DE19906604A1 - Vorrichtung zum automatischen Stapeln von ineinander stapelbaren Behältern - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum automatischen Stapeln von kistenartigen, ineinander stapelbaren Behältern (1) werden die Behälter (1) einzeln mit der Behälteröffnung nach oben auf einen Behälter-Träger (10) in einer Position oberhalb eines vertikalen Stapelraumes (8) gefördert und aus dieser Position durch Schwerkraft in den Stapelraum (8) fallen gelassen, wobei die Behälter (1) durch eine vertikale Führung (23 bis 26) während des Fallens geführt werden; die Behälter (1) werden bis zu einer vorgegebenen Stapelhöhe ineinander gestapelt, wonach der so erhaltene vertikale Behälterstapel entfernt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Ober­ begriff von Anspruch 1.

Üblicherweise werden kistenartige, ineinander nistbare Behälter im leeren Zustand händisch gestapelt, um sie platz­ sparend beispielsweise von einer Stelle in einem Warenlager zu einer anderen zu bringen. Bekannt sind auch Einrichtungen mit Greifern zum Stapeln bzw. Entstapeln von derartigen Behältern, die jedoch konstruktiv aufwendig und im Betrieb langsam sind.

Aus der US 3 533 517 A ist eine Vorrichtung zum Stapeln von tablettartigen Behältern bekannt, welche von einem Förderer auf einen Träger zugefördert werden, welcher mit zwei Längsleisten ausgeführt ist, die die jeweiligen Behälter seitlich am unteren Längsrand abstützen; zum Stapeln der Behälter werden diese Trag­ leisten seitlich auswärts verschwenkt, so dass der jeweilige Behälter nach unten fällt. Der so gebildete Behälterstapel wird von einer weiteren, liftartigen Tragvorrichtung gehalten, welche mit einem Kettenförderer ausgebildet ist, um den Stapel schritt­ weise abwärts zu bewegen. Die Fallhöhe der Behälter ist somit relativ klein, hingegen ist die Ausbildung mit der Stapel-Trag­ vorrichtung ziemlich aufwendig.

In der US 4 132 320 A ist eine Vorrichtung zum Stapeln von flachen Behältern, wie Bratpfannen, mit einem zweistufigen Hebemechanismus geoffenbart. Dabei ist wiederum ein Aufsetzen der zu stapelnden Behälter auf seitlichen leistenförmigen Trägern vorgesehen, welche zum Fallenlassen der Behälter auf Finger einer ersten heb- bzw. senkbaren Trägereinrichtung seitwärts verschwenkbar sind. Von dieser ersten Trägervor­ richtung werden dann die Behälter auf eine zweite Trägervor­ richtung übergeben. Auch diese Konstruktion ist somit aufwendig und störanfällig.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zu Grunde, eine gat­ tungsgemäße Vorrichtung vorzusehen, die ein Stapeln der Behälter mit einfachen mechanischen Mitteln und mit geringem Zeitaufwand ermöglicht. Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, daß es bei ineinanderzustapelnden kistenartigen Behältern möglich ist, die Behälter auch aus größerer Höhe einfach ineinander fallen zu lassen, wobei die aus dem jeweils unteren Behälter beim Hineinfallen des nächsten Behälters entweichende Luft eine Dämpfung des Falls bewirkt, so daß eine schonende Behandlung der Behälter möglich ist, trotzdem die Behälter durch Ausnutzung der Schwerkraft bei vergleichsweise großen Fallhöhen gestapelt wer­ den.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung mit Merkmalen des Anspruches 1 vor. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unter­ ansprüche. Bei der vorliegenden Vorrichtung werden die Behälter automatisch über eine Fördertechnik in die Position oberhalb des vertikalen Stapelraumes zugeführt, wobei sie so lange oberhalb des Stapelraumes gehalten werden, bis sie ihre endgültige Posi­ tion in Ausrichtung zum Stapelraum bzw. zu bereits darin enthal­ tenen Behältern erreicht haben; danach werden sie einfach fal­ lengelassen; der jeweilige Behälter fällt dann im freien Fall in den Stapelraum und, abgesehen vom ersten Behälter (der gege­ benenfalls auch zuvor händisch oder auf sonstige Weise im Sta­ pelraum angeordnet worden sein kann), in dort bereits vorhandene Behälter, wobei der Fall durch die aus dem bereits vorhandenen Behälter entweichende Luft abgebremst wird. Durch Vorsehen der vertikalen Führung können die Behälter beim Fallen genau geführt werden, damit sie sicher ineinandergestapelt werden, u. zw. auch bei einer großen Fallhöhe und auch im Fall von Erschütterungen etc., wobei ein Abweichen vom geraden Fall durch die Führung sicher vermieden wird. Dadurch kann der apparative Aufwand gering gehalten werden, wobei nichtsdestoweniger große Stapel­ höhen ermöglicht werden. Bei Erreichen der gewünschten Stapel­ höhe wird die Zuführung weiterer Behälter gestoppt, und der Behälterstapel kann aus dem Stapelraum, beispielweise über eine herkömmliche Fördertechnik, entfernt werden.

