DE19720650A1 - Befüll- und Entnahmeeinrichtung für flache Güter und Betriebsverfahren - Google Patents
Befüll- und Entnahmeeinrichtung für flache Güter und BetriebsverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Befüll- und/oder Entnahmeein
richtung zum Befüllen und/oder zur Entnahme von flachen,
reihen- oder schuppenförmig aneinander liegenden Gütern,
insbesondere vorgeklebten, flachliegenden Faltschachteln in
eine bzw. aus einer Transportverpackung, insbesondere einem
Umkarton, mit einer Fördervorrichtung zum Zuführen der fla
chen Güter zur Transportverpackung bzw. zum Abführen von der
Transportverpackung weg sowie ein entsprechendes Betriebs
verfahren.
Eine Befülleinrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen
ist beispielsweise bekannt aus der DE 38 01 279 C1.
Vorgeklebte, flachliegende Faltschachteln werden in großen
Mengen in den verschiedensten Zweigen der Industrie, insbe
sondere in der Pharmaindustrie, aber auch in der Kosmetikin
dustrie, der Lebensmittelindustrie und anderen Bereichen
verwendet. Derartige vorgeklebte mit Biegelinien, Rillungen
und dergleichen vorgefertigte Faltschachteln dürfen bei ih
rem Transport keinen zu großen Druckkräften ausgesetzt wer
den, weil sie sich sonst sehr schwer, jedenfalls nicht mehr
automatisch und einfach zum Befüllen in ihre Endform auf
richten lassen, da ihre Elastizität verloren geht. Zum Ver
sand derartiger vorgeklebter, flachliegender Faltschachteln
wird daher in der Regel ein manuelles Einfüllen in Trans
portverpackungen, die meist aus Umkartons bestehen, bevor
zugt. Bei diesem manuellen Einfüllen werden von einem Trans
portband die in Schuppenform aneinanderliegenden Schachteln
von einer Bedienungsperson manuell mit beiden Händen in ei
ner ungefähr passenden Menge herausgegriffen und dabei eine
stangenförmige Aneinanderreihung der Faltschachteln gebil
det, mit welcher sie in den Umkarton eingefüllt werden.
Nachteilig bei diesem manuellen Verfahren ist jedoch einer
seits die mangelnde Genauigkeit hinsichtlich der Anzahl der
in den Umkarton eingefüllten Faltschachteln, andererseits ist
auch keine exakte Stichprobenentnahme nach einem Stichproben
plan, also nach einer vorgegebenen, statistisch sich ändern
den Anzahl von verpackten Faltschachteln möglich. Besten
falls kann willkürlich irgendeine verpackte Faltschachtel
aus der Umverpackung gezogen und der Stichprobenuntersuchung
zugeführt werden. Diese kann dann entweder zurückgeführt
oder durch eine andere, gleichartige Faltschachtel ersetzt
werden, damit die Anzahl der im Umkarton befindlichen Falt
schachteln wieder ungefähr stimmt.
Darüberhinaus ist bei dem manuellen Verfahren aber auch die
monotone und im Endeffekt inhumane Belastung der Bedienungs
person durch den ständig gleichbleibenden geschilderten Ar
beitsgang des Herausgreifens einer Stange von Faltschachteln
und manuellen Einlegens in den Umkarton verbesserungsbedürf
tig.
Eine gewisse Abhilfe schafft daher eine halbautomatische,
sequentielle Einzelbefüllung des Umkartons mit vorgeklebten
Faltschachteln, wobei zwar eine automatisierte Zählung mög
lich ist, wie beispielsweise in der DE 30 18 894 A1 be
schrieben ist, jedoch eine Stichprobenentnahme immer noch
von Hand erfolgen muß. Bei dem bekannten, sequentiellen
halbautomatischen Einfüllen der Faltschachteln in den Umkar
ton ohne vorherige Stangenbildung ist zudem keine hohe
Stückzahlpräzision und keine gut reproduzierbare, vorgebbare
Anzahl an verpackten Faltschachteln erzielbar.
Weiterhin ist bei dem aus der DE-30 18 894 A1 bekannten
halbautomatischen Befüllverfahren von Nachteil, daß eine
Formatumstellung der zu verpackenden Faltschachteln sehr
aufwendig ist und im Bereich zwischen 1 und 1,5 Stunden
liegt, so daß nur große Chargen wirtschaftlich sinnvoll auf
diese Weise verarbeitbar sind. Das gleiche gilt auch für ei
ne Vorrichtung zum Einbringen von Faltschachtelzuschnitten
oder dergleichen Versandkartons gemäß der DT 22 61 416 B2.
Nachteilig bei allen bisher bekannten Vorrichtungen dieser
Art ist zudem, daß sich die Anlagen im Prinzip nur und aus
schließlich zum Befüllen des Umkartons mit Faltschachteln,
nicht jedoch für eine automatisierte Entnahme der Falt
schachteln aus dem Umkarton eignen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine
Anlage mit den eingangs beschriebenen Merkmalen vorzustel
len, die sich prinzipiell sowohl zum vollautomatischen Be
füllen der Transportverpackung als auch zur automatischen
Entnahme der flachen Güter aus der Transportverpackung eig
net, die eine automatische Stichprobenentnahme ermöglicht,
eine hohe Stückzahlpräzision der verpackten Güter garantiert
und damit ein höheres Maß an Sicherheit durch Ausschluß von
Bedienungsfehlern und objektiver Dokumentierbarkeit der Be
füllungs- bzw. Entnahmevorgänge erreicht, und bei der eine
schnelle und technisch einfache Formatumstellung mit minima
len Rüstzeitenverlusten ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Befüll- und/oder
Entnahmeeinrichtung mit den eingangs geschilderten
Merkmalen erreicht, bei der ein Greifersystem vorgesehen
ist, mit dem die flachen Güter in einer längs einer y-Rich
tung ausgerichteten, stangenförmigen Aneinanderreihung von
der Fördervorrichtung entnommen und in die Transportverpac
kung eingefüllt bzw. aus der Transportverpackung entnommen
und der Fördervorrichtung zugeführt werden können, wobei das
Greifersystem Teil eines automatischen Handhabungssystems
mit elektronischer Steuerung und Positioniersystem ist und
eine Basiseinheit mit mechanischer, energetischer und ggf.
sensorischer Ankopplung an das Positioniersystem sowie An
triebs- und Führungselemente für eine Halteeinrichtung, die
in y-Richtung und in mindestens einer Richtung senkrecht zur
y-Richtung eine definierte Kraft auf die stangenförmig an
einander gereihten, flachen Güter ausüben kann, umfaßt.
Die externe Stangenbildung, die gegenüber den oben geschil
derten bekannten Verfahren mit direkter, halbautomatischer
Einfüllung in die Transportverpackung auf den ersten Blick
rückschrittlich erscheint, da ja ein zusätzlicher Arbeits
schritt erforderlich ist, bietet aber allein schon wegen dem
erheblich genaueren Zählung der verpackten Güter durch die
externe Stangenbildung im Endeffekt erhebliche Vorteile.
Hinzu kommt, daß der Befüllvorgang und die Entnahme mit dem
gleichen Maschinentyp reversibel möglich sind. Insbesondere
die Möglichkeit einer automatischen Stichprobenentnahme, die
wiederum eine genaue Zählung der Güter zur Voraussetzung
hat, versetzt die erfindungsgemäße Einrichtung im Gegensatz
zu den oben geschilderten bekannten Vorrichtungen in die La
ge, auch höchsten Ansprüchen an eine dokumentierbare und
nachvollziehbare Qualitätssicherung zu genügen.
Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Greifersystem, das
Teil einer Roboteranlage mit elektronisch gesteuerten Posi
tioniersystemen ist, kann bei Formatänderungen der zu ver
packenden Güter die Rüstzeit gegenüber bekannten Vorrichtun
gen auf ein Minimum gesenkt werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Einrichtung, bei der die Halteeinrichtung Paare von
gegenüberliegenden Haltebacken umfaßt, die eine Kraft auf
die flachen Güter in y-Richtung ausüben können, sowie Paare
von gegenüberliegenden Haltebacken, die eine Kraft in einer
x-Richtung senkrecht zur y-Richtung ausüben können. Eine
derartige Konstruktion ist technisch besonders einfach rea
lisierbar und gibt zusätzlich zur Haltefunktion auch Mög
lichkeiten zur Ausrichtung der extern gebildeten Stange.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgese
hen, daß der minimale Abstand der in x-Richtung wirkenden
Haltebacken eines Paares voneinander mechanisch, vorzugswei
se von Hand oder pneumatisch verstellbar und während des Be
triebs des Greifersystems arretierbar ist. Damit läßt sich
die Halteeinrichtung optimal an die jeweilige Gütergröße
rein durch beispielsweise pneumatische Verstellung anpassen,
ohne daß ein gesonderter Verstellmotor erforderlich wird.
Alternativ dazu ist bei einer anderen Weiterbildung ein
Stellmotor zur ferngesteuerten, insbesondere geregelten An
passung des minimalen Abstands der in x-Richtung wirkenden
Haltebacken eines Paares voneinander vorgesehen, wodurch bei
Umstellung des Formats die Rüstzeit gegenüber der oben be
schriebenen einfacheren Ausführungsform minimiert werden
kann.
Vorteilhaft weist bei einer weiteren Ausführungsform die Ba
siseinheit eine verschwenkbar mechanische Ankoppelung an das
Positioniersystem auf. Dadurch kann die Befüllung bzw. die
Entnahme in jeder beliebigen Raumrichtung erfolgen.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung, bei der
die Halteeinrichtung eine Saugebene mit in einer z-Richtung
senkrecht zur y-Richtung wirkenden Unterdruckerzeugung um
faßt. Durch einen solchen Sauggreifer läßt sich eine scho
nende, sichere Transporthalterung der aus den flach liegen
den Gütern gebildeten Stange erreichen. Durch automatische
Kontrolle des erzeugten Unterdrucks und damit der aktuellen
Haltekraft kann beispielsweise bei der Verpackung oder dem
Auspacken von vorgeformten Faltschachteln ein übermäßiger
Seitendruck vermieden werden, wodurch die Elastizität der
flachliegenden Faltschachteln erhalten bleibt, was unbeding
te Voraussetzung für ihre spätere Weiterverarbeitung beim
Aufrichten und Befüllen ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Befülleinrichtung ist das Greifersystem von dem
Positioniersystem abkoppelbar. Dadurch kann das Greifersy
stem beliebig gegen ein anderes ausgewechselt werden, wo
durch verschiedene Formate von Füllgütern einfacher verar
beitbar sind. Außerdem ergibt sich damit die Möglichkeit zur
Anwendung eines Tandemverfahrens, bei dem ein bereits be
füllter Greifer entladen wird, während gleichzeitig ein lee
rer befüllt wird, wodurch sich weitere Zykluszeitgewinne er
zielen lassen.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform sind mehrere
Greifersysteme vorgesehen, von denen im Betrieb mindestens
eines mechanisch und energetisch an das Positioniersystem
angekoppelt und mindestens eines abgekoppelt ist. Dadurch
läßt sich ein vollautomatischer Wechsel der Greifersysteme
bewirken.
Um die Beladung des Greifersystems zyklusunabhängig von der
Positioniereinrichtung durchführen zu können, ist bei einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß das
Greifersystem mechanisch an eine stationäre Vertikalstation
mit Anschluß an die Fördervorrichtung zum Zuführen der fla
chen Güter zur Transportverpackung an- und abkoppelbar ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform
ist das Greifersystem zusammen mit der mechanischen Ankoppe
lung auch energetisch an die stationäre Vertikalstation an
koppelbar. Dadurch erübrigen sich Strom- oder Druckluftzu
leitungen, die das Greifersystem dauernd mit dem Positioni
ersystem verbinden und in seiner Beweglichkeit stark ein
schränken würden.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Befülleinrichtung mit einem weiteren Greifer
system zur automatischen Aufrichtung und Montage der Trans
portverpackung. Dadurch kann der gesamte Befüllvorgang in
klusive Aufrichten des Umkartons vollständig automatisiert
werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht
vor, daß das weitere Greifersystem eine Basiseinheit mit
zwei gegeneinander verschiebbaren Basisplatten zur zentraler.
Formatverstellung für unterschiedliche Transportverpackungs
größen aufweist, an denen abklappbare Greifflügel zum simul
tanen Aufrichten von gegenüberliegenden Seitenflächen der
Transportverpackung aus einem flachliegenden Zuschnitt mon
tiert sind. Ein derartiges, "schmetterlingsartiges" weiteres
Greifersystem kann neben der automatischen Verarbeitung der
Transportverpackung im Befüllsystem gleichzeitig auch als
Antrieb zur Montage von Zwischenlagen in der Transportver
packung ohne Taktzeitverlust genutzt werden.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der zumin
dest einige der Greifflügel arg ein System zur Erzeugung von
Unterdruck angeschlossen sind und Teile der Transportverpac
kung ansaugen können. Durch die Aufrichtung der Transport
verpackung mittels Unterdruck von innen her läßt sich insbe
sondere eine wesentlich einfachere Formatverstellung bewir
ken.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das weitere Greifersystem me
chanisch, energetisch und ggf. sensorisch an das Positioni
ersystem angekoppelt ist, so daß Strom- oder Druckluftzufüh
rungsleitungen ganz eingespart oder in ihrer Länge minimiert
werden können.
Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Befülleinrichtung zeichnet sich dadurch aus,
daß die Fördervorrichtung zum Zuführen der flachen Güter zur
Transportverpackung ein Förderbandsystem mit einem im we
sentlichen horizontalen Stauband zum Transport der flachen
Güter in einem Schuppenstrom z. B. aus einer Klebemaschine
und zur zeitlichen Pufferung der flachen Güter, mit einem an
das Stauband anschließenden, nach oben fördernden und um ei
ne horizontale Schwenkachse etwa auf der Höhe des Staubandes
verschwenkbaren Schleusenband und mit mindestens zwei paral
lelen, im wesentlichen horizontalen Weichenbändern, die ho
rizontal quer zu ihrer Förderrichtung verschiebbar sind und
in einer Verschiebstellung an das Schleusenband anschließen,
umfaßt. Damit läßt sich ein taktzeitsparendes Tandemverfah
ren durchführen und eine exakte Zählung der verpackten Güter
sowie eine vollautomatisierte Stichprobenentnahme ist mit
einfachen Mitteln möglich.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform
umfassen das Stauband und die Weichenbänder jeweils ein
Zwillingsband mit zwei quer zur Förderrichtung voneinander
beabstandeten, parallelen Förderspuren, was eine hohe Si
cherheit gegen ein Herausrutschen der beförderten flachen
Güter während der Förderung auf dem Bandsystem bietet, eine
Verzahnung zum Schleusenband ermöglicht und bei Formatwechsel
der beförderten Güter eine Anpassung überflüssig macht.
Eine weitere Verbesserung sieht vor, daß im Bereich zwischen
den Förderspuren am weichenbandseitigen Ende des Schleusen
bandes sowie an den schleusenbandseitigen Enden der Weichen
bänder eine Vorrichtung zum Ankoppeln des Schleusenbandes an
das jeweilige Weichenband bzw. umgekehrt vorgesehen ist. Da
mit läßt sich nach einem Wechsel des Weichenbandes eine si
chere Ankopplung an das Schleusenband erreichen.
Bei einer Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungs
form der erfindungsgemäßen Befülleinrichtung ist im Anschluß
an die schleusenbandabgewandten Enden der Weichenbänder je
weils eine stationäre Vertikalstation zur Aufnahme der über
das jeweilige Weichenband geförderten flachen Güter vorgese
hen ist. Diese sammelt die vom Weichenband geförderten Güter
am Bandende jeweils auf und speichert sie in geeigneter Wei
se.
