DE102020111536B4

DE102020111536B4 - Verfahren zum Entpacken eines Stapels und Vorrichtung dazu

Info

Publication number: DE102020111536B4
Application number: DE102020111536.9A
Authority: DE
Inventors: Knut Oppermann
Original assignee: Vision Tec Patent GmbH; Vision-Tec Patent GmbH
Current assignee: Vision Tec Patent GmbH; Vision-Tec Patent GmbH
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2022-04-14
Anticipated expiration: 2040-04-29
Also published as: DE102020111536A1

Abstract

Verfahren zum Entpacken eines Stapels aus über- und nebeneinander angeordneten Gebinden (101), im Rahmen dessen der Stapel in einem ihn seitlich stabilisierenden Schacht (18) auf einem Hubtisch (16) positioniert und mittels des Hubtischs (16) vertikal verfahren wird, wobei sukzessive jeweils eine vertikal äußerste Gebindelage (110) entnommen und abtransportiert wird, wobei im unteren Randbereich der Schachtwände (181, 182, 183) horizontal wirkende Klemmvorrichtungen angeordnet sind und für jede Entnahme einer Gebindelagea) der Stapel mittels des Hubtischs (16) derart verfahren wird, dass die unmittelbar oberhalb seiner untersten Gebindelage (110) angeordneten Gebinde (101) vertikal im Bereich der Klemmvorrichtungen positioniert sind,b) die Klemmvorrichtungen in besagte Gebinde (101) klemmender Weise betätigt werden,c) der Hubtisch (16) mit der untersten Gebindelage (110) so weit abgesenkt wird, dass diese unterhalb wenigstens einer der Schachtwände (181, 182, 183) freikommt,d) die unterste Gebindelage (110) abtransportiert wird,e) der Hubtisch (16) wieder angehoben wird undf) die Klemmvorrichtungen wieder gelöst werden, sodass eine neue unterste Gebindelage (110) auf dem Hubtisch (16) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtungen als einzeln ansteuerbare Punktklemmvorrichtungen (184) ausgebildet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entpacken eines Stapels aus über- und nebeneinander angeordneten Gebinden, im Rahmen dessen der Stapel in einem ihn seitlich stabilisierenden Schacht auf einem Hubtisch positioniert und mittels des Hubtischs vertikal verfahren wird, wobei sukzessive jeweils eine vertikal äußerste Gebindelage entnommen und abtransportiert wird, wobei im unteren Randbereich der Schachtwände horizontal wirkende Klemmvorrichtungen angeordnet sind und für jede Entnahme einer Gebindelage

a) der Stapel mittels des Hubtischs derart verfahren wird, dass die unmittelbar oberhalb seiner untersten Gebindelage angeordneten Gebinde vertikal im Bereich der Klemmvorrichtungen positioniert sind,
b) die Klemmvorrichtungen in besagte Gebinde klemmender Weise betätigt werden,
c) der Hubtisch mit der untersten Gebindelage so weit abgesenkt wird, dass diese unterhalb wenigstens einer der Schachtwände freikommt,
d) die unterste Gebindelage abtransportiert wird,
e) der Hubtisch wieder angehoben wird und
f) die Klemmvorrichtungen wieder gelöst werden, sodass eine neue unterste Gebindelage auf dem Hubtisch aufliegt.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zum Entpacken eines Stapels aus über- und nebeneinander angeordneten Gebinden, umfassend

- einen vertikalen Schacht mit wenigstens einer öffenbaren Schachtwand,
- einen unter dem Schacht angeordneten Hubtisch,
- einen Horizontalförderer, mittels dessen der zu entpackende Stapel bei geöffneter Schachtwand in den Schacht und auf den Hubtisch positionierbar ist wobei im unteren Randbereich der Schachtwände horizontal wirkende Klemmvorrichtungen angeordnet sind.

Stand der Technik
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung sind bekannt aus der US 3 139 993 A .
Stapelentpacker bzw. sogenannte Depalettierer sind dem Fachmann allgemein bekannt. Sie dienen regelmäßig dazu, auf einem Träger, insbesondere einer Palette, lagenweise gestapelte Gebinde lagenweise zu entnehmen, um sie einer weiteren Behandlung, z.B. einer Sortierung, Reinigung, Befüllung, Verpackung etc. zuzuführen. Insbesondere in der Getränkeindustrie finden derartige Entpacker vielfach Einsatz, um Leergut, welches in auf Paletten gestapelten Flaschenkästen angeliefert wird, zu vereinzeln und der Weiterbehandlung zuzuführen.