Für eine automatische Stapelung mit einfacher Steuerungs­ technik können die Behälter einzeln in regelmäßigen Abständen in die Position oberhalb des Stapelraumes gefördert werden. In den dabei vorgegebenen Abständen können die Behälter in den Stapel­ raum fallen, wobei ein ausreichender Sicherheitszeitraum zwi­ schen den Behältern vorgegeben werden kann, so daß aufei­ nanderfolgende Behälter einander nicht behindern.

Die vertikale Führung kann durch einen oder mehrere be­ weglich gelagerte Führungsteile gebildet sein, die somit weg­ bewegt werden können, wenn der Behälterstapel schließlich aus dem Stapelraum entfernt werden soll. Dabei hat es sich im Hin­ blick auf einen möglichst kleinen Bewegungshub als besonders günstig gezeigt, wenn um vertikale Achsen schwenkbare Führungs­ teile vorgesehen sind. Diese Führungsteile können dabei bei­ spielsweise durch einfache Winkelprofile gebildet sein. Für eine exakte Stapelung, und zwar auch bei variierenden Behältergrößen, hat es sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn dem Behälter-Trä­ ger zumindest ein vorderer Anschlag für die Behälter zugeord­ net ist, um die Behälter jeweils in der Position oberhalb des Stapelraumes auszurichten, wobei es für eine möglichst einfache, rationelle Konstruktion überdies günstig ist, wenn die vertikale Führung mit einem oberen Abschnitt den Anschlag für die Behälter bildet.

Theoretisch könnten die Behälter beim Stapeln im Stapelraum über einem stationären, diskontinuierlichen Boden aufgestapelt werden, wobei dann der Behälterstapel etwa mit Hilfe eines Gabelstaplers aus dem Stapelraum entfernt werden kann. Für ein automatisiertes Abtransportieren des Behälterstapels weist je­ doch der Stapelraum zweckmäßigerweise eine Fördereinrichtung als Boden auf, die zum Abtransport des jeweiligen Behälterstapels aus dem Stapelraum antreibbar ist. Die Fördereinrichtung kann durch einen Rollenförderer gebildet sein, bei dem zumindest einzelne Rollen antreibbar sind, sie ist jedoch bevorzugt durch ein Förderband gebildet.

Um auch den ersten Behälter bei seinem Fall im Stapelraum bzw. bei seinem Auftreffen auf dem Boden des Stapelraumes scho­ nend aufnehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn im Boden­ bereich des Stapelraumes, gegebenenfalls unterhalb eines För­ derbandes einer Fördereinrichtung, eine dämpfende Unterlage federnd gelagert ist.

Zur Automatisierung des Stapelvorgangs ist es überdies vor­ teilhaft, wenn die Stapelhöhe überwacht und bei Erreichen der vorgegebenen Stapelhöhe die Zufuhr weiterer Behälter gestoppt sowie die Entfernung des erhaltenen Behälterstapels aus dem Stapelraum gestartet wird. Demgemäß ist vorzugsweise dem Sta­ pelraum ein Sensor, z. B. ein optischer Sensor oder ein Mikro­ schalter, zur Erfassung des Behälterstapels bei Erreichen der vorgegebenen Stapelhöhe zugeordnet. Hierbei ist es ferner günstig, wenn mit dem Sensor eine Steuereinrichtung verbunden ist, die Antriebe für die Behälter-Zuführeinrichtung, für die beweglichen Führungsteile und/oder gegebenenfalls für die Fördereinrichtung für den Behälter-Abtransport ansteuert.

Wenn bei der vorliegenden Vorrichtung der Behälter-Träger zum Fallenlassen des jeweiligen Behälters nach unten geschwenkt oder geklappt wird, so wird der jeweilige Behälter dadurch außerordentlich rasch und ohne Behinderung durch die wegbewegten Tragteile freigegeben und fallengelassen. Diese Freigabe wird durch die Ausbildung mit den zwei an gegenüberliegenden Seiten oberhalb des Stapelraumes vorgesehenen länglichen Tragteilen die um horizontale Schwenkachsen schwenkbar gelagert sind, zusätz­ lich beschleunigt.

