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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Handhaben im wesentlichen stabförmiger Objekte, insbesondere
Stangen aus vereinzelbar ineinander gestapelten Artikeln, wie Kunststoffbechern,
bei Ladevorgängen
in Verbindung mit einem Ladehilfsmittel, insbesondere einem Karton,
wobei die zu handhabenden Objekte von einer Herstellungs- oder Bearbeitungsmaschine
in einer ersten geometrischen Anordnung bereitgestellt werden. Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Handhaben im wesentlichen
stabförmiger
Objekte, insbesondere Stangen aus vereinzelbar ineinander gestapelten
Artikeln, wie Kunststoffbechern, nach deren Bereitstellung an einer
entsprechenden Herstellungs- oder Bearbeitungsmaschine in einer
ersten geometrischen Anordnung bei Ladevorgängen in Verbindung mit einem
Ladehilfsmittel, insbesondere einem Karton.
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Zur
Aufnahme von Lebensmitteln in der Molkereiindustrie, wie Joghurt,
Milchgetränken
oder dergleichen, werden oft Becher aus tiefgezogenen Kunststofffolien
verwendet. Die vorgenannten Becher sind dabei in der Regel so ausgebildet,
dass sie ineinander gestapelt werden können. Die auf diese Weise gebildeten
Reihen von ineinander verschachtelten Bechern werden im Folgenden
als Becherstangen bezeichnet.
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In
der Praxis werden die Becher nach ihrer Herstellung in einer entsprechenden
Tiefziehmaschine in Form von Becherstangen direkt einer Weiterbearbeitungsmaschine,
wie einer Dekoriermaschine zum Bedrucken der Becher, zugeführt und
anschließend
für einen
Transport, beispielsweise zu einer Befüllmaschine, in Ladehilfsmittel,
insbesondere Kartons, verpackt. Auch ein Verpacken in die genannten Ladehilfsmittel
direkt nach der Herstellung ist in der Praxis möglich.
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Bei
vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen etwa der eingangs genannten
Art werden die Ladevorgänge
in Verbindung mit einem Ladehilfsmittel, d.h. das Ein- und Auspacken
von Becherstangen, in einen bzw. aus einem Karton manuell oder teilautomatisiert
durchgeführt:
In der Regel werden die Kunststoffbecher aus Polypropylen (PP) oder
Polystyrol (PS) in einem Thermo-Tiefziehverfahren hergestellt. Dazu
wird eine extrudierte Folie der Tiefziehmaschine zugeführt und
in dieser erhitzt, anschließend
durch Vorstrecker vorgeformt und schließlich beispielsweise mittels
Druckluft in eine Form gepresst, gekühlt und ausgestanzt. Die fertigen,
noch heißen
und leicht verformbaren Becher werden in der Tiefziehmaschine ausgestapelt
(Ineinanderstapeln von mehreren Bechern zu einer Becherstange) und anschließend entweder
automatisch einer Weiterverarbeitungsmaschine zum Dekorieren (Bedrucken) zugeführt oder
manuell in einen Karton verpackt. Aus Hygienegründen weist der Karton innen
häufig
eine Auskleidung in Form eines Kunststoffbeutels auf.
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Vorbekannte
Verfahren und Vorrichtungen etwa der eingangs genannten Art weisen
eine Vielzahl von Nachteilen auf. So ist bislang keine Vorrichtung
bekannt, mit der sämtliche
beim genannten Handhaben stabförmiger
Objekte durchzuführenden Verfahrensschritte,
insbesondere das Ablegen in bzw. das Entnehmen aus einem Ladehilfsmittel,
vollautomatisch durchführbar
sind. Weiterhin ist bei bekannten Vorrichtungen zum automatischen
Einpacken von Becherstangen in Ladehilfsmittel beim Umstellen auf
einen neuen Becherdurchmesser oder Bechertyp ein zeit- und kostenaufwändiges Umrüsten verschiedener
Maschinenelemente notwendig, wodurch sich insgesamt eine geringere
Variantenflexibilität
ergibt. Darüber
hinaus erzeugen die meisten Tiefziehmaschinen pro Tiefziehtakt nicht
nur einen einzelnen Becher, sondern gleichzeitig eine Vielzahl von
Einzelbechern nach einem bestimmten Muster. Dieses ist in der Regel
zweidimensional und wird als Kavität bezeichnet. Da die Übergabe
der Becher von der Tiefziehmaschine an den nächsten Handhabungs- oder Verarbeitungsschritt,
beispielsweise Dekorieren oder Verpacken, im allgemeinen in Form
von Becherstangen, also eindimensional, erfolgt, muss in einer der
Tiefziehmaschinen eine entsprechende Vorrichtung integriert sein,
durch die eine Kavität
in einzelne Becherstangen umsetzbar ist. Dadurch werden die entsprechenden
Tiefziehmaschinen aufwändiger
und in der Herstellung und Wartung entsprechend teurer.
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Zudem
erfolgt die Weitergabe der Becherstangen bei bekannten Tiefziehmaschinen
in der Regel seitlich liegend. Durch das seitliche Weiterschieben
der Becherstangen wirken Kräfte,
wie Gewichtskraft und Reibungskräfte,
auf einen Siegelrand der Becher ein, was die Herstellungsqualität des Bechers grundsätzlich negativ
beeinflusst, zumal die Becher nach dem Tiefziehen noch eine Temperatur
von 80°C aufweisen
und deshalb besonders leicht verformbar sind. Das Abfüllen und
Verschließen
eines Joghurt-Bechers stellt extrem hohe Anforderungen an den genannten
Siegelrand hinsichtlich To leranz, Rundheit und Winkellage gegenüber einer
Becherachse, so dass dieser Nachteil des Standes der Technik sich
in besonders gravierender Weise auswirkt.
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Schließlich ist
es bei vorgekannten Verfahren und Vorrichtungen speziell zum Einpacken
von Becherstangen in Ladehilfsmittel, wie Kartons, nicht möglich, ein
Packmuster im Karton derart einzustellen, dass eine größtmögliche Packungsdichte,
d.h. eine maximal mögliche
Anzahl von Becherstangen pro Karton, erreichbar ist.
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Aus
der
DE 40 30 215 C2 ist
eine Vorrichtung zum Handhaben, speziell zum Entnehmen, von Becherstangen
bekannt, die in einem offenen Transportbehälter liegend angeliefert werden.
Dazu ist die Verwendung eines jeweils eine Becherstange an deren
Längsseite
erfassenden Saugorgans offenbart. Hierbei ist – wie vorstehend ausgeführt – insbesondere
als nachteilig anzusehen, dass durch das offenbarte waagerechte
Befüllen
der Kartons mit Becherstangen eine optimale Packungsdichte in der
Regel nicht erreicht wird. Aufgrund des auftretenden Kraftschlusses
zwischen Bechern und Saugorgan sowie aufgrund des Eigengewichtes
der Becherstangen, durch die die unteren Lagen im Karton stark belastet
werden, ist die offenbarte Vorrichtung insbesondere zum Handhaben
noch warmer, verformbarer Becher nicht geeignet. Zudem ist das Saugorgan
der
DE 40 30 215 C2 nur
für Becherstangen
fester Länge
einsetzbar.
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Die
DE 35 41 900 A1 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum lagenweisen Versetzen von
gleichgroßen
Stangen, wobei ein Greifer mit einem Greifbügel eine Mehrzahl von parallel
liegenden Becherstangen form- bzw. kraftschlüssig umfasst und diese liegend
in Kartons ablegt. Somit ergeben sich im Wesentlichen dieselben
Nachteile, wie vorstehend hinsichtlich der
DE 40 30 215 C2 ausgeführt.
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Aus
der
DE 37 41 257 A1 ist
eine Greifvorrichtung, insbesondere für liegende Kunststoffbecher-Steckstapel,
bekannt. Auch hier werden die Becherstangen übereinander liegend in Ladehilfsmitteln angeordnet.
Zudem weist die offenbarte Greifvorrichtung mindestens ein Zangenteil,
und ein mit diesem zusammen wirkendes Anlageteil auf, durch die
die Steckstapel an ihrer Mantelaußenfläche nach Art einer Greifzange
umfasst werden. Auch hier ergeben sich die vorstehend genannten
Nachteile.
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Schließlich zeigt
die
DE 34 24 233 C2 eine Vorrichtung
zum Befüllen
von Kartons, bei der Becherstangen mittels einer Greifeinrichtung
in nicht näher
bezeichneter Weise liegend in Kartons abgelegt werden. Somit treten
auch hier zumindest die oben genannten Nachteile auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass ein vollautomatisches
Handhaben von Becherstangen, insbesondere ein Einpacken und Auspacken
in ein bzw. aus einem Ladehilfsmittel, wie einem abgesehen von einer Öffnung allseitig
geschlossenen Karton, möglich
ist. Zudem sollen die Becher während der
Handhabung sehr schonend behandelt werden, so dass auch ein Handhaben
von Bechern unmittelbar nach deren Herstellung möglich ist. Schließlich soll
die Packungsdichte der Becherstangen innerhalb der Ladehilfsmittel
optimiert werden.
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Die
vorstehend genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art dadurch gelöst,
dass zunächst
wenigstens ein Teil der Objekte ergriffen wird, dass anschließend eine
relative Anordnung der Objekte zueinander verändert wird und dass dann die
veränderte
Anordnung der Objekte in das Ladehilfsmittel abgelegt wird, wobei
die Objekte aufrecht stehend angeordnet werden.
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Bei
einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung der
Aufgabe eine erste Greifeinrichtung vorgesehen, die zum Ergreifen
zumindest eines Teils der Objekte an einer Schnittstelle mit der
Herstellungs- oder Bearbeitungsmaschine und zum aufrecht stehenden
Ablegen der Objekte ausgebildet ist.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
erstmalig Becherstangen vollautomatisch in Verbindung mit einem
nur einseitig geöffneten
Ladehilfsmittel gehandhabt werden, wobei die Behandlung der Becher, insbesondere
durch das aufrecht stehende Ablegen mit weitgehend senkrechter Ausrichtung
der Becher bzw. Becherstangen, eine sehr schonende ist. Aufgrund
der erfindungsgemäßen Ausrichtung
der Becheranordnung ist darüber
hinaus eine Optimierung der in dem Ladehilfsmittel aufnehmbaren
Objekt- bzw. Becherzahl möglich.
