DE3906873C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erstellen eines mit einer Verpackungsfolie umwickelten Stapels von Gegenständen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen sowie ein Verfahren unter Verwendung dieser Vorrichtung.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist der US-PS 45 93 517 als bekannt zu entnehmen. Dabei ist die einen Stapel aufnehmende Palette in feststehender Höhe oder vertikal beweglich angordnet, wobei entweder der Stapel oder die Wickelvorrichtung drehbar ist. Das Bilden des Stapels erfolgt dabei in einem den Stapel umgebenden Stützrahmen. Dabei werden die einzelnen Lagen nicht unmittelbar auf der Palette oder auf dem schon erstellten Stapel gebildet, sondern auf einer ersten Unterstützungsplatte, von wo aus die ganze Lage auf eine auf dem Stapel befindliche zweite Unterstützungsplatte geschoben wird. Dieses Verschieben erfolgt unter Verwendung von Führungsplatten und Führungsrahmen. Nachdem die Lage die in der Draufsicht endgültige Position erreicht hat, wird die zweite Unterstützungsplatte seitlich herausgezogen. Beim Absenken der den Stapel tragenden Palette tritt der Stapel nach unten aus dem Stützrahmen heraus, und erst dieser heraustretende Teil wird dann umwickelt. Zwischen der obersten Schicht und der gerade umwickelten Schicht des Stapels liegt also der Stützrahmen. Das Bilden des Stapels und dessen Umwickeln erfolgen also in verhältnismäßig komplizierter Weise. Außerdem is es nicht möglich, einen von den Abmessungen des Führungsrahmens und des Stützrahmens abweichenden Stapel herzustellen.

Durch die DE 27 17 647 B2 ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der ein an anderer Stelle auf einer Palette gebildeter Stapel von Gegenständen als Ganzes auf den Drehtisch gesetzt und auch als Ganzes umwickelt wird, wobei eine Folienvorratsrolle vertikal beweglich ist. Mittels einer automatisch arbeitenden Vorrichtung wird die Folie am umwickelten Stapel befestigt und abgeschnitten. Dabei kommt es vor allem darauf an, daß die zurückbleibende Folie für einen neuen Einwickelvorgang bereitgehalten wird. Bei der bekannten Vorrichtung sind die den Stapel bildenden Gegenstände in ihrer Position insbesondere beim kritischen Vorgang des Versetzens des ganzen Stapels gegeneinander nicht gesichert, was dazu führen kann, daß die Gegenstände gegeneinander verschoben werden und der Stapel daher nicht in der geeigneten Form für das anschließende Umwickeln zur Verfügung steht.

Aus der GB 21 03 562 A ist eine Stapelvorrichtung bekannt, bei der an einem aufrechtstehenden Pfosten vertikal beweglich ein Ausleger angeordnet ist, auf dem ein Greifer horizontal beweglich ist, der reihenweise Gegenstände von einer Eingangsstation aufnimmt und daraus auf einer Palette einen aus mehreren Schichten bestehenden Stapel bildet. Ein Umwickeln des Stapels ist nicht erwähnt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stabilität des Stapels dadurch zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln der Zusammenhang der im Stapel vereinigten Gegenstände in jedem Stadium gesichert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird vorrichtungsmäßig durch die im Anspruch 1, verfahrensmäßig durch die im Anspruch 7 enthaltenen Merkmale erreicht.

Dadurch, daß das lagenweise Bilden des Stapels mit dem Umwickeln kombiniert wird, kann in jeder Schicht ohne aufwendige Konstruktion sofort nach dem Bilden der Schicht der Zusammenhang der in dieser Schicht enthaltenen Gegenstände und damit auch die Stabilität des Stapels insgesamt gesichert werden.

Erfindungsgemäß ist der Drehtisch vertikal beweglich, und das Umwickeln jeder Schicht des Stapels gleich nach ihrer Bildung wird dadurch erreicht, daß während der Stapelbildung der Drehtisch abgesenkt wird, wobei eine Verpackungsfolie schraubenförmig um den sich mit dem Drehtisch drehenden, absatzweise anwachsenden Stapel gewickelt wird.