Um hierbei das Aufschieben der Behälter auf die Tragteile bei ihrer Zuführung in die Fall-Position zu erleichtern, ist es auch vorteilhaft, wenn die Tragteile Röllchenleisten aufweisen. Dabei ist es, um im Falle eines Notstopps der für die Zuführung verwendeten Einrichtung die Behälter zur Gänze auf die Röllchen­ leisten zu bringen, auch günstig, wenn die Röllchenleisten zu­ mindest ein angetriebenes Röllchen aufweisen.

Für ein rasches Abwärtsklappen der Röllchenleisten, ins­ besondere mit einem synchronen Verlauf, ist es überdies von Vorteil, wenn die Röllchenleisten über mit ihnen verbundene, z. B. plattenförmig ausgebildete, seitliche Hebel schwenkbar sind. Dabei können im Hinblick auf eine Vereinfachung der Kon­ struktion die Hebel mit einem gemeinsamen Antrieb, vorzugsweise einem Arbeitszylinder, gekuppelt sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels, auf das sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Vorrichtung zum Stapeln von Behältern;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1; und

Fig. 3 eine Stirnansicht der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung zum automati­ schen Stapeln von ineinander stapelbaren, kistenartigen Behäl­ tern 1 weist ein nur ganz schematisch gezeigtes Gestell 2 auf, welches beispielsweise vier Ecksteher 3 und mehrere, die Eck­ steher 3 verbindende Längs- und Querträger 4, 5 enthält; die Ecksteher 3 sowie die Längs- und Querträger 4, 5 sind bei­ spielsweise Aluminium-Vierkantprofile.

Dem Gestell 2 ist eine Behälter-Zuführeinrichtung 6 zuge­ ordnet, die beispielsweise als Förderband, insbesondere Steig­ band 7 ausgebildet ist, und die die Behälter 1 in eine Position oberhalb eines vertikalen Stapelraumes 8, der innerhalb des Gestelles 2 vorgesehen ist, zuführt. Das vordere, horizontal verlaufende Ende 9 des Steigbandes 7 ragt dabei in das Gestell 2 hinein, um die Behälter 1 niveaugleich auf einen Behälter-Träger 10 weiterzuleiten (s. insbesondere Fig. 1), der oberhalb des Stapelraumes 8 angeordnet ist.

Der Behälter-Träger 10 bildet eine bodenseitige Auflage für den jeweils herantransportierten Behälter 1, welche durch zwei an gegenüberliegenden Seiten des Stapelraumes 8 angeordnete längliche Tragteile in Form von Röllchenleisten 11 gebildet ist. Die Röllchenleisten 11 sind jeweils mit plattenförmig ausgebil­ deten zweiarmigen Hebeln 12 verbunden, die im Gestell 2 um zur Längsrichtung der Röllchenleisten 11 parallele Schwenkachsen 13 schwenkbar gelagert sind. Zu diesem Zwecke weisen die plat­ tenförmigen Hebel 12 seitlich angeordnete Zapfen 14 auf, die in Lagerböcken 15 drehbar gelagert sind, welche an einem Längs­ träger 4a des Gestelles 2 befestigt sind (s. Fig. 1).

Die Enden der freien Arme der Hebel 12 sind jeweils mit einem Ende einer Koppelstange 16 gelenkig verbunden, deren an­ deres Ende mit einem Joch 17 gelenkig verbunden ist, an welchem die Kolbenstange 18 eines an einem oberen Querträger 5a (s. Fig. 2) des Gestelles 2 angebrachten Arbeitszylinders 19 zen­ trisch befestigt ist.

Durch Betätigung des Arbeitszylinders 19 wird das Joch 17 angehoben, wodurch die Hebel 12 über die Koppelstangen 16 verschwenkt werden, wie in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Dadurch wird der Behälter 1 von den seitlich abwärts aus den weg verschwenkten Röllchenleisten 11 freige­ geben, und er kann im freien Fall im Stapelraum 8 nach unten auf eine Fördereinrichtung, beispielsweise in Form eines Förder­ bandes 20, fallen. Um den Aufprall des ersten Behälters 1 am Förderband 20 zu dämpfen, kann unterhalb des oberen Gurtes des Förderbandes 20 eine federnd gelagerte, dämpfende, beispiels­ weise plattenförmige Gleit-Unterlage 21 angeordnet sein (s. Fig. 1 und 2). Die folgenden Behälter 1 werden dann dadurch abgebremst, daß sie sich in den vorherigen Behälter 1 hinein­ bewegen, wobei Luft aus diesem verdrängt wird, die durch die zunehmend enger werdenden Schlitze zwischen den Wänden der beiden Behälter entweichen muß, so daß ein Luftpolster zur Dämpfung des eindringenden, nachkommenden Behälters erhalten wird.