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In
bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen,
dass die erste Greifeinrichtung durch ein Handhabungsgerät, insbesondere
Mehrachs-Industrieroboter, betätigt wird,
wodurch eine besonders flexible Einsetzbarkeit der Greifeinrichtung
möglich
ist. Entsprechend ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass
die erste Greifeinrichtung durch ein Handhabungsgerät, insbesondere
einen Mehrachs-Industrieroboter, betätigbar ist. Bevorzugt wird
ein Vier- oder Sechsachs-Industrieroboter eingesetzt. Auch der Einsatz
eines Industrieroboters mit einer anderen Anzahl an Achsen ist möglich.
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Zweck
einer weiteren Optimierung der Anordnungsdichte im Ladehilfsmittel
richtet sich ein Hauptaugenmerk der vorlie genden Erfindung auf die Anpassung
der ersten, ursprünglichen
geometrischen Anordnung der Objekte vor dem Ablegen derselben in
dem Ladehilfsmittel. Dies kann erfindungsgemäß auf zweierlei Arten erfolgen,
wobei allerdings auch eine Mischform möglich ist:
Im Rahmen der
Erfindung ist deshalb zum einen vorgesehen, dass die Objekte mittels
einer ersten Greifeinrichtung ergriffen werden und dass die Veränderung
der Objektanordnung über
ein Ändern
einer Geometrie der ersten Greifeinrichtung erfolgt. Andererseits – oder auch
zusätzlich – ist jedoch
auch möglich,
dass die Objekte vor dem Ablegen in das Ladehilfsmittel in zugeordnete
Speicherelemente von Magazinmitteln abgelegt werden, wobei in den
Magazinmitteln eine Anordnungsgeometrie der Objekte verändert wird.
Entsprechend ist in Weiterbildung die erfindungsgemäße Vorrichtung
so eingerichtet, dass die erste Greifeinrichtung zu einem Ändern der
Geometrie der Objektanordnung vor einem Ablegen in das Ladehilfsmittel
ausgebildet ist bzw. dass die Magazinmittel zum Ändern der Geometrie der Objektanordnung
ausgebildet sind.
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Zwecks
einer flexiblen Veränderbarkeit
der Geometrie der ersten Greifeinrichtung wird vorzugsweise jedes
Objekt einer (Teil-)Kavität
durch ein zugeordnetes Greifelement der ersten Greifeinrichtung ergriffen
und gehalten. Gemäß einer
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist diese deshalb in der ersten Greifeinrichtung für jedes
Objekt ein zugeordnetes Greifelement auf. Entsprechend der zweiten
o.g. Ausgestaltungsform können
auch die Magazinmittel für
jedes Objekt ein zugeordnetes Speicherelement aufweisen.
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Da
es sich bei den zu handhabenden stabförmigen Objekten insbesondere
nicht um starre Gegenstände
handelt, weisen die Greifelemente und/oder die Speicherelemente
nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise
seitliche Führungselemente
für das
jeweils gehaltene Objekt auf, in die darüber hinaus zumindest im Fall
der Greifelemente Verschlussmittel zum Halten der Objekte integriert
sein können.
Um eine möglichst
genaue und platzsparende Ablage der Objekte zu ermöglichen,
sieht eine äußerst bevorzugte
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vor, dass die Führungsmittel
zum parallelen Ausrichten von Stabachsen der Objekte ausgebildet
sind.
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Um
eine optimale Packungsdichte im Ladehilfsmittel erreichen zu können, ist
weiterhin vorgesehen, dass zumindest eine Gruppe von Greifelementen
in einer Reihe angeordnet ist. Entsprechend ist hinsichtlich der
Magazinmittel vorgesehen, dass diese zum Aufnehmen der Objekte mit
parallelen Stabachsen in einer Anordnung von Reihen ausgebildet sind,
wobei zumindest eine Gruppe von Speicherelementen in einer Reihe
angeordnet ist.
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Vorrichtungstechnisch
ist aus dem genannten Grund weiterhin vorgesehen, dass zumindest
die in einer Reihe angeordneten Greifelemente und/oder Speicherelemente
der betreffenden Gruppe beweglich angeordnet sind, vorzugsweise
in einer Richtung senkrecht zur Stabachse der jeweils gehaltenen
Objekte, so dass im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens die angestrebte Änderung
der Geometrie der ersten Objektanordnung durch Änderung eines Abstands der
Greifelemente und/oder der Speicherelemente erfolgen kann.
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Die
Greif- und/oder Speicherelemente können hierzu gleitend auf einem
Schienenelement angeordnet sein, das sich in Richtung der Reihe
erstreckt, wobei nach einer äußerst bevorzugten
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein seitlicher Abstand der Greif- und/oder Speicherelemente voneinander
innerhalb der Reihe veränderbar ist.
Verfahrenstechnisch sieht eine entsprechende Weiterbildung der Erfindung
vor, dass die Abstandsänderung
zwischen einer ersten, beim Ergreifen der Objekte vorgegebenen Stellung
und einer zweiten, durch eine angestrebte Packungsdichte in dem
Ladehilfsmittel vorgegebenen Stellung der Greifelemente bzw. der
Speicherelemente zueinander erfolgt.
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Um
die erfindungsgemäß vorzugsweise mögliche Veränderung
des seitlichen Abstands zwischen Objekten einer Reihe zwischen den
beiden genannten, vorgegebenen Stellungen in konstruktiv einfacher
Weise zu realisieren, sieht eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vor, dass die Greif- und/oder Speicherelemente der Gruppe mit dem
bzw. den jeweils benachbarten Greif- und/oder Speicherelementen) über Verbindungsmittel
verbunden sind, durch zwei relative Stellungen mit zwei unterschiedlichen
paarweisen seitlichen Abständen
der Greif- und/oder Speicherelemente untereinander definiert sind.
Mittels der genannten Verbindungsmittel wird eine seitliche Bewegung
eines Greif- und/oder Speicherelementes der Gruppe innerhalb bestimmter
vorgegebener Grenzen auf die anderen Greif- und/oder Speicherelemente der
Gruppe übertragbar,
so dass vorzugsweise eine einzelne Kraftquelle zum Bewegen der Greif- und/oder Speicherelemente
für jede
Gruppe von Greif- und/oder Speicherelementen ausreicht.
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Um
die erfindungsgemäß angestrebte
optimale Packungsdichte im Ladehilfsmittel auch bzw. insbesondere
unabhängig
von einer geometrischen Anordnung der Becher bzw. Becherstangen
in der Kavität
realisieren zu können,
wird es im allgemeinen erforderlich sein, die in dem Ladehilfsmittel
abzulegende geometrische Anordnung der Objekte praktisch vollständig unabhängig von
der Anzahl und Anordnungsgeometrie der bereitgestellten Objekte/Kavität zusammenzustellen.
Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße Vorrichtung – wie vorstehend
beschrieben – entweder
eine erste Greifeinrichtung mit beweglichen Greifelementen oder
(gegebenenfalls auch zusätzlich)
Magazinmittel mit beweglichen Speicherelementen zum Ablegen der
in der ersten Greifeinrichtung enthaltenen Objekte auf. Verfahrenstechnisch
ist entsprechend vorgesehen, dass die Objekte vor dem Ablegen in
das Ladehilfsmittel entweder mit bereits veränderter Geometrie ihrer Anordnung
in Magazinmittel abgelegt werden oder dass die Geometrie-Anpassung
erst in den Magazinmitteln durch bewegliche Speicherelemente derselben
vorgenommen wird. Wie bereits erwähnt, ist jedoch auch eine Mischform
der beiden vorstehend genannten Verfahrensarten möglich. Ebenfalls
können
die Objekte auch nach Geometrieänderung
in der ersten Greifeinrichtung direkt aus dieser in das Ladehilfsmittel
abgelegt werden.
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Im
Hinblick auf das Ablegen der Objekte in das Ladehilfsmittel kann
im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehen sein, dass die Objekte in Form einer zweiten Anordnung
mittels einer zweiten Greifeinrichtung aus den Magazinmitteln entnommen
werden, so dass vorzugsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine zweite
Greifeinrichtung zum Entnehmen einer zweiten geometrischen Anordnung
der Objekte aus den Magazinmitteln aufweist. Diese ist aus Gründen eines
schnellen Verfahrensablaufes sowie im Hinblick auf das Erreichen
einer optimalen Packungsdichte im Ladehilfsmittel vorzugsweise zum reihen-
oder blockweisen Entnehmen der Objekte aus dem Magazinmittel ausgebildet.
Verfahrenstechnisch sieht eine entsprechende Weiterbildung der Erfindung
vor, dass die Entnahme aus den Magazinmitteln reihen- oder blockweise
erfolgt. Vorzugsweise entspricht demgemäß eine Länge der Reihen einer Abmessung
des Ladehilfsmittels.
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Analog
zur ersten Greifeinrichtung wird auch die zweite Greifeinrichtung
vorzugsweise durch ein Handhabungsgerät, insbesondere einen Mehrachs-Industrieroboter,
betätigt.
Es ist im Rahmen einer entsprechenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
auch möglich,
dass die Greifeinrichtung durch ein gemeinsames Handhabungsgerät, insbesondere
ein Mehrachs-Industrieroboter, betätigt werden. Allerdings ist
auch ein Betätigen
der Greifeinrichtungen durch unterschiedliche Handhabungsgeräte möglich.
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Wenn
die zweite Greifeinrichtung bewegliche Greifelemente aufweist, kann
auch hier noch eine (gegebenenfalls zusätzliche) Geometrieänderung
der Objektanordnung vor dem Ablegen der Objekte in das Ladehilfsmittel
erfolgen.
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Um
die in dem Ladehilfsmittel abgelegten Objekte in sicherer und schonender
Weise, auch im Zuge von Transportbewegungen, an ihrem zugedachten
Platz zu halten, sieht eine äußerst bevorzugte
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor,
dass in das Ladehilfsmittel vor dem Ablegen der Objekte eine Positionierungseinlage
eingebracht wird. Entsprechend weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung
vorzugsweise eine in dem Ladehilfsmittel angeordnete Positionierungseinlage
auf, die darüber hinaus
in äußerst bevorzugter
Weise am Boden des Ladehilfsmittels angeordnet ist. Das Vorsehen
einer Positionierungseinlage ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn das Packmuster der Objekte innerhalb des Ladehilfsmittels beim
Transport verändert
werden könnte,
beispielsweise durch Verrutschen. Inwiefern die Positionierungseinlage
am Boden der Ladehilfsmittel vorzusehen ist, hängt vom konkreten Anwendungsfall
ab. Eine mögliche
alternative Anordnung besteht in einer vertikal angeordneten Positionierungseinlage
in Form einer Trenn-Schottwand.
