DE19720650C2 - Befüll- und Entnahmeeinrichtung für flache Güter und Betriebsverfahren - Google Patents

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, bei der ein Greifersystem vorgese­ hen ist, mit dem die flachen Güter in einer längs einer y-Richtung ausgerichteten, stangenförmigen Aneinanderreihung über eine stationäre Vertikalstation von der Fördervorrich­ tung entnommen und in die Transportverpackung eingefüllt bzw. aus der Transportverpackung entnommen und der Förder­ vorrichtung zugeführt werden können, wobei das Greifersystem 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, flachen Güter ausüben kann, umfaßt.

Eine Befülleinrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen ist beispielsweise bekannt aus der US 4,538,511.

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.

Darüber hinaus 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 DE 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.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung mit den eingangs geschilderten Merkmalen erreicht, bei der das Greifersystem Teil eines au­ tomatischen Handhabungssystems mit elektronischer Steuerung und Positioniersystem ist, wobei das automatische Handha­ bungssystem eine Roboterzelle umfaßt, die mit zwei Haupt­ funktionskreisen agiert, nämlich einem ersten Achssystem, das die Transportverpackung in den oder aus dem Arbeitsbe­ reich eines zweiten Achssystems bewegt, welches das Befüllen der flachen Güter in die Transportverpackung oder die Ent­ nahme derselben aus der Tansportverpackung bewirkt und wobei zumindest bei der Entnahmeeinrichtung sowie bei der kombi­ nierten Befüll- und Entnahmeeinrichtung einschwenkbare Trennfinger zur Bildung eines Spaltes zwischen den beiden y-seitige Enden einer verpackten Stange von flachen Gütern und der jeweils benachbarten Wand der Transportverpackung vorgesehen sind.

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 der 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.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Befüll- und/oder Entnahmeeinrichtung, bei der die Halteeinrichtung eine flächige Saugeinheit mit in einer z-Richtung senkrecht zur y-Richtung wirkenden Unterdrucker­ zeugung umfaßt. Durch einen solchen Sauggreifer läßt sich eine schonende, sichere Transporthalterung der aus den flach liegenden Gütern gebildeten Stange erreichen. Durch automa­ tische Kontrolle des erzeugten Unterdrucks und damit der ak­ tuellen Haltekraft kann beispielsweise bei der Verpackung oder dem Auspacken von vorgeformten Faltschachteln ein über­ mäßiger Seitendruck vermieden werden, wodurch die Elastizi­ tät der flachliegenden Faltschachteln erhalten bleibt, was unbedingte 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 die 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.

In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Ver­ fahren zum Betrieb einer Befüll- und/oder Entnahmeeinrich­ tung, bei der mehrere Greifersysteme mit Halteeinrichtungen für gleiche und/oder unterschiedliche Formate der flachen Güter vorhanden sind, wobei eine automatische Positionierung des Greifersystems relativ zur Fördervorrichtung über ein elektronisch gesteuertes Positionierungssystem erfolgt, an welches das Greifersystem mechanisch, energetisch und ggf. sensorisch angekoppelt ist, und wobei nach dem Befüllen ei­ nes Greifersystems dieses entladen und währenddessen im Tandemverfahren ein leeres Greifersystem befüllt werden, so daß keine Taktzeitverluste 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.

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.

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 Taktzeitverluste 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 eins 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 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. 70 mm, 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 360 000 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, wie in Fig. 4b angedeutet, an das Greifer­ system 49 über eine Basiseinheit 49" mechanisch, energe­ tisch und ggf. sensorisch an.

Fig. 4c schließlich zeigt eine Greifbewegung des Greifersy­ stems 49 durch Bewegung seiner beiden Greiferbacken 49' 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, wobei die Basiseinheit 49" des Greifersystems 49 mechanisch und ener­ getisch von der Vertikalstation 48 abgekoppelt wird.

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 (12)

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 über eine stationäre Vertikalstation (8, 8'; 48) von der Fördervorrichtung entnommen und in die Transportverpac­ kung (13) eingefüllt bzw. aus der Transportverpackung (13) entnommen und der Fördervorrichtung zugeführt wer­ den können, wobei das Greifersystem (9, 9'; 29; 49) Teil eines automatischen Handhabungssystems mit elek­ tronischer Steuerung und Positioniersystem (41) ist und Antriebs- und Führungselemente für eine Halteeinrich­ tung, die in y-Richtung und in mindestens einer Rich­ tung senkrecht zur y-Richtung eine definierte Kraft auf die stangenförmig aneinander gereihten, flachen Güter ausüben kann, umfaßt, wobei das automatische Handha­ bungssystem eine Roboterzelle (11; 21) umfaßt, die mit zwei Hauptfunktionskreisen agiert, nämlich einem ersten Achssystem, das die Transportverpackung (13) in den oder aus dem Arbeitsbereich eines zweiten Achssystems bewegt, welches das Befüllen der flachen Güter in die Transportverpackung (13) oder die Entnahme derselben aus der Transportverpackung (13) bewirkt, und wobei zu­ mindest bei der Entnahmeeinrichtung sowie bei der kom­ binierten Befüll- und Entnahmeeinrichtung einschwenkba­ re Trennfinger zur Bildung eines Spaltes zwischen den beiden y-seitigen Enden einer verpackten Stange von flachen Gütern und der jeweils benachbarten Wand der Transportverpackung (13) vorgesehen sind.

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 vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung eine flächige Saugeinheit mit in einer z-Richtung senkrecht zur y-Richtung wirkenden Unter­ druckerzeugung aufweist.

6. Befülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifersystem (9, 9'; 49) von dem Positioniersystem (41) abkoppelbar ist.

7. Befülleinrichtung nach Anspruch 6, 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.

8. Befülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ chen, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifersystem (9, 9'; 49) mechanisch an die stationäre Vertikalstation mit (8, 8'; 48) Anschluß an die Fördervorrichtung zum Zuführen der flachen Güter zur Transportverpackung (13) an- und abkoppelbar ist.

9. Befülleinrichtung nach Anspruch 8, 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.

10. Verfahren zum Betrieb einer Befüll- und/oder zur Ent­ nahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, bei der mehrere Greifersysteme (9, 9'; 29; 49) mit Halteeinrichtungen für gleiche und/oder unterschiedli­ che Formate der flachen Güter vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische Positionierung eines der Greifersysteme (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, und daß nach dem Be­ füllen des Greifersystems (9) dieses entladen und wäh­ renddessen im Tandemverfahren ein leeres Greifersystem (9') befüllt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, 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.

12. Verfahren nach Anspruch 10, 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.