Aus der DE 43 29 180 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen ein Gebindestapel, beispielsweise ein Flaschenkastenstapel, auf einer Palette angeliefert wird. Mittels eines Horizontalförderers wird er auf einen Hubtisch positioniert, wobei der Raum oberhalb des Hubtischs durch vertikale Schachtwände seitlich umkammert ist, um einen an die lateralen Dimensionen des Stapels angepassten Schacht zu bilden. Der Schacht dient der seitlichen Stabilisierung des Stapels gegen Lateralkräfte, die während des Entpackens auf den Stapel einwirken können. Eine der Seitenwände ist türartig offenbar, sodass der Stapel aufrecht mittels des Horizontalförderers in den Schacht und auf den Hubtisch gefahren werden kann. Zum Entpacken wird der Stapel mittels des Hubtischs jeweils um die Höhe einer Gebindelage angehoben, sodass die jeweils oberste Gebindelage über den oberen Schachtrand hinausragt. Dort wird die oberste Gebindelage von einem am gesamten Lagenumfang angreifenden Klemmgreifer erfasst und seitlich auf einen Abförderer verschoben.
Aus der eingangsgenannten, gattungsbildenden Druckschrift ist ein ähnliches System zum Entpacken des Stapels nach unten bekannt. Der im Schacht befindliche Stapel wird im Bereich seiner zweituntersten Gebindelage mittels gemeinsam horizontal verfahrbarer Klemmschienen geklemmt. Beim nachfolgenden Absenken des Hubtischs wird die von der Klemmung nicht betroffene, unterste Gebindelage mit abgesenkt, während die alle höheren Gebindelagen aufgrund der Klemmung ihre Vertikalposition halten. Sobald die unterste Gebindelage unter den Schacht freikommt, wird sie seitlich abgefördert. Der Hubtisch wird wieder angehoben und zwar so weit, dass er den Boden der geklemmten Gebindelage, die nun die neue unterste Gebindelage ist, unterstützt. Alsdann werden die Klemmschienen wieder gelöst und der Hubtisch um die Höhe einer Gebindelage nach unten verfahren, wonach das Verfahren wiederholt wird, bis der gesamte Stapel lagenweise entpackt ist.
Aus der FR 2 450 220 A1 ist ein ebenfalls nach unten entpackendes System bekannt, bei dem allerdings anders als bei der vorgenannten Druckschrift eine gesamte, verfahrbare Schachtwand als flächiges Klemmmittel genutzt wird. Bei der FR 2 319 554 A2 erfolgt die Klemmung mittels zweier einander gegenüberliegender und symmetrisch gegeneinander verfahrbarer Schachtwände.
All solche Systeme haben sich für Anwendungen gut bewährt, bei denen in jeder Lage gleichförmige, insbesondere höhengleiche Gebinde zusammengefasst sind. Als Gebindelage sei im Rahmen der vorliegenden Beschreibung eine Nebeneinanderanordnung mehrerer Gebinde mit gleicher Höhenlage ihrer Böden verstanden. Bei einem Stapel aus gleich hohen, zumindest lagenweise gleich hohen, Gebinden besteht der Stapel aus einer bestimmten Anzahl wohldefinierter derartiger Gebindelagen. Diese können zur Erleichterung des seitlichen Abförderns der jeweils obersten bzw. untersten Lage durch ebene Trennelemente, beispielsweise Kartonschichten, voneinander getrennt sein. Diese Art des Stapels stellt die überwiegende Mehrzahl der in der Industrie, insbesondere auch der Getränkeindustrie, zu handhabenden Gebindestapel dar.
Speziell in der Leergutbranche bereiten jedoch sogenannte „Zauberwürfel“ Probleme. Unter einem „Zauberwürfel“ versteht man im Fachjargon ungeordnete, „wild“ zu einem Stapel aufgetürmte Flaschenkästen, meist gefüllt mit Leerflaschen, unterschiedlicher Herkunft und entsprechend unterschiedlicher Form, insbesondere unterschiedlicher Höhe. Leerguthändler erhalten derartige „Zauberwürfel“ regelmäßig von Supermärkten, die Kosten-, Aufwand- und Platzbedarf für eine sortenreine, zumindest kastensortenreine Sortierung und Stapelung scheuen. Die Stabilisierung eines solchen „Zauberwürfels“ erfolgt regelmäßig durch Umwickeln mit Folie. Für die Entpackung eines solchen „Zauberwürfels“ sind das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vorrichtung nicht geeignet. Insbesondere im oberen Bereich des Stapels sind keine abschiebbaren Gebindelagen im hiesigen, oben definierten Sinn vorhanden.
Auch die DE 42 41 165 A1 und die DE 19 59 054 A offenbaren Stapelentpacker, die jeweils lediglich die oberste Gebindelage eines sortenreinen Stapels ergreifen und abtransportieren. Auch sie sind für die Handhabung von „Zauberwürfeln“ nicht geeignet.
Aufgabenstellung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Entpacken von Gebindestapeln zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere auch das Entpacken ungeordneter Stapel aus nicht höhengleichen Gebinden ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine zur automatisierten Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Darlegung der Erfindung
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Klemmvorrichtungen als einzeln ansteuerbare Punktklemmvorrichtungen ausgebildet sind.