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Zum
Aufnehmen der Objekte weist die Positionierungseinlage gemäß einer äußerst bevorzugten Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung Aufnahmemittel
für die
Objekte auf, die zum dauerhaften Beabstanden der Objekten von einer
wenigstens einer Wand des Ladehilfsmittels ausgebildet sind. Die
Aufnahmemittel können
erfindungsgemäß so ausgebildet
bzw. angeordnet sein, dass die Objekte mit einem ihrer Stabenden
in die Aufnahmemittel einbringbar sind, wobei eine bevorzugte Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorsieht, dass die Objekte mit zueinander parallelen Stabachsen
mit einem ihrer Stabenden in Aufnahmemittel der Positionierungseinlage
eingebracht werden. Dabei ist vorzugsweise darauf zu achten, dass
die Objekte durch die Positionierungseinlage zumindest von einer
Wand des Ladehilfsmittels dauerhaft beabstandet positioniert werden.
Vorzugsweise ist die Positionierungseinlage dabei derart ausgebildet,
dass ein abgelegtes Objekt noch unterfahren werden kann, z.B. durch
einen Gabelgreifer, so dass auch Becherstangen, bei denen die Becheröffnungen
jeweils nach unten (zum Boden des Ladehilfsmittels) zeigen, automatisiert
aus dem Ladehilfsmittel entnommen werden können.
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Da
das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung
neben dem bereits vorstehend grundsätzlich beschriebenen Einpacken
der Objekte auch ein vollautomatisches Auspacken derselben aus einem
Ladehilfsmittel ermöglichen
soll, ist im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehen, dass zumindest eine Reihe von Objekten zusätzlich von
einer sich parallel zu ihren Stabachsen erstreckenden Wand des Ladehilfsmittels
zum Einbringen einer Entnahmeeinrichtung in einen Bereich zwischen
der Objektreihe und der Wand beabstandet positioniert wird. Entsprechend
sind bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorzugsweise die Aufnahmemittel für zumindest eine Reihe von
Objekten demgemäß und vorzugsweise
gemäß einer
optimalen Packungsdichte der Objekte angeordnet. Verfahrenstechnisch
kann also das Ablegen in das Ladehilfsmittel dergestalt erfolgen,
dass eine optimale Packungsdichte der Objekte erreicht wird.
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Ein
Entnehmen der in dem Ladehilfsmittel abgelegten Objekte ist beispielsweise
im Zuge einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erstrebenswert
bzw. erforderlich, bei der die Ladehilfsmittel nach dem Ablegen
der Objekte zu einer Weiterbearbeitung der Artikel, wie Dekorieren
oder Befüllen,
gefördert
werden, wozu eine erfindungsgemäße Vorrichtung
vorzugsweise Fördermittel
zum Fördern
der Ladehilfsmittel zu einer Weiterbearbeitungseinrichtung für die Artikel,
z.B. eine Dekorier- oder Befülleinrichtung
aufweist. Vorzugsweise besitzt dann die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine weitere Greifeinrichtung samt Handhabungsgerät zu ihrer Betätigung,
vorzugsweise einem Industrieroboter, zum Entnehmen der Objekte (Entnahmeeinrichtung) aus
dem Ladehilfsmittel, die in Analogie zu der zweiten Greifeinrichtung
vorzugsweise zum reihenweisen Entnehmen der Objekte aus dem Ladehilfsmittel
ausgebildet ist. Verfahrenstechnisch sehen entsprechende Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
vor, dass die Objekte für
eine Weiterbearbeitung der Artikel mittels einer weiteren Greifeinrichtung (Entnahmeeinrichtung)
aus dem Ladehilfsmittel entnommen werden, wobei die Entnahme vorzugsweise reihenweise
erfolgt.
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Alternativ
können
die gefüllten
Ladehilfsmittel auch einer Lagereinrichtung zugeführt und
dort gelagert werden.
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Im
Hinblick auf die erfindungsgemäß hochgradig
dichte und platzsparende Packung der Objekte in dem Ladehilfsmittel
sieht eine erste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vor richtung vor, dass die
Entnahmeeinrichtung für
jedes zu entnehmende Objekt eine Klemmeinrichtung aufweist, die
aus einem Untergreifmittel zum Untergreifen des Objektes und einem
Niederhaltemittel zum Einklemmen des Objektes zwischen Untergreifmittel
und Niederhaltemittel gebildet ist, so dass die Objekte durch die
untergreifenden Objekte mittels eines Untergreifmittels und Einklemmen
zwischen Untergreifmittel und einem Niederhaltemittel aus dem Ladehilfsmittel
entnommen werden können.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Entnahmeeinrichtung für jedes
zu entnehmende Objekt eine Schalenanordnung aus wenigstens zwei
zum Aufnehmen des Objekts relativ zueinander um eine gemeinsame
Achse rotierbare Teilschalen aufweist, wobei das Objekt in einem
innerhalb der Schalenanordnung ausgebildeten Raum aufnehmbar ist
und durch an einem Ende der Schalenanordnung vorgesehenen Haltemittel
in diesem gehalten ist. Vorzugsweise sind die Entnahmeeinrichtungen
in einem Bereich zwischen der Wand des Ladehilfsmittels und der
Objektreihe einbringbar, der aufgrund einer entsprechenden Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Positionierungseinlage
dauerhaft offen gehalten ist.
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Nach
erfolgter Weiterbearbeitung der Artikel werden die Objekte im Zuge
einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wieder in das Ladehilfsmittel abgelegt, wobei es im Rahmen einer
besonderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist,
dass die Objekte durch ein gemeinsames Handhabungsgerät, insbesondere
ein Mehrachs-Industrieroboter, aus dem Ladehilfsmittel entnommen
und wieder darin abgelegt werden. Eine entsprechende Variante der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass die Objekte nach erfolgter Weiterbearbeitung
der Artikel mittels einer weiteren, insbesondere der Einnahmeeinrichtung
entsprechenden, Greifeinrichtung wieder in das Ladehilfsmittel ablegbar
sind.
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Damit
sich die Objekte bereits während
des Ablegens in das Ladehilfsmittel – sei es nach ihrer Herstellung
oder nach einer Weiterverarbeitung – auch bei noch nicht vollständiger Füllung desselben gegenseitig
stützen
können,
kann verfahrenstechnisch weiterhin vorgesehen sein, dass das Ladehilfsmittel
während
des Ablegens der Objekte gegen die Vertikale geneigt wird. Das Neigen
der Ladehilfsmittel geschieht bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer auch zu diesem Zweck vorgesehenen Spreizstation, die darüber hinaus
vorrangig und vorzugsweise dafür
vorgesehen ist, eine in dem Ladehilfsmittel vorhandene Auskleidung,
insbesondere einen Kunststoffbeutel, während des Ablegens der Objekte
auszubreiten und gleichzeitig an die Wände des Ladehilfsmittels anzulegen.
Dadurch wird gewährleistet,
dass sich beim Einfahren der Einpack- bzw. Auspack-Greifeinrichtung
keine Kollisionspunkte mit der Auskleidung des Ladehilfsmittels
ergeben, da dies insbesondere zu einer Beschädigung der Auskleidung und
zu einer anschließenden
hygienischen Beeinträchtigung
der Objekte führen
können.
Eine weitere Aufgabe der Spreizstation ist das exakte Positionieren
des Ladehilfsmittels beim Be- und Entladen.
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Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sehen vor, dass die Entnahmeeinrichtung durch ein Handhabungsgerät, insbesondere
einen Mehrachs-Industrieroboter, betätigbar ist. Analog kann auch
die weitere Greifeinrichtung durch ein entsprechendes Handhabungsgerät betätigbar sein. Im
Falle einer geeigneten Taktung der Weiterbearbeitungseinrichtung,
beispielsweise hinsichtlich Arbeitstakt oder einer geometrischen
Ausgestaltung des Arbeitsbereiches, ist es auch möglich, die
Entnahmeeinrichtung und die weitere Greifeinrichtung durch ein gemeinsames
Handhabungsgerät,
insbesondere einen Mehrachs-Industrieroboter, zu betätigen. Verfahrenstechnisch
kann hierbei entsprechend vorgesehen sein, dass die Objekte durch
ein erstes Handhabungsgerät,
insbesondere einen Mehrachs-Industrieroboter, aus dem Ladehilfsmittel
entnommen und – nach
erfolgter Weiterbearbeitung – durch
ein zweites Handhabungsgerät,
insbesondere einen Mehrachs-Industrieroboter, wieder darin abgelegt
werden.
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Im
Falle einer Verwendung von zwei Handhabungsgeräten an der Weiterbearbeitungseinrichtung
besitzt eine erfindungsgemäße Vorrichtung
vorzugsweise Fördermittel
zum Fördern
der Ladehilfsmittel in einem festen Kreislauf nach einem FIFO-(first-in-first-out-)Prinzip
aus einem Arbeitsbereich des ersten Handhabungsgeräts in einen
Arbeitsbereich des zweiten Handhabungsgeräts während der Weiterbearbeitung
der Artikel. Verfahrenstechnisch werden dementsprechend die Ladehilfsmittel
während
der Weiterbearbeitung der Artikel in dem genannten Kreislauf von
dem einen zu dem anderen Handhabungsgerät gefördert.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im
Bereich der Herstellung und Verpackung von Kunststoffbechern;
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2 schematische
Darstellungen der Übernahme
von Becherstangen durch eine erste Greifeinrichtung der Vorrichtung;
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3a,
b, c Detaildarstellungen einer Reihe von Greifelementen der ersten
Greifeinrichtung bzw. entsprechenden Speichermitteln in den Magazinmitteln;
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4 eine
detaillierte Gesamtansicht der ersten Greifeinrichtung;
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5a,
b, c weitere schematische Detailansichten von erfindungsgemäßen Greifelementen;
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6a schematische
Darstellungen der Ablage und Entnahme von Objekten in bzw. aus den Magazinmitteln;
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6b schematische
Darstellung einer Seitenansicht gemäß der 6a;
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7a,
b schematische Darstellungen möglicher
Objektpackungen im Ladehilfsmittel;
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8 schematische
Darstellungen einer weiteren Verfahrensweise zum Ablegen von Objekten
im Magazinmittel;
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9 schematische
Darstellungen zum reihenweisen Absetzen von Objekten im Ladehilfsmittel;
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10 eine
schematische Teilansicht einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im
Bereich einer Weiterbearbeitungsstation für die Artikel;
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11a schematische Ansichten einer erfindungsgemäßen Positionierungseinlage;
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11b Teilansichten einer erfindungsgemäßen Positionierungseinlage
mit auf dieser angeordneten Objekten;
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11c eine perspektivische Ansicht eines Aufnahmemittels
der Positionierungseinlage;
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12 schematische
Darstellungen einer ersten Entnahmeeinrichtung für im Ladehilfsmittel abgelegte
Objekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowie eines mit Hilfe der Entnahmeeinrichtung durchgeführten Entnahmevorgangs;
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13a eine weitere Ausgestaltung der Entnahmeeinrichtung
in perspektivischer Gesamtansicht;
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13b Detaildarstellungen einer Schalenanordnung
und der Teilschalen der Entnahmeeinrichtung der 13a;
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13c eine Schnittdarstellung entlang der Linie
C-C in 13b;
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14a, b Schnittansichten entlang der Linie A-A
in 13b im geöffneten
bzw. im geschlossenen Zustand der Schalenanordnung;
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15a–c
schematische Darstellungen einer Ausgestaltung und Funktionsweise
einer Spreizstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
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16 eine
schematische Darstellung einer Ausgestaltung von Magazinmitteln
im Bereich einer Weiterbearbeitung der Artikel.