Vorzugsweise enthält die Vertikalstation ein an- und abkop
pelbares Greifersystem, in dem die aufgenommenen flachen Gü
ter magaziniert und weitertransportiert werden können.
Dabei kann vorteilhafterweise während der mechanischen An
koppelung an die Greiferstation auch eine Energiekopplung
vorgesehen sein, so daß das Greifersystem ohne bewegliche
Energiezuführungen von der Positionierstation auskommt.
Im Bereich des Schleusenbandes ist besonders bevorzugt eine
Zähleinrichtung zur Abzählung der über das Schleusenband ge
förderten flachen Güter vorgesehen, um die der jeweils zu
befüllenden Transportverpackung zuzumessende Menge exakt
einzuhalten.
Ebenfalls besonders bevorzugt ist im Bereich des Schleusen
bandes eine Vorrichtung zur gezielten Stichprobenentnahme
einzelner flacher Güter im aufgeschwenkten Zustand des
Schleusenbandes vorgesehen ist.
Eine Weiterbildung der Ausführungsform weist ein Magazin
auf, in dem die entnommenen Stichproben, vorzugsweise in
vertikaler Richtung gestapelt, abgelegt werden können und
damit für eine Dokumentation oder einen Fehlernachweis in
geeigneter Form zur Verfügung stehen.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Entnahmeeinrichtung, die sich dadurch auszeichnet, daß ein
schwenkbare Trennfinger zur Bildung eines Spaltes zwischen
den beiden y-seitigen Enden einer verpackten Stange von fla
chen Gütern und der jeweils benachbarten Wand der Transport
verpackung vorgesehen sind. Damit wird eine automatische
Entnahme der gesamten Stange von flachen Gütern aus der
Transportverpackung ermöglicht.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Ver
fahren zum Befüllen und/oder zur Entnahme von flachen, rei
hen- oder schuppenförmig aneinander liegenden Gütern, insbe
sondere vorgeklebten, flachliegenden Faltschachteln in eine
bzw. aus einer Transportverpackung, insbesondere einem Um
karton, bei dem die flachen Güter über eine Fördervorrich
tung zur Transportverpackung zugeführt bzw. von der Trans
portverpackung weggeführt werden, bei dem die flachen Güter
in einer längs einer y-Richtung ausgerichteten, stangenför
migen Aneinanderreihung mittels eines Greifersystems von der
Fördervorrichtung entnommen und in die Transportverpackung
eingefüllt bzw. aus der Transportverpackung entnommen und
der Fördervorrichtung zugeführt werden, wobei von einer Hal
teeinrichtung, die Teil des Greifersystems ist, in y-Rich
tung und in mindestens einer Richtung senkrecht zur y-Rich
tung eine definierte Kraft auf die stangenförmig aneinander
gereihten, flachen Güter ausgeübt wird, und bei dem eine au
tomatische Positionierung des Greifersystems relativ zur
Fördervorrichtung über ein elektronisch gesteuertes Positio
nierungssystem erfolgt, an welches das Greifersystem mecha
nisch, energetisch und ggf. sensorisch angekoppelt ist.
Vorzugsweise werden die über die Förderrichtung geförderten
flachen Güter mittels einer Zählvorrichtung abgezählt.
Nach einem Stichprobenplan kann automatisch jeweils aus dem
geförderten Strom von abgezählten flachen Gütern ein be
stimmtes Stück als Stichprobe aus der Fördervorrichtung ent
nommen werden.
Vorzugsweise werden die entnommenen Stichproben automatisch
magaziniert und beispielsweise über elektronische Informati
onsspeicherung dokumentiert, so daß unerlaubte Manipulatio
nen der Stichprobennahme nahezu ausgeschlossen werden kön
nen.
Eine besonders bevorzugte Verfahrensvariante sieht vor, daß
die flachen Güter in einem Schuppenstrom mit dem Stauband
z. B. aus einer Klebemaschine kontinuierlich entnommen wer
den, und daß der kontinuierliche Schuppenstrom entweder bei
heruntergeschwenktem Schleusenband auf eines der Weichenbän
der weitergefördert und an dessen Ende einer stationären
Vertikalstation zugeführt oder bei hochgeschwenktem Schleu
senband am schleusenbandseitigen Ende des Staubandes aufge
staut und dadurch eine Stange von flachen Gütern gebildet
wird. Dabei wirkt das Stauband einerseits als Entnahmevor
richtung, andererseits aber auch als "zeitlicher Speicher"
für die entnommenen Güter.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Verfahrensvariante
zeichnet sich dadurch aus, daß bei hochgeschwenktem Schleu
senband die parallelen Weichenbänder quer zu ihrer Förder
richtung verschoben werden, ein anderes Weichenband an dem
entsprechenden Ende des Schleusenbandes positioniert wird
und bei heruntergeschwenktem Schleusenband den von diesem
geförderten Schuppenstrom flacher Güter aufnimmt und weiter
fördert, wodurch eine beliebig ansteuerbare Verteilung von
Untermengen des Schuppenstroms flacher Güter auf unter
schiedliche Transportwege ermöglicht wird.
Während der hochgeschwenkten Phase des Schleusenbandes kann
aber auch eine automatische Stichprobenentnahme aus dem vom
Stauband geförderten Schuppenstrom flacher Güter gleichzei
tig mit oder unabhängig von einem Wechsel des jeweils an das
Schleusenband anschließenden Weichenbandes erfolgen.
Vorzugsweise wird das Schleusenband nach Förderung einer
vorgewählten Anzahl von flachen Gütern hochgeschwenkt, damit
an einer vorbestimmten Stelle entweder eine Stichprobenent
nahme erfolgt oder um nur eine bestimmte, abgezählte Menge
an flachen Gütern auf das jeweilige Weichenband gelangen zu
lassen, woraufhin dann ein Bandwechsel oder eine Entleerung
des befüllten Weichenbandes erfolgen kann.
Vorteilhafterweise sind mehrere Greifersysteme mit Halteein
richtungen für gleiche und/oder unterschiedliche Formate der
flachen Güter vorhanden. Dann kann in einer bevorzugten Ver
fahrensvariante nach dem Befüllen eines Greifersystems die
ses Entladen und während dessen im Tandemverfahren ein lee
res Greifersystem befüllt werden, so daß keine Taktzeitver
luste auftreten.
Bei Änderung des Formats der flachen Güter kann das zu bela
dende Greifersystem entweder automatisch gegen ein solches
mit passender Halteeinrichtung ausgewechselt werden oder die
verwendete Halteeinrichtung des zu befüllenden Greifersy
stems ebenfalls automatisch durch geregelte Anpassung des
minimalen Abstands von in x-Richtung wirkenden Haltebacken
an das neue Format angepaßt werden, ohne daß zeitraubende
und mechanisch geschultes Bedienungspersonal erfordernde Um
bauten nötig sind.
Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfah
ren einsetzen, wenn die Transportverpackung aus einem Umkar
ton besteht, der mittels eines weiteren Greifersystems auto
matisch aufgerichtet und montiert wird.
Mit diesem weiteren Greifersystem können bei Bedarf auch ei
ne oder mehrere Zwischenlagen in der Transportverpackung
montiert werden, wobei eine eigene Aufrichte- und Montage
einrichtung eingespart wird.
Eine besonders bevorzugte Verfahrensvariante zeichnet sich
dadurch aus, daß ein Trayzuschnitt für einen Umkarton mit
dem weiteren Greifersystem einem Magazin entnommen und durch
ein Querbewegung des weiteren Greifersystems in eine Monta
geposition gebracht wird, daß während dieser Querbewegung
paarweise gegenüberliegende Greifflügel des weiteren Grei
fersystems um etwa 90° nach oben geklappt werden und dabei
Randbereiche des Trayzuschnitts aufrichten, daß anschließend
die Seitenteile des Umkartons montiert und der Trayzuschnitt
verleimt werden, und daß der teilmontierte Umkarton in eine
Montagestation gepreßt wird, um dabei seine Endform zu er
halten.