Die Aufgabe wird weiter in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 11 dadurch gelöst, dass die Klemmvorrichtungen als einzeln ansteuerbare Punktklemmvorrichtungen ausgebildet sind und weiter eine Steuereinrichtung umfasst und zur automatisierten Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Zunächst sieht die Erfindung vor, den Stapel von unten her zu entpacken. Selbst bei einem völlig ungeordneten Stapel liegen die Böden der untersten Gebinde auf demselben Höhenniveau, bilden also eine definierte Gebindelage im hiesigen, oben definierten Sinn. Besteht die unterste Gebindelage (zufällig) aus höhengleichen Gebinden, bilden auch die unmittelbar darüber gelagerten Gebinde zusammen eine definierte Gebindelage. Hiervon kann jedoch bei beliebig zusammengestellten „Zauberwürfeln“ nicht ausgegangen werden. Gleichwohl unterscheiden sich insbesondere Getränkekästen regelmäßig in der Höhe nur so weit voneinander, dass sich ein Höhenniveau finden lässt, welches oberhalb der Oberkante des höchsten Kastens der untersten Kastenlage und andererseits unterhalb der Oberkante des niedrigsten Kastens der unmittelbar darüber angeordneten Kästen liegt. An dieser Grundannahme setzt die weitere Erfindung an. Im unteren Randbereich der Schachtwände sind erfindungsgemäß in einer gemeinsamen Horizontalebene angeordnete Punktklemmvorrichtungen vorgesehen. Insbesondere kann es sich hierbei um horizontal und senkrecht zu den Schachtwänden bewegbare Kolben handeln. Die Kolben können pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angetrieben sein. Auch schwenkbare Klemmeinheiten sind denkbar. Hinsichtlich ihrer Höhenlage können die Punktklemmvorrichtungen geringfügig über oder unterhalb der Unterkanten der Schachtwände angeordnet sein. Ihre exakte Höhenlage ist nicht erfindungswesentlich, da die Relativlage des Stapels zu der Horizontalebne der Punktklemmvorrichtungen durch die Positionierung des Hubtischs weitgehend frei eingestellt werden kann. Mit diesen Punktklemmvorrichtungen ist es möglich, den Stapel innerhalb des Schachtes festzuklemmen, sodass alle oberhalb der Klemmebene angeordneten Gebinde relativ zum Schacht fixiert sind. Die unterhalb der Klemmebene angeordneten Gebinde sind von dieser Klemmung jedoch nicht betroffen. Sie können daher einer Absenkbewegung des Hubtischs folgen.
Wird also durch entsprechende Positionierung des Hubtischs vor Betätigung der Punktklemmvorrichtungen die Klemmebene auf ein Niveau oberhalb der untersten Gebindelage und im Bereich der unmittelbar darüber angeordneten Gebinde gelegt und die Punktklemmvorrichtungen sodann geschlossen, kann durch Absenken des Hubtischs exakt die unterste Gebindelage vom Stapel getrennt werden. Wird der Hubtisch dabei so weit abgesenkt, dass die unterste Gebindelage unter der Unterkante wenigstens einer Schachtwand frei kommt, kann sie, beispielsweise mittels eines Horizontalförderers, (seitlich, vorwärts oder rückwärts) abgefördert werden.
Öffnen der Punktklemmvorrichtungen führt sodann zu einem Nachrutschen der bis dato im Schacht fixierten Gebinde, wobei die untersten Gebinde mit ihren Unterseiten auf dem Hubtisch zum Liegen kommen und dort erneut eine unterste Gebindelage im hiesigen Sinne bilden. Um bei einem solchen Nachrutschen Schäden und Verklemmungen zu vermeiden, wird der Hubtisch vor dem Öffnen der Punktklemmvorrichtungen zunächst wieder angehoben. Dieses Wiederanheben kann so weit erfolgen, dass der Hubtisch die Unterseite des am tiefsten positionierten Gebindes des verbliebenen Stapels kontaktiert. Diese Ausführungsform minimiert die durch das Nachrutschen zu überwindenden Wege, was zugleich die Gefahr von Schäden und Verklemmungen minimiert. Allerdings erfordert diese Ausführungsform eine wie auch immer geartete Detektion besagter Kontaktstellung. Alternativ kann der Hubtisch beim Wiederanheben auch in eine standardmäßig vorgegebene Position, insbesondere in seine Position vor dem vorangehenden Absenken, rücküberführt werden. Bei dieser Ausführungsform ist keine Kontaktdetektion erforderlich und die maximale Fallhöhe der Gebinde beim Nachrutschen ist auf die Höhe einer Gebindelage reduziert. Diese Ausführungsform stellt daher einen unter wirtschaftlichen Aspekten guten Kompromiss dar. Weiter alternativ kann der Hubtisch beim Wiederanheben auch um eine voreingestellte, kleinstmögliche Gebindehöhe höher als seine Position vor dem vorangehenden Absenken rücküberführt werden. Auch bei dieser Variante ist keine Kontaktdetektion erforderlich; die Fallhöhe der Gebinde beim Nachrutschen ist jedoch weiter reduziert. Diese Ausführungsform stellt unter wirtschaftlichen Aspekten wahrscheinlich den optimalen Kompromiss dar.
