend ist unter dem Umsetzgerät bevorzugt keine Einrichtung zu verstehen, die die Bewegung der Behälter im ersten und zweiten Puffersystem lediglich umgelenkt. Vielmehr sind unter dem Umsetzgerät Einrichtungen zu verstehen, die aktiv einen Transport der Behälter vom ersten Puffersystem in das zweite Puffersystem bewirken können, wie beispielsweise Greifersysteme, die Behälter greifen können oder Überschubbalken, die Behälter vom ersten Puffersystem auf das zweite Puffersystem überschieben können.
Unter dem Puffersystem sind allgemein Systeme zu verstehen, in denen die Behälter gespeichert und gleichzeitig bewegt werden können. Dazu zählen zum einen unbewegliche Pufferflächen, auf denen die Behälter abgestellt und bezüglich denen die Behälter auch verschoben werden können (beispielsweise mit geeigneten Schubeinrichtungen). Alternativ oder zusätzlich können die Puffersysteme auch ein oder mehrere bewegliche Förderbänder umfassen, durch die die Behälter entlang der ersten bzw. zweiten Richtung im ersten bzw. zweiten Puffersystem bewegt werden können.
Das Puffersystem kann auch ein Palettenumlaufförderer oder ein Shuttlesystem sein. Häufig werden Palettenumlaufsysteme eingesetzt, bei denen Gruppen von Behältern von einzelnen Paletten transportiert werden. Dabei werden die Paletten durch ein zentrales Zugmittel, beispielsweise eine Kette, über Kupplungen angetrieben, beispielsweise gezogen. Durch externe Stopper können einzelne Paletten angehalten werden. Nachfolgende Paletten fahren dabei auf die stehenden Paletten auf und bleiben somit stehen. Das Shuttlesystem stellt eine weitere Möglichkeit dar, ein Palettenumlaufsystem umzusetzen. Dabei werden die einzelnen Paletten mittels Langstator-Linearmotor-Shuttles angetrieben. Dazu sind die Paletten auf Shuttles oder Mover gelagert, die wiederum in einer elektromagnetischen Wechselwirkung mit einer Langstatorschiene stehen. Die Langstatorschiene beinhaltet mehrere elektrische Spulen die ein wanderndes Magnetfeld erzeugen welches elektromagnetisch wechselwirkt mit den Sekundärteilen die sich auf den Shuttles oder Movern befinden und auf elektromagnetische Felder reagieren können. Diese Sekundärteile bestehen aus einem oder mehreren Permanentmagneten bzw. nicht schaltenden Elektromagneten und/oder Eisenkernen.
Das Einstellen der Pufferkapazität kann, muss jedoch nicht von Parametern beim Transport der Behälter im Einlauf und/oder Auslauf oder diesen vorgeordneten oder nachgeordneten Transporteinrichtungen abhängig sein. So kann die notwendige Pufferkapazität beispielsweise abhängig von einem Behälterdurchsatz im Einlauf und einem Behälterdurchsatz im Auslauf eingestellt werden. Eine nominale Pufferkapazität oder eine Standardpufferkapazität kann für den Fall vorgesehen sein, dass der Behälterdurchsatz im Einlauf gleich dem Behälterdurchsatz im Auslauf (oder entsprechend vorgeschalteten oder nachgeschalteten Transporteinrichtungen für die Behälter) ist. Ist der Behälterdurchsatz im Auslauf geringer als im Einlauf, kann die Pufferkapazität erhöht werden. Ist der Behälterdurchsatz im Einlauf geringer als im Auslauf, kann die Pufferkapazität verringert werden.
Mit dieser Puffervorrichtung ist ein zuverlässiges und gleichzeitig flexibles Puffern der Behälter möglich und der von den Behältern in der Puffervorrichtung zurückgelegte Weg kann möglichst geringgehalten werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Einlaufmanipulator ein Greifersystem zum Greifen einer Anzahl von Behältern umfasst; und/oder dass der Auslaufmanipulator ein Greifersystem zum Greifen einer Anzahl von Behältern umfasst.
Der Auslaufmanipulator kann den Auslauf auch derart bestücken, dass über den Auslauf zwei parallel geschaltete Packer gleichzeitig oder wechselweise (alternierend oder in sonst einer Reihenfolge abwechselnd) bestückt werden können. Der Auslaufmanipulator kann die Behälter auch direkt in Kisten, Trays oder Kartons stellen. Der Auslaufmanipulator könnte auch selbst ein Teil des folgenden Packers darstellen. Ebenso ist es in einer Ausführungsform denkbar, dass der Auslaufmanipulator ein FTS/AGV (Fahrerloses Transportfahrzeug oder Automated guided vehicle) bestückt. Der Auslaufmanipulator kann auch wechselweise ein FTS/AGV und mindestens einen Packer bestücken.
Greifersysteme ermöglichen ein Anheben und (gleichzeitiges) Bewegen der Behälter vom Einlauf in das erste Puffersystem oder vom zweiten Puffersystem in den Auslauf, so dass die Bewegung der Behälter ohne Berührung mit nachfolgenden oder vorauseilenden Behältern, aber auch ohne Berührung der Behälter untereinander möglich ist. Bevorzugt können die Greifersysteme über einen Greifer für jeweils einen Behälter verfügen und entsprechend über eine Vielzahl von Greifern, beispielsweise 20 oder 40 oder 60 Greifer verfügen. Die Anzahl der Greifer des Einlaufmanipulators kann von der Anzahl der Greifer des Auslaufmanipulators verschieden sein. Die Greifer im Einlaufmanipulator und/oder im Auslaufmanipulator können auch in mehreren Reihen angeordnet sein, um gleichzeitig mehrere Reihen (beispielsweise 2, 4, 6 oder 8) von Behältern aus dem Einlauf zu übernehmen oder aus dem zweiten Puffersystem zu übernehmen. Auch die Anzahl Reihen von Greifern im Einlaufmanipulator und Auslaufmanipulator müssen nicht gleich sein.
Das Umsetzgerät kann parallel zur ersten und/oder zweiten Richtung beweglich angeordnet sein und die Pufferkapazität kann durch Einstellen einer Umsetzposition der Behälter durch das Umsetzgerät eingestellt werden.
Die Umsetzposition ist die Position entlang des ersten Puffersystems, an der die Behälter von dem Umsetzgerät aufgenommen und dem zweiten Puffersystem zugeführt werden. Die Position, bei der die aus dem ersten Puffersystem übernommenen Behälter in das zweite Puffersystem eingeführt werden (zweite Umsetzposition), muss nicht identisch mit der ersten Umsetzposition sein, an der Behälter aus dem ersten Puffersystem entnommen werden. Bevorzugt ist jedoch, wenn das Umsetzgerät die Behälter lediglich in einer Richtung senkrecht zur ersten Richtung und senkrecht zur zweiten Richtung bzw. in der durch die erste Richtung und durch die zweite Richtung gebildeten Ebenen verschiebt, sodass der von den Behältern mittels des Umsetzgeräts zurückgelegte Weg möglichst klein bleibt und so auch die gesamte Wegstrecke, die von Behältern in dem ersten und zweiten Puffersystem zurückgelegt wird, klein gehalten wird.
Der Einlaufmanipulator und/oder der Auslaufmanipulator und/oder das Umsetzgerät kann zum Formatieren und/oder Umgruppieren von Behältern ausgebildet sein.
Hierin bedeutet ein Formatieren oder Umgruppieren, dass die Anordnung der Behälter zu Gruppen, wie sie im Einlauf vorhanden war (beispielsweise Anzahl von Behältern pro Gruppe oder Reihen von Behältern pro Gruppe) im Auslauf nicht mehr dieselbe ist.
Mit dieser Ausführungsform kann nicht nur ein Puffern der Behälter, sondern ein gleichzeitiges Formatieren oder Umsortieren abhängig von Anforderungen im Einlauf und Auslauf gewährleistet werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein erster Ausschussbereich, in den Behälter aus dem ersten Puffersystem verbracht werden können, entlang der ersten Richtung nach dem ersten Puffersystem angeordnet ist; und/oder
wobei ein zweiter Ausschussbereich, in den Behälter aus dem zweiten Puffersystem verbracht werden können, entlang der zweiten Richtung nach dem zweiten Puffersystem angeordnet ist.