Schließlich kann bei einer Weiterbildung der oben genannten
Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer
Zwischenlage ein flacher Zwischenlagenzuschnitt mit dem wei
teren Greifersystem einem Magazin entnommen und mittels ei
ner Querverstellungseinrichtung, die bei der Montage eines
Umkartons zur Formatverstellung dient, montiert und die
Querfalzteile der Zwischenlage durch Eintauchen in den Um
karton gefügt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be
schreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend
genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfin
dungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in be
liebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und
beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende
Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaf
ten Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird an
hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht von oben auf eine Aus
führungsform der erfindungsgemäßen Befülleinrich
tung;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht von oben auf eine Aus
führungsform der erfindungsgemäßen Entnahmeeinrich
tung;
Fig. 3a eine schematische Seitenansicht eines Förderbandsy
stems für eine erfindungsgemäße Befülleinrichtung
mit herabgeschwenktem Schleusenband;
Fig. 3b das Förderbandsystem nach Fig. 3a schematisch von
oben;
Fig. 3c das Förderbandsystem nach Fig. 3a mit hochge
schwenktem Schleusenband;
Fig. 4a eine schematische Seitenansicht einer stationären
Vertikalstation mit angekoppeltem Wechselgreifersy
stem beim Befüllen;
Fig. 4b ein Positioniersystem beim Andocken an das Wechsel
greifersystem nach Fig. 4a;
Fig. 4c das Wechselgreifersystem nach Fig. 4b mit angedock
tem Positioniersystem beim Ausführen einer Greifbe
wegung und Abdocken von der stationären Vertikal
station mit Hilfe des Positioniersystems;
Fig. 5a eine Ausführungsform eines weiteren Greifersystems
zur automatischen Aufrichtung und Montage einer
Transportverpackung in schematischer Ansicht von
oben;
Fig. 5b das weitere Greifersystem nach Fig. 5a in Seitenan
sicht mit abgeklappten Greifflügeln;
Fig. 6a eine Ausführungsform eines weiten Greifersystems in
schematischer Ansicht von oben beim Entnehmen eines
Trayzuschnitts;
Fig. 6b das weitere Greifersystem nach Fig. 6a mit hochge
klappten Frontteilen;
Fig. 6c das weitere Greifersystem nach Fig. 6b mit hochge
klappten Seitenteilen;
Fig. 6d das weitere Greifersystem nach Fig. 6c mit hochge
klappten Fügehilfen;
Fig. 7a eine schematische Seitenansicht einer Fügehilfe
beim Leimauftrag vor der Frontverstärkung eines
teilmontierten Trays;
Fig. 7b die Fügehilfe nach Fig. 7a beim Fügevorgang der
Verstärkungsklappen; und
Fig. 8a eine schematische Ansicht eines Zwischenlagenzu
schnitts von oben;
Fig. 8b der Zwischenlagenzuschnitt nach Fig. 8a schräg von
oben mit senkrechter Längsausknickung und vier
kleinen Querausknickungen an den Rändern;
Fig. 9 eine schematische Seitenansicht eines weiteren
Greifersystems beim Vormontieren einer Zwischenla
ge.
Die in Fig. 1 gezeigt Befülleinrichtung 10 dient zum Befül
len von flachen, reihen- oder schuppenförmig aneinanderlie
genden, insbesondere vorgeklebten, flachliegenden Falt
schachteln in eine Transportverpackung, insbesondere einen
Umkarton. Dazu werden die Faltschachteln im Schuppenstrom
einer Klebemaschine 1 entnommen und über ein Zwischenband 2
zu einem Stauband 3 befördert. Das Stauband 3 fördert die
vorgeklebten, flachliegenden Faltschachteln in einem Schup
penstrom zu einem Schleusenband 4, an dem eine Zähleinrich
tung 5 zur Abzählung der geförderten Faltschachteln sowie
eine in der Zeichnung nicht in Einzelheiten dargestellte
Vorrichtung 6 zur gezielten Stichprobenentnahme einzelner
Faltschachteln vorgesehen ist.
Am anderen Ende des Schleusenbandes 4 schließt sich ein Wei
chenband 7 an, welches horizontal quer zu seiner Förderrich
tung verschiebbar ist, so daß ein benachbartes, parallel
verlaufendes Weichenband 7' an die Stelle des ersten Wei
chenbandes 7 treten kann. Am Ende der Weichenbänder 7, 7'
ist jeweils eine Vertikalstation 8, 8' mit einem angedockten
Wechselgreifersystem 9, 9' positioniert. Wie unten näher be
schrieben wird, können die Wechselgreifersysteme 9, 9' nach
Befüllung mit Faltschachtel oder anderen flachen Gütern von
der jeweiligen stationären Vertikalstation 8, 8' mittels ei
nes in einer Roboterzelle 11 vorgesehenen Positioniersystems
abgedockt und zu einer Füllstation 12 verschwenkt werden, wo
sie in eine bereitstehende Transportverpackung 13 von oben
in Form einer Stange eingefüllt werden. Über ein Auslaufrol
lenband 14 werden die befüllten Transportverpackungen 13
dann einem zentralen Transportband 15 zugeführt, welches sie
zu einem in der Zeichnung nicht gezeigten Palettierer beför
dert.
Außerhalb der Roboterzelle 11 in räumlicher Nachbarschaft
zur Füllstation 12 ist eine Station 16 zur Montage der Trays
für die Transportverpackungen 13 vorgesehen. Zum Aufrichten,
Kleben und Fügen der Umkartons werden mit einem schmetter
lingsartigen weiteren Greifersystem 17, das über eine auto
matische, zentrale Formatverstellung verfügt, Stanzzuschnit
te aus einem Magazin 18 entnommen und zur Montage auf die
Station 16 verschwenkt. Die fertig montierte Transportver
packung 13 wird dann mit dem weiteren Greifersystem 17 der
Füllstation 12 zugeführt.
Auf einem Kassettenband 19 schließlich können Zwischenlagen
bereitgestellt und der Montagestation 16 zur weiteren Verar
beitung zugeführt werden, falls in den Umkarton 13 mehrere
stangenförmige Lagen von Faltschachteln eingepackt und von
einander getrennt werden sollen.
Die Befülleinrichtung 10 dient also der Automatisierung und
Humanisierung von Arbeitsvorgängen, die sich an eine Falt
schachtel-Klebemaschine 1 anschließen, und zwar dem Zählen,
der Stichprobenentnahme und dem vollautomatischen Verpacken
von Faltschachteln. Dabei wird eine Roboterzelle 11 einge
setzt, die mit zwei Hauptfunktionskreisen agiert:
Ein erstes Achssystem entnimmt dem Magazin 18 einen Stanzzu schnitt für ein Tray. Mit Hilfe des Schmetterlingsgreifers 17 werden die Seiten- und Frontteile montiert. Das Kleben und Aufrichten einer Verstärkungsfront geschieht dann in der Montagestation 16. Das fertige Tray wird anschließend auf der Befüllstation 12 abgelegt, die auch dem zweiten Funk tionskreis zugeordnet werden kann.
Ein erstes Achssystem entnimmt dem Magazin 18 einen Stanzzu schnitt für ein Tray. Mit Hilfe des Schmetterlingsgreifers 17 werden die Seiten- und Frontteile montiert. Das Kleben und Aufrichten einer Verstärkungsfront geschieht dann in der Montagestation 16. Das fertige Tray wird anschließend auf der Befüllstation 12 abgelegt, die auch dem zweiten Funk tionskreis zugeordnet werden kann.
Sobald sich das erste Achssystem aus dem Bereich der Befüll
station 12 entfernt hat, kann ein weiteres Achssystem mit
dem Verpacken der Faltschachteln beginnen. In einem Tandem
verfahren werden mit Hilfe der halbstationären Magazingrei
fer 9, 9' Stangen von Faltschachteln in das Tray verpackt.