Eine im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auftretende Herausforderung besteht darin, die geeignete Klemmebene zu bestimmen. Grundsätzlich kann dies durch Ausprobieren erfolgen. Hierbei wird zunächst auf einer mutmaßlich zu niedrigen Ebene, d.h. im Bereich der untersten Gebindelage, geklemmt. Der Hubtisch wird dann ohne Gebinde abgesenkt, was leicht durch einen geeigneten Sensor, beispielsweise einen unterhalb des Schachtes angeordneten Horizontalschlitzsensor, detektiert werden kann. Der Hubtisch wird alsdann wieder angehoben, die Punktklemmvorrichtungen gelöst, die Klemmebene durch Absenken des Hubtischs nach oben verlagert und der Stapel auf der neuen Höhe erneut geklemmt. Dieses Ausprobieren kann so lange wiederholt werden, bis die unterste Gebindelage gemeinsam mit dem Hubtisch abgesenkt wird. Ein solches Ausprobieren ist jedoch zeit- und damit kostenintensiv.
Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass der Stapel mittels einer optischen Lagenhöhenmessvorrichtung vermessen wird, um zumindest die Höhe der untersten Gebindelage zu messen, wobei die Bewegung des Hubtischs in Abhängigkeit von dem Ergebnis besagter Lagenhöhenmessung erfolgt. Eine solche Lagenhöhenmessung kann jeweils vor Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen, wobei jeweils die Höhe der aktuell untersten Gebindelage gemessen wird. Dies setzt allerdings die Anordnung der optischen Lagenhöhenmessvorrichtung innerhalb des Schachtes voraus, was aus räumlichen Gründen sowie aus Gründen der Beschädigungs- und Verschmutzungsgefahr problematisch sein kann.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die Lagenhöhenmessung vor dem Positionieren des Stapels auf dem Hubtisch erfolgt. Mit anderen Worten durchläuft der Stapel vor seiner Einbringung in den Schacht besagte Lagenhöhenmessung. Eine solche optische Lagenhöhenmessung kann beispielsweise mittels Kameras und geeigneter Bildauswertungssoftware erfolgen. Je nach Komplexität der nachgeschalteten Auswerteeinheit bzw. ihrer Programmierung kann bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass für alle zum Abbau des Stapels erforderlichen Gebindelagen-Entnahmevorgänge die Zusammensetzung der jeweils untersten Gebindelage antizipiert und ihre prospektive Lagenhöhe ermittelt wird. Wie eingangs erläutert, bildet nur die jeweils unterste Gebindelage zuverlässig eine Gebindelage im hier verwendeten Sinne. Die darüber angeordneten Gebinde bilden hingegen nicht zwingend definierte Gebindelagen. Gleichwohl kann eine geeignete Algorithmik, die die von außen sichtbaren Gebindegrenzen zu erkennen vermag, rechnerisch abschätzen, wie sich der Stapel durch das Nachrutschen nach Entnahme der jeweils untersten Gebindelage verändert. Entsprechend können für jeden Verfahrensdurchlauf die Zusammensetzung der jeweils untersten Gebindelage abgeschätzt und der Hubtisch entsprechend angesteuert werden.
Da eine solche Abschätzung keine 100%ig sichere Vorhersage bzw. eine bei jedem Verfahrensdurchlauf erneut durchgeführte Lagenhöhenmessung der jeweils untersten Gebindelage ersetzen kann, ist bevorzugt eine Überprüfung der Richtigkeit der Abschätzung, d.h. eine Überprüfung der korrekten Lage der Klemmebene vorgesehen. Eine solche Überprüfung kann, wie oben im Rahmen des experimentellen Ansatzes erläutert, durch faktisches Überprüfen erfolgen, ob tatsächlich die unterste Gebindelage vom Stapel getrennt wird. Hierzu ist bevorzugt der bereits erwähnte optische Horizontalschlitzdetektor vorgesehen. Mit diesem kann, unabhängig von der konkreten Ausführungsform, grundsätzlich das Freikommen der untersten Gebindelage unterhalb des Schachtes detektiert werden, was auch als allgemeine Sicherheitsmaßnahme bevorzugt vorgesehen ist.