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Die 1 zeigt
schematisch eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 im
Bereich der Herstellung zu handhabender Artikel bzw. daraus gebildeter
stabförmiger
Objekte, hier speziell der Herstellung von Kunststoffbechern für die Molkereiindustrie.
Mittels der gezeigten Ausgestaltung der Vorrichtung lassen sich
ohne Rüsten
Becher mit zwei unterschiedlichen Durchmessern handhaben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist
zu diesem Zweck eine Herstellungseinrichtung 2 für die Kunststoffbecher
in Form eines Tiefziehautomaten auf. Im Bereich der Herstellungseinrichtung 2 sind
zwei Handhabungsgeräte 3.1, 3.2 in
Form von Mehrachs-Industrierobotern, vorzugsweise Vier- bis Sechs-Achs-Industrierobotern,
vorgesehen, die jeweils mit einer Greifeinrichtung 4.1, 4.2 ausgestattet
sind. In den Arbeitsbereichen A1, A2 der Handhabungsgeräte 3.1, 3.2 sind
Werkzeugbahnhöfe 5.1, 5.2 vorgesehen,
an denen die Handhabungsgeräte 3.1, 3.2 ihre
jeweiligen Greifeinrichtung 4.1, 4.2 zur Anpassung
an einen bestimmten Becherdurchmesser wechseln können. Die Werkzeugbahnhöfe 5.1, 5.2 sind
speziell für
den eingangs erwähnten
Fall vorgesehen, dass zwei unterschiedliche Becherdurchmesser vorhanden
sind. Andernfalls kann auf zumindest einen Werkzeugbahnhof verzichtet
werden. Weiterhin ist im Arbeitsbereich A2 des Handhabungsgeräts 3.2 ein
Fördermittel 6 zum
Fördern
von leeren und befüllten
Ladehilfsmitteln 7.1 bzw. 7.2, beispielsweise
in Form von Kartons, angeordnet.
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Die
Arbeitsbereiche A1, A2 der Handhabungsgeräte 3.1, 3.2 überschneiden
sich in einem Teilbereich A1,2. In diesem sind gemäß der Ausgestaltung
der 1 Magazinmittel 8, im konkreten Fall in
Form von zwei Magazineinheiten 8a, 8b für unterschiedliche
Becherdurchmesser, zur temporären Aufnahme
der zu handhabenden Objekte angeordnet. Hierdurch entfällt bei
einem Formatwechsel das Rüsten.
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Der
grundsätzliche
Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens,
soweit dieses anhand der Darstellung der 1 beschreibbar
ist, stellt sich wie folgt dar: Die Herstellungseinrichtung 2 stellt
in bekannter Weise die zu handhabenden Kunststoffbecher aus PP oder
PS in einem Thermo-Ziefziehverfahren her. Dazu wird eine extrudierte
Folie der Herstellungseinrichtung zugeführt (nicht gezeigt) und in dieser
erhitzt. Anschließend
wird die thermoelastische Folie in der Herstellungseinrichtung durch
Vorstrecker vorgeformt und mittels Druckluft in eine Form gepresst,
anschließend
abgekühlt
und ausgestanzt. Die so herstellten Becher werden noch in der Herstellungseinrichtung 2 zu
Becherstangen ineinandergestapelt und anschließend in einem Ausgabebereich 2.1 der
Herstellungseinrichtung 2 bereitgestellt.
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Vom
Ausgabebereich 2.1 werden sie erfindungsgemäß durch
das erste Handhabungsgerät 3.1 mittels
der ersten Greifeinrichtung 4.1 in einer ersten geometrischen
Anordnung, die auch als Kavität
bezeichnet wird und eine ein- oder zweidimensionale Ausgestaltung
aufweisen kann, entnommen und den Magazinmitteln 8 zugeführt, wo
sie temporär
abgelegt werden. Im Falle geänderter
Becherabmessungen und daraus resultierender geänderter Abmessungen der Becherstangen
im Ausgabebereich 2.1 der Herstellungseinrichtung fährt das
Handhabungsgerät 3.1 den
ihm zugeordneten Werkzeugbahnhof 5.1 an und erhält dort
gegebenenfalls eine neue Greifeinrichtung, mittels derer es das
erfindungsgemäße Verfahren,
soweit bisher dargestellt, auch bei veränderten Objektparametern wiederholen
kann.
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Nachdem
das erste Handhabungsgerät 3.1 die
der Herstellungseinrichtung 2 entnommenen Objekte in den
Magazinmittel 8 abgelegt hat, werden sie von dort durch
das zweite Handhabungsgerät 3.2 mittels
der von ihm betätigten
zweiten Greifeinrichtung 4.2 wieder entnommen und in ein
durch das Fördermittel 6 in
den Arbeitsbereich A2 des Handhabungsgeräts 3.2 hinein gefördertes
leeres Ladehilfsmittel 7.1 abgelegt. Ist das Ladehilfsmittel 7.1 gefüllt, wird
es durch das Fördermittel 6 als
volles Ladehilfsmittel 7.2 wieder aus dem Arbeitsbereich
A2 des zweiten Handhabungsgeräts 3.2 heraus
gefördert und
steht gegebenenfalls einer Weiterbearbeitung (vgl. 11)
zur Verfügung.
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Wie
in der Darstellung der 1 schematisch angedeutet, weisen
der Ausgabebereich 2.1 der Herstellungseinrichtung 2 und
die Magazinmittel 8 unterschiedliche geometrische Formate
auf. Erfindungsgemäß werden
die am Ausgabebereich 2.1 der Herstellungseinrichtung 2 mit
einer ersten geometrischen Anordnung entnommenen Objekte durch die Greifeinrichtung 4.1 des
ersten Handhabungsgeräts 3.1 segmentweise
in den Magazinmitteln 8 abgelegt. Anschließend werden
in den Magazinmitteln 8 die Abstände der Objekte verändert, was
nachfolgend noch detailliert dargestellt ist. Die so geschaffene zweite
Anordnung der Objekte ist dabei derart gestaltet, dass das zweite
Handhabungsgerät 3.2 anschließend mittels
seiner Greifeinrichtung 4.2 eine optimale Packungsdichte
der Objekte in dem Ladehilfsmittel 7.1 erzielen kann. Dies
wird anhand der 6a, 6b, 8 und 9 im
Weiteren noch detailliert dargestellt. Alternativ oder zusätzlich erfolgt
die Änderung
der Anordnungsgeometrie durch die erste Greifeinrichtung 4.1,
und die Objekte werden in einer durch die Greifeinrichtung 4.1 des
ersten Handhabungsgeräts 3.1 geänderten
zweiten Anordnung in den Magazinmitteln 8 abgelegt.
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Die 2 zeigt
schematisch die Aufnahme zu handhabender Objekte in Form von Becherstangen 9 durch
die erste Greifeinrichtung 4.1. Im unteren Teil der Abbildung
ist der Ausgabebereich 2.1 der Herstellungseinrichtung 2 (1)
zu verschiedenen, aufeinander folgenden Zeitpunkten t1,
t2, t3 während des
Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt. Der mittlere Bereich B1 zeigt
seitliche Schnittansichten der Greifeinrichtung 4.1 zu
denselben Zeitpunkten t1–t3,
während
im oberen Bereich B2 Draufsichten auf die
Greifeinrichtung 4.1 zu den Zeitpunkten t2,
t3 dargestellt sind.
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Bei
t1 werden die Becherstangen 9 der
Kavität
K durch Stempel 2.2 aus dem Ausgabebereich 2.1 der
Herstellungseinrichtung 2 aus- und in die Greifeinrichtung 4.1,
die auch als Kavitätengreifer
bezeichnet wird, übergeschoben.
Dieser Vorgang ist zum Zeitpunkt t2 abgeschlossen,
zu dem sich die Becherstangen 9 in der Greifeinrichtung 4.1 befinden. wenn
sich die gesamte Kavität
K in der Greifeinrichtung 4.1 befindet, werden die Stempel 2.2 zum
Zeitpunkt t3 wieder eingefahren und die
Becherstangen 9 in der Greifeinrichtung 4.1 durch
ein Verschlussmittel 4.1a gesichert, das im Folgenden anhand
der 5a, b, c detailliert dargestellt wird.
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Im
Falle der Darstellung der 2 handelt
es sich bei der Kavität
K folglich um eine zweidimensionale Anordnung von 5 × 5 Becherstangen 9,
die mit quadratischer Geometrie am Ausgabebereich 2.1 der Herstellungseinrichtung 2 bereitgestellt
wird.
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Die 3a–c zeigen
Detailansichten einer Gruppe 4.1b von Greifelementen 4.1c der
Greifeinrichtung 4.1 (1, 2).
Diese entsprechen in analoger Weise einer Gruppe 8.1b von
Speicherelementen 8.1c in den Magazinmitteln 8 (1),
wobei lediglich bei letzteren kein Verschlussmittel vorhanden ist.
Die in 3a, b jeweils vier dargestellten Greifelemente 4.1c bzw.