Werden Zwischenlagen benötigt, so kommt der erste Funktions
kreis wieder in Eingriff. Mit dem Schmetterlingsgreifer 17
werden die entsprechenden Zwischenlagen vorbereitet und ein
gesetzt.
Im zweiten Funktionskreis wird der entleerte Magazingreifer
9 bzw. 9' zurückgelegt und durch den inzwischen befüllten
zweiten Magazingreifer 9' bzw. 9 ausgetauscht, so daß durch
den Befüllvorgang des Umkartons 13 keine Taktzeitverlust
entstehen.
In Fig. 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Entnahmeein
richtung 20 zur automatischen Entnahme von Faltschachteln,
die in einem Umkarton 13 wie oben beschrieben angeliefert
werden, dargestellt. Die Entnahmeeinrichtung 20 umfaßt wie
derum eine Roboterzelle 21, die mit zwei Hauptfunktionskrei
sen agiert:
Die Umverpackungen werden auf einer Palette durch eine Pa lettenstation 22, die einen Niveauausgleich durch einen Scherenhubtisch oder eine Teleskopvertikalachse aufweist und für Europaletten mit den Querschnittsabmaßen 800 × 1200 mm geeignet ist, in den Arbeitsbereich eines ersten Achssyste mes gebracht. Ein Sauggreifer 27 greift eine Umverpackung und setzt diese auf einem L-Bandsystem 23 ab, das aus zwei Bändern besteht, welche in L-Form zum Transport der vollen Umkartons angeordnet sind. Dabei durchläuft jeweils das Tray eines Umkarton zwei Trennmessersysteme bestehend aus zwei mal zwei stationären Messern 24 mit automatischer Höhen- und Breitenanpassung, die das Oberteil des Trays ablösen. Dieses Oberteil wird durch den Sauggreifer 27 abgehoben und zur Entsorgung einem Auslaufband 25 übergeben.
Die Umverpackungen werden auf einer Palette durch eine Pa lettenstation 22, die einen Niveauausgleich durch einen Scherenhubtisch oder eine Teleskopvertikalachse aufweist und für Europaletten mit den Querschnittsabmaßen 800 × 1200 mm geeignet ist, in den Arbeitsbereich eines ersten Achssyste mes gebracht. Ein Sauggreifer 27 greift eine Umverpackung und setzt diese auf einem L-Bandsystem 23 ab, das aus zwei Bändern besteht, welche in L-Form zum Transport der vollen Umkartons angeordnet sind. Dabei durchläuft jeweils das Tray eines Umkarton zwei Trennmessersysteme bestehend aus zwei mal zwei stationären Messern 24 mit automatischer Höhen- und Breitenanpassung, die das Oberteil des Trays ablösen. Dieses Oberteil wird durch den Sauggreifer 27 abgehoben und zur Entsorgung einem Auslaufband 25 übergeben.
Sobald sich das erste Achssystem aus dem Arbeitsbereich der
Entnahmeposition entfernt hat, kann der zweite Funktions
kreis der Entnahmeeinrichtung 20 mit dem zweiten Achssystem
die Entleerung der Umverpackungen beginnen. Ein dreidimen
sionales Greifersystem 29 schwenkt zunächst in der Zeichnung
nicht näher dargestellte Trennfinger zwischen die verpackte
Faltschachtel-Stange und die Umverpackung und bildet dadurch
jeweils einen Spalt zwischen den Endflächen der Stange und
der Umverpackung. Dadurch kann der eigentliche Greifer pro
blemlos in die Verpackung eintauchen, eine Faltschachtel
stange vollständig greifen und auf ein Zuführband 26 zu ei
ner Abpackmaschine auflegen.
Müssen dem geöffneten Umkarton Zwischenlagen entnommen wer
den, kommt der oben erwähnte Sauggreifer 27 wieder in Akti
on. Dies gilt auch, wenn die Umverpackung vollständig ent
leert ist. Der Sauggreifer 27 setzt dann um, greift sich das
leere Tray und transportiert es zum Auslaufband 25, wo es
einem Entsorgungssystem zugeführt wird.
Im Kern enthält die Entnahmeeinrichtung 26 die gleiche er
findungsgemäße Technologie wie die Befülleinrichtung 10. In
beiden Fällen wird vollautomatisch mit einem Greifersystem
eine stangenförmige Lage von genau abgezählten Faltschach
teln aufgenommen und bewegt, und zwar entweder zum Befüllen
einer Transportverpackung oder zum Entnehmen aus derselben.
In den Fig. 3a bis 3c ist die Funktionsweise eines För
derbandsystems 30 dargestellt, welches ein Stauband 33, ein
Schleusenband 34 und zwei horizontal quer zu ihrer Förder
richtung verschiebbare Weichenbänder 37, 37' umfaßt.
Die Faltschachteln verlassen nach Fig. 1 im Schuppenstrom
die Klebemaschine 1 auf einem Zwischenband 2 mit ihrer
Klebenaht längs oder vorzugsweise quer zur Transportrich
tung. Vom Zwischenband 2 gelangen sie dann zum Stauband 3,
33, wo sie zeitlich bzw. räumlich gepuffert werden. Am Ende
des Staubandes 33 laufen die Faltschachteln gegen das
Schleusenband 34 an, wo sie angestaut und nach oben abgezo
gen werden. Das Schleusenband 34 erzeugt aus den dicht ge
stellten Faltschachteln einen exakten Schuppenstrom. Die
Faltschachteln im Schuppenstrom werden mittels der Zählein
richtung 35 automatisch einzeln abgezählt.
In Fig. 3a ist das Schleusenband 34 in heruntergeschwenktem
Zustand dargestellt, bei welchem die dicht gestellten Falt
schachteln, deren Oberkanten durch eine vertikal bewegliche
Oberplatte 32 auf gleicher Höhe gehalten werden, vom Stau
band 33 abgezogen und mit Hilfe eines oberen Abzugsbandes 31
dem Weichenband 37 zugeführt werden.
Nach einer vorgewählten Anzahl von Faltschachteln stoppt das
Schleusenband 34 und schwenkt auf, wie in Fig. 3c darge
stellt ist. Während der aufgeschwenkten Phase kann dann, wie
in Fig. 3b gezeigt, das Weichenband 37 durch eine Querbewe
gung von seiner Förderposition wegbewegt und an seine Stelle
das parallel dazu angeordnete Weichenband 37' in die Förder
position geschoben werden. Nach dem Wechsel kann das Schleu
senband 34 anschließend wieder nach unten schwenken und der
Transport von Faltschachteln kann nunmehr über das Weichen
band 37' fortgesetzt werden.
Eine Stichprobenentnahme mittels der Vorrichtung 36 läuft
nach demselben Schema ab. Von einer Steuerungseinrichtung
kommt die Meldung, daß eine Faltschachtel mit einer bestimm
ten Nummer X als Stichprobe zu entnehmen sei. Das Schleusen
band 34 stoppt dann den Faltschachtel-Schuppenstrom und
schwenkt, wie in Fig. 3c gezeigt, auf, so daß die entspre
chende Faltschachtel mit der Nummer X freigegeben wird. Die
se wird dann von einem Oberband der Vorrichtung 36 zur
Stichprobenentnahme, das sich in der aufgeschwenkten Positi
on des Schleusenbandes 34 unmittelbar oben an dieses an
schließt, abgezogen und in einem in der Zeichnung nicht dar
gestellten Magazin abgelegt, wo die Stichprobe weiter bear
beitet bzw. untersucht werden kann. Auch eine Dokumentation,
insbesondere mittels elektronischer Datenerfassung ist dabei
denkbar.
Die Zähleinrichtung 35 kann beispielsweise eine Laser-Exem
plarzähler sein, wie er speziell für die Zählung von Zeitun
gen, Zeitschriften oder Einzelblättern, die in einem Schup
penstrom daherkommen, entwickelt wurde. Ein solcher Zähler
zeichnet sich durch einen großen Meßbereich von ca. 70mm,
die Detektierung feinster Kanten im Bereich 0,1 mm und eine
hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit aus. Eine analoge Elektro
nik ist auf die hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit getrimmt.