Umgefallene oder fehlerhafte Behälter können so erkannt und aus dem Strom von Behältern entfernt werden. In diesem Zusammenhang kann auch eine Störungserkennung, wie beispielsweise eine Kamera zum Aufnehmen von Behältern im ersten und/oder zweiten Puffersystem zusammen mit einer Steuereinheit, wie einem Computer, die über eine Bilderkennungssoftware zum Verarbeiten der von der Störungserkennung aufgenommenen Bilder verfügt, vorgesehen sein. Abhängig von einer von der Störungserkennung erkannten Störung wenigstens eines Behälters, kann zumindest dieser Behälter oder auch die dazugehörige Gruppe von Behältern einem der Ausschussbereiche zugeführt werden, um eine Behinderung des Transports weiterer Behälter zu verhindern.
Ferner kann der Einlauf zum einreihigen Transport von Behältern ausgebildet ist und/oder der Auslauf zum mehrreihigen Transport von Behältern ausgebildet sein.
Mit dieser Ausführungsform wird nicht nur das Puffern der Behälter, sondern gleichzeitig das Anpassen an bestimmte Anforderungen im Einlauf und Auslauf ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zwischen den beiden Puffersystemen ein AGV (Automated Guided Vehicle) bzw. FTS (Fahrerloses Transportsysteme) mit Behälterreihen bestückt wird. Dazu kann das Umsetzgerät einen speziellen Manipulationskopf aufweisen, der die Behälterreihen derart manipuliert, dass die Behälterreihen kürzer werden und so auf dem AGV abgestellt werden können. Auch ein Überschieben auf das AGV wäre möglich. Dabei werden die Behälterreihen während des Überschiebens vom Umsetzgerät gestützt. Ebenso wäre das Anheben der Behälterreihen auf dem ersten Puffersystem und das Absenken auf dem AGV möglich. Mit dieser Ausführungsform ist es möglich nicht nur eine Packmaschine anzufahren, sondern mittels des AGV mehrere unterschiedliche Packmaschinen anzufahren. Das ermöglicht es, flexibler auf unterschiedliche Sorten oder Gebindeformen zu reagieren, wenn die Produktion umgestellt wird.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das AGV in das zweite Puffersystem integriert ist. Dabei verfügt das zweite Puffersystem über zwei Messerkantenüberschübe. Zwischen den beiden Messerkantenüberschüben ist dann das AGV eingelassen. Mittels dem Umsetzgerät und dem Auslaufmanipulator werden dann die Behälterreihen über die Oberfläche des AGV manipuliert oder auf diese abgestellt. Damit ist es ebenfalls möglich, mit dem AGV mehrere unterschiedliche Packmaschinen zu bestücken, indem das AGV beispielsweise nach dem Bestücken mit Behälterreihen zu einer Packmaschine fährt.
Außerdem kann das Umsetzgerät ausgebildet sein, Behälter abhängig von einer oder mehreren Eigenschaften umzusortieren und/oder den Abstand von Behältern im ersten Puffersystem und/oder im zweiten Puffersystem zu verändern.
Das Umsortieren umfasst sämtliche Umordnungen von Behältern, die nicht das bloße Umgruppieren oder Formatieren zu Gebinden betreffen und kann somit beispielsweise abhängig von der Farbe, Größe oder Füllung der Behälter erfolgen und ist somit behälterspezifisch. So kann bereits im Puffersystem eine Ordnung der Behälter, wie sie beispielsweise später in einem Verpacker von Nöten ist, gewährleistet werden.
In einer Ausführungsform umfasst der Einlauf und/oder der Auslauf ein Gassensystem zum Überführen eines einreihigen Transports von Behältern in einen mehrreihigen Transport von Behältern, wobei das Gassensystem einen ersten Förderer, in dem Behälter einreihig transportiert werden, und einen zweiten Förderer stromab des ersten Förderers, in dem Behälter in wenigstens zwei zueinander parallelen Reihen transportiert werden, umfasst, wobei zwischen dem ersten Förderer und dem zweiten Förderer wenigstens zwei Übersetzungsbahnen angeordnet sind und wobei eine Zuteileinrichtung vorgesehen ist, die im ersten Förderer transportierte Behälter abwechselnd einer ersten Übersetzungsbahn und einer zweiten Übersetzungsbahn zuführen kann, wobei die Länge L1 der ersten Übersetzungsbahn und die Länge L2 der zweiten Übersetzungsbahn voneinander verschieden sind und die Differenz ΔL = L2 - L1 > 0 einem ganzzahligen Vielfachen von mit dem Einlauf zu transportierenden Behältern entspricht.
Durch diese Ausführungsform kann ein zunächst einreihig transportierter Behälterstrom auf mehrere parallel zueinander verlaufende Reihen von Behältern verteilt werden, was es dem Einlaufmanipulator ermöglicht, gleichzeitig mehrere Reihen von Behältern zu übernehmen. Am Auslauf kann hierdurch ebenfalls von einem einreihigen Transport auf einen mehrreihigen Transport umgestellt werden.
Es versteht sich, dass bei Vorsehen eines Gassensystems, das in umgekehrter Richtung durchlaufen wird, ein mehrreihiger Transport von Behältern auf einen einreihigen Transport von Behältern gruppiert werden kann. Ein solches, umgekehrtes Gassensystem kann beispielsweise am Auslauf vorgesehen sein, sodass der Auslaufmanipulator mehrere Gruppen von Behältern dem Auslauf zuführt, die durch das umgekehrte Gassensystem dann zum einreihigen Behälterstrom umsortiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Puffern von Behältern mit einer Puffervorrichtung, die einen Einlauf, einen Einlaufmanipulator, ein erstes Puffersystem, ein Umsetzgerät, ein zweites Puffersystem, einen Auslaufmanipulator und einen Auslauf umfasst, beinhaltet, dass Behälter aus dem Einlauf von dem Einlaufmanipulator dem ersten Puffersystem übergeben werden und in dem ersten Puffersystem entlang einer ersten Richtung transportiert werden, wobei das Umsetzgerät Behälter aus dem ersten Puffersystem an das zweite Puffersystem übergibt und die Behälter im zweiten Puffersystem entlang einer zweiten, zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung transportiert werden, und die Behälter aus dem zweiten Puffersystem von dem Auslaufmanipulator entnommen und dem Auslauf zugeführt werden, wobei die Pufferkapazität der Puffervorrichtung abhängig von einer Anzahl zu puffernder Behälter eingestellt wird.
Mit diesem Verfahren ist ein flexibles und gleichzeitig zuverlässiges Puffern von Behältern möglich.
Das Einstellen der Pufferkapazität kann durch ein Einstellen der Umsetzposition der Behälter von dem ersten Puffersystem in das zweite Puffersystem durch das Umsetzgerät erfolgen.
Hiermit kann auf technisch zuverlässige Weise die Pufferkapazität eingestellt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Transportgeschwindigkeit der Behälter in dem ersten Puffersystem entlang der ersten Richtung konstant ist und die Transportgeschwindigkeit der Behälter in dem zweiten Puffersystem entlang der zweiten Richtung abhängig von dem Verhältnis variiert wird.
Durch das Einstellen der Transportgeschwindigkeit im zweiten Puffersystem kann die Pufferkapazität der Puffervorrichtung modifiziert werden.
In einer Ausführungsform kann der Einlaufmanipulator und/oder der Auslaufmanipulator und/oder das Umsetzgerät Behälter während des Transports gruppieren und/oder formatieren.
Hiermit wird bereits während des Pufferns die Anordnung der Behälter für den Auslauf oder nachfolgende Einrichtungen, wie beispielsweise einen Verpacker, bewirkt.