Speicherelemente 8.1c sind in einer Reihe längs eines
Schienenelements 4.1d, 8.1d in Richtung der Doppelpfeile
X verschiebbar beweglich angeordnet. Dazu weisen die Greifelemente 4.1c (Speicherelemente 8.1c)
beim gezeigten Ausführungsbeispiel
in ihrem unteren Bereich jeweils einen Vorsprung 4.1e, 8.1e mit
speziell schwalbenschwanzförmigem
Profil auf, der in eine komplementäre Nut 4.1f, 8.1f des
Schienenelements 4.1d, 8.1d eingreift. Ebenso
ist auch eine normale Gleitlagerung anstelle des o.g. speziellen
Profils möglich.
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Die
Greifelemente 4.1c und die Speicherelemente 8.1c weisen
jeweils drei in Form eines Dreiecks angeordnete Führungsmittel 4.1g, 8.1g für die zwischen
ihnen aufzunehmenden Becherstangen 9 (2)
auf, die speziell in Form von Stangen mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet
sind und die sich senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Schienenelements 4.1d, 8.1d bzw.
der Richtung X der Verschiebbarkeit der Greifelemente 4.1c, 8.1c erstrecken.
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Jeweils
benachbarte Greif- und Speicherelemente 4.1c, 8.1c sind
untereinander durch Verbindungsmittel 4.1h, 8.1h verbunden.
Die Verbindungsmittel 4.1h, 8.1h weisen jeweils
zwei Langlöcher 4.1i, 4.1i' bzw. 8.1i, 8.1i' auf, wodurch
im Zusammenwirken mit an den Greifelementen 4.1c (Speicherelementen 8.1c)
vorhandenen Befestigungsmitteln 4.1j, 8.1j für die Verbindungsmittel 4.1h, 8.1h zwei
Extremabstände
d1, d2 der Greifelemente 4.1c bzw.
der Speicherelemente 8.1c untereinander definiert sind.
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Somit
ist es aufgrund der Ausgestaltung und Anordnung der Greifelemente 4.1c (Speicherelemente 8.1c)
gemäß der 3a,
b ausreichend, eine einzelne, in Richtung des Doppelpfeils X linear
wirksames Kraftquelle (nicht gezeigt) vorzusehen, um den Abstand
der Greifelemente 4.1c (Speicherelemente 8.1c)
voneinander in einfacher Weise zwischen der ersten Stellung mit
großem
relativen Abstand d1 und der zweiten Stellung
mit kleinem relativen Abstand d2 zu verändern.
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Die 4 zeigt
eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen ersten Greifeinrichtung 4.1,
bei der mehrere Gruppen 4.1b, 4.1b' von Greifelementen 4.1c in
Form benachbarter, paralleler Reihen im Rahmen einer zweidimensionalen
Anordnung von Greifelementen angeordnet sind; innerhalb jeder Reihe
sind die relativen Abstände
der Greifelemente 4.1c wiederum in Richtung der Doppelpfeile
X veränderbar,
wobei analog zu den Ausgestaltungen der 3a, b
Verbindungsmittel 4.1h mit jeweils zwei Langlöchern 4.1i, 4.1i' zum Verbinden
der Greifelemente 4.1c einer Reihe eingesetzt sind. Nach
dem Vorstehenden können
auch die Magazinmittel 8 der erfindungsgemäßen Vorrichtung
entsprechend aufgebaut sein (vgl. 3a–c), was
hier aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht erneut dargestellt ist.
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Im
Gegensatz zu den in den 3a, b
gezeigten Ausgestaltungen der Greifelemente 4.1c sind diese
bei der Ausführungsform
gemäß der 4 nicht
mit quadratischer, sondern mit im Wesentlichen dreieckförmiger Basis 4.1k ausgebildet,
wobei die Basen 4.1k, 4.1k' benachbarter Reihen von Greifelementen 4.1c jeweils
um 180° in
der Ebene der Greifelemente-Anordnung gegeneinander verdreht sind, so
dass immer eine Spitze 4.11 einer Basis 4.1k eines
Greifelements 4.1c in einen – ebenfalls dreieckförmigen – Bereich 4.1m zwischen
einander zugewandten Flanken 4.1n, 4.1n' benachbarter
Basen 4.1k, 4.1k' einer
Reihe hineinragt. Auf diese Weise lassen sich durch die Greifeinrichtung 4.1 auch
Kavitäten
ergreifen, bei denen die Becherstangen 9 nach einem überlappenden
Muster (vgl. 7b) angeordnet sind.
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Aufgrund
der speziellen konstruktiven Ausgestaltung der ersten Greifeinrichtung 4.1,
wie sie in den 3a–c und 4 dargestellt
ist, lassen sich Kavitäten
aus Becherstangen 9 mit einem ersten relativen Abstand,
z.B. d1, der durch die Herstellungseinrichtung 2 vorgegeben
ist, ergreifen; anschließend kann
durch einfaches Verschieben der Greifelemente 4.1c ein
neuer, in der Regel engerer Abstand d2 der Greifelemente 4.1c und
damit der Becherstangen 9 zueinander eingestellt werden,
der zumindest innerhalb der Reihen der Greifeinrichtung 4.1b einer
angestrebten optimalen Packungsdichte der Becherstangen 9 in
einem Ladehilfsmittel (1) im Wesentlichen entspricht.
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Die
in den 3a–c und 4 gezeigten Reihen
von Greifelementen 4.1c sind an ihrem jeweiligen Abstand
zueinander einer konkreten Geometrie der von der Herstellungseinrichtung 2 (1)
bereitgestellten Kavität
angepasst. Es entspricht beispielsweise dem Muster eines Werkzeugs
der Herstellungseinrichtung (Tiefziehmaschine). Es ist jedoch bei
einer Veränderung
der Geometrie, z.B. bedingt durch den Einsatz eines anderen Werkzeugs
in der Herstellungseinrichtung, jederzeit entsprechend anpassbar.
Wie bereits vorstehend zu der 3a–c ausgeführt, kann
die Geometrieänderung
auch von der Greifeinrichtung 4.1 in die Magazinmittel 8 verlagert
werden, wodurch sich insbesondere eine grundsätzlich erstrebenswerte konstruktive
Vereinfachung der Greifeinrichtung 4.1 ergibt.
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In
der 4 ist weiterhin vergrößert ein oberer Bereich 4.1o eines
Greifelements 4.1c bzw. dessen Führungsmittel 4.1g und
die Verschlussmittel 4.1a zum Sichern einer Becherstange 9 dargestellt. Die
erfindungsgemäße Sicherung
der Becherstangen wird im Folgenden anhand der 5a–c genauer
beschrieben.
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Die 5a zeigt
eine bevorzugte mögliche Ausgestaltung
der Führungsmittel 4.1g der
Greifelemente 4.1c mit integ rierten Verschlussmitteln 4.1a. Die
Verschlussmittel 4.1a umfassen nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel
einen Kipphebel 4.1p, der um eine Achse S senkrecht zu
einer Erstreckungsrichtung der Führungsmittel 4.1g in
einer endständigen
Ausnehmung (nicht gezeigt) der Führungsmittel
angelenkt und mit einem innerhalb der Führungsmittel 4.1g verlaufenden
Gestänge 4.1q verbunden
ist. Eine Abwärtsbewegung
der Gestänge 4.1q in
Richtung der Pfeile in 3b, oben, bewirkt ein Verschwenken
der Kipphebel 4.1p nach innen, so dass diese mit ihrer
Spitze 4.1r am Innenrand des untersten Bechers 9.1 einer
Becherstange 9 anliegen. Dieser Bereich ist der stabilste
Bereich eines Bechers, so dass es hier im Wesentlichen auch dann
zu keiner Verformung des Bechers 9.1 kommt, wenn dieser
erst vor kurzem produziert wurde, d.h. noch warm und leicht verformbar
ist. Die Auf- und Abwärtsbewegung
der Gestänge 4.1q in
Richtung der Pfeile in den 5a, b
(oben), c erfolgt beispielsweise mit Hilfe nicht dargestellter Antriebsmittel,
z.B. pneumatisch oder elektromotorisch.
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Die
unteren Teilabbildungen der 5a, b zeigen
Unteransichten der Führungsmittel 4.1g der Becherstangen 9 bei
in den Becher 9.1 eingeschwenkten Kipphebeln 4.1p (5b,
unten; 5c rechts) bzw. ausgeschwenkten
Kipphebeln 4.1p (5a, unten; 5c,
links).
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Die 6a zeigt,
wie erfindungsgemäß eine erste
geometrische Anordnung der in der Greifeinrichtung 4.1 befindlichen
Kavität
in ein für
das Ablegen in ein Ladehilfsmittel günstiges Muster umsetzbar ist.
Im Kontext der Verpackungslogistik bedeutet "günstig", dass ein solches
Packbild im Ladehilfsmittel angestrebt ist, bei dem möglichst
viele Becherstangen in das Ladehilfsmittel hineinpassen.
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Mögliche Packmuster
sind schematisch in den 7a, b
dargestellt, in denen eine Anzahl von Becherstangen, die nach einem
bestimmten Muster angeordnet sind, in Draufsicht gezeigt sind. Die
Becherstangen 9 sind in Reihen R angeordnet, die untereinander
einen festen Abstand ΔY
aufweisen, während
die Becherstangen 9 einer Reihe R untereinander in einem
Abstand ΔX
angeordnet sind. Hinsichtlich der Flächennutzung ist das Packmuster
der 7b dem der 7a vorzuziehen.
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Da
nach den 3a, b und 4 die relativen
Abstände
der jeweils in einer Reihe angeordneten Greifelemente 4.1c bzw.
Speicherelemente 8.1c einstellbar sind, lässt sich
erfindungsgemäß einerseits
bereits für
die in der ersten Greifeinrichtung 4.1 befindlichen Becherstangen 9 ein
erforderlicher Abstand ΔX
der Becherstangen 9 innerhalb einer Reihe R einstellen,
der beispielsweise dem in der 3b gezeigten
Abstand d2 entspricht. Nachdem somit die einzelnen
Reihen R der Kavität
K hinsichtlich des Abstands ΔX
der Becherstangen 9 auf ein für das Ablegen in das Ladehilfsmittel
erwünschtes
Abstandsmaß angepasst
sind, wird die Reihe R gemäß der 6a,
links, in Magazinmittel 8 abgelegt. Alternativ kann ein
Teil der Kavität
K ohne vorherige Abstandsänderungen
in Magazinmittel 8 eingebracht werden. Die Abstandsänderung
erfolgt dann in den Magazinmitteln.