Vorteilhafte weitere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6 bzw. des Anspruchs 8.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 perspektivisch eine Vorrichtung zum Stapeln und Umwickeln von Gegenständen,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 schematisch den Filmverlauf in der Vorrichtung,

Fig. 4 und 5 Draufsichten auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 ein Zeitschema,

Fig. 7 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 8 perspektivisch eine weitere Ausführungsform.

In Fig. 1 ist die allgemeine Anordnung einer Stapel- und Umwickelvorrichtung gezeigt. Diese Vorrichtung 10 besteht aus drei Hauptbestandteilen, nämlich einem vertikal beweglichen Drehtisch 12, der mit einer gewünschten Geschwindigkeit gedreht werden kann, einer automatisch arbeitenden Stapelvorrichtung 14 und einer Abwickeleinrichtung 16 für die Verpackungsfolie 62. Verschiedene begleitende Bauteile der bevorzugten Anordnung sind ebenfalls gezeigt. Ein För­ derer 18 zum Versorgen einer Palette befindet sich neben dem Drehtisch und bewegt auf Anfrage eine Palette zu die­ sem Drehtisch. Wenn einmal eine Palette vollständig beladen und umhüllt ist, wird sie zu einem Palettenförderer 20 transportiert. Die Zustellung zur Stapelvorrichtung erfolgt mit Hilfe einer Förderereinrichtung 22.

Wie oben erwähnt ist, soll die Vorrichtung dazu geeignet sein, Gegenstände auf abwechselnden Flächen wie beispiels­ weise "Zugblechen", Bodenplatten, Behältern mit niedrigen Seiten u. dgl. oder selbst auf der Oberfläche des Drehti­ sches zu stapeln und zu umwickeln. Eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform umfaßt das Stapeln auf einer herkömmlichen Pa­ lette.

Wenn keine herkömmliche Palette verwendet wird, kann es ge­ wünschtenfalls zweckmäßig sein, den Palettenzuführförderer 18 und möglicherweise den Ausgangsförderer 20 fortzulassen.

Beginnend mit der Förderereinrichtung 22 wird ein Gegenstand 34, der zu stapeln ist, zunächst auf einen Zumeßförderer 24 gebracht. Die Verpackung und der Gegenstand 34 können jede Ausbildung aufweisen und zwecks Transportes oder Lagerung auf einer Palette, einem Tablett o. dgl. oder auf der Oberfläche des Drehtisches 12 gestapelt werden. Der Gegenstand 34 kann ein Behälter, eine Dose, ein Karton, der gegebenenfalls oben offen ist, oder ein Boden sein, ferner können auch ineinandergesteckte Bauteile wie beispielsweise Eimer oder selbst Säcke oder Beutel, Be­ hälter oder Taschen gestapelt werden.

Der Zumeßförderer 24 kann mit einem eine rauhe Oberfläche auf­ weisenden oberen Band versehen sein, um ein Trennen der Gegenstände 34 zu bewerkstelligen, wenn er die Gegenstände auf die Fördereinrichtung 22 abgibt. Die Gegenstände können auf einer Seite des Zumeßförderers 24 mit Hilfe einer einstellbaren Schienenführung (nicht gezeigt) ausgerichtet sein. Eine als Stationsförderer bekannte Fördereinrichtung ist eine getriebene Rollenanordnung. Zwei oder mehrere Fotozellen-Einheiten werden an diesem Förderer eingesetzt. Jede Einheit 26a und b und 28a und b besteht aus einer Sender-/Empfängerkomponente, den "a"-Komponenten und einem Reflektor, den "b"-Komponenten, welche das Licht von der Quelle zurück zum Empfänger reflektiert. Verschiedene Arten von Sensoren, die Reflektoren erfordern können oder nicht, können anstelle der Fotozelleneinheiten verwendet werden. In der Beschreibung werden zwar Fotozellen und Reflektoren beschrieben, die indessen lediglich eine Ein­ richtung zum Erfassen sein sollen. Die erste Fotozellenein­ heit 26 wird eingesetzt, um die Behälter zu zählen, die auf den Stationsförderer gelangen. Die zweite Fotozelleneinheit 28 dient der Anzeige, wenn sich der letzte eines Satzes von Gegenständen 34 auf der Fördereinrichtung 22 angesammelt hat.