Wenn die gewünschte Stapelhöhe erreicht ist, wird über einen Sensor 22, der in einer vorbestimmten Höhe, z. B. an einem Quer­ träger 5b (s. Fig. 3), angeordnet ist, ein Signal zum Austragen des Stapels aus dem Stapelraum 8 abgegeben; der Antrieb (nicht dargestellt) des Förderbandes 20 wird eingeschaltet, bis der Stapel den Stapelraum 8 verlassen hat, worauf der Antrieb aus­ geschaltet wird und ein neuer Stapel-Zyklus beginnen kann. Als Sensor 22 kann beispielsweise eine Lichtschranke oder ein Mikro­ schalter mit Tastarm verwendet werden.

Um eine exakte Ausrichtung der Behälter 1 für ein störungs­ freies Stapeln zu erzielen, wird jeder ankommende Behälter 1 zur Mitte des Stapelraumes 8 zentriert und auch während des Fallens in dieser Mittenlage geführt. Hierfür sind vertikale Anschläge bzw. Führungsteile, beispielsweise vordere und hintere Winkel­ profile 23, 24 bzw. 25, 26 vorgesehen, die den Eckbereichen des Behälters 1 zugeordnet sind, wobei natürlich ein Spiel zwischen den Winkelprofilen 23 bis 26 und den Eckbereichen des Behälters 1 vorgesehen ist.

Die vorderen Winkelprofile 23, 24 der so gebildeten ver­ tikalen Führung reichen in vertikaler Richtung bis über den oberen Rand des Behälters 1 und bilden daher mit ihren oberen Abschnitten einen Anschlag für einen vom Steigband 7 kommenden und auf die Röllchenleisten 11 geleiteten Behälter 1; im Bereich vor den Röllchenleisten 11 können zusätzlich schräg angeordnete Leitbleche 27 und 28 vorgesehen sein, die - in Förderrichtung des Behälters 1 gesehen - einen sich von der Breite des Steig­ bandes 7 auf etwa die Breite des Behälters 1 verengenden Kanal bilden (s. Fig. 2)
Des weiteren sind die vorderen Winkelprofile 23, 24 um ver­ tikale Schwenkachsen verschwenkbar angebracht, damit sie dem Abtransport eines vollständigen Behälterstapels durch das För­ derband 20 nicht im Wege stehen.

Dazu sind die vorderen Winkelprofile 23, 24 in ihrem oberen Abschnitt jeweils mit einem zweiarmigen Hebel 29 verbunden, der um eine vertikale Schwenkachse 30 schwenkbar auf einem Zapfen 31 gelagert ist, welcher vom Längsträger 4a nach oben ragt (s. Fig. 1, 2). An das Ende des freien Armes des Hebels 29 ist ein Ende einer Koppelstange 32 angelenkt, deren anderes Ende mit der Kolbenstange 33 eines Arbeitszylinders 34 gelenkig verbunden ist, welcher jeweils am entsprechenden Ecksteher 3 des Gestelles 2 angebracht ist. Der untere Abschnitt der vorderen Winkel­ profile 23, 24 ist jeweils mit einem einarmigen Hebel 35 ver­ bunden, der ebenfalls um die vertikale Schwenkachse 30 schwenk­ bar auf einem Zapfen 36 gelagert ist, welcher vom Längsträger 4b nach oben ragt. Wenn die Arbeitszylinder 34 betätigt werden, so schwenken die Hebel 35 mit den vorderen Winkelprofilen 23, 24 seitlich nach außen, so daß der Behälterstapel problemlos aus dem Stapelraum 8 abtransportiert werden kann; die Arbeits­ zylinder 34 werden - wie der Antrieb des Förderbandes 20 - ebenfalls durch das vom Sensor 22 abgegebene Signal gesteuert.

Die hinteren Winkelprofile 25, 26 reichen etwa bis zum unteren Gurt des Steigbandes 7 und sind in ihrem oberen und unteren Abschnitt jeweils über Stege 37 starr mit den Längs­ trägern 4b bzw. 4c verbunden.

Für den Fall eines eventuellen Notstopps der Steigbahn 7 ist vorgesehen, daß zumindest ein Röllchen der Röllchenbahn 11 an­ treibbar ist. Dies kann beispielsweise über einen nur ganz sche­ matisch gezeigten Elektromotor 38 und eine biegsame Welle er­ folgen, wie mit strichpunktierter Linie in Fig. 1 dargestellt.