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Die
Magazinmittel 8 weisen in der Variante, bei der die Geometrieänderung
allein durch die Greifeinrichtung 4.1 vorgenommen wird,
gemäß den schematischen
Draufsichten der 6a zu jeweils unterschiedlichen,
aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t1–t6 eine zweidimensionale Anordnung von statischen
Speicherelementen 8.1' auf,
die so ausgebildet sind, dass jeweils eine Becherstange 9 zwischen zwei
innerhalb einer Reihe benachbarten Speicherelementen 8.1' der Magazinmittel 8 statisch
aufgenommen und gehalten werden kann. Eine Seitenansicht der Magazinmittel 8 mitsamt
Speicherelementen 8.1' und
Becherstangen 9 ist in der 6b gezeigt.
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Zum
Zeitpunkt t1 wird ein erstes Segment K1 der Kavität mittels der ersten Greifeinrichtung 4.1 (in 6a nicht
gezeigt) in einem ersten Bereich der Magazinmittel 8 abgelegt.
Die Abstände ΔX der Becherstangen 9 in
den Magazinmitteln 8 entsprechen dem durch die erste Greifeinrichtung 4.1 eingestellten
und für
ein optimales Ablegen der Becherstangen 9 in ein Ladehilfsmittel
geeigneten Abstand.
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Zum
Zeitpunkt t2 wird in den Magazinmitteln 8 ein
zweites Segment K2 der Kavität abgelegt;
zum Zeitpunkt t3 folgt das dritte Segment
K3, so dass die Magazinmittel 8 zu
diesem Zeitpunkt vollständig
mit Becherstangen 9 gefüllt
sind, deren Abstand zueinander innerhalb einer Reihe bereits demjenigen
entspricht, der für
das angestrebte Packmuster im Ladehilfsmittel benötigt wird.
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Im
Zuge der weiteren Variante, bei die Abstandsänderung nicht in der Greifeinrichtung 4.1 erfolgt,
werden an dieser Stelle die einzelnen Speicherelemente 8.1 der
Magazinmittel 8 zur Herstellung des angestrebten Packmusters
verfahren.
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Nachdem
die Magazinmittel 8 zum Zeitpunkt t3 komplett
mit Becherstangen 9 gefüllt
sind, werden anschließend
mittels einer weiteren Greifeinrichtung (nicht gezeigt) die Becherstangen 9 reihenweise
an den Magazinmitteln 8 wieder aufgenommen und in das Ladehilfsmittel 7.1 (1)
abgelegt. Dies geschieht gemäß der 6a zu
Zeitpunkten t4, t5,
t6 jeweils für eine Reihe von Becherstangen 9,
bis zum Zeit punkt t6 die Magazinmittel 8 wieder
vollständig geleert
sind.
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Die
weitere, gemäß der 6a zum
reihenweisen Aufnehmen der Becherstangen zu den Zeitpunkten t4–t6 zum Einsatz kommende Greifeinrichtung (4.2)
besteht aus denselben Greifelementen 4.1c wie die Greifeinrichtung 4.1 (Kavitätengreifer). Ein
Unterschied kann darin bestehen, dass die Greifelemente der weiteren
Greifeinrichtung (Reihengreifer) nicht gegeneinander verschiebbar
angeordnet sind und dass nur eine einzige Becherstangenreihe aufgenommen
wird, die länger
als die Kavitätensegmente
K1–K3 sein kann.
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Die 8 zeigt
das Ablegen von Becherstangen 9a–9p in Magazinmitteln 8 mit
entsprechenden Speicherelementen 8.1' im Falle einer Kavität K, innerhalb
derer die Becherstangen 9a–9p nach Maßgabe eines
entsprechenden Werkzeugs der Herstellungseinrichtung 2 (1) überlappend
angeordnet sind. In diesem Fall werden mittels der Greifeinrichtung 4.1,
von der in der 8 nur die Führungsmittel 4.1g gezeigt
sind, zu einem ersten Zeitpunkt t1 nur einzelne
Reihen bzw. Reihenpaare aus den Becherstangen 9a–9d bzw. 9e–9h in
den Magazinmitteln 8 abgelegt. Anschließend verfährt das Handhabungsgerät 3.1 die
Greifeinrichtung 4.1, so dass zu einem späteren Zeitpunkt
t2 die verbleibenden Reihen bzw. Reihenpaare
der Kavität
K (Becherstangen 9i–9l bzw. 9m–9p)
in den entsprechenden Speicherelementen 8.1' der Magazinmittel 8 abgelegt
werden können.
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Das
Ablegen einer Becherstange 9 in ein Ladehilfsmittel 7.1 ist
in der 9 zu drei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t1, t2, t3 dargestellt.
Zum Zeitpunkt t1 enthält das Ladehilfsmittel 7.1,
beispielsweise ein Karton, nur eine einzige Reihe von Becherstangen 9.
Zwischen den einzelnen Becherstangen 9 sind noch die einzelnen
Führungs-
und Ver schlussmittel 4.1g, 4.1a des Reihengreifers
zu erkennen. Zum Zeitpunkt t2 wird mittels
des Reihengreifers eine zweite Reihe von Becherstangen 9 in
das Ladehilfsmittel 7.1 abgelegt, wobei das Ablegen dergestalt
erfolgt, dass eine relative Anordnung der beiden Reihen, insbesondere
hinsichtlich ihres Abstandes ΔY, dem
angestrebten optimalen Packungsmuster im Ladehilfsmittel 7.1 entspricht
(vgl. 7b). Zum Zeitpunkt t3 ist schließlich ein komplett mit Becherstangen 9 nach
dem angestrebten optimalen Packungsmuster gefülltes Ladehilfsmittel 7.2 dargestellt.
Damit die in dem Ladehilfsmittel 7.1 abgelegten Becherstangenreihen
vor der vollständigen
Füllung
des Ladehilfsmittels zum Zeitpunkt t3 nicht
umkippen, ist das Ladehilfsmittel 7.1 während des Ablegevorgangs gegen
die Vertikale V, die gemäß der Darstellung
der 9 aus der Zeichenebene herausweist, in Richtung
des Pfeils N geneigt, so dass sich insbesondere die erste Becherstangenreihe
an einer Wand 7.1a des Ladehilfsmittels 7.1 abstützen kann.
Das geschieht erfindungsgemäß in einer
sogenannten Spreizstation, die weiter unten anhand der 15 noch detailliert beschrieben wird.
Die Spreizstation dient weiterhin zum Positionieren der Ladehilfsmittel 7.1.
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Die 10 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 im
Bereich einer Weiterbearbeitung der Kunststoffbecher. Hierzu sind
im Bereich einer Weiterbearbeitungseinrichtung 11, wie
einer Dekormaschine, zwei weitere Handhabungsgeräte 3.3, 3.4 im Form
von Industrierobotern der oben genannten Art vorgesehen. Innerhalb
der Arbeitsbereiche A3 und A4 der Handhabungsgeräte 3.3 bzw. 3.4 befinden sich
jeweils Werkzeugbahnhöfe 5.3, 5.4 sowie
ein Eingangsbereich 11.1 bzw. ein Ausgangsbereich 11.2 der
Weiterbearbeitungseinrichtung 11. Die weiter zu bearbeitenden
Becherstangen werden dem Arbeitsbereich A3 des Handhabungsgeräts 3.3 in
gefüllten Ladehilfsmitteln 7.2 (9) über ein
Fördermittel 12 zugeführt. Analog
zur obigen Beschreibung der Herstellung und des anschließenden Ablegens der
Objekte werden die Ladehilfsmittel auch im Bereich der Weiterbearbeitung
vorzugsweise durch eine Spreizstation (15)
positioniert und geneigt.
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Das
Handhabungsgerät 3.3 weist
eine Entnahmeeinrichtung 4.3 für die in den Ladehilfsmitteln 7.2 enthaltenen
Becherstangen auf. Die Entnahmeeinrichtung 4.3 wird nachfolgend
anhand der 12 und alternativ anhand der 13a–c, 14a–c,
näher erläutert. Mittels
der Entnahmeeinrichtung 4.3 entnimmt das Handhabungsgerät 3.3 Becherstangen aus
den Ladehilfsmitteln 7.2 und stellt sie der Weiterbearbeitungseinrichtung 11 an
deren Eingangsbereich 11.1 zur Weiterbearbeitung, hier
zum Dekorieren der Becher, zur Verfügung. Nach erfolgter Weiterbearbeitung
in der Weiterbearbeitungseinrichtung 11 werden die Becher
in Form von Becherstangen am Ausgangsbereich 11.2 der Weiterbearbeitungseinrichtung 11 durch
das Handhabungsgerät 3.4 mittels einer
der Entnahmeeinrichtung 4.3 im Wesentlichen entsprechenden
Greifeinrichtung 4.4 wieder ergriffen und erneut in das
Ladehilfsmittel 7.1/7.2 abgelegt.
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Der
Eingangs- und Ausgangsbereich 11.1 und 11.2 der
Weiterbearbeitungseinrichtung 11 werden nachfolgend anhand
der 16 näher
erläutert.
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Die
Werkzeugbahnhöfe 5.3, 5.4 dienen
analog der Beschreibung der 1 zum Auswechseln der
Entnahme- bzw. Greifeinrichtungen 4.3, 4.4 im Zuge
einer Änderung
bestimmter Becherparameter, wie insbesondere des Becherdurchmessers
oder dergleichen.
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Um
ein problemloses Entnehmen der Becherstangen aus den Ladehilfsmitteln 7.2,
wie vorstehend anhand der 11 ausgeführt, auch
bei optimal dichter Packung der Becherstangen in dem Ladehilfsmittel
zu ermöglichen,
ist im Zuge des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Verwendung einer Positionierungseinlage 13 innerhalb
der Ladehilfsmittel 7.1/7.2 vorgesehen.
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Eine
Positionierungseinlage der nachfolgend beschriebenen Art ist insbesondere
notwendigerweise dann vorzusehen, wenn zwischen Abmessungen des
optimalen Packmusters und den (Innen-)Maßen des Ladehilfsmittels große Abweichungen
bestehen, so dass die Objekte sich während des Transports zu weit
von ihrer Sollposition entfernen können. Außerdem wird eine Positionierungseinlage
immer dann verwendet, wenn Becherstangen mit der Becheröffnung nach
unten in das Ladehilfsmittel eingebracht werden sollen (Schutz des
empfindlichen Siegelrands der Becher, Vermeiden einer Verzahnung
der Becherstangen über
ihre Mantelflächen).