Der Satz von Gegenständen 34 ist die Anzahl von Gegenständen, die angesammelt werden soll, bevor sie von dem automatischen Stapler aufgenommen und zum Drehtisch 12 transportiert wird. Beispielsweise besteht ein Satz Gegenstände 34 aus vier Gegenständen, die auf der Fördereinrichtung 22 miteinander in Kon­ takt sind.

Ein Anschlag 30 hält die Gegenstände auf dem Förderer an. Andere nicht gezeigte Anschläge können unterhalb des Rollenbettes vorgesehen und notwendigenfalls aktiviert werden, um zwischen den sich ansammelnden Gegenständen Spalte vorzusehen.

Wenn einmal ein Satz von Gegenständen 34 angesammelt ist, kann die automatisch arbeitende Stapelvorrichtung 14 sie zu einer wartenden Palette 32 auf dem Drehtisch 12 transportieren. Je­ der eintreffende, nicht zur Vervollständigung eines Satzes von Gegenständen eintreffende Gegenstand wird angehalten, bis der vollständige Satz von dem automatisch arbeitenden Stapler 14 aufgenommen worden ist und die Fördereinrichtung 22 ver­ läßt.

Bei normalem Zyklus wird eine Palette 32 oder dergleichen auf dem Drehtisch 12 angeordnet. Falls eine gestapelte Last ohne Palette oder Bodenplatte errichtet werden soll, braucht eine derartige Palette nicht in dieser Lage zu sein.

Der Satz Gegenstände 34 wird dann von der Greifeinrichtung 36 angehoben, die einen aus einer Vielzahl von Greifern aufweisen kann. In Fig. 1 ist die Verwendung von Flächen 38 gezeigt; dabei ist eine Fläche stationär, und die andere kann von ei­ nem Luftzylinder (oder einer anderen Schließ- bzw. Betäti­ gungseinrichtung) betätigt werden, um sich zu dem Satz der Gegenstände 34 zu bewegen und ihn zwischen diesen Flächen zu er­ greifen oder festzuklemmen. Ein derartiger Greifer kann ver­ schiedene Formen umfassen, wie dies bekannt ist. Der Greifer kann ebenfalls an seiner Stütze auf einer Achse rechtwinklig zur Auslegerachse angelenkt oder bewegbar sein.

Die Greifeinrichtung 36 wird über Steuerrollen an einem Aus­ leger 40 getragen. Die Rollen der Greifeinrichtung laufen auf Schienen 42 und 44, so daß sich die Greifeinrichtung 36 von einer Lage oberhalb der Fördereinrichtung 22 seitlich zu einer besonderen Abgabestelle an der Palette 32 auf dem Drehtisch 12 bewegen kann.

Der Ausleger 40 kann an dem Pfosten 46 gleitbar gelagert sein, so daß er sich an dem Pfosten vertikal bewegen kann. Bei einem typischen Aufnehmen und Plazieren sind die beiden vom Pfosten und Ausle­ ger geschaffenen Achsen ausreichend, um Gegenstände 34 oder Sätze von Gegenständen von der Fördereinrichtung 22 zu der Palette 32 zu trans­ portieren. Der Vorgang erfolgt folgendermaßen: Die Greifeinrichtung 36, die oberhalb des Satzes der Gegenstände 34 im Gleichgewicht ist, wird abgesenkt, die Greifeinrichtung 36 klemmt, wobei die Flächen 38 die Gegenstände 34 ergreifen, der Ausleger 40 wird am Pfosten 46 aufwärts bewegt, die Greifeinrichtung 36 bewegt sich längs des Auslegers 40 und letzterer sich am Pfosten 46 abwärts, wobei die Greifeinrichtung sich öffnet und den Satz von Gegenständen 34 auf der Palette 32 in einer vorbestimm­ ten Lage ablegt. Um zur Ausgangslage zurückzukommen, werden die Flächen 38 der Greifeinrichtung 36 voneinander fortbewegt und geöffnet, der Ausleger 40 wird von der Palette aufwärts ange­ hoben, die Greifeinrichtung 36 bewegt sich längs des Aus­ legers 40 zurück, welcher sich am Pfosten 46 abwärts bewegt, so daß die Greifeinrichtung 36 zum Ergreifen eines weiteren Gegenstandsatzes fertig ist. Die Stapelvorrichtung 4 ist so program­ miert, daß die Bewegungen eingeleitet werden, die Geschwindigkeit geändert wird und die zweckmäßige Lage gefunden wird, um die Gegenstandsätze in einem vorbestimmten gewünschten Stapelmuster zu stapeln.

