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Die
Anmeldung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gruppieren
von Gegenständen, insbesondere
von Packungen, welche von einer Transporteinrichtung einer Gruppiereinheit
zugeführt werden,
um dort eine Gruppe von Gegenständen
zu bilden. Diese Gruppe kann dann auf unterschiedliche Weise verpackt
werden. So kann sie z. B. in einen Karton gesetzt werden oder auf
ein Tray. Es können auch
mehrere Gruppen aufeinander in einen Karton gebracht werden, um
den Karton mit mehreren Lagen von Gegenständen zu befüllen. Es ist insbesondere üblich, mehrere
Lagen von befüllten
Faltschachteln in einen Karton zu bringen. Dabei kann eine Lage aus
einer einzigen Gruppe von Faltschachteln bestehen. Es können aber
auch zwei oder mehr Gruppen nebeneinander gesetzt werden, um eine
Lage zu bilden.
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Es
ist bekannt, jeweils eine bestimmte Anzahl an Faltschachteln, die
von einem Förderband zugeführt werden,
an einer Gruppiereinheit zu stauen. Die dadurch erzeugte Gruppe
wird mittels eines von oben auf die Gruppe gesetzten Greifers angehoben
und in einen Karton gesetzt. Die Faltschachteln werden dabei bezüglich ihrer
Ausrichtung nicht verändert.
Aufrecht stehende Faltschachteln gelangen aufrecht in den Karton.
Im Falle einer Zuführung
liegender Faltschachteln werden Lagen bzw. Gruppen erzeugt, bei
denen die Faltschachteln liegend in den Karton gelangen.
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Die
bekannte Technik hat den Nachteil, dass die mit einer bestimmten
Ausrichtung ankommenden Gegenstände
nicht wahlweise in dieser oder in einer anderen Ausrichtung in einen
Karton gesetzt werden können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diesen Nachteil zu beseitigen.
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Gelöst ist diese
Aufgabe gemäß den Ansprüchen 1 und
10. Danach weist eine Transporteinrichtung, welche Gegenstände zuführt, in
einer über
einer Gruppiereinheit befindlichen Höhe eine Abwurfstelle zum nacheinander
Abwerfen der Gegenstände auf
die Gruppiereinheit auf. Die Gruppiereinheit wird relativ zur Abwurfstelle
derart bewegt, dass die Gegenstände
nacheinander auf die Gruppiereinheit gelangen, um dort eine Gruppe
von Gegenständen
zu bilden. Eine Steuereinrichtung ist dazu vorgesehen, die Gruppereinheit
jeweils um den Betrag einer dort vorhandenen horizontalen Gegenstandserstreckung weiterzubewegen,
so dass die Gegenstände
nebeneinander auf der Gruppiereinheit landen und so die Gruppe bilden.
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Ein
Antrieb der Transporteinrichtung ist wahlweise derart bezüglich der
Transportgeschwindigkeit ansteuerbar, dass die Gegenstände entweder
mit relativ hoher horizontaler Abwurfgeschwindigkeit an der Abwurfstelle über eine
nach unten gerichtete Krümmung
abgeworfen werden, um in gleicher Ausrichtung auf der Gruppiereinheit
zu landen, wie ihre Ausrichtung auf der Transporteinrichtung war,
insbesondere liegend, oder mit relativ niedriger horizontaler Abwurfgeschwindigkeit
abgeworfen werden, um verursacht durch die Krümmung zunächst eine 90 Grad-Drehung um
den eigenen Schwerpunkt um 90 Grad auszuführen, und um dann derart gedreht,
insbesondere stehend, auf der Gruppiereinheit zu landen.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass durch eine vorgewählte Transportgeschwindigkeit
bestimmt werden kann, ob ein liegend ankommender Gegenstand liegend
oder stehend gruppiert wird. Entweder ist der Gegenstand so schnell,
dass er die Krümmung
in horizontaler Richtung passiert, ohne dass diese auf ihn wirken
kann. Dann behält
er seine Ausrichtung. Oder er ist relativ langsam und führt somit
eine Bewegung aus, bei welcher er über die Krümmung rutscht oder entlang
dieser weitertransportiert wird. Dann erfährt er eine Schwenkbewegung,
welche ihn um 90 Grad um den eigenen Schwerpunkt dreht, bevor er
auf der Gruppiereinheit landet. Während also liegend ankommende
Packungen mit hoher horizontaler Geschwindigkeitskomponente zur
Gruppiereinheit befördert
werden, um dort liegend anzukommen, ist diese Beförderungsgeschwindigkeit
für Packungen,
die liegend ankommen und stehend an der Gruppiereinheit landen sollen, geringer.