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Eine
Ausführungsform
der Positionierungseinlage 13 ist in der 11a im Schnitt (oben) sowie in einer Draufsicht
(unten) schematisch dargestellt. Sie ist in Karton- oder einem Kunststoffmaterial
ausgebildet und innerhalb des (zunächst leeren) Ladehilfsmittels 7.1 angeordnet,
vorzugsweise in dessen Bodenbereich. Die Positionierungseinlage 13 wird
erfindungsgemäß vor dem
Verladen der Becherstangen im Bereich der Herstellungseinrichtung 2 (1) in
das Ladehilfsmittel eingebracht.
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Die
Positionierungseinlage 13 weist in ihrer Oberseite 13.1 eine
Anordnung von Aufnahmemitteln in Form von Vorsprüngen 13.2 auf, die
gemäß dem angestrebten
Packungsmuster der Becherstangen reihenweise versetzt angeordnet
sind. Jeweils zwei in einer Reihe benachbart angeordnete Vorsprünge 13.2', 13.2'' weisen an ihren aneinander zugewandten
Innenseiten 13.3', 13.3'' Ausnehmungen 13.4', 13.4'' auf, deren konkrete Ausformung
einer Form des in ihnen aufgenommenen Abschnitts einer Mantelfläche der
Becher entspricht (11b). Erfindungsgemäß sind die
Ausnehmungen 13.4', 13.4'' der Innenseiten 13.3', 13.3'' der Vorsprünge 13.2, 13.2', 13.2'' der Positionierungseinlage 13 nur
in deren oberen Abschnitten angeordnet, so dass unterhalb ein Sockel 13.5 verbleibt,
durch den die in den Ausnehmungen 13.4', 13.4'' aufgenommenen
Becher bzw. Becherstangen von der Oberseite 13.1 der Positionierungseinlage 13 beabstandet
gehalten sind.
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Die 11b zeigt einen Abschnitt der erfindungsgemäßen Positionierungseinlage 13 mit
in den Ausnehmungen der Vorsprünge 13.2 aufgenommenen
Becherstangen 9 aus ineinander gestapelten Kunststoffbechern 9.1.
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Die 11c zeigt ein einzelnes Aufnahmemittel 13.2 in
der Perspektive. Erkennbar sind insbesondere zwei kreisabschnittförmige Ausnehmungen 13.2a,
b zum Aufnehmen entsprechender Bereiche der Becher 9.1/Becherstangen 9.
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Durch
die Anordnung der Becherstangen 9 in der gezeigten Positionierungseinlage 13 bleibt
die gewünschte
optimale Packungsdichte der Becherstangen auch im Verlauf eines
Transports der Ladehilfsmittel dauerhaft erhalten. Zudem kommt es
aufgrund der dauerhaft sicheren Anordnung der Becherstangen auch
für den
Fall, dass diese bzw. die Becher aufgrund einer zeitlichen Nähe zu ihrer
Herstellung noch warm und leicht verformbar sind, zu keiner nachteiligen
Beeinträchtigung
der Becherqualität.
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Nach
der Darstellung der 11b weist die Positionierungseinlage 13 in
ihrem Randbereich 13.6 ein Beabstandungsmittel 13.7 auf,
durch das eine einer Wand 7.1a des Ladehilfsmittels 7.1 benachbarte Reihe
von Becherstangen um ein Maß d
von letzterer beabstandet gehalten ist. Dieser Aspekt ist hinsichtlich
der in der 12 sowie in den 13a–c, 14a–c
gezeigten konstruktiven Ausgestaltungen der Entnahmeeinrichtung 4.3 für Becherstapel 9 (Reihen
von Becherstapeln 9) aus einem gefüllten Ladehilfsmittel 7.2 gemäß der 10 von
entscheidender Bedeutung. Weiterhin schafft die Positionierungseinlage 13 einen
Abstand b des jeweils untersten Bechers jeder Becherstange 9 vom
Becher 7.2b des Ladehilfsmittels 7.2.
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Die
Entnahmeeinrichtung 4.3 ist nach einem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der 12 als Reihengreifer
ausgebildet, durch den eine komplette Reihe von Becherstangen 9 aus
dem Ladehilfsmittel 7.2 aufnehmbar ist. Die Entnahmeeinrichtung
weist zu diesem Zweck für
jede Becherstange 9 ein hakenförmiges Untergreifmittel 4.3a auf,
das aufgrund seiner Abmessungen in den Spalt der Breite d zwischen der
Wand 7.2a des Ladehilfsmittel 7.2 von den benachbart
angeordneten Becherstangen 9 einbringbar ist. Dies ist
in der 13 bei t1 und
t2 gezeigt. An dem Untergreifmittel 4.3a ist
relativ zu diesem beweglich ein Niederhaltemittel 4.3b angeordnet,
das mittels eines elektrischen oder pneumatischen Antriebs (nicht gezeigt)
in Richtung der Doppelpfeile der 13 nach
oben und unten verschiebbar ist. Auf diese Weise ist ein Abstand
h zwischen einer Spitze 4.3c des Untergreifsmittels 4.3a und
dem Niederhaltemittel 4.3b der Entnahmeeinrichtung 4.3 an
eine Höhe
H der Becherstange 9 anpassbar. Dies ist bei t3 und
t4 dargestellt, nachdem die Entnahmeeinrichtung 4.3 durch
das zugeordnete Handhabungsgerät 3.3 zumindest
mit der Spitze 4.3c des Untergreifmittels 4.3a in
einen Freiraum unterhalb der Becherstange 9 im Bereich
des Sockels 13.5 der Positionierungseinlage 13 (11a) eingebracht wurde. Das Niederhaltemittel 4.3b verfährt so weit
nach unten, bis eine individuell für jeden Bechertyp einstellbare
Haltekraft zwischen Niederhaltemittel 4.3b und der Spitze 4.3c des
Untergreifsmittels 4.3a erreicht ist, so dass die Becherstange 9 zwischen
der Spitze und dem Niederhalter eingeklemmt ist. Die Becherstange 9 bzw. die
gesamte Becherstangereihe kann nun aus dem Ladehilfsmittel 7.2 entnommen
und durch das Handhabungsgerät 3.3 der
Weiterbearbeitungseinrichtung 11 (10) zugeführt werden.
-
Eine
weitere, bevorzugte Ausgestaltung der Entnahmeeinrichtung 4.3 ist
in den 13a–c, 14a–c dargestellt
und fungiert ebenfalls als Reihengreifer. Gemäß der 13a weist
die Entnahmeeinrichtung 4.3 zu diesem Zweck für jede Becherstange 9 eine
im wesentlichen kreiszylinderförmige Schalenanordnung 17 mit
zwei Halbschalen 17.1 und 17.2 auf. Die Schalenanordnungen 17 sind
in einer Reihe angeordnet und an einem gemeinsamen Trägermittel 18 im
Bereich eines ihrer jeweiligen oberen Enden 17a aufgehängt. Das
Trägermittel 18 besitzt eine
Flanschplatte 18a zur Verbindung mit dem Werkzeugflansch
eines Handhabungsgeräts.
Weiterhin zeigt die 13a einen Antrieb 19 und
eine an dem Trägermittel 18 angeordnete
Zahnstange 20, die mit den Schalenanordnungen 17 jeweils
zugeordneten Zahnrädern 21 in
Wirkverbindung steht. Der Antrieb 19 ist zum Verschieben
der Zahnstange 20 in Richtung deren Erstreckung ausgebildet.
Die Halbschale 17.1 der Schalenanordnung 17 ist
eine bezüglich
der Greifeinrichtung 4.3 starre Halbschale, wogegen die
Halbschale 17.2 beweglich, insbesondere relativ zu der
Halbschale 17.1, rotierbar ist. Das Verdrehen der Halbschale 17.2 erfolgt
elektrisch oder pneumatisch über
eine mit dem Antrieb verbundene Kraftquelle (nicht gezeigt). Über die
beiden Halbschalen 17.1, 17.2 ist es möglich, Becher stangen
im Innern der Schalenanordnungen 17 beinahe vollständig zu umschließen.
-
Die
Schalenanordnung 17 sowie die Teilschalen 17.1, 17.2 sind
in der 13b nochmals einzeln dargestellt.
Dieser ist weiterhin im unteren Endbereich 17b zumindest
der Teilschale 17.1 eine über den Innenumfang der Teilschale 17.1 angeordnete Auflagelippe 22 zur
Sicherung in den Schalenanordnungen 17 aufzunehmender Objekte
zu entnehmen; vorzugsweise besitzt auch die Teilschale 17.2 eine solche
Auflagelippe 22. Die Teilschale 17.1 hat in ihrem
oberen Bereich 17a eine Abschlusskappe 17.1a mit
Bohrungen 17.1b, c. Die Teilschale 17.2 weist
in ihrem oberen Bereich 17a einen ringförmigen Ansatz 17.2a auf.
-
Weitere
Einzelheiten der erfindungsgemäßen Entnahmeeinrichtung 4.3 der 13a zeigt die 13c anhand
eines Schnitts etwa längs
der Linie C-C in 13b. Demgemäß ist die Abschlusskappe 17.1a doppelwandig
ausgebildet und umfasst so den Ansatz 17.2a. Im Innern
der Abschlusskappe 17.1a und mit dieser fest verbunden
ist zusätzlich
ein Innen-Zahnrad 23 vorgesehen, das mit einem (Außen-)Zahnrad 21' in kämmendem
Eingriff steht, wobei das Zahnrad 21' vorzugsweise auf einer gemeinsamen
Welle W mit dem bereits vorstehend genannten Zahnrad 21 der
Entnahmeeinrichtung 4.3 (13a)
angeordnet ist. Die Welle W verläuft
erfindungsgemäß durch
die Bohrung 17.1b (13b) und
ist gemäß 13a über
das Zahnrad 21 durch den Antrieb 19 drehbar, wobei
sich die Drehung über die
Zahnräder 21', 23 auf
die bewegliche Halbschale 17.2 überträgt. Die Bohrungen 17.1c dienen
zum Befestigen der Halbschale 17.1 (und damit der Schalenanordnung 17)
am Trägermittel 18 (13a). Nach Maßgabe
des Antriebs 19 werden somit über die Zahnstange 20 durch
Kopplung mit den Zahnrädern 21, 21', 23 alle
als Entnahme einheiten fungierenden Schalenanordnungen 17 gleichzeitig
betätigt.