Die bisherige Beschreibung konzentrierte sich auf die Fixierung des oberen Teils des Stapels allein mittels der Punktklemmvorrichtungen im unteren Randbereich der Schachtwände. Dies ist grundsätzlich auch ausreichend. Aus Sicherheitsgründen ist jedoch bei einer generell bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Schachtwände aufeinander zu verfahrbar sind und im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch aufeinander zu verfahren werden, um oberhalb der mittels der Punktklemmvorrichtungen geklemmten oder zu klemmenden Gebinde angeordnete Gebinde mittels einer Flächenklemmung zu klemmen. Hierdurch wird erreicht, dass die oberen Gebinde nicht nur durch ihre vertikale Abstützung auf den punktgeklemmten Gebinden im Schacht fixiert sind. Vielmehr erhält auch der obere Stapelbereich eine eigene, kraftschlüssige Klemmung. In Fällen beispielsweise, in denen ein klemmendes Gebinde bricht oder schlicht nicht vorhanden ist, sodass die entsprechende Punktklemmvorrichtung nicht wirksam werden kann, verhindert eine Flächenklemmung der oberen Gebinde ein Zusammenstürzen des gesamten Stapels. Zudem kann nach dem Lösen der Punktklemmvorrichtung das Nachrutschen des oberen Stapelteils besser dosiert durchgeführt werden, um Schäden oder Verklemmungen noch zuverlässiger vermieden werden. Der Begriff der Flächenklemmung ist hier weit zu verstehen und bezieht sich auf die durch die Gesamtverschiebung der Schachtwände erzeugte Klemmung. Auch Ausführungsformen, in denen die Schachtwände mit kleinflächigen Klemmbacken versehen sind, die aber durch die Gesamtbewegung der jeweiligen Schachtwand nicht einzeln, sondern gemeinsam bewegt werden, sollen unter den Begriff der Flächenklemmung im hiesigen Sinne fallen.
Der Fachmann wird verstehen, dass in Fällen, in denen die Anordnung der eigentlich punktuell zu klemmenden Gebinde (zufällig) bereichsweise oder vollumfänglich in lateraler Richtung über alle übrigen Gebindeschichten hinausragen, besagte Flächenklemmung einzelne oder alle Punktklemmungen während dieses Verfahrensdurchlaufs ersetzen kann. Alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in diesen Fällen allerdings auch so angesteuert werden, dass die Schachtwände nicht bis zur vollständigen Flächenklemmung zugefahren und verbleibende Abstände mittels der Punktklemmvorrichtungen überwunden werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
Figurenliste
Es zeigen:

1: eine schematische Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stapelentpackvorrichtung,
2: eine Seitenansicht der Vorrichtung von 1,
3: eine schematische Darstellung eines ersten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
4: eine schematische Darstellung eines zweiten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
5: eine schematische Darstellung eines dritten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
6: eine schematische Darstellung eines vierten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
7: eine schematische Darstellung eines fünften Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
8: eine schematische Darstellung eines sechsten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
9: eine schematische Darstellung eines siebten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
10: eine schematische Darstellung eines achten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
11: eine schematische Darstellung eines neunten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
12: eine schematische Darstellung eines zehnten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
13: eine schematische Darstellung eines elften Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
14: eine schematische Darstellung eines zwölften Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens,
15: eine schematische Darstellung eines dreizehnten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens sowie
16: eine schematische Darstellung eines vierzehnten Schrittes einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stapelentpackverfahrens.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
1 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stapelentpackvorrichtung 10 in Draufsicht. 2 zeigt in ähnlich schematisierter Weise dieselbe Stapelentpackvorrichtung 10 in Seitenansicht. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Anförderer 12 und einen Abförderer 14, die, wie insbesondere in 2 erkennbar, auf unterschiedlichen Höhenniveaus verlaufen. Die Förderer 12, 14 können beispielsweise als Band-, Rollen- oder Kettenförderer ausgebildet sein. Bei der dargestellten Ausführung sind die Förderer 12, 14 in linearer Fortsetzung zueinander angeordnet. Dies ist jedoch für die Erfindung nicht zwingend. Denkbar ist ohne weiteres auch eine winklige Anordnung der Förderer 12, 14 zueinander. In jedem Fall führt der Anförderer 12 zu einem Hubtisch 16 hin, wohingegen der Abförderer 14 vom Hubtisch 16 wegführt.