Außerdem kann eine Störungserkennung vorgesehen sein, die eine Störung wenigstens eines Behälters im ersten und/oder zweiten Puffersystem erkennt und wobei ein Behälter, bei Erkennen einer Störung, aus dem ersten Puffersystem einem ersten Ausschussbereich oder aus dem zweiten Puffersystem einem zweiten Ausschussbereich zugeführt wird.
Eine nachteilige Beeinflussung des Pufferns oder des weiteren Transports der Behälter durch einen umgekippten Behälter oder Ähnliches kann so vermieden werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Umsetzgerät Behälter abhängig von einer oder mehreren Eigenschaften umsortiert und/oder den Abstand von Behältern im ersten Puffersystem und/oder im zweiten Puffersystem verändert.
Hiermit kann auf einer Behälter-individuellen Basis eine Ordnung der Behälter so bewirkt werden, dass diese für nachfolgende Behandlungsschritte (wie beispielsweise Verpacken) bereit sind.
Überdies kann der Einlauf und/oder der Auslauf ein Gassensystem zum Überführen eines einreihigen Transports von Behältern in einen mehrreihigen Transport von Behältern umfassen, wobei das Gassensystem einen ersten Förderer, in dem Behälter einreihig transportiert werden, und einen zweiten Förderer stromab des ersten Förderers, in dem Behälter in wenigstens zwei zueinander parallelen Reihen transportiert werden, umfasst, wobei zwischen dem ersten Förderer und dem zweiten Förderer wenigstens zwei Übersetzungsbahnen angeordnet sind und wobei eine Zuteileinrichtung vorgesehen ist, die die im ersten Förderer transportierten Behälter abwechselnd einer ersten Übersetzungsbahn und einer zweiten Übersetzungsbahn zuführt, wobei die Länge L1 der ersten Übersetzungsbahn und die Länge L2 der zweiten Übersetzungsbahn voneinander verschieden sind und die Differenz ΔL = L2 - L1 > 0 einem ganzzahligen Vielfachen von mit dem Einlauf transportierten Behältern entspricht, wobei die Zuteileinrichtung zuerst eine Anzahl von Behältern, deren gesamte Länge ΔL entspricht, der zweiten Übersetzungsbahn zuführt und eine zweite, der ersten Anzahl in dem ersten Förderer unmittelbar folgende Anzahl von Behältern der zweiten Übersetzungsbahn zuführt, wobei die erste Anzahl und die zweite Anzahl gleich sind.
Mit dieser Ausführungsform kann gezielt von einem einreihigen Transport auf einen mehrreihigen Transport überführt werden, ohne dass hierzu Roboterarme oder Überschubeinrichtungen oder ein Stopp der Behälter notwendig werden, sodass die Überführung der mehrreihigen Gruppen von Behältern mittels des Einlaufmanipulators auf das erste Puffersystem effizient durchgeführt werden kann.
Figurenliste

1a zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Puffervorrichtung
1b zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Puffervorrichtung
1c zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Puffervorrichtung
2a+b zeigen eine Veränderung der Pufferkapazität der Puffervorrichtung gemäß einer Ausführungsform
3 zeigt einer Ausführungsform der Puffervorrichtung mit einem Ausschussbereich gemäß einer Ausführungsform
4 zeigt einer Ausführungsform der Puffervorrichtung mit einem Gassensystem
5 zeigt ein Greifersystem für den Einsatz in einem Einlaufmanipulator, Auslaufmanipulator oder Umsetzgerät gemäß einer Ausführungsform

Ausführliche Beschreibung
1a zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Puffersystems 100. Das Puffersystem 100 ist zum Puffern (also zwischenzeitlichen Lagern oder Zwischenspeichern) von Behältern 130, wie beispielsweise Flaschen, Dosen, Tuben oder anderen Behältern, ausgebildet. Das Puffern erfolgt dabei bevorzugt zwischen zwei Maschinen, die für die Behandlung der jeweiligen Behälter ausgelegt sein können. So kann stromauf der Puffervorrichtung 100 eine erste Behälterbehandlungsmaschine (beispielsweise eine Druckmaschine, die ein Druckbild auf jeden Behälter aufbringt) und stromab der Puffervorrichtung eine zweite Behälterbehandlungsmaschine, wie beispielsweise ein Verpacker, der Behälter zu Gebinden verpackt, angeordnet sein. Von der ersten Behälterbehandlungsmaschine zur zweiten Behälterbehandlungsmaschine werden die Behälter dabei in Transporteinrichtungen transportiert. Dabei kann es sich beispielsweise um Förderbänder oder Ähnliches handeln.
Weder die verwendeten Behälterbehandlungsmaschinen noch die Art des Transportes zwischen den Behälterbehandlungsmaschinen ist hier in irgendeiner Weise beschränkend zu verstehen. Sie dienen daher nur der besseren Veranschaulichung der Erfindung.
Erfindungsgemäß laufen die Behälter 130 über einen Einlauf der Puffervorrichtung 101. Die Behälter können in diesem Einlauf einreihig hintereinander oder auch mehrreihig (beispielsweise in mehreren voneinander abgegrenzten Gassen) transportiert werden. Es ist auch möglich, dass die Behälter von einem ursprünglich einreihigen Transport auf einen mehrreihigen Transport umgruppiert werden, wie dies beispielsweise in 4 beschrieben wird.
Erfindungsgemäß werden die Behälter 130 aus dem Einlauf dann mit Hilfe eines Einlaufmanipulators 112 in ein erstes Puffersystem 101 verbracht. Dies ist mit der Pfeilrichtung 172 dargestellt. Bei dem Einlaufmanipulator kann es sich um einen Schieber, wie einen Überschubbalken, oder ein Greifersystem oder jede beliebige andere Ausführung handeln, mit der gezielt Behälter von dem Einlauf 111 in das erste Puffersystem 101 überführt werden können.
In dem ersten Puffersystem 101 bewegen sich die Behälter entlang der dargestellten ersten Richtung (Pfeilrichtung 173). Das erste Puffersystem 101 kann als Gleitfläche ausgebildet sein, auf der die Behälter entlang geschoben werden können, beispielsweise mit Hilfe weiterer vorgesehener Überschubeinrichtungen. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Puffersystem 101 auch als Förderband ausgebildet sein, das sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit entlang der ersten Richtung 173 bewegen kann. Die Geschwindigkeit kann dabei variabel ausgeführt sein und muss auch nicht zeitlich konstant sein. So kann die Bewegung der Behälter in dem ersten Puffersystem entlang der ersten Richtung 173 auch in Intervallen erfolgen. Beispielsweise können, wenn neue Behälter in das erste Puffersystem 101 übernommen werden sollen, die bereits in dem Puffersystem 101 befindlichen Behälter entsprechend weiterbewegt. Bevorzugt ist jedoch ein kontinuierliches Bewegen der Behälter, um ein unbeabsichtigtes Umfallen zu verhindern.
Das Puffersystem 101 kann auch ein Palettenumlaufförderer oder ein Shuttlesystem sein. Häufig werden Palettenumlaufsysteme eingesetzt, bei denen Gruppen von Behältern von einzelnen Paletten transportiert werden. Dabei werden die Paletten durch ein zentrales Zugmittel, beispielsweise eine Kette, über Kupplungen angetrieben, beispielsweise gezogen. Durch externe Stopper können einzelne Paletten angehalten werden. Nachfolgende Paletten fahren dabei auf die stehenden Paletten auf und bleiben somit stehen. Das Shuttlesystem stellt eine weitere Möglichkeit dar, ein Palettenumlaufsystem umzusetzen. Dabei werden die einzelnen Paletten mittels Langstator-Linearmotor-Shutttes angetrieben. Dazu sind die Paletten auf Shuttles oder Mover gelagert, die wiederum in einer elektromagnetischen Wechselwirkung mit einer Langstatorschiene stehen.
Die Langstatorschiene beinhaltet mehrere elektrische Spulen die ein wanderndes Magnetfeld erzeugen welches elektromagnetisch wechselwirkt mit den Sekundärteilen, die sich auf den Shuttles oder Movern befinden. Diese Sekundärteile bestehen aus einem oder mehreren Permanentmagneten bzw. nicht schaltenden Elektromagneten und/oder Eisenkernen.