Nach teilweisem Errichten der gestapelten Last in einem vor­ bestimmten Muster, das heißt nach Bilden jeweils einer Schicht von Gegenständen, wird diese mit einer Verpackungsfolie 62 teilweise umwickelt, um der teilweise gestapelten Last zusätzlich Stabilität zu verleihen. Bei dem Stapelmuster versucht man, die Anzahl von Gegenständen auf der Palette 32 zu maximieren, indem letztere miteinander verbunden bzw. verschachtelt werden, um der ge­ stapelten Last eine Stabilität und Einförmigkeit zu verleihen. Oft erfordert dies, daß bestimmte Gegenstände längs einer zweiten Achse ausgerichtet werden. Bei der nächsten Schicht werden die Gegenstände in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet, so daß ein gewisses Maß an Verbund erfolgt.

Wenn einmal ein Teil der Last auf einer Palette gestapelt ist, wird der Umwickelvorgang von der Steuerung der Stapelvorrichtung 14 eingeleitet. Ein Verpackungsma­ terial, normalerweise eine Kunststoffolie mit einer hohen Hyste­ rese nach anfänglichem Spannen, wie sie als "Wickelfolie unter Spannung" bekannt ist, ist das bevorzugte Verpackungsmaterial.

Andere Arten eines Verpackungsmaterials, wie beispielsweise eine beim Wickeln schrumpfende Folie, eine Polymerfolie, eine perforierte Folie, ein Netz, beschichtetes oder nichtbeschichtetes Papier, ein Band, eine Schutzschicht oder ein anderes Abdeckmaterial, können als Umwickelmaterial verwendet werden. Nachfolgend wird das Um­ wickelmaterial als Folie bezeichnet.

Eine Wickelvorrichtung 48 ist Teil einer Abwickeleinrichtung 16, die beim Ausführungsbeispiel auf einer vertikalen Schiene 50 gleitbar angeordnet ist. Dies muß aber nicht sein, weil der Drehtisch 12 vertikal beweglich ist. Ein Kettenzug wird verwendet, um die Abwickeleinrichtung 16 anzuheben. Die Kette 52 ist an beiden Enden mit der Abwickeleinrichtung 16 ver­ bunden und erstreckt sich um einen Antriebsmotor (nicht ge­ zeigt), der zweckmäßig innerhalb der vertikalen Schienen­ stütze 54 angeordnet ist. Die Folie wird (siehe Fig. 3) von der Wickelvorrichtung 48 um eine erste Hauptantriebsrolle 56 und dann um eine zweite Hauptantriebsrolle 58 geführt. Diese beiden Rollen verleihen der Folie eine gewisse Spannung (sogenanntes "Vorspannen"). Die Folie erstreckt sich dann über eine Rolle 60, die bewegbar angeordnet ist, um die Geschwindigkeit des Antriebes der Hauptantriebsrollen 56 und 58 zu steuern, so daß die Geschwindigkeit der Hauptantriebsrollen erhöht wer­ den kann, wenn der Folienverbrauch zunimmt und andererseits verringert werden kann, wenn der Folienverbrauch abnimmt. Nach Verlassen der Rolle 60 erstreckt sich die Folie 62 über eine Führungsrolle 64 sowie über eine erste Führungsrolle 66 und eine zweite Führungsrolle 68, die an einem Folienführungs­ arm 70 angeordnet sind. Die Folie wird dann zu einer Folienklammer 72 geführt, die an dem Dreh­ tisch 12 angeordnet ist.