Oberhalb des Hubtischs 16 ist ein Klemmschacht 18 angeordnet, der bei der gezeigten Ausführungsform zwei parallel zu den Förderern 12, 14 ausgerichtete Seitenwände 181 und senkrecht dazu ausgerichtete, schwenkbare Türe 182, 183 aufweist. Die Seitenwände 181 und die Türen 182, 183 bilden im geschlossenen Zustand die Schachtwände des Klemmschachtes 18. Die auf Seiten des Anförderers 12 angeordneten Vordertüren 182 erlauben es, einen zu entpackenden Gebindestapel in aufrechter Stellung horizontal mittels des Anförderers 12 in den Klemmschacht 18 einzufahren. Die bei der dargestellten Ausführungsform zusätzlich vorhandenen Hintertüren 183 erlauben eine erleichterte Räumung des Klemmschachtes 18 im Fall einer Störung. Bei störungsfreiem Betrieb sind sie nicht erforderlich und können im Prinzip dauerhaft geschlossen bleiben. Sowohl die Seitenwände 181 als auch die Türen 182, 183 im geschlossenen Zustand sind entlang ihrer Flächennormalen motorisch bewegbar. Hierdurch lässt sich ein auf dem Hubtisch 16 positionierter Gebindestapel flächig klemmen. Zusätzlich weisen sowohl die Seitenwände 181 als auch die Türen 182, 183 in ihrem unteren Randbereich Punktklemmvorrichtungen 184 auf, die besonders bevorzugt als einzeln ansteuerbare Kolben, beispielsweise pneumatische, hydraulische oder elektrische Kolben, ausgebildet sein können. Erfindungswesentlich ist ihre einzelne Ansteuerbarkeit, die es erlaubt, im Gegensatz bzw. zusätzlich zu einer von den Seitenwänden 181 und den Türen 182, 183 ausgeübten Flächenklemmung eine individuelle Punktklemmung zu bewirken.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist vor dem Klemmschacht 18 im Bereich des Anförderers 12 ein gestrichelt dargestellter Inspektionsplatz 20 vorgesehen, an welchem zu entpackende Gebindestapel mittels einer optischen Inspektionseinheit 301, die insbesondere als Lagenhöhenmessvorrichtung genutzt werden kann, inspiziert werden können.
Die 3 bis 16 illustrieren in stark schematisierter Weise die einzelnen Schritte eines besonders bevorzugten, erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entpacken eines auf einer Palette 22 angelieferten Gebindestapels 100. Speziell kann es sich bei den Gebinden 101 um Flaschenkästen handeln. Der Gebindestapel 100 ist, um die besondere Stärke des erfindungsgemäßen Verfahrens zu demonstrieren, als sogenannter „Zauberwürfel“ dargestellt, der aus Gebinden 101 unterschiedlicher Größe und in weitgehend zufälliger Anordnung besteht.
3 zeigt den Gebindestapel 100 auf dem Anförderer 12, insbesondere am Inspektionsplatz 20, wo er von der Inspektionsvorrichtung 201 inspiziert wird. Speziell geht es bei dieser Inspektion um die Ermittlung der Lagenhöhe der untersten Gebindelage 110 sowie einer Abschätzung der Lagenhöhe der jeweils untersten Gebindelage 110 in späteren Verfahrensschritten.
Nach der Inspektion wird der Gebindestapel 100 auf den Hubtisch 16 gefahren, wobei seine Palette 22 auf dem Hubtisch 16 aufliegt und die Gebinde 101 in den Klemmschacht 18 hineinragen. Zum Einfahren in den Klemmschacht 18 sind die Türen 182, 183, insbesondere die Eingangstür 182, geöffnet und die Seitenwände 181 in ihre Rückzugsstellung verfahren, sodass dem Einführen des Stapels 100 in den Klemmschacht 18 kein Wiederstand entgegengesetzt wird. Ebenso wie die Seitenwände 181 befinden sich auch die Punktklemmvorrichtungen 184 im unteren Randbereich der Seitenwände 181 und der Türen 182, 183 in ihrer Rückzugsstellung. Im Anschluss werden, wie in 5 gezeigt, die Türen 182, 183 geschlossen. Der Fachmann wird verstehen, dass die Darstellungen der 5 bis 16 Schnittdarstellungen sind, die die Seitenwände 181 nicht mehr zeigen.
Im Anschluss wird, wie in 6 dargestellt, der Gebindestapel 100 sowohl flächig als auch im Bereich seiner untersten Gebindelage 110 punktuell geklemmt. Hierzu werden die Türen 182, 183 sowie die Seitenwände 181, wie durch die weißen Pfeile angedeutet, aufeinander zu verfahren. Ein eventuell auf Höhe der untersten Gebindelage 110 befindlicher Spalt zu Seitenwänden 181 und/oder Türen 182, 183 wird durch entsprechenden, individuellen Vorschub der einzeln ansteuerbaren Punktklemmvorrichtungen 184 überbrückt (schwarze Pfeile). Hierdurch wird, wie durch die zwischen den jeweiligen Klemmbereichen erstreckten Doppelpfeile angedeutet, der Stapel 100 in sich verspannt und im Klemmschacht 18 geklemmt. Während die Wirkung und Stärke der durch die Seitenwände 181 und die Türen 182, 183 ausgeübten Flächenklemmung stark von der speziellen Struktur des Gebindestapels 100 abhängt, wird durch die ringförmig innerhalb einer gemeinsamen Horizontalebene ansetzenden Punktklemmvorrichtungen 184 eine zuverlässige Klemmung wenigstens der untersten Gebindelage 110 gewährleistet.