Das Signal des Sensors 22 wird einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) zugeführt, der auch das Signal eines wei­ teren Sensors 39 zugeführt wird, welcher das Ankommen eines Behälters 1 bei den vorderen Winkelprofilen 23, 24 signalisiert, um in der Folge den Arbeitszylinder 19 bzw. die beiden Arbeits­ zylinder 34 sowie den Antrieb für das Förderband 20 zu akti­ vieren. Selbstverständlich können für die Steuerung der Vor­ richtung und aus Sicherheitsgründen noch weitere Sensoren ange­ bracht werden. Beispielsweise kann ein Sensor 40 das Einfahren der jeweiligen Behälter 1 auf den Behälter-Träger 10 erkennen, wobei gegebenenfalls auch eine Betätigung des zugehörigen Arbeitszylinders 19 zum Hochschwenken der Röllchenleisten 11 in ihre Betriebsstellung (sollte dies nicht bereits automatisch nach einer vorgegebenen Zeit geschehen sein) veranlaßt werden kann, wenn ein zufahrender Behälter 1 erkannt wird; gegebenen­ falls kann auch, wenn gerade ein Behälterstapel aus dem Stapel­ raum 8 entfernt wird, eine dem zufahrenden Behälter 1 vorüber­ gehend anhaltende Sperre (nicht dargestellt) ausgefahren werden. Ein weiterer Sensor 41 kann dem Stapelraum 8 in der Weise zuge­ ordnet sein, daß er erkennt ob ein oder mehrere Behälter 1 im Stapelraum 8 vorhanden sind, oder aber der Stapelraum 8 leer ist; dieser Sensor 41 kann als "Besetzt-Lichtschranke" den genannten Stapelraum 8 ausleuchten, und er stellt sicher, daß sich nach dem Herausfahren eines Stapels aus dem Stapelraum 8 kein Behälter 1 mehr im Stapelraum 8 befindet.

Mit der beschriebenen Vorrichtung können auf einfache und zuverlässige Weise Behälter 1 gestapelt werden, und zwar auch Behälter mit verschiedenen Behälterhöhen. Weiters können, wenn die Winkelprofile 23 bis 26 im Gestell 2 quer- bzw. längs­ verstellbar angebracht werden, auch unterschiedlich große Be­ hälter gestapelt werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum automatischen Stapeln von ineinander stapel­ baren Behältern (1), die einzeln mit der Behälteröffnung nach oben in eine Position oberhalb eines vertikalen Stapelraumes (8) gefördert und aus dieser Position durch Schwerkraft in den Stapelraum (8) fallen gelassen werden, mit einem oberhalb des vertikalen Stapelraumes (8) angeordneten Behälter-Träger (10), der mit zwei an gegenüberliegenden Seiten oberhalb des Stapel­ raumes (8) vorgesehenen länglichen Tragteilen ausgebildet ist, die um zu ihrer Längsausrichtung parallele Schwenkachsen (13) schwenkbar gelagert und zur Freigabe der Behälter (1) akti­ vierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapelraum (8) eine vertikale Führung (23 bis 26) für die im freien Fall befindlichen kistenartigen Behälter (1) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Führung durch einen oder mehrere beweglich gelagerte Führungsteile (23, 24) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß um vertikale Achsen schwenkbare Führungsteile (23, 24) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behälter-Träger (10) zumindest ein vorderer Anschlag (23, 24) für die Behälter (1) zugeordnet ist, um die Behälter (1) jeweils in der Position oberhalb des Stapel­ raumes (8) auszurichten, wobei die vertikale Führung (23 bis 26) mit einem oberen Abschnitt den Anschlag für die Behälter (1) bildet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bodenbereich des Stapelraumes (8), gegebe­ nenfalls unterhalb eines Förderbandes einer Fördereinrichtung (20), eine dämpfende Unterlage (21) federnd gelagert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Stapelraum (8) ein Sensor (22), z. B. ein optischer Sensor oder ein Mikroschalter, zur Erfassung des Be­ hälterstapels bei Erreichen einer vorgegebenen Stapelhöhe zuge­ ordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sensor (22) eine Steuerein­ richtung verbunden ist, die Antriebe für die beweglichen Füh­ rungsteile und/oder gegebenenfalls für die Fördereinrichtung (20) für den Behälter-Abtransport ansteuert.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tragteile Röllchenleisten (11) aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Röllchenleisten (11) zumindest ein angetriebenes Röllchen auf­ weisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Röllchenleisten (11) über mit ihnen verbundene, z. B. plattenförmig ausgebildete, seitliche Hebel (12) schwenkbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (12) mit einem gemeinsamen Antrieb, vorzugsweise einem Arbeitszylinder (19), gekuppelt sind.