Der Folienführungsarm 70 dient dazu, die Folie 62 um den Pfosten 46 und zu der Folienklammer 72 zu führen, die an dem Drehtisch 12 angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Folienführungsarm in einer fixierten Lage gehalten, jedoch kann er zur Durchführung einer Schwingbewegung um seinen Be­ festigungspunkt an der Abwickeleinrichtung 16 angelenkt sein. Wenn der Führungsarm 70 schwenkbar angeordnet ist, kann eine Bestän­ digkeit gegen ein Schwingen mit Hilfe einer Feder, eines Luftzylinders o. dgl. vorteilhaft sein, um die Folienspannung an der Folienklammer 72 aufrechtzuerhalten.

Bei einer anderen Ausführungsform wird ein schwenkbar ange­ ordneter Führungsarm, der von einem Motor, mittels Schwer­ kraft oder durch Federn betätigt werden kann, so program­ miert, daß er aus einer ersten Lage in eine zweite Lage vor­ gespannt ist, um die Folienspannung insbesondere dann aufrecht­ zuerhalten, wenn die Folie normalerweise gespannt und dann gelöst werden soll. Durch einen angelenkten Führungsarm kann die Spanngröße und das nachfolgende Freigeben der Folie gesteuert und auf ein Minimum herabgesetzt werden. Die Höhe des Führungsarmes 70 und die Länge der Führungsrollen 66, 68 sind ausreichend, um die Folienbreite aufzunehmen, die abzuwickeln ist. Eine typische Folie kann ungefähr 50,8 cm breit sein. Die Folie kann auch beispiels­ weise ungefähr 1 m breit oder breiter oder so schmal wie oder schmaler als 25 cm sein.

Nach Fig. 2 ist der Drehtisch 12 mit wenigstens einer Teil­ last von Gegenständen bestückt. Der Pfosten 46, der Ausleger 40, die Greifeinrichtung 36, die Fördereinrichtung 22 (deren Rollen fortgelassen sind) und die Abwickeleinrichtung 16 sind dargestellt. Der Palettenzuführförderer 18 und der Palettenabgabeförderer 20 weisen entsprechend eine leere Palette 32 und eine vollständig gestapelte Last auf. In Fig. 2 sind auch die "Seh"-Wege eines dritten Fotozellensatzes 74a und b und ein die Palette erfassender Fotozellensatz 98a und 98b gezeigt. Die Lage einer Bürste 92 als Glättungs­ einrichtung ist in Fig. 2 mit durchgezogener Linie gezeigt, während eine andere Lage der Bürste in gestrichelter Linie dargestellt ist.

Der Fotozellensatz 98 zum Erfassen der Palette 32 ist eine herkömmliche Fotozelle mit einem einteiligen Sender und Em­ pfänger 98a und einem Reflektor 98b, welcher den Strahl zum Empfänger zurückreflektiert, wenn nicht eine Palette (oder ein anderer Gegenstand) den Lichtstrahl blockiert. Wenn der Lichtstrahl blockiert ist, weiß die Steuerung, daß sich eine Palette 32 in ihrer Lage befindet, und sie kann das Sta­ peln von Gegenständen auf der Palette einleiten. Wenn ein Zug­ blech oder eine Bodenplatte die Oberfläche ist, auf welcher die Gegenstände gestapelt werden, kann der Fotozellensatz 98 durch ein reflektierendes Fotozellen-Fühlsystem oder einen von Hand betätigbaren oder automatischen Schalter o. dgl. er­ setzt werden, welcher der Steuerung ein Signal gibt, damit mit dem Stapeln der Gegenstände begonnen werden kann. Es sei hervorgehoben, daß die Gegenstände auch direkt auf der Fläche des Drehtisches zwecks Transportes mit Hilfe eines Wagens ge­ stapelt werden können, wenn dies gewünscht ist.

Der Fotozellensatz 74a und b fühlt die Oberseite der Stapelschicht ab. Der Eingang wird von der Steuerung verwendet, um die Ver­ tikalgrenze der Abwickeleinrichtung 16 zu steuern.