Bei einem Prototyp des erfindungsgemäßen Förderbandsystems
konnten über 360000 Exemplare pro Stunde gezählt werden, was
einer Zählrate von 100 Faltschachteln pro Sekunde ent
spricht. Ein eingebauter Mikroprozessor überwacht den Zähl
vorgang und kann unerwünschte Doppel- oder Mehrfachimpulse,
wie sie beispielsweise bei einem Vorfalz auftreten, unter
drücken.
Das Stauband 35 beim Förderbandsystem 30 besteht aus einem
Zwillingsband, ebenso die beiden Weichenbänder 37 und 37',
die auf einem Grundgestell mit Linearführung und Antrieb zum
Spurwechsel aufgebaut sind. Das Schleusenband 34 umfaßt ei
nen Zahnriemen mit Mittentrieb, der um ca. 20° in die Höhe
verschwenkbar ist. Auch das Abzugsband 31 sowie die Oberbän
der zur Stichprobenentnahme in der Vorrichtung 36 umfassen
jeweils Zwillingsbänder mit zwei parallelen Förderspuren.
In den Fig. 4a bis 4c ist im Detail der weitere Weg des
Schuppenstroms von Faltschachteln über das Weichenband 47
gezeigt. In Fig. 4a wird eine stationäre Vertikalstation 48
vom Weichenband 47 mit Faltschachteln von unten her befüllt.
Während des Befüllvorgangs senkt sich die Vertikalstation 48
automatisch, beispielsweise gewichtgesteuert oder aufgrund
eines Zählimpulses aus der Zählereinrichtung 35 in Pfeil
richtung nach unten ab.
Sobald die Vertikalstation 48 gefüllt ist, hält das Weichen
band 47 an und ein Arm eines Positioniersystems 41 schwenkt
heran und dockt an das Greifersystem 49 in der Vertikalsta
tion 48 an, wie in Fig. 4b angedeutet.
Fig. 4c schließlich zeigt eine Greifbewegung des Greifersy
stems 49 durch Bewegung seiner beiden Greiferbacken in
Pfeilrichtung nach oben bzw. nach unten, um die aufgestapel
ten Faltschachteln in einer Stangenform längs der Stangen
achse mit definierter Kraft festzuhalten. Sodann zieht das
Positioniersystem 41 das Greifersystem 49 zusammen mit der
Faltschachtelstange aus der stationären Vertikalstation 48
heraus und befördert es zu der Befüllstation 12.
Die Fig. 5a und 5b zeigen eine spezielle Ausführungsform
eines Schmetterlingsgreifers 50 mit zwei gegeneinander ver
schiebbaren Basisplatten 51, 51' zur zentralen Formatver
stellung für unterschiedliche Transportverpackungsgrößen. An
die Basisplatten 51, 51' schließen sich randseitig Paare von
gegenüberliegenden, abklappbaren und/oder verschwenkbaren
Greifflügeln 52, 52'; 53, 53'; 54, 54' an, welche zum simul
tanen Aufrichten von gegenüberliegenden Seitenflächen der
Transportverpackung aus einem flachliegenden Zuschnitt die
nen.
In Fig. 5a sind beispielsweise die Greifflügelpaare 51, 51'
und 54, 54' in anliegendem und von den Basisplatten 51, 51'
weggeschwenktem Zustand gezeigt. Die Doppelpfeile in Fig. 5a
markieren jeweils die Verschiebungsrichtung zur zentralen
Formatverstellung.
In Fig. 5b ist der Schmetterlingsgreifer 50 nach Fig. 5a von
der Seite gezeigt, wobei die Greifflügelpaare 54, 54' sowohl
in aufrecht stehender als auch nach unten abgeklappter Posi
tion zu sehen sind.
Zum sicheren und schonenden Greifen von großen Flächen sind
sowohl die Basisplatten 51, 51' als auch die Greifflügel 52,
52'; 53, 53'; 54, 54' mit Saugnäpfen 55 bestückt, die an ein
System zur Erzeugung von Unterdruck angeschlossen sind.
Eine Querverstellungseinrichtung 56 bewirkt die Formatanpas
sung des Schmetterlingsgreifers 50.
Die Fig. 6a bis 6d zeigen eine Ausführungsform des
Schmetterlingsgreifers 60 in verschiedenen Betriebsstellun
gen. Der Schmetterlingsgreifer 60 soll als Trayaufrichter
die Montage von Stanzzuschnitten sowie von Zwischenlagen be
werkstelligen. Als verstellbarer Greifer soll er für alle
Formate verwendbar sein. Diese Möglichkeit zur Formatver
stellung wird auch genutzt, um die Zwischenlagen zu montie
ren.
In Fig. 6a ist der Schmetterlingsgreifer 60 in einer schema
tischen Ansicht von oben im "auseinandergefalteten" Zustand
zum Entnehmen eines Trayzuschnitts gezeigt. Im Zentrum er
kennt man wiederum die Querverstellungseinrichtung 66, die
zum Zwecke der Formatverstellung die Basisplatten 61, 61'
gegeneinander verschieben kann. In den Basisbereichen sind
die Greifflügelpaare 62, 62'; 63, 63'; 64, 64' flach auf dem
mit verstärkten Linien dargestellten Trayzuschnitt 68 ausge
breitet.
In Fig. 6b sind die Greifflügelpaare 63, 63' und 64, 64' um
90° nach oben geklappt, um die Frontwände des Trays aufzu
richten, während das Greifflügelpaar 62, 62' noch flach
liegt. Die Klappbewegung und das dadurch bewirkte Aufrichten
der Frontteile des Trayzuschnitts kann bereits während einer
Verschwenkbewegung im Anschluß auf die Entnahme des Trayzu
schnitts gemäß Fig 6a aus einem Magazin erfolgen, noch wäh
rend der Schmetterlingsgreifer 60 auf seinem Weg zur Monta
gestation 16 ist, wie in Fig. 1 dargestellt.
In Fig. 6c sind nunmehr auch die Greifflügel des Paares 62,
62' nach oben geklappt, um die Seitenwände der Transportver
packung aufzurichten. Zum Verleimen des Trays können nun
"hot-melt"-Punkte aufgetragen werden.
In einer Fügevorrichtung werden mit Hilfe von in Richtung
der Pfeile 67, 67' in Fig. 6d wirkenden Fügehilfen die bis
lang noch flach liegenden Verstärkungsklappen 69, 69' von
außen auf die aufgerichtete Front des Trays gestellt. Dieser
Vorgang ist anhand der Fig. 7a und 7b näher ausgeführt:
In Fig. 7a ist ein Schmetterlingsgreifer 70 mit zentraler
Querverstelleinrichtung 76 auf eine Fügevorrichtung 71 ge
schwenkt, von der aus in Richtung der gekrümmten Pfeile auf
die Oberseiten der Frontverstärkungsklappen 79, 79' Klebe
mittel aufgetragen wird.
In Fig. 7b wird dann der Schmetterlingsgreifer 70 mitsamt
dem teilmontierten Tray in Richtung des zentralen Pfeiles
nach unten in die Fügevorrichtung 71 gepreßt, wodurch die
Frontverstärkungsklappen 79, 79' nach oben aufgestellt und
mit den bereits aufgerichteten Frontwänden des Trays ver
klebt werden.
Um stangenförmige Lagen von Faltschachteln im Umkarton in
vertikaler und gegebenenfalls auch horizontaler Richtung
voneinander zu trennen, werden Zwischenlagen eingesetzt, wie
sie in den Fig. 8a und 8b dargestellt sind. Fig. 8a zeigt
den Zuschnitt einer Zwischenlage 80 mit zwei Basisflächen
81, 81', zwei Mittelflächen 82, 82' sowie vier kleinen Rand
flächen 83 flach liegend von oben.