Aus dem ersten Puffersystem 101 werden die Behälter erfindungsgemäß von einem Umsetzgerät 103 auf ein zweites Puffersystem 102 überführt, das sich entsprechend der dargestellten Pfeilrichtung 175 entlang einer zweiten Richtung, die bevorzugt entgegengesetzt zur ersten Richtung 173 verläuft, bewegt. Das Umsetzgerät ist dabei bevorzugt so ausgebildet, dass es zumindest eine Anzahl von Behältern (beispielsweise 10, 20, 30 oder 40) gleichzeitig manipulieren kann, sodass sie vom ersten Puffersystem (beispielsweise entlang der Richtung 174) auf das zweite Puffersystem 102 überführt werden. Das Umsetzgerät 103 kann dabei so ausgebildet sein, dass die Behälter nur in der Richtung 174, also senkrecht zu den Richtungen 173 und 175 bewegt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass (zum Vermeiden des Umfallens von Behältern beim Umsetzen vom ersten Puffersystem auf das zweite Puffersystem) das Umsetzgerät eine zusammengesetzte, nicht geradlinige Bewegung durchführt, sodass die Behälter in einem Bogen von dem ersten Puffersystem 101 auf das zweite Puffersystem 102 überführt werden, sodass sie zumindest beim Übernehmen der Behälter durch das Umsetzgerät aus dem ersten Puffersystem 101 die im ersten Puffersystem 101 vorgesehene Bewegungsrichtung beibehalten und erst nach und nach beim Umsetzen in das Puffersystem 102 eine Bewegung in Richtung der zweiten Richtung 175 durchführen.
Insbesondere bei Ausbildung des ersten und zweiten Puffersystems als Förderbänder ist diese Ausführungsform von Vorteil, da so ein Umfallen der Behälter vermieden werden kann. Das Umsetzgerät kann zu diesem Zweck nicht nur entlang der Richtung 174, sondern auch entlang der Richtungen 173 und 175 bewegt werden. Zu diesem Zweck kann das Umsetzgerät beispielsweise einen entlang der Richtungen 173 und 175 bewegbaren Rahmen umfassen, in dem ein oder mehrere Überschubeinrichtungen, wie Greifersysteme oder Überschubbalken angeordnet sind, die Behälter in der Richtung 174 bewegen können. Durch geeignete Überlagerung der Bewegung des Rahmens in den Richtungen 173 und 175 und der Bewegung der Überschubeinrichtung entlang der Richtung 174 kann dann eine gewünschte Bewegung realisiert werden.
Im zweiten Puffersystem werden die Behälter dann in Richtung 175 transportiert. Das zweite Puffersystem kann entsprechend den Ausführungsformen, wie sie mit Bezug auf das erste Puffersystem beschrieben wurden, ausgebildet sein. Das erste und zweite Puffersystem müssen dabei nicht identisch ausgebildet sein. So kann das erste Puffersystem als Gleitfläche ausgebildet sein und das zweite Puffersystem als Förderband oder anders herum. Auch andere Ausführungsformen sind hier denkbar. Insbesondere muss die Transportgeschwindigkeit der Behälter im ersten Puffersystem entlang der Richtung 173 und die Transportgeschwindigkeit der Behälter im zweiten Puffersystem entlang der Richtung 175 nicht identisch sein.
Aus dem zweiten Puffersystem können ein oder mehrere Behälter dann mithilfe eines Auslaufmanipulators 122, der entsprechend den zum Einlaufmanipulator beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein kann, in Richtung 176 auf einen Auslauf 121 überführt werden, in dem sie dann in Richtung 177 weiterbewegt werden können. Der Auslauf kann analog zum Einlauf als einreihiger oder mehrreihiger Transport der Behälter ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Auslauf ein oder mehrere Transportbänder umfassen, die durch Gassen oder Trennelemente voneinander separiert sind und einen jeweils einreihigen Transport der Behälter ermöglichen.
Der Auslaufmanipulator 122 kann auf dem Band 121 einen kontinuierlichen Strom erzeugen. Dieser kontinuierliche Strom kann als geschlossener Behälterstrom auf eine oder mehrere Gassen bereitgestellt werden. Der Auslaufmanipulator kann auch in einer Ausgestaltung einen kontinuierlichen Strom von gruppierten Behältergruppen bereitstellen, wobei der gesamte Strom zwar kontinuierlich erfolgt, die Behälter in diesem Strom jedoch zu Gruppen zusammengefasst sind, in denen die Behälter beispielsweise einen geringeren Abstand zueinander und/oder eine bestimmte Anordnung zueinander aufweisen.
1b zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie die 1a, weswegen auf den vorherigen Beschreibungsteil mit den gleichen Bezugszeichen verwiesen wird und lediglich die Unterschiede beschrieben werden. In 1b sind noch zwei AGVs (Automated Guided Vehicle) bzw. FTS (Fahrerloses Transportsysteme) 600, 610 dargestellt. In dieser Ausführungsform der Puffervorrichtung 100 können zwischen den beiden Puffersystemen 101 und 102 AGVs beladen und/oder verfahren und/oder entladen werden. Dazu kann das Umsetzgerät 103 einen speziellen Manipulationskopf aufweisen. Ein Umsetzgerät ist in der 5 beschrieben. Ein Umsetzgerät in der 1b ist in der Lage die Behälterreihen von dem ersten Puffersystem 101 auf das zweite Puffersystem 102 zu verbringen. Hierzu können die Behälterreihen derart manipuliert werden, dass diese angehoben werden von dem ersten Puffersystem 101 und dann auf dem zweiten Puffersystem 102 abgesenkt werden. Auch ein gezieltes Überschieben mittels des Umsetzgeräts 103 wäre denkbar. In einem solchen Fall würden die Behälterreihen gestützt von dem Umsetzgerät von dem ersten Puffersystem 101 auf das zweite Puffersystem 102 verbracht. In der 1b ist das Umsetzgerät derart ausgestaltet, dass der Manipulationskopf des Umsetzgerätes die Behälterreihen derart manipuliert, dass die Behälterreihen kürzer werden. Somit können die verkürzten Behälterreihen auf ein AGV 610 verbracht werden. Dieses Verbringen auf das AGV kann wieder über einen Hebe- und/oder Senkvorgang des Umsetzgerätes 103 ausgeführt werden. Das AGV 610 kann dann im Anschluss eine Packmaschine anfahren und diese bestücken. Während das AGV 600 den Platz von dem vorherigen AGV 610 einnimmt, um die nächsten Behälterreihen aufzunehmen. Jedes AGV weist dazu eine Anzahl Räder, beispielsweise 4 Räder 601, 602, 603, 604 oder eine andere Art des Antriebs, wie einen Kettenantrieb, auf. Mit dieser Ausführungsform ist es somit möglich nicht nur eine Packmaschine über den Auslauf 121, sondern mittels der AGV 600, 610 mehrere unterschiedliche Packmaschinen anzufahren. Das ermöglicht es, flexibler auf unterschiedliche Sorten oder Gebindeformen zu reagieren, wenn die Produktion umgestellt wird.