In Fig. 2 und 3 ist ferner der Folienweg von der Abwickeleinrichtung 16 zur Folienklammer 72 gezeigt. In Fig. 3 ist die Wickelvorrichtung 48, von welcher die Folie 62 abgewickelt wird, in der Drauf­ sicht gezeigt. Die Folie 62 wird um die beiden Hauptantriebs­ rollen 56 und 58 gelegt, die in einer bevorzugten Ausführungs­ form mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden, um die Folie vorzuspannen, die dann über eine Rolle 60 und eine Führungsrolle 64 geführt ist. Danach erstreckt sich die Folie über erste und zweite Führungsrollen 66 und 68 und dann zur Folienklammer 72, die (für eine bevorzugte Ausführungsform) überall mit Ausnahme von Fig. 4 und 5 in ihrer Ruhelage ge­ zeigt ist.

In Fig. 4 und 5 sind Zwischenstufen eines Stapel- und Um­ wickelvorganges gezeigt. Nach Fig. 4 ist der Umwickelzyklus eingeleitet, und der Drehtisch 12 wurde beispielsweise in einem ersten Wickelzyklus um 90° gedreht. Die Folie 62 wird in der Folienklammer 72 festgehalten und befindet sich in Kontakt mit der Ecke des Stapels der Gegenstände auf dem Drehtisch 12. Wenn der Drehtisch 12 seine Ausgangslage erreicht hat, ist eine Umwicklung des Stapels erfolgt. Wie nachfolgend erläutert ist, wird der Arbeitsvorgang fortgesetzt.

In Fig. 5 ist das Positionieren einer leeren Palette 32 ge­ zeigt. Da die Folienklammer 72 normalerweise nach Vervoll­ ständigen des Umhüllens einer vollen Last aufrecht steht und sich in der in Fig. 2 gezeigten Ausgangslage befindet, ist es erforderlich, die Folienklammer und die Folie 62 aus dem Bewegungsweg der Palette 32 zu bringen, wenn diese zum Drehtisch gebracht wird. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, den Drehtisch 12 gegen den Uhrzeigerdrehsinn um 90° zu drehen, wie dies gezeigt ist. Es sei hervorgehoben, daß die Folie 62 stramm ist, wenn sich die Folienklammer 72 in der in der Zeichnung gezeigten Position befindet. Wenn sich die Palette 32 weiterhin in ihre Lage auf dem Drehtisch bewegt, wird der Strahl der die Palette erfassenden Fotozelle 98 unter­ brochen.

Ein Umwickelvorgang einer bevorzugten Ausführungsform der Stapelvorrichtung nach Fig. 1 wird von der Steuerung ein­ geleitet, wenn von der Stapelvorrichtung ein Signal empfangen ist, daß die gewünschte Höhe der Gegenstände für einen ersten Umwickelvorgang erreicht worden ist. Wenn der erste Umwickel­ vorgang durchgeführt wird, nachdem zwei Behälterschichten po­ sitioniert worden sind, ergibt sich eine gute Arbeitsweise der Maschine und eine gute Beständigkeit des Stapels.

Beim ersten Umwickelvorgang wird die Folie in der Folienklammer 72 festgehalten. Die Greifeinrichtung 36 bewegt sich von dem teil­ weise hergestellten Stapel und nimmt den nächsten Satz von Gegenständen auf, während der erste Umwickelvorgang ausgeführt wird. Der Drehtisch 12 wird im Uhrzeigerdrehsinn aus seiner Ausgangs­ lage gedreht (allgemein bei der bevorzugten Ausführungsform die 0°- und 360°-Lage, so daß die Folie von der Wickelvorrichtung 48 abgezogen wird) . In enger zeitlicher Folge zum Einleiten der Rotation des Drehtisches, d. h. entweder vorher, nachher oder gleichzeitig wurde der Abwickeleinrichtung 16 von der Steuerung signalisiert, sich auf der vertikalen Schiene 50 aufwärts zu bewegen. Bei einer solchen Aufwärtsbewegung der Abwickel­ einrichtung öffnet sich der untere Schalter 78. Durch Auf­ wärtsbewegen der Abwickeleinrichtung und durch Absenken des Drehtisches 12 wird die Folie schraubenförmig um den Stapel der Gegenstände 34 auf der Palette 32 gelegt, wenn der Drehtisch 12 seine Rotation fortsetzt. Die Folie wird nunmehr um den Stapel gewickelt, während sie noch von der Folienklammer 72 festgehalten wird.