Im Anschluss wird, wie in 7 dargestellt, der Hubtisch 16 abgesenkt. Mit ihm senkt sich die Palette 22 ab, während der Gebindestapel 100 geklemmt im Klemmschacht 18 verbleibt.
Im Anschluss kann, wie in 8 dargestellt, die Palette 22 mittels des Abförderers entfernt werden.
Danach wird, wie in 9 dargestellt, der Hubtisch 16 wieder angehoben, vorzugsweise bis er die Unterseite der nach wie vor geklemmten, untersten Gebindelage 110 kontaktiert.
Im Anschluss wird, wie in 10 dargestellt, die Klemmung - und zwar sowohl die Punkt- als auch die Flächenklemmung - aufgehoben. Hierzu werden die Punktklemmvorrichtungen 184 in ihre Rückzugsstellung rücküberführt. Die Seitenwände 181 und die Türen 182, 183 werden ebenfalls in ihre Rückzugstellungen rücküberführt. Der Gebindestapel 100 ruht nun mit seinem gesamten Gewicht auf dem Hubtisch 16.
11 zeigt, wie der Hubtisch 16 danach abgesenkt wird. Diese Absenkung erfolgt um einen Betrag, der geringfügig größer ist als die (maximale) Höhe der untersten Gebindelage 110. Insbesondere soll es den Punktklemmvorrichtungen 184 dadurch ermöglicht werden, ausschließlich an Gebinden 101 anzugreifen, die unmittelbar über der untersten Gebindelage 110 positioniert sind. Die Information zur Lagenhöhe der untersten Gebindelage 110 sowie der Höhe der darüber angeordneten Gebinde 101 stammt bevorzugt aus der in 3 illustrierten Lagenhöhenmessung.
Wie in 12 dargestellt, wird der Gebindestapel 100 im Anschluss analog der in 6 illustrierten Klemmung erneut geklemmt, wobei jedoch die Punktklemmvorrichtungen 184 nicht im Bereich der untersten Gebindelage 110, sondern im Bereich der unmittelbar darüber angeordneten Gebinde 110 ansetzt. Entsprechend wird der obere Teil des Gebindestapels 100, d.h. ohne die unterste Gebindelage 110, geklemmt und somit im Klemmschacht 18 fixiert.
Das nachfolgende, in 13 illustrierte Absenken des Hubtischs 16 führt daher zu einem Absenken der untersten Gebindelage 110, die, wie in 14 illustriert, dann mittels des Abförderers entfernt werden und einer weiteren Bearbeitung, beispielsweise einer Vereinzelung und/oder Sortierung, zugeführt werden kann.
15 illustriert das nachfolgende Wiederanheben des Hubtisches 16. Vorzugsweise wird er so weit angehoben, bis er die Unterseite des am tiefsten positionierten Gebindes 101 des verbleibenden Gebindestapels 100 kontaktiert. Alternativ kann der Hubtisch auch in eine anderweitig bestimmte, tiefere Stellung angehoben werden.
In jedem Fall führt das in 16 illustrierte, anschließende Öffnen der Klemmung (analog 10) zu einem Nachrutschen der Gebinde 101 des verbleibenden Gebindestapels 100, wobei sich die am tiefsten im Stapel 100 positionierten Gebinde 101 auf der Oberfläche des Hubtischs 16 zu einer neuen untersten Gebindelage 110 formieren. Durch weiteren, mehrfachen Durchlauf der in den 11 bis 16 illustrierten Schritte kann sodann der gesamte Stapel 100 sukzessive abgebaut werden.
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere eignen sich Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Entpacken von geordneten wie auch ungeordneten Stapeln einheitlicher oder unterschiedlicher Gebindegrößen, angeliefert mit oder ohne Trägerpalette. Der Fachmann wird insbesondere erkennen, dass bei der Trennung des Stapels von seiner Palette keine grundlegende Abweichung vom Vorgehen im Rahmen der Schritte zur Abtrennung der jeweils untersten Gebindelage erforderlich ist; Vielmehr wird in solchen Fällen die Palette von der Steuerung als eine spezielle „unterste Gebindelage“ interpretiert.