1c zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie die 1a, weswegen auf den vorherigen Beschreibungsteil mit den gleichen Bezugszeichen verwiesen wird und lediglich die Unterschiede beschrieben werden. Wie auch in der 1b ist in der 1c ein AGV gezeigt. In dieser Ausführungsform ist das AGV 700 in das zweite Puffersystem 102 integriert. Das AGV 700 verfügt auch über einen Antrieb zu Fortbewegung, wie dies bereits für das AGV in 1b beschrieben wurde. Beispielsweise kann es vier Räder 701, 702, 703, 704 (und einen geeigneten Motor, wie einen Elektromotor) umfassen. Das zweite Puffersystem hat hierzu zwei Messerkantenüberschübe 710 und 720, die es den Behälterreihen ermöglichen, die Stöße zwischen den AGV 700 und des zweiten Puffersystems 102 zu überbrücken. Dazu werden die Behälterreihen entweder von dem zweiten Puffersystem 102, wenn dieses als Transportband oder Mattenkette ausgebildet ist, bis zu dem Messerkantenüberschub 710 verbracht. Vom Messerkantenüberschub 710 werden die Behälterreihen dann von dem Auslaufmanipulator 122 auf das AGV 700 verbracht oder in den Auslauf 121. Es wäre auch denkbar (alternativ oder zusätzlich), dass, wenn das zweite Puffersystem 102 eine starre Fläche ist, die Behälterreihen vom Umsetzgerät 103 zu dem Messerkantenüberschub 710 verbracht werden. Von dem Messerkantenüberschub 710 werden die Behälterreihen dann von dem Auslaufmanipulator 122 auf das AGV 700 oder in den Auslauf 121 verbracht. Mit der beschriebenen Vorrichtung in 1c ist auch möglich über das AGV 700 andere Packmaschinen zu bestücken. Das ermöglicht es, flexibler auf unterschiedliche Sorten oder Gebindeformen zu reagieren, beispielsweise wenn die Produktion umgestellt wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Pufferkapazität der Puffervorrichtung und hier insbesondere die Pufferkapazität des ersten und/oder zweiten Puffersystems einstellbar sind.
Hierzu zeigt 2 in den 2a und 2b eine mögliche Ausführungsform.
Wie bereits in der 1 erklärt, werden Behälter über den Einlauf 111 dem ersten Puffersystem mithilfe des Einlaufmanipulators zugeführt. Im ersten Puffersystemen kann bei einer bestimmten Position P1 des Umsetzgeräts und bei gleichzeitig gegebener Transportgeschwindigkeit der Behälter V1 im ersten Puffersystem eine bestimmte Anzahl N1 von Behältern gepuffert werden. Die Anzahl der im zweiten Puffersystem 102 pufferbaren Behälter ist im Wesentlichen abhängig von der Position P2 (Umsetzposition) der Behälter, bei der die Behälter im zweiten Puffersystem ankommen und hängt ferner von der Transportgeschwindigkeit V2 der Behälter ab. Die Anzahl der im zweiten Puffersystem pufferbaren Behälter N2 ist hier schematisch dargestellt.
Es versteht sich, dass auch weitere Parameter, wie beispielsweise die Umsetzfrequenz oder die Anzahl der umgesetzten Behälter und insbesondere die Breite des ersten und zweiten Puffersystems einen Einfluss auf die Pufferkapazität haben können. Im Betrieb der Puffervorrichtung ist jedoch üblicherweise die Breite des ersten und zweiten Puffersystems unveränderbar. Bei gegebenem Behältern ist damit auch die Anzahl der in einer Reihe in den jeweiligen Puffersystemen pufferbaren Behälter vorgeschrieben.
In 2b ist ein Zustand der Puffervorrichtung 100 dargestellt, in dem die Pufferkapazität verändert wurde.
Wie hier zu sehen, ist die erste Umsetzposition P3, an der Behälter aus dem ersten Puffersystem mit dem Umsetzgerät 103 übernommen werden, weiter vom Einlauf 111 entfernt, als dies in der 1 der Fall ist. Damit steht eine größere Fläche im ersten Puffersystem zur Verfügung, um Behälter zu puffern. Gleichzeitig oder alternativ kann eine langsamere Transportgeschwindigkeit vorgesehen sein, sodass die Behälter langsamer entlang des ersten Puffersystems transportiert werden. Beides zusammen oder jede Maßnahme einzelnen kann dazu führen, dass die Anzahl N3 pufferbarer Behälter im ersten Puffersystem 101 größer ist als die Anzahl N1 gemäß 2a.
Analog kann die zweite Umsetzposition P4, mit der Behälter in das zweite Puffersystem 102 eingebracht werden, weiter vom Auslauf 121 entfernt sein, als dies in der 2a der Fall war. Auch hier kann zusätzlich oder alternativ eine reduzierte Transportgeschwindigkeit im zweiten Puffersystem 121 vorgesehen sein. Beide Maßnahmen einzeln oder in Kombination führen zu einer Anzahl N4 der im zweiten Puffersystem pufferbaren Behälter.
Die Summe aus N1 + N2 bzw. N3 + N4 ist als Pufferkapazität zu verstehen.
Es versteht sich, dass beliebige Kombinationen von veränderten Positionen P1 und P2 sowie P3 und P4 sowie der Geschwindigkeiten V1 und V2 sowie V3 und V4 genutzt werden können, um die Pufferkapazität einzustellen.
Steuerungstechnisch am einfachsten ist es, wenn die Umsetzpositionen P1 und P2 bzw. P3 und P4 entlang den Richtungen 173 bzw. 175 identisch sind, das Übernehmen der Behälter aus dem ersten Puffersystem und das Übergeben der Behälter an das zweite Puffersystem also auf derselben „Höhe“ erfolgen. Dann ist nämlich nur eine entsprechend dem Pfeil 174 dargestellte Bewegung (siehe hierzu 1) notwendig.
Die Pufferkapazitäten des ersten und zweiten Puffersystems können aus verschiedenen Gründen verändert werden müssen. So kann beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion stromab der Puffervorrichtung der Behälterdurchsatz (also die Anzahl der Behälter pro Zeiteinheit) stromab der Puffervorrichtung von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert sinken, während der Behälterdurchsatz der am Einlauf eintreffenden Behälter konstant bleibt. Ausgehend von der Gleichheit der Behälterdurchsätze im Einlauf und im Auslauf kann eine anfängliche (nominale) Pufferkapazität K festgelegt werden, die beispielsweise mit bestimmten Transportgeschwindigkeiten und Umsetzpositionen assoziiert ist. Verringert sich das Verhältnis des Behälterdurchsatzes D2 am Auslauf zum Behälterdurchsatz D1 am Einlauf auf das Verhältnis $\frac{D_{2}}{D_{1}} < 1,$
so ist es, um ein Aufstauen der Behälter zu verhindern, notwendig, die Behälterkapazität zu erhöhen. Die Menge der in der Puffervorrichtung zusätzlich zu speichernden Behälter ergibt sich aus $\frac{D_{1}}{D_{2}} < Δ t,$
wobei Δt ein Zeitintervall angibt, das beispielsweise die Gesamtdauer, während der der Behälterdurchsatz D₂ kleiner als der Behälterdurchsatz D₁ ist, angibt. Entsprechend diesem Produkt $\frac{D_{1}}{D_{2}} < Δ t$
muss dann die Pufferkapazität K₁ größer als die Pufferkapazität K sein, also $K_{1} = K Δ t \frac{D_{1}}{D_{2}} .$
Entsprechend dieser neuen Kapazität K₁ kann dann die Anzahl N1 bzw. N2 der in dem ersten Puffersystem und/oder dem zweiten Puffersystem pufferbaren Behälter erhöht werden, indem beispielsweise die Umsetzposition der Behälter vom ersten Puffersystem ins zweite Puffersystem mithilfe des Umsetzgeräts verändert wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Transportgeschwindigkeit V1 oder V2 der Behälter in dem ersten und/oder zweiten Puffersystem reduziert werden, sofern die Behälter in dem ersten Puffersystem und/oder dem zweiten Puffersystem noch auf Lücke (also mit einem Abstand zwischen den Behältern) transportiert werden. Durch Verlangsamen der Transportgeschwindigkeit wird, bei gleichbleibender Transportgeschwindigkeit der Behälter im Einlauf, der Behälterstrom im ersten bzw. zweiten Puffersystem verdichtet bzw. der Abstand zwischen den Behältern verringert, sodass die Anzahl der Behälter pro Flächeneinheit steigt, womit auch die Anzahl N2 bzw. N1 anwächst.