In Fig. 8b ist die Zwischenlage 80 schräg von oben in mon
tiertem Zustand dargestellt, wobei jeweils die Randflächen
83 als kleine Querausknickungen nach oben aufgestellt sind
und die Mittelflächen 82, 82' in Form einer großen senkrech
ten Längsausknickung ebenfalls aufgerichtet sind. Beim Ein
tauchen der montierten Zwischenlage in den Umkarton bilden
die Querausknickungen der Randflächen 83 eine Einführhilfe,
während die Längsausknickung der Mittelflächen 82, 82' eine
räumliche Trennung zweier Faltschachtelstangen in horizonta
ler Richtung bewirken.
In Fig. 9 schließlich ist die Montage einer Zwischenlage mit
Hilfe eines Schmetterlingsgreifers 50 mit Querverstellungs
einrichtung 56 schematisch von der Seite dargestellt. Der
Zwischenlagenzuschnitt wird dabei von Saugnäpfen 55 des
Schmetterlingsgreifers 50 durch das Basisplattenpaar an den
Basisflächen 81, 81' gegriffen und mit Hilfe der Querver
stellungseinrichtung 56, welche das Greifflügelpaar 54, 54'
sowie die entsprechenden gegenüberliegenden Greifflügelpaare
in Richtung der einfachen Pfeile seitlich zusammenzieht,
montiert. Damit sich die Mittellasche aus den beiden Mittel
flächen 82, 82' in die richtige Richtung ausformt, findet
dieser Vorgang über eine Montagehilfe 90 statt. Falls die
Randflächen 83 noch nicht aufgerichtet sein sollten, können
sie auch beim Einfahren der vormontierten Zwischenlage in
das Tray aufgerichtet werden.
Obwohl der Schmetterlingsgreifer 50 sowohl die Aufgabe eines
Trayformers als auch die eines Zwischenlagengreifers er
füllt, entstehen hierbei keine Zykluskonflikte, da Zwischen
lagen und Trays nie gleichzeitig gebraucht-und montiert wer
den. Damit läßt sich der erfindungsgemäße Schmetterlings
greifer besonders flexibel, rentabel und in einem räumlich
kompakten Umfeld einsetzen.
Claims (39)
1. Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung zum Befüllen
und/oder zur Entnahme von flachen, reihen- oder schuppen
förmig aneinander liegenden Gütern, insbesondere vorge
klebten, flachliegenden Faltschachteln in eine bzw. aus
einer Transportverpackung (13), insbesondere einem Um
karton, mit einer Fördervorrichtung zum Zuführen der
flachen Güter zur Transportverpackung (13) bzw. zum Ab
führen von der Transportverpackung (13) weg, bei der
ein Greifersystem (9, 9'; 29; 49) vorgesehen ist, mit
dem die flachen Güter in einer längs einer y-Richtung
ausgerichteten, stangenförmigen Aneinanderreihung von
der Fördervorrichtung entnommen und in die Transport
verpackung (13) eingefüllt bzw. aus der Transportver
packung (13) entnommen und der Fördervorrichtung zuge
führt werden können, wobei das Greifersystem (9, 9';
29; 49) Teil eines automatischen Handhabungssystems mit
elektronischer Steuerung und Positioniersystem (41) ist
und eine Basiseinheit mit mechanischer, energetischer
und ggf. sensorischer Ankupplung an das Positioniersy
stem (41) sowie Antriebs- und Führungselemente für eine
Halteeinrichtung, die in y-Richtung und in mindestens
einer Richtung senkrecht zur y-Richtung eine definierte
Kraft auf die stangenförmig aneinander gereihten, fla
chen Güter ausüben kann, umfaßt.
2. Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung Paare
von gegenüberliegenden Haltebacken umfaßt, die eine
Kraft auf die flachen Güter in y-Richtung ausüben kön
nen, sowie paare von gegenüberliegenden Haltebacken,
die eine Kraft in einer x-Richtung senkrecht zur
y-Richtung ausüben können.
3. Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der minimale Abstand der in
x-Richtung wirkenden Haltebacken eines Paares voneinan
der mechanisch, vorzugsweise von Hand oder pneumatisch
verstellbar und während des Betriebs des Greifersystems
(9, 9'; 29; 49) arretierbar ist.
4. Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmotor zur fernge
steuerten, insbesondere geregelten Anpassung des mini
malen Abstands der in x-Richtung wirkenden Haltebacken
eines paares voneinander vorgesehen ist.
5. Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Basiseinheit eine verschwenkbare mechanische An
kopplung an das Positioniersystem (41) aufweist.
6. Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halteeinrichtung eine Saugebene mit in einer
z-Richtung senkrecht zur y-Richtung wirkenden Unter
druckerzeugung umfaßt.
7. Befülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifersystem (9,
9'; 49) von dem Positioniersystem (41) abkoppelbar ist.
8. Befülleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß mehrere Greifersysteme (9, 9') vorgesehen
sind, von denen im Betrieb mindestens eines (9) mecha
nisch und energetisch an das Positioniersystem angekop
pelt und mindestens eines (9') abgekoppelt ist.
9. Befülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü
chen, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifersystem (9,
9'; 49) mechanisch an eine stationäre Vertikalstation
mit (8, 8'; 48) Anschluß an die Fördervorrichtung zum
Zuführen der flachen Güter zur Transportverpackung (13)
an- und abkoppelbar ist.
10. Befülleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß das Greifersystem (9, 9'; 49) zusammen mit der
mechanischen Ankopplung auch energetisch an die statio
näre Vertikalstation (8, 8'; 48) ankoppelbar ist.
11. Befülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Greifer
system (17; 50; 60; 70) zur automatischen Aufrichtung
und Montage der Transportverpackung (13) vorgesehen
ist.
12. Befülleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das weitere Greifersystem (17; 50; 60;
70) eine Basiseinheit mit zwei gegeneinander ver
schiebbaren Basisplatten (51, 51'; 61, 61') zur zen
tralen Formatverstellung für unterschiedliche Trans
portverpackungsgrößen aufweist, an denen abklappbare
und/oder verschwenkbare Greifflügel (52, 52', 53, 53',
54, 54'; 62, 62', 63, 63', 64, 64') zum simultanen Auf
richten von gegenüberliegenden Seitenflächen der Trans
portverpackung (13) aus einem flachliegenden Zuschnitt
(68) montiert sind.
13. Befülleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest einige der Greifflügel (52,
52', 53, 53', 54, 54'; 62, 62', 63, 63', 64,64') und/oder
der Basisplatten (51, 51'; 61, 61') an ein System
zur Erzeugung von Unterdruck angeschlossen sind und
Teile der Transportverpackung (13) ansaugen können.
14. Befülleinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Greifersystem
(17; 50; 60; 70) mechanisch, energetisch und ggf. sen
sorisch an das Positioniersystem (41) angekoppelt ist.
15. Befülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung
zum Zuführen der flachen Güter zur Transportverpackung
(13) ein Förderbandsystem (30) mit einem im wesentli
chen horizontalen Stauband (3; 33) zum Transport der
flachen Güter in einem Schuppenstrom z. B. aus einer
Klebemaschine (1) und zur zeitlichen Pufferung der fla
chen Güter, mit einem an das Stauband (3; 33) anschlie
ßenden, nach oben fördernden und um eine horizontale
Schwenkachse etwa auf der Höhe des Staubandes (3; 33)
verschwenkbaren Schleusenband (4; 34) und mit minde
stens zwei parallelen, im wesentlichen horizontalen
Weichenbändern (7, 7'; 37, 37'; 47), die horizontal
quer zu ihrer Förderrichtung verschiebbar sind und in
einer Verschiebestellung an das Schleusenband (4; 34)
anschließen, umfaßt.
16. Befülleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Stauband (3; 33) und die Weichenbän
der (7, 7'; 37, 37'; 47) jeweils ein Zwillingsband mit
zwei quer zur Förderrichtung voneinander beabstandeten,
parallelen Förderspuren umfassen.
17. Befülleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Bereich zwischen den Förderspuren am
weichenbandseitigen Ende des Schleusenbandes (4; 34)
sowie an den schleusenbandseitigen Enden der Weichen
bänder (7, 7'; 37, 37'; 47) eine Vorrichtung zum Ankop
peln des Schleusenbandes (4; 34) an das jeweilige Wei
chenband (7; 37; 47) vorgesehen ist.
18. Befülleinrichtung nach Anspruch 15 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Anschluß an die schleusenbandabge
wandten Enden der Weichenbänder (7, 7'; 37, 37'; 47)
jeweils eine stationäre Vertikalstation (8, 8'; 48) zur
Aufnahme der über das jeweilige Weichenband (7, 7'; 37,
37'; 47) geförderten flachen Güter vorgesehen ist.
19. Befülleinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vertikalstation (8, 8'; 48) ein
an- und abkoppelbares Greifersystem (9, 9'; 49) enthält, in
dem die aufgenommenen flachen Güter magaziniert und
weitertransportiert werden können.
20. Befülleinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß während der mechanischen Ankopplung des
Greifersystems (9, 9'; 49) an die Vertikalstation (8,
8'; 48) auch eine Energiekopplung vorgesehen ist.
21. Befülleinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Schleusen
bandes (4; 34) eine Zähleinrichtung (5; 35) zur Abzäh
lung der über das Schleusenband (4; 34) geförderten
flachen Güter vorgesehen ist.
22. Befülleinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Schleusen
bandes (4; 34) eine Vorrichtung (6; 36) zur gezielten
Stichprobenentnahme einzelner flacher Güter im aufge
schwenkten Zustand des Schleusenbandes (4; 34) vorgese
hen ist.
23. Befülleinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Magazin vorgesehen ist, in dem die
entnommenen Stichproben vorzugsweise in vertikaler
Richtung gestapelt abgelegt werden können.
24. Entnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß einschwenkbare Trennfinger
zur Bildung eines Spaltes zwischen den beiden y-seiti
gen Enden einer verpackten Stange von flachen Gütern
und der jeweils benachbarten Wand der Transportverpac
kung (13) vorgesehen sind.
25. Verfahren zum Befüllen und/oder zur Entnahme von fla
chen, reihen- oder schuppenförmig aneinander liegenden
Gütern, insbesondere vorgeklebten, flachliegenden Falt
schachteln in eine bzw. aus einer Transportverpackung
(13), insbesondere einem Umkarton, bei dem die flachen
Güter über eine Fördervorrichtung zur Transportverpac
kung (13) zugeführt bzw. von der Transportverpackung
(13) weggeführt werden, bei dem die flachen Güter in
einer längs einer y-Richtung ausgerichteten, stangen
förmigen Aneinanderreihung mittels eines Greifersystems
(9, 9'; 29; 49) von der Fördervorrichtung entnommen und
in die Transportverpackung (13) eingefüllt bzw. aus der
Transportverpackung (13) entnommen und der Fördervor
richtung zugeführt werden, wobei von einer Halteein
richtung, die Teil des Greifersystems (9, 9'; 29; 49)
ist, in y-Richtung und in mindestens einer Richtung
senkrecht zur y-Richtung eine definierte Kraft auf die
stangenförmig aneinander gereihten, flachen Güter aus
geübt wird, und bei dem eine automatische Positionie
rung des Greifersystems (9, 9'; 29; 49) relativ zur
Fördervorrichtung über ein elektronisch gesteuertes Po
sitionierungssystem (41) erfolgt, an welches das Grei
fersystem (9, 9'; 29; 49) mechanisch, energetisch und
ggf. sensorisch angekoppelt ist.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
die über die Fördervorrichtung geförderten flachen Gü
ter mittels einer Zählvorrichtung (5; 35) abgezählt
werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß
nach einem Stichprobenplan automatisch jeweils aus dem
geförderten Strom von abgezählten flachen Gütern ein
bestimmtes als Stichprobe aus der Fördervorrichtung
entnommen wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß
die entnommenen Stichproben automatisch magaziniert
und, vorzugsweise über elektronische Informationsspei
cherung, dokumentiert werden.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28 zum Be
trieb einer Befülleinrichtung (10) nach einem der An
sprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die fla
chen Güter in einem Schuppenstrom mit dem Stauband (3;
33) z. B. aus einer Klebemaschine (1) kontinuierlich
entnommen werden, und daß der kontinuierliche Schuppen
strom entweder bei heruntergeschwenktem Schleusenband
(4; 34) auf eines der Weichenbänder (7, 7'; 37, 37';
47) weitergefördert und an dessen Ende einer stationä
ren Vertikalstation (8, 8'; 48) zugeführt oder bei
hochgeschwenktem Schleusenband (4; 34) am schleusen
bandseitigen Ende des Staubandes (3; 33) aufgestaut und
dadurch eine Stange von flachen Gütern gebildet wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
bei hochgeschwenktem Schleusenband (4; 34) die paral
lelen Weichenbänder (7, 7'; 37, 37') quer zu ihrer För
derrichtung verschoben werden, ein anderes Weichenband
(7'; 37') an dem entsprechenden Ende des Schleusenban
des (4; 34) positioniert wird und bei herunterge
schwenktem Schleusenband (4; 34) den von diesem geför
derten Schuppenstrom flacher Güter aufnimmt und weiter
fördert.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei hochgeschwenktem Schleusenband (4;
34) eine automatische Stichprobenentnahme aus dem vom
Stauband (3; 33) geförderten Schuppenstrom flacher Gü
ter erfolgt.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schleusenband (4; 34) nach För
derung einer vorgewählten Anzahl von flachen Gütern
hochgeschwenkt wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Greifersysteme (9, 9'; 29;
49) mit Halteeinrichtungen für gleiche und/oder unter
schiedliche Formate der flachen Güter vorhanden sind,
und daß nach dem Befüllen eines Greifersystems (9) die
ses entladen und währenddessen im Tandemverfahren ein
leeres Greifersystem (9') befüllt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Änderung des Formats der flachen Güter das zu bela
dende Greifersystem (9; 29; 49) automatisch gegen eines
mit passender Halteeinrichtung ausgewechselt wird.
35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Änderung des Formats der flachen Güter die verwen
dete Halteeinrichtung des zu befüllenden Greifersystems
(9; 29; 49) automatisch durch geregelte Anpassung des
minimalen Abstands von in x-Richtung wirkenden Halte
backen an das neue Format angepaßt wird.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch
gekennzeichnet, daß die Transportverpackung (13) ein
Umkarton ist, der mittels eines weiteren Greifersystems
(17; 50; 60; 70) automatisch aufgerichtet und montiert
wird.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem weiteren Greifersystem (17; 50; 60; 70) bei Be
darf auch Zwischenlagen (80) in der Transportverpackung
(13) montiert werden.
38. Verfahren nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Trayzuschnitt (68) für einen Umkarton
(13) mit dem weiteren Greifersystem (17; 50; 60; 70)
einem Magazin (18) entnommen und durch eine Querbewe
gung des weiteren Greifersystems (17; 50; 60; 70) in
eine Montageposition gebracht wird, daß während dieser
Querbewegung paarweise gegenüberliegende Greifflügel
(52, 52' , 53, 53', 54, 54'; 62, 62', 63, 63', 64, 64')
des weiteren Greifersystems (17; 50; 60; 70) um etwa
90° nach oben geklappt werden und dabei Randbereiche
des Trayzuschnitts (68) aufrichten, daß anschließend
die Seitenteile des Umkartons montiert und der Trayzu
schnitt (68) verleimt werden, und daß der teilmontierte
Umkarton (13) in eine Montagestation gepreßt wird.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Montage einer Zwischenlage (80)
ein flacher Zwischenlagenzuschnitt mit dem weiteren
Greifersystem (17; 50; 60; 70) einem Magazin entnommen
und mittels einer Querverstellungseinrichtung (56; 66;
76), die bei der Montage eines Umkartons (13) zur Form
atverstellung dient, montiert wird und die Querfalztei
le (83) der Zwischenlage durch Eintauchen in den Umkar
ton (13) gefügt werden.
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