Dies führt
in letzterem Fall nicht zu einer geringeren Verpackungsgeschwindigkeit,
wenn man den Abstand zwischen den einzelnen ankommenden Packungen
verringert.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den
Ansprüchen
2 bis 9 beschrieben.
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Die
Krümmung
an der Abwurfstelle ist einfach und kostengünstig zu realisieren, wenn
gemäß Anspruch
2 die Transporteinrichtung ein umlaufendes Förderband ist, welches an der
Abwurfstelle an einer Umlenkrolle um 180 Grad umgelenkt wird. Dabei
entspricht die Krümmung
der Umlenkrolle bzw. der umgelenkten Transporteinrichtung den Anforderungen
an eine Krümmung
zum Drehen eines Gegenstandes.
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Da
bei der vorgeschlagenen Vorrichtung die Auftreffstelle der Gegenstände auf
der Gruppiereinheit im Regelfall gleich ist, kann eine Gruppe von dicht
nebeneinander positionierten Gegenständen in sicherer Weise erreicht
werden, wenn die Gruppiereinheit einen in horizontaler Richtung
verfahrbaren Rahmen enthält,
welcher vorzugsweise an einem von der Abwurfstelle weg gelegenen
Ende eine Begrenzung aufweist (Anspruch 3). Der Rahmen wird zur
Aufnahme jeweils eines Gegenstandes um eine Gegenstandsbreite weitergefahren.
Die Begrenzung stützt
die erzeugte Gruppe ab. Eine entsprechende Abstützung wird am gegenüberliegenden
Ende der Gruppe erreicht, wenn gemäß Anspruch 4 an dem zur Abwurfstelle
hin gelegenen Ende des Rahmens eine weitere Begrenzung vorgesehen
ist. Ist diese zweite Begrenzung zu der ersten Begrenzung hin verstellbar,
so kann eine fertiggestellte Gruppe vorübergehend zwischen den beiden
Begrenzungen eng zusammengehalten werden, bis sie weitergefördert wird.
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Ein
geeigneter Antrieb für
die Gruppiereinheit ist ein Linearantrieb, vorzugsweise ein Linearmotor
(Anspruch 5). Dieser kann die Gruppiereinheit jeweils um eine Gegenstandsbreite
versetzen. Ein sehr schneller und ortgenauer Antrieb enthält einen
Linearmotor mit einem entlang einer Führung beweglichen Schlitten,
wobei der Rahmen der Gruppiereinheit mit dem Schlitten verbunden
ist (Anspruch 6).
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Die
vorgeschlagene Vorrichtung kann schneller und sicherer betrieben
werden, wenn analog Anspruch 7 an der Abwurfstelle ein Positionsdetektor
zum Erkennen eines Abwurfvorganges vorgesehen ist. Diese Detektion
dient in erster Linie einem zeitgenauen Verfahren der Gruppiereinheit
oder einer Feststellung eines ausbleibenden Gegenstandes. Ein derartiges
Ausbleiben wird bei der Gruppierung berücksichtigt.
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Eine
sichere Gruppenbildung und -handhabung wird auch erreicht, wenn
die Gruppiereinheit zwei parallel zueinander verlaufende Transportbänder aufweist,
welche jeweils mittels eines Antriebs angetrieben werden, und jeweils
eine Begrenzung zum Begrenzen einer Gruppe über eine Befestigung an den
Transportbändern
vorgesehen ist (Anspruch 8). Dann kann die fertiggestellte Gruppe
sicher zwischen den Begrenzungen gehalten werden. Folgt einer derartigen
Gruppiereinheit in Transportrichtung nachgeordnet ein weiterer Förderer,
wobei der Spalt zwischen der Gruppiereinheit und dem Förderer mit einem
Abdeckblech versehen ist, über
das die Gegenstände
geschoben werden können
(Anspruch 9), so kann die erzeugte Gruppe sicher über das
Abdeckblech auf den Förderer
geschoben und weitergefördert
werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung an Hand zwei Ausführungsbeispiele darstellender
Figuren näher
beschrieben. Es zeigt:
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1 in einer Seitenansicht
eine Vorrichtung zum Gruppieren, mit der liegend auf einem Förderband
ankommende Packungen mit hoher Geschwindigkeit an einer Abwurfstelle
in horizontaler Richtung abgeworfen werden, um liegend und nebeneinander auf
einer schrittweise verfahrbaren, tiefer liegenden Gruppiereinheit
zu landen;
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2 in einer Seitenansicht
die Vorrichtung der 1,
wobei die liegend auf dem Förderband
ankommenden Packungen mit einer niedrigen Geschwindigkeit abgeworfen
werden, um entlang einer Krümmung
einer Umlenkrolle des Förderbandes
um 90 Grad gedreht zu werden, und um aufrecht stehend auf der Gruppiereinheit
zu landen;
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3 in einer Seitenansicht
ein weiteres Ausführungsbeispiel
mit einer Gruppiereinheit, welche zwei separat angetriebene, parallel
zueinander ausgerichtete Transportbänder enthält, sowie
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4 in einer Ansicht von oben
die Vorrichtung der 3.