Bezugszeichenliste

10: Stapelentpackvorrichtung
12: Anförderer
14: Abförderer
16: Hubtisch
18: Klemmschacht
181: Seitenwand von 18 / Schachtwand
182: Vordertür von 18 / Schachtwand
183: Hintertür von 18 / Schachtwand
184: Punktklemmvorrichtung
20: Inspektionsplatz
201: Inspektionsvorrichtung/Lagenhöhenmessvorrichtung
22: Palette
100: Gebindestapel
101: Gebinde
110: unterste Gebindelage

Claims

Verfahren zum Entpacken eines Stapels aus über- und nebeneinander angeordneten Gebinden (101), im Rahmen dessen der Stapel in einem ihn seitlich stabilisierenden Schacht (18) auf einem Hubtisch (16) positioniert und mittels des Hubtischs (16) vertikal verfahren wird, wobei sukzessive jeweils eine vertikal äußerste Gebindelage (110) entnommen und abtransportiert wird, wobei im unteren Randbereich der Schachtwände (181, 182, 183) horizontal wirkende Klemmvorrichtungen angeordnet sind und für jede Entnahme einer Gebindelage a) der Stapel mittels des Hubtischs (16) derart verfahren wird, dass die unmittelbar oberhalb seiner untersten Gebindelage (110) angeordneten Gebinde (101) vertikal im Bereich der Klemmvorrichtungen positioniert sind, b) die Klemmvorrichtungen in besagte Gebinde (101) klemmender Weise betätigt werden, c) der Hubtisch (16) mit der untersten Gebindelage (110) so weit abgesenkt wird, dass diese unterhalb wenigstens einer der Schachtwände (181, 182, 183) freikommt, d) die unterste Gebindelage (110) abtransportiert wird, e) der Hubtisch (16) wieder angehoben wird und f) die Klemmvorrichtungen wieder gelöst werden, sodass eine neue unterste Gebindelage (110) auf dem Hubtisch (16) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtungen als einzeln ansteuerbare Punktklemmvorrichtungen (184) ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schachtwände (181, 182, 183) aufeinander zu verfahren werden, um oberhalb der mittels der Punktklemmvorrichtungen (184) geklemmten oder zu klemmenden Gebinde (101) angeordnete Gebinde (101) mittels einer Flächenklemmung zu klemmen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Freikommen der untersten Gebindelage (110) unterhalb der Schachtwände (181, 182, 183) mittels eines unterhalb der Schachtwände (181, 182, 183) angeordneten, optischen Horizontalschlitzdetektors detektiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wiederanheben der Hubtisch (16) soweit angehoben wird, dass er die Unterseite des am tiefsten positionierten Gebindes (101) des Stapels kontaktiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wiederanheben der Hubtisch (16) in seine Position vor dem vorangehenden Absenken rücküberführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wiederanheben der Hubtisch (16) in eine Position rücküberführt wird, die um eine voreingestellte, minimale Gebindehöhe höher liegt als seine Position vor dem vorangehenden Absenken.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionieren des Stapels auf dem Hubtisch (16) mittels eines Horizontalförderers (12) erfolgt, wobei eine öffenbare Wand des Schachtes (18) als Eingangstür (182) zum horizontalen Einfahren des Stapels in den Schacht (18) geöffnet und danach geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel mittels einer optischen Lagenhöhenmessvorrichtung (201) vermessen wird, um zumindest die Höhe der untersten Gebindelage (110) zu messen, wobei nachfolgende Bewegungen des Hubtischs (16) in Abhängigkeit von dem Ergebnis besagter Lagehöhenmessung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils vor Schritt a die Höhe der aktuell untersten Gebindelage (110) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagehöhenmessung vor dem Positionieren des Stapels auf dem Hubtisch (16) erfolgt, wobei für alle zum Abbau des Stapels erforderlichen Gebindelagen-Entnahmevorgänge die Zusammensetzungen der jeweils untersten Gebindelage (110) antizipiert und ihre prospektive Lagenhöhe ermittelt wird.
Vorrichtung zum Entpacken eines Stapels aus über- und nebeneinander angeordneten Gebinden (101), umfassend - einen vertikalen Schacht (18) mit wenigstens einer offenbaren Schachtwand (181, 182, 183), - einen unter dem Schacht (18) angeordneten Hubtisch (16), - einen Horizontalförderer (12), mittels dessen der zu entpackende Stapel bei geöffneter Schachtwand (182) in den Schacht (18) und auf den Hubtisch (16) positionierbar ist, wobei im unteren Randbereich der Schachtwände (181, 182, 183) horizontal wirkende Klemmvorrichtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtungen als einzeln ansteuerbare Punktklemmvorrichtungen (184) ausgebildet sind und weiter eine Steuereinrichtung umfasst und zur automatisierten Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schachtwände (181, 182, 183) motorisch aufeinander zu bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Schachtwände (181, 182, 183) ein optischer Horizontalschlitzdetektor angeordnet ist, mittels dessen das Vorhandensein eines unterhalb der Schachtwände (181, 182, 183) befindlichen Horizontalschlitzes detektierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass weiter eine Lagenhöhenmessvorrichtung (201) umfasst ist, mittels derer zumindest die Höhe der untersten Gebindelage (110) des zu entpackenden Stapels messbar ist.