Analog kann natürlich auch die Pufferkapazität reduziert werden, wenn der Behälterdurchsatz im Auslauf gegenüber dem Behälterdurchsatz im Einlauf steigt. Hier sind dieselben Gleichungen, wie sie oben bereits erwähnt wurden, anwendbar. Steigt der Behälterdurchsatz im Auslauf, müssen üblicherweise die Behälter schneller aus dem Puffersystem 102 mit Hilfe des Auslaufmanipulators 122 in den Auslauf 121 überführt werden. Um hier sicherzustellen, dass der Auslaufmanipulator 122 nicht „ins Leere“ greift, also zu einem Zeitpunkt, an dem er Behälter für den erhöhten Durchsatz übernehmen soll, keine Behälter zur Verfügung stehen, kann in einem solchen Fall insbesondere die Transportgeschwindigkeit der Behälter im zweiten Puffersystem erhöht werden.
3 zeigt eine Ausführungsform einer Puffervorrichtung, die das Erkennen und darauf basierende Ausstoßen von beschädigten und/oder umgefallenen Behältern ermöglicht. Dazu ist in Richtung 173 hinter dem ersten Puffersystem 101 ein Ausschussbereich 315 angeordnet, in den Behälter überführt werden können. Alternativ oder zusätzlich dazu kann in Richtung 175 hinter dem zweiten Puffersystem 102 ein Ausschussbereich angeordnet sein, in den Behälter, die beschädigt oder umgefallen sind (oder Ähnliches), aus dem zweiten Puffersystem überführt werden können.
Um zu erkennen, dass eine „Störung“ eines Behälters oder mehrerer Behälter vorliegt, kann eine Störungserkennung, wie beispielsweise die dargestellten optischen Sensoren (Kameras oder ähnliches) 317 für das Puffersystem 101 und 327 für das Puffersystem 102 vorgesehen sein. Je nachdem, ob für jedes Puffersystem ein entsprechender Ausschussbereich vorgesehen ist, sind entsprechende Störungserkennungen und 317 und/oder 327 vorhanden. Diese können mit einer Steuereinheit, wie einem Computer oder der zentralen Steuerung des Puffersystems verbunden sein und es kann eine Bilderkennungseinrichtung (beispielsweise Software) vorgesehen sein, die anhand der von den Sensoren aufgenommenen Bilder erkennt, ob ein oder mehrere Behälter umgefallen sind.
Ist dies der Fall, können mithilfe einer Überschubeinrichtung 316 Behälter aus dem ersten Puffersystem 101 in den ersten Ausschussbereich 315 überführt werden. Die Überschubeinrichtungen 316 kann dabei als Überschubbalken ausgebildet sein, da die Verwendung von Greifern weniger vorteilhaft ist, da umgefallene Behälter von Greifern nicht mehr gezielt gegriffen werden können. Die Überschubeinrichtung 316 kann so ausgebildet sein, dass sie nicht nur einen umgefallenen oder beschädigten Behälter dem Ausschussbereich zuführt, sondern eine ganze Gruppe von Behältern, beispielsweise eine Reihe von Behältern, in der wenigstens ein Behälter umgekippt ist, dem Ausschussbereich zuführt. So werden Leerstellen in Form einzelner Behälter in im Puffersystem zu transportierenden Gruppen von Behältern vermieden und eine eventuell unbeabsichtigte Fehlstellung von Behältern oder Falschgruppierung von Behältern unterbunden. Zu diesem Zweck können die Behälter im ersten Puffersystem in Gruppen (einreihig oder mehrreihig) transportiert werden, wobei eine Gruppe entweder durch das Puffersystem 101 transportiert und von dem Umsetzgerät auf das zweite Puffersystem 102 übertragen wird oder die gesamte Gruppe dem Ausschussbereich zugeführt wird, falls eine Störung in Form eines umgekippten oder beschädigten oder anderweitig gestörten Behälters vorliegt.
Analog kann in dem zweiten Puffersystem 102 vorgegangen werden.
Die jeweiligen Ausschussbereiche können entweder als Container ausgebildet sein, in die die Behälter verbracht werden und in denen sie völlig ungeordnet abtransportiert werden können. Ist eine Verwendung von Behältern aus der dem Ausschussbereich überführten Gruppe von Behältern vorgesehen, für den Fall, dass einige oder mehrere der Behälter nicht beschädigt sind, kann der Ausschussbereich aber auch eine oder mehrere Behälteraufnahmen umfassen, die die Behälter geordnet aufnehmen können, um einen zuverlässigen Weitertransport, beispielsweise zurück in den Einlauf, gewährleisten zu können, sofern die jeweiligen Behälter nicht beschädigt sind.
Entsprechend verhält es sich mit dem Ausschussbereich 325 des zweiten Puffersystems. Hier kann vorgesehen sein, dass die Behälter beispielsweise entweder neu geordnet dem Auslauf 121 zugeführt werden oder neu geordnet erneut dem Einlauf 111 zugeführt werden oder vollständig aussortiert werden.
4 zeigt eine Ausführungsform, mit der der Transport der Behälter zum ersten Puffersystem und/oder der Abtransport von Behältern aus dem zweiten Puffersystem den Anforderungen an den Transport in vorgeschalteten Behälterbehandlungsmaschinen und/oder Transporteinrichtungen oder in nachgeschalteten Behälterbehandlungsmaschinen und/oder Transporteinrichtungen angepasst werden kann. Beispielsweise kann es bevorzugt sein, dass dem ersten Puffersystem im Einlauf Behälter in mehreren Reihen (wenigstens zwei) zugeführt werden, wobei jede Reihe von Behältern die gleiche Anzahl von Behältern aufweist und diese auch möglichst parallel zueinander positioniert sind. Andererseits kann die vorgeschaltete Behälterbehandlungsmaschine so ausgebildet sein, dass aus ihr nur ein einreihiger Transport von Behältern erfolgt.
Zu diesem Zweck kann der Einlauf bzw. Auslauf ein Gassensystem zum Überführen eines einreihigen Transports von Behältern in der Transporteinrichtung 401 auf einen mehrreihigen Transport von Behältern am Ende der Transporteinrichtung 402 (unmittelbar bevor die Behälter an das erste Puffersystem 101 übergeben werden) umfassen.
Um diese Umordnung möglichst einfach zu realisieren, kann vorgesehen sein, dass einzelne Gruppen von Behältern entlang unterschiedlicher Übersetzungsbahnen 411 und 412 transportiert werden. Um die Behälter aus der ersten Transporteinrichtung 401 auf die Übersetzungsbahnen 411 und 412 zu verteilen, kann eine Zuteileinrichtung 413, beispielsweise in Form eines positionseinstellbaren Schiebers vorgesehen sein, so dass abhängig von der Position des Schiebers Behälter entweder der ersten Übersetzungsbahn 411 oder der zweiten Übersetzungsbahn 412 zugeführt werden.
In den einzelnen Übersetzungsbahnen bewegen sich die Behälter bevorzugt mit konstanter Geschwindigkeit, wobei die Transportgeschwindigkeit der Behälter in der ersten Übersetzungsbahn bevorzugt gleich der Transportgeschwindigkeit in der zweiten Übersetzungsbahn ist. Die Übersetzungsbahnen unterscheiden sich jedoch hinsichtlich ihrer Länge. Der Längenunterschied kann so gewählt sein, dass er einem ganzzahligen vielfachen des Durchmessers von mit dem Einlauf transportierten Behältern entspricht. Insbesondere kann diese Längendifferenz so bemessen sein, dass sie der Anzahl der Behälter, die pro Reihe von dem Einlaufmanipulator an das erste Puffersystem übergeben werden, entspricht. Werden beispielsweise pro Reihe zehn Behälter von dem Einlaufmanipulator an das erste Puffersystem übergeben, so kann der Längenunterschied L2 - L1 dem zehnfachen Durchmesser eines Behälters entsprechen. Es versteht sich, dass der Bezug zum Durchmesser nur bei Behältern mit einem kreisrunden Querschnitt möglich ist. Bei Behältern mit nicht rundem Querschnitt kann stattdessen vorgesehen sein, dass anstelle des Durchmessers eine Breite des Behälters in Transportrichtung der Behälter oder in eine Richtung, in der die Behälter aneinander gereiht sind, gewählt wird. Ist im Folgenden vom Durchmesser des Behälters die Rede, so ist auch diese Variante umfasst.