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Bei
einer Vorrichtung zum Gruppieren von Packungen 12 dient
eine Transporteinrichtung 1 mit einem Antrieb 2 zum
Zuführen
der Gegenstände
zu einer Gruppiereinheit 3 (1 und 2). Die Transporteinrichtung 1 weist
in einer über
der Gruppiereinheit 3 befindlichen Höhe eine Abwurfstelle 26 zum
nacheinander Abwerten der Packungen 12 auf die Gruppiereinheit 3 auf.
Die Gruppiereinheit 3 hat einen Antrieb 20 zum Bewegen
der Gruppiereinheit 3, nach rechts und somit weg von der
Abwurfstelle 26. Die Gruppiereinheit 3 wird derart
bewegt, dass die Gegenstände
nacheinander auf die Gruppiereinheit 3 gelangen, um dort
eine Gruppe 27 von Packungen 12 zu bilden. Eine
Steuereinrichtung 14 ist mit den beiden Antrieben 2, 20 verbunden,
um die Gruppiereinheit 3 jeweils um den Betrag einer dort
vorhandenen horizontalen Gegenstandserstreckung sx weiterzubewegen,
so dass die Packungen 12 nebeneinander auf der Gruppiereinheit 3 landen
und so die Gruppe 27 bilden. Der Antrieb 2 der
Transporteinrichtung 1 ist bezüglich der Transportgeschwindigkeit
ansteuerbar, dass die Gegenstände
mit relativ hoher horizontaler Abwurfgeschwindigkeit (V1) an der
Abwurfstelle 26 über
eine nach unten gerichtete Krümmung 29 abgeworfen
werden, um in gleicher, nämlich
liegender Ausrichtung auf der Gruppiereinheit 3 zu landen,
wie ihre Ausrichtung auf der Transporteinrichtung 1 war (1). Die Packungen 12 können auch
mit relativ niedriger horizontaler Abwurfgeschwindigkeit (V2) abgeworfen
werden, um verursacht durch die Krümmung 29, zunächst eine
90 Grad-Drehung um den eigenen Schwerpunkt um 90 Grad auszuführen, und um
dann derart gedreht, stehend auf einem Boden 5 der Gruppiereinheit 3 zu
landen (2). In beiden Fällen wird
die Gruppiereinrichtung 3 um eine Gegenstandserstreckung
sx nach rechts bewegt, damit eine enge Gruppe 27 erreicht
wird. Ein Bahnpunkt A, der dem Schwerpunkt einer Packung 12 entspricht, beschreibt
während
des Wurfes eine Wurfbahn 4 und wird zum Bahnpunkt B, der
die auf der Gruppiereinheit 3 ruhende Packung 12 beschreibt.
Eine entsprechende horizontale Abwurfgeschwindigkeit V1, V2 führt unter
Berücksichtigung
einer vorgegebenen, theoretischen Fallstrecke 11 bei einer
bestimmten Fallhöhe
Z1, Z2 zu einer bestimmten Wurfweite X1, X2.
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Die
Transporteinrichtung 1 ist ein umlaufendes Förderband,
welches an der Abwurfstelle 26 an einer Umlenkrolle 16 um
180 Grad umgelenkt wird, und im oberen rechten Bereich der Umlenkrolle 16 die
Krümmung 29 ausbildet.