-
Die
Entnahme der Becherstangen erfolgt derart, dass die Entnahmeeinrichtung 4.3 sich
in einer Stellung befindet, bei der die Halbschalen einander überdeckend
angeordnet sind, d.h. die Halbschale 17.2 liegt vor der
Halbschale 17.1. In dieser Stellung fährt das Handhabungsgerät 3.3 mit
der Entnahmeeinrichtung 4.3 in das gefüllte Ladehilfsmittel 7.2 ein.
Sobald die Entnahmeeinrichtung 4.3 komplett eingetaucht
ist, d.h. bis zum Boden des Ladehilfsmittels 7.2 bzw. bis
auf die Positionierungseinlage 13, wird die Halbschale 17.2 über den
Antrieb 19 verdreht, so dass am Ende jede einzelne Becherstange durch
eine Schalenanordnung 17 umschlossen ist. Dies entspricht
für jede
Schalenanordnung 17 der Darstellung in 13b, links. Die Auflagelippe 22 ist dann
derart positioniert, dass sie unterhalb des untersten Bechers der
Becherstange liegt, wodurch beim Herausfahren der Entnahmeeinrichtung 4.3 aus dem
Ladehilfsmittel die Becherstange gesichert ist. Hierbei ist der
mittels der Positionierungseinlage 13 (11a–c)
geschaffene Abstand b des untersten Artikels jedes Objekts vom Boden 7.2b des
Ladehilfsmittels 7.2 von entscheidender Bedeutung.
-
Die 14a, b zeigen weitere Einzelheiten der Entnahmeeinrichtung 4.3 anhand
eines Längsschnitts
entlang der Linie A-A in 13b,
jeweils in Detailansicht im oberen Bereich 17a der Schalenanordnungen 17.
In 14a ist der geöffnete
Zustand der Schalenanordnungen 17 dargestellt; 14b illustriert den geschlossenen Zustand.
-
Die
Greifeinrichtung 4.4 zum erneuten Einpacken der Becherstangen
nach erfolgter Weiterbearbeitung ist erfindungsgemäß analog
zu der zweiten Greifeinrichtung 4.2 oder der Entnahmeeinrichtung 4.3 ausgebildet.
-
Vorzugsweise
wird auch beim Auspacken der Becherstangen das Ladehilfsmittel,
wie bereits für
den Einpackvorgang beschrieben, leicht schräg gestellt. Das erwähnte Neigen
der Ladehilfsmittel 7.1, 7.2 erfolgt erfindungsgemäß in einer
in den 15a–c dargestellten Spreizstation 14 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Diese ist in den Darstellungen der 1 und 10 aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht gezeigt. Die Spreizstation 14 hat die vorrangige
Aufgabe, die Ladehilfsmittel 7.1, 7.2 exakt zu
positionieren und eine beim gezeigten Ausführungsbeispiel in den Ladehilfsmitteln
enthaltene Auskleidung 15, insbesondere einen aus hygienischen
Gründen
vorgesehenen Kunststoffbeutel, derart auszubreiten und an die Wände 7.1a, 7.2a der
Ladehilfsmittel 7.1, 7.2 anzulegen, dass sich
beim Ein- bzw. Ausfahren der Greifeinrichtungen keine Kollisionspunkte
ergeben, und die Auskleidung 15 beschädigt werden könnte. Die
Spreizstation 14 weist nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel
zwei in Richtung der Doppelpfeile der ersten Seitenansicht der 15a aus- und einfahrbare Teleskop-/Hubeinheiten 14.1 auf,
zwischen denen das Ladehilfsmittel 7.1/7.2 mitsamt
der Auskleidung 15 positionierbar ist. An den Teleskopeinheiten 14.1 sind
Spreizdorne 14.2 angeordnet, die mittels eines dazwischen
geschalteten Verfahrelements 14.3 unter Einwirkung geeigneter
Antriebsmittel 14.4 diagonal nach außen verfahrbar sind (vgl. 14c).
-
In
der 14b sind Stellungen der Spreizdorne 14.2 zu
verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 gezeigt. Die 14b stellt
eine Schnittansicht der Darstellung gemäß der 14a entlang
der Linie B-B dar. Die 15c zeigt
die selben Zeitpunkte in einer Draufsicht.
-
Durch
das diagonale Verfahren der Spreizdorne 14.2 nach außen wird
das Ladehilfsmittel 7.1/7.2 in zwei Richtungen positioniert
sowie die Auskleidung 15 ausgebreitet und an die Wände des
Ladehilfsmittels angelegt.
-
Die
Antriebsmittel 14.4 für
die Teleskopeinheiten 14.1 und zum Verfahren der Spreizdorne 14.2 können wiederum
beispielsweise elektromotorischer oder pneumatischer Natur sein.
-
Schließlich sind
in der 16 weitere Magazinmittel 16 gezeigt,
wie sie im Eingangsbereich 11.1 und im Ausgangsbereich 11.2 einer
Weiterbearbeitungseinrichtung 11 gemäß der 10 zum
Einsatz kommen. Die Magazinmittel 16 unterscheiden sich erheblich
von den Magazinmitteln 8 im Bereich der Herstellungseinrichtung 2 (1).
Bei den Magazinmittel 16 werden die Becherstangen 9 zur
Erhöhung der
Betriebssicherheit der Weiterbearbeitungseinrichtung 11,
beispielsweise einer Dekoriermaschine, mittels eines umlaufenden
Fördermittels 16.1 reihenweise
aktiv getaktet weiterbewegt und an die Weiterverarbeitungseinrichtung 11 übergeben.
Entsprechend ist in der 15 eine aus
vier Becherstangen 9 gebildete Reihe R dargestellt, die
gemäß der Beschreibung
der 11 mittels der Entnahmeeinrichtung 4.3 aus
dem Ladehilfsmittel 7.2 entnommen wurde und nun in Richtung
des Pfeils der 15 durch das Fördermittel 16.1 dem
Eingangsbereich 11.1 einer Weiterverarbeitungseinrichtung 11 zugeführt wird.
Eine identische Anordnung findet sich erfindungsgemäß am Ausgangsbereich 11.2 der
Weiterverarbeitungseinrichtung 11 und dient hier dazu, die
Becherstange 9 nach erfolgter Weiterverarbeitung reihenweise
dem Handhabungsgerät 3.4 (10)
zum Wiederverpacken zuzuführen.
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Herstellungseinrichtung
- 2.1
- Ausgabebereich
- 2.2
- Stempel
- 3.1,
3.2, 3.3., 3.4.
- Handhabungsgerät
- 4.1,
4.2, 4.3, 4.4.
- Greifeinrichtung
- 4.1a
- Verschlussmittel
- 4.1b,
4.1b'
- Gruppe
- 4.1c
- Greifelement
- 4.1d
- Schienenelement
- 4.1e
- Vorsprung
- 4.1f
- Nut
- 4.1g
- Führungsmittel
- 4.1h
- Verbindungsmittel
- 4.1i,
4.1i'
- Langloch
- 4.1j
- Befestigungsmittel
- 4.1k,
4.1k'
- Basis
- 4.1l
- Spitze
- 4.1m
- Bereich
- 4.1n,
4.1n'
- Flanke
- 4.1o
- oberer
Bereich
- 4.1p
- Kipphebel
- 4.1q
- Gestänge
- 4.1r
- Spitze
- 4.3a
- Untergreifmittel
- 4.3b
- Niederhaltemittel
- 4.3c
- Spitze
- 5.1,
5.2, 5.3, 5.4
- Werkzeugbahnhof
- 6
- Fördermittel
- 7.1,
7.2
- Ladehilfsmittel
- 7.1a,
7.2a
- Wand
- 7.2b
- Boden
- 8
- Magazinmittel
- 8.1,
8.1'
- Speicherelement
- 8a,
b
- Magazineinheit
- 8.1a
- Verschlussmittel
- 8.1b,
4.1b'
- Gruppe
- 8.1c
- Greifelement
- 8.1d
- Schienenelement
- 8.1e
- Vorsprung
- 8.1f
- Nut
- 8.1g
- Führungsmittel
- 8.1h
- Verbindungsmittel
- 8.1i,
4.1i'
- Langloch
- 8.1j
- Befestigungsmittel
- 8.1k,
4.1k'
- Basis
- 8.1l
- Spitze
- 8.1m
- Bereich
- 8.1n,
4.1n'
- Flanke
- 8.1o
- oberer
Bereich
- 8.1p
- Kipphebel
- 8.1q
- Gestänge
- 8.1r
- Spitze
- 9,
9a–9p
- Becherstange
- 9.1
- Becher
- 11
- Weiterbearbeitungseinrichtung
- 11.1
- Eingangsbereich
- 12
- Fördermittel
- 13
- Positionierungseinlage
- 13.1
- Oberseite
- 13.2,
13.2', 13.2''
- Vorsprung
- 13.2a,
b
- Ausnehmung
- 13.3', 13.3''
- Innenseite
- 13.4', 13.4''
- Ausnehmung
- 13.5
- Sockel
- 13.6
- Randbereich
- 13.7
- Beabstandungsmittel
- 14
- Spreizstation
- 14.1
- Teleskopeinheit
- 14.2
- Spreizdorn
- 14.3
- Verfahrelement
- 14.4
- Antriebsmittel
- 15
- Auskleidung
- 16
- Magazinmittel
- 16.1
- Fördermittel
- 17
- Schalenanordnung
- 17a
- oberes
Ende
- 17b
- unteres
Ende
- 17.1
- (feste)
Teil-/Halbschale
- 17.1a
- Abschlusskappe
- 17.1b
- Bohrung
- 17.1c
- Bohrung
- 17.2
- (bewegliche)
Teil-/Halbschale
- 17.2a
- Ansatz
- 18
- Trägermittel
- 18a
- Flanschplatte
- 19
- Antrieb
- 20
- Zahnstange
- 21,
21'
- Zahnrad
- 22
- Auflagelippe
- 23
- Zahnrad
- A1,
A2, A3, A4
- Arbeitsbereich
- A1,2
- Teilbereich
- B1, B2
- Bereich
- b
- Abstand
- d1, d2
- Abstand
- h
- Abstand
- H
- Höhe
- Ki
- Kavität
- N
- Neigung
- R
- Reihe
- S
- Achse
- ti
- Zeit
(Zeitpunkt)
- V
- Vertikale
- W
- Welle
- X
- Verschiebungsrichtung
- ΔX, ΔY
- Abstand