Der ursprüngliche Behälterstrom aus der Transportrichtung 401 wird in einer Ausführungsform so unterteilt, dass eine erste Anzahl von Behältern, die dem ganzzahligen Vielfachen des Durchmessers eines Behälters entspricht, um das die Länge L2 größer als die Länge L1 ist, entlang der zweiten Übersetzungsbahn mit Länge L2 transportiert wird. Die sich unmittelbar daran anschließende nächste Gruppe von Behältern, deren Anzahl gleich der Anzahl der ersten Gruppe von Behältern ist, wird dann durch Betätigen der Zuleiteinrichtung 413 über die erste Übersetzungsbahn mit der Länge L1 geführt. Aufgrund der spezifischen Länge der Übersetzungsbahnen treffen die erste Anzahl aus der zweiten Übersetzungsbahn und die zweite Anzahl aus der ersten Übersetzungsbahn gleichzeitig in der sich anschließenden Transporteinrichtung 402 (beispielsweise der Einlauf) an und bilden dort die vorgesehene, zweireihige Gruppe von Behältern und können so auch gleichzeitig von dem Einlaufmanipulator auf das erste Puffersystem überführt werden.
Es versteht sich, dass bei Durchlaufen dieses Gassensystems von dem Punkt 402 zur einreihigen Transporteinrichtung 401 (also genau mit zeitlicher Umkehr der Bewegungen und Ansteuerung der Zuleiteinrichtung) das Aufteilen eines mehrreihigen Transports von Behältern im Bereich 402 auf einen einreihigen Transporteur möglich wird. Dabei werden (zueinander beabstandete) mehrreihige Gruppen von Behältern dem Transporteur zugeführt, um anschließend als einreihige Anordnung von Behältern transportier zu werden.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Auslauf ein Gassensystem 400 umfasst, das von der zweiten Transporteinrichtung 402 aus, in dem die Behälter dem Auslauf durch den Auslaufmanipulator übergeben werden, durchlaufen wird, während dem Einlauf ein Gassensystem 400 zugeordnet ist, das entsprechend der in 4 beschriebenen Ausführungsform von dem einreihigen Transport 401 auf den mehrreihigen Transport im Bereich 402 durchlaufen wird.
Die Verwendung von lediglich zwei verschiedenen Übersetzungsbahnen ist nicht beschränkend. So können auch 3, 4 oder mehr Übersetzungsbahnen vorgesehen sein, wobei, bei Durchnummerierung der Übersetzungsbahnen von kleinster zu größter Länge, die Längendifferenz ΔL einer gegebenen Übersetzungsbahn zu der ihr unmittelbar vorausgehenden Übersetzungsbahn mit kleinerer Länge stets konstant ist und damit gleich einem ganzzahligen Vielfachen des Durchmessers von Behältern entspricht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gassensystem auch für Behälter mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet werden kann. Zu diesem Zweck kann die Längendifferenz ΔL so gewählt werden, dass sie auch für verschiedene (beispielsweise zwei) verwendete Behältergrößen einem ganzzahligen Vielfachen des Durchmessers der jeweiligen Behälter entspricht. Werden beispielsweise mit dem Gassensystem oder allgemein der Puffervorrichtungen nicht nur Flaschen mit einem Durchmesser von beispielsweise 10cm transportiert, sondern kann auch vorgesehen sein, dass nach einer Umstellung Flaschen mit 5 cm Durchmesser transportiert werden, kann die Längendifferenz ΔL beispielsweise 40cm entsprechen. Dies entspricht dem vierfachen des Durchmessers von Behältern mit 10cm Durchmesser und dem achtfachen des Durchmessers von Behältern mit 5cm Durchmesser, sodass ein entsprechendes Umgruppieren für beide Behälterformate möglich ist
Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Übersetzungsbahnen 411 und 412 (und gegebenenfalls weitere vorgesehene Übersetzungsbahnen) modular ausgebildet sind und mit der ersten Transporteinrichtung 401 und der zweiten Transportrichtung 402 (bzw. dem Einlauf) lediglich durch lösbare Verbindungselemente wie Schrauben oder Klickverbindungen verbunden sind. Sie können so abhängig von der Behältergröße ausgetauscht werden.
5 zeigt eine detailliertere Ausführungsform einer Einrichtung, wie sie im Übersetzungsgerät, oder dem Einlaufmanipulator oder dem Auslaufmanipulator zum Einsatz kommen kann. Die Einrichtung 500 ist hier am Beispiel des Einlaufmanipulators dargestellt. Sie umfasst mehrere Greifereinrichtungen zum Aufnehmen und Greifen von Behältern in Behälteraufnahmen 501 bis 506. Am Beispiel der Behälteraufnahme 506 sind die Greifereinrichtungen näher dargestellt. Die Greifereinrichtungen können zwei oder mehr Greiferelemente 561 bis 563 umfassen, die die Behälter an zumindest jeweils einem Punkt greifen können. Beispielsweise können zwei Greifereinrichtungen 561 und 562 vorgesehen sein, die den Behälter an seinem Tragring greifen. Alternativ können die Greifeinrichtungen auch entsprechend den hier dargestellten Klammerelementen ausgebildet sein, die den Behälter entlang seiner Längsachse an zwei verschiedenen Punkten greifen bzw. berühren. Durch das Einfangen des Behälters zwischen wenigstens zwei Greifereinrichtungen 561 und 563 und gegebenenfalls unter Verwendung einer oder mehrerer weiterer Greifeinrichtungen 562 kann der Behälter positionssicher angehoben und verschoben werden, um beispielsweise vom Einlauf in das erste Puffersystem oder vom ersten Puffersystem in das zweite Puffersystem oder vom zweiten Puffersystem dem Einlauf zugeführt zu werden.
Der Einlaufmanipulator und/oder das Umsetzgerät und/oder der Auslaufmanipulator können auch über ein Greifersystem verfügen, dass ein Umordnen oder Verschieben von Behältern relativ zueinander ermöglicht, sodass die Behälter umgruppiert werden können oder ihre Position ausgetauscht werden kann, um beispielsweise abhängig von einem Aufdruck oder dem eingefüllten Produkt eine bestimmte Gruppierung oder Sortierung von Behältern zu gewährleisten. So kann das Umsetzgerät, beispielsweise ausgebildet sein, Behälter aus dem ersten Puffersystem, in dem sie beispielsweise einreihig mit 30 Behältern pro Reihe transportiert werden, so zu übernehmen, dass sie im zweiten Puffersystem zu Gruppen von jeweils drei Behältern in zwei Reihen gruppiert sind, was dann 5 Gruppen mit jeweils 6 Behältern entspricht. Es versteht sich, dass auch jede andere Anzahl Behälter und jede Kombination aus Anzahl von Gruppen und Reihen von Behältern denkbar ist. In dieser Anordnung können Sie dann beispielsweise an den Auslaufmanipulator übergeben und anschließend einem Verpacker zugeführt werden, der aus diesem gruppierten Behältern Behältergebinde erstellt. Auch andere Ausführungsformen der Formatierung, Gruppierung oder Sortierung sind hier denkbar.
Um dies zu erreichen, kann das Greifersystem relativ zueinander bewegbare Greiferelemente umfassen, wobei bevorzugt die einer Behälteraufnahme (etwa der Behälteraufnahme 506) zugeordneten Greiferelemente als eine Gruppe von Greiferelementen gemeinsam und synchron relativ zu anderen Gruppen von Greiferelementen bewegt werden können. Dazu können den Gruppen von Greiferelementen beispielsweise Führungen zugeordnet sein, entlang denen sie in eine oder mehrere Richtungen bewegt werden können. Ferner können den Gruppen von Greiferelementen geeignete Antriebsmittel, wie ein Stellantrieb, zugeordnet sein, mit denen ein Bewegen der Gruppen von Greiferelementen entlang der Führungen bewirkt werden kann.