Die Gruppiereinheit 3 enthält einen in horizontaler Richtung
verfahrbaren Rahmen 15, welcher an einem von der Abwurfstelle 26 weg
gelegenen Ende eine Begrenzung 6 zum Halten der Gruppe 27 aufweist.
An dem zur Abwurfstelle 26 hin gelegenen Ende des Rahmens 15 ist
eine weitere Begrenzung 7 vorgesehen, welche zur anderen Begrenzung 6 hin
verstellbar ist, um eine fertiggestellte Gruppe 27 zu halten.
Als Antrieb 20 für
die Gruppiereinheit 3 dient ein Linearantrieb, der als
Linearmotor ausgestaltet ist. Der Linearmotor enthält einen
entlang einer Führung 9 beweglichen
Schlitten 8, wobei der Rahmen 15 der Gruppiereinheit 3 mit dem
Schlitten 8 verbunden ist. Die Führung 9 ist auf einer
Montageplatte 10 befestigt.
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An
der Abwurfstelle 26 ist ein Positionsdetektor 28 zum
Erkennen eines Abwurfvorganges vorgesehen. Dieser ist ebenso wie
der Antrieb 2 über
eine Leitung 24 mit der Steuereinrichtung 14 und
dem Antrieb 20 verbunden. Derart wird die Gruppiereinheit 3 mit
jeder ankommenden Packung 12 um eine Gegenstandserstreckung
sx nach rechts verfahren, bis die Gruppe 27 komplett ist.
Beim Gruppierverfahren zur 2 ist
eine kleinere Gegenstandserstreckung sx gegeben, da die Packungen 12 aufrecht
stehend auf den Boden 5 gelangen. Die Wurfbahn 4 ist
hier steiler, da die Abwurfgeschwindigkeit V2 relativ gering ist,
um den Packungen 12 eine Schwenkbewegung um die Drehachse
der Umlenkrolle 16 zu ermöglichen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 3 und 4 weist die Gruppiereinheit 3 zwei
parallel zueinander verlaufende Transportbänder 23 auf, welche
jeweils mittels eines Antriebs 19, 20 angetrieben
werden. Jeweils eine Begrenzung 6, 7 zum Begrenzen
einer Gruppe 27 ist über
eine Befestigung 21 an den Transportbändern 23 vorgesehen.
Die Transportbänder 23 sind
zu ihrer Innenseite hin als Transportgurt 17, 18 mit
einer Innenverzahnung ausgeführt,
und werden über
Zahnräder 25 separat
von den als Servomotoren ausgeführten
Antrieben 19, 20 angetrieben, damit eine fertiggestellte
Gruppe 27, von den Begrenzungen 6, 7 gehalten,
nach rechts gesetzt werden kann. Der Gruppiereinheit 3 in
Transportrichtung nachgeordnet folgt ein weiterer Förderer 13.
Der Spalt zwischen der Gruppiereinheit 3 und dem Förderer 13 ist
mit einem Abdeckblech 22 versehen, über das die Packungen 12 unter
Nutzung der linken Begrenzung 7 geschoben werden. Die Antriebe 2, 19, 20 und
ein Positionsdetektor 28 sind über eine Leitung 24 mit
einer Steuereinrichtung 14 verbunden, damit alle Bewegungsabläufe miteinander
korreliert werden.
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- A,
B
- Bahnpunkt
- sx
- horizontale
Gegenstandserstreckung
- V1,
V2
- horizontale
Abwurfgeschwindigkeit
- X1,
X2
- Wurfweite
- Z1,
Z2
- Fallhöhe
- 1
- Transporteinrichtung
- 2
- Antrieb
- 3
- Gruppiereinheit
- 4
- Wurfbahn
- 5
- Boden
- 6,
7
- Begrenzung
- 8
- Schlitten
- 9
- Führung
- 10
- Montageplatte
- 11
- Fallstrecke
- 12
- Packung
- 13
- Förderer
- 14
- Steuereinrichtung
- 15
- Rahmen
- 16
- Umlenkrolle
- 17,
18
- Transportgurt
mit Innenverzahnung
- 19,
20
- Antrieb
- 21
- Befestigung
- 22
- Abdeckblech
- 23
- Transportband
- 24
- Leitung
- 25
- Zahnrad
- 26
- Abwurfstelle
- 27
- Gruppe
- 28
- Positionsdetektor
- 29
- Krümmung