Bei den Führungen kann es sich um Langstator-Linearantriebe handeln, die eine oder mehrere stromdurchflossene Spulen umfassen, die ein steuerbares elektromagnetisches Feld entlang des Langstators generieren können. In dieser Ausführungsform umfasst jedes Greiferelement oder zumindest jede Gruppe von Greifern einen Mover, der beweglich entlang des Langstator-Linearantriebs angeordnet ist und mit dem erzeugten elektromagnetischen Feld in Wechselwirkung treten kann. Dazu kann jeder Mover ein Sekundärelement umfassen, welches seinerseits ein ferromagnetisches Material, wie beispielsweise Eisen umfassen kann. Das Sekundärelement tritt dann mit dem elektromagnetischen Feld in Wechselwirkung, wodurch (durch die Lorentz-Kraft) eine Bewegung des Movers entlang des Langstators bewirkt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2015037126 [0003]
EP 2920093 B1 [0004]

Claims

Puffervorrichtung zum Puffern von Behältern, mit einem Einlauf, einem Einlaufmanipulator, einem ersten Puffersystem, einem Umsetzgerät, einem zweiten Puffersystem, einem Auslaufmanipulator und einem Auslauf, wobei Behälter aus dem Einlauf von dem Einlaufmanipulator dem ersten Puffersystem übergeben werden können und in dem ersten Puffersystem entlang einer ersten Richtung transportiert werden können, wobei das Umsetzgerät Behälter aus dem ersten Puffersystem an das zweite Puffersystem übergeben kann und die Behälter im zweiten Puffersystem entlang einer zweiten, zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung transportiert werden können, und die Behälter aus dem zweiten Puffersystem von dem Auslaufmanipulator entnommen und dem Auslauf zugeführt werden können, wobei die Pufferkapazität der Puffervorrichtung einstellbar ist.
Puffervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Einlaufmanipulator ein Greifersystem zum Greifen einer Anzahl von Behältern umfasst; und/oder wobei der Auslaufmanipulator ein Greifersystem zum Greifen einer Anzahl von Behältern umfasst.
Puffervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Umsetzgerät parallel zur ersten und/oder zweiten Richtung beweglich angeordnet ist und die Pufferkapazität durch Einstellen einer Umsetzposition der Behälter durch das Umsetzgerät eingestellt werden kann.
Puffervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Einlaufmanipulator und/oder der Auslaufmanipulator und/oder das Umsetzgerät zum Formatieren und/oder Umgruppieren von Behältern ausgebildet ist.
Puffervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein erster Ausschussbereich, in den Behälter aus dem ersten Puffersystem verbracht werden können, entlang der ersten Richtung nach dem ersten Puffersystem angeordnet ist; und/oder wobei ein zweiter Ausschussbereich, in den Behälter aus dem zweiten Puffersystem verbracht werden können, entlang der zweiten Richtung nach dem zweiten Puffersystem angeordnet ist.
Puffervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Einlauf zum einreihigen Transport von Behältern ausgebildet ist und/oder der Auslauf zum mehrreihigen Transport von Behältern ausgebildet ist.
Puffervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Umsetzgerät ausgebildet ist, Behälter abhängig von einer oder mehreren Eigenschaften umzusortieren und/oder den Abstand von Behältern im ersten Puffersystem und/oder im zweiten Puffersystem zu verändern.
Puffervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Einlauf und/oder der Auslauf ein Gassensystem zum Überführen eines einreihigen Transports von Behältern in einen mehrreihigen Transport von Behältern umfasst, wobei das Gassensystem einen ersten Förderer, in dem Behälter einreihig transportiert werden, und einen zweiten Förderer stromab des ersten Förderers, in dem Behälter in wenigstens zwei zueinander parallelen Reihen transportiert werden, umfasst, wobei zwischen dem ersten Förderer und dem zweiten Förderer wenigstens zwei Übersetzungsbahnen angeordnet sind und wobei eine Zuteileinrichtung vorgesehen ist, die im ersten Förderer transportierte Behälter abwechselnd einer ersten Übersetzungsbahn und einer zweiten Übersetzungsbahn zuführen kann, wobei die Länge L1 der ersten Übersetzungsbahn und die Länge L2 der zweiten Übersetzungsbahn voneinander verschieden sind und die Differenz ΔL = L2 - L1 > 0 einem ganzzahligen Vielfachen von mit dem Einlauf zu transportierenden Behältern entspricht.
Verfahren zum Puffern von Behältern mit einer Puffervorrichtung, die einen Einlauf, einen Einlaufmanipulator, ein erstes Puffersystem, ein Umsetzgerät, ein zweites Puffersystem, einen Auslaufmanipulator und einen Auslauf umfasst, wobei Behälter aus dem Einlauf von dem Einlaufmanipulator dem ersten Puffersystem übergeben werden und in dem ersten Puffersystem entlang einer ersten Richtung transportiert werden, wobei das Umsetzgerät Behälter aus dem ersten Puffersystem an das zweite Puffersystem übergibt und die Behälter im zweiten Puffersystem entlang einer zweiten, zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung transportiert werden, und die Behälter aus dem zweiten Puffersystem von dem Auslaufmanipulator entnommen und dem Auslauf zugeführt werden, wobei die Pufferkapazität der Puffervorrichtung abhängig von einer Anzahl zu puffernder Behälter eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen der Pufferkapazität durch ein Einstellen der Umsetzposition der Behälter von dem ersten Puffersystem in das zweite Puffersystem durch das Umsetzgerät erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Transportgeschwindigkeit der Behälter in dem ersten Puffersystem entlang der ersten Richtung konstant ist und die Transportgeschwindigkeit der Behälter in dem zweiten Puffersystem entlang der zweiten Richtung abhängig von dem Verhältnis variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Einlaufmanipulator und/oder der Auslaufmanipulator und/oder das Umsetzgerät Behälter während des Transports gruppiert und/oder formatiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei eine Störungserkennung vorgesehen ist, die eine Störung wenigstens eines Behälters im ersten und/oder zweiten Puffersystem erkennt und wobei ein Behälter, bei Erkennen einer Störung, aus dem ersten Puffersystem einem ersten Ausschussbereich oder aus dem zweiten Puffersystem einem zweiten Ausschussbereich zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Umsetzgerät Behälter abhängig von einer oder mehreren Eigenschaften umsortiert und/oder den Abstand von Behältern im ersten Puffersystem und/oder im zweiten Puffersystem verändert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Einlauf und/oder der Auslauf ein Gassensystem zum Überführen eines einreihigen Transports von Behältern in einen mehrreihigen Transport von Behältern umfasst, wobei das Gassensystem einen ersten Förderer, in dem Behälter einreihig transportiert werden, und einen zweiten Förderer stromab des ersten Förderers, in dem Behälter in wenigstens zwei zueinander parallelen Reihen transportiert werden, umfasst, wobei zwischen dem ersten Förderer und dem zweiten Förderer wenigstens zwei Übersetzungsbahnen angeordnet sind und wobei eine Zuteileinrichtung vorgesehen ist, die die im ersten Förderer transportierten Behälter abwechselnd einer ersten Übersetzungsbahn und einer zweiten Übersetzungsbahn zuführt, wobei die Länge L1 der ersten Übersetzungsbahn und die Länge L2 der zweiten Übersetzungsbahn voneinander verschieden sind und die Differenz ΔL = L2 - L1 > 0 einem ganzzahligen Vielfachen von mit dem Einlauf transportierten Behältern entspricht, wobei die Zuteileinrichtung zuerst eine Anzahl von Behältern, deren gesamte Länge ΔL entspricht, der zweiten Übersetzungsbahn zuführt und eine zweite, der ersten Anzahl in dem ersten Förderer unmittelbar folgende Anzahl von Behältern der zweiten Übersetzungsbahn zuführt, wobei die erste Anzahl und die zweite Anzahl gleich sind.