Der erste Umwickelzyklus wird fortgesetzt, bis von der Stapelvorrichtung abgefühlt ist, daß das obere Ende der oberen Stapelschicht erreicht worden ist. Im allgemeinen wird der erste Umwickelzyklus bei einer Rotation des Dreh­ tisches um 360° abgeschlossen, jedoch kann in einigen Fäl­ len mehr als eine Rotation nützlich sein. Das das Erreichen der oberen Stapelschicht anzeigende Signal kommt von dem Sender 74a des Fotozellensatzes 74a und b, wobei der Sender einen Lichtstrahl zu einem Reflektor 74b sendet, der an einer vertikalen Stütze angeordnet ist. Der Reflektor 74b arbeitet kontinuierlich und weist eine beträchtliche Länge an der Reflektorstütze auf, deren Länge ausreichend ist, um sich Gegenständen unterschiedlicher Höhe anzupassen. Wenn der Fotozellen­ satz 74a und b den oberen Bereich der Gegenstände erfaßt, wird der Kontroller benachrichtigt, dem Antrieb der Abwickeleinrichtung 16 und des Drehtischs 12 anzuzeigen, das Anheben bzw. das Absenken anzuhalten. Zu diesem Zeitpunkt dreht der Drehtisch sich weiter, bis er in seine Ausgangslage zurückgekehrt ist. Die Folienklammer 72 hält den Film in seiner Klemmlage.

Obwohl die Abwickeleinrichtung 16 normalerweise so eingestellt ist, daß sie ihre Aufwärtsbewegung in einem Punkt anhält, in welchem die Folie nicht oberhalb der Oberkante der Gegenstände auf der Palette 12 hinausgeht, ist es in manchen Fällen vorteilhaft, die Abwickeleinrichtung sich weiterbewegen zu lassen. Wenn sich beispiels­ weise die Abwickeleinrichtung zu einem Punkt bewegt, wo die Folie 50,8 mm höher als die obere Fläche der Gegenstände ist, wird die Folie gespannt und einwärts über die Außenkante der Gegenstände gezogen. Dies kann beim Stabilisieren des Stapels vorteilhaft sein, wenn der nachfolgende Satz an­ schließend auf diesem einwärts gerichteten Abschnitt der Folie angeordnet wird.

Wenn sich der Drehtisch 12 in seine Ausgangslage zurückbewegt, werden mittels der Stapelvorrichtung weitere Gegenstandlagen auf der Palette 32 gestapelt. Beispielsweise werden zwei weitere Lagen gestapelt, und es wird das Beginnen des Umwickelzyklus signa­ lisiert. Die zweite und die folgenden Umwicklungszyklen sind bei einer bevorzugten Ausführungsform Wiederholungen des ersten Umwickelungszyklus, bis die vollständige Höhe der gestapelten Last erreicht ist, wobei die volle Höhe die Anzahl der Gegenstandlagen ist, die in der Steuerung der Stapelvor­ richtung programmiert ist.

Wenn sich auf dem Drehtisch eine vollständig gestapelte Last befindet, wird die Oberseite der Gegenstände der oberen Schicht von dem Fotozellensatz 74a und b erfaßt, und die Abwickel­ einrichtung hebt die Wickelvorrichtung nicht weiter an bzw. der Stapel wird nicht weiter abgesenkt, um zu verhindern, daß sich die Folie von der Oberseite des Stapels entfernt. Dies ist der gleiche Vorgang wie das Erfassen der vorher­ gehenden Zyklen der schraubenförmigen Umwicklung.

Wie oben bei der Diskussion des Abschlusses des ersten Um­ wickelzyklus erläutert ist, ist es möglich, die Folie etwas höher als die Oberkante der oberen Stapellage zu führen, um eine weitere Stabilisierung der vollständigen Last aus gestapelten Gegenständen zu schaffen. Die Abwickeleinrichtung kann so programmiert sein, daß sie entweder unmittelbar oder zwi­ schen möglichen Mehrfachumwicklungen etwas höher geführt wird als die Oberkante der Gegenstände.

Wenn einmal das schraubenförmige Umwickeln um die vollständig ge­ stapelte Last erfolgt ist, kann ein weiteres Umwickeln der gestapelten Last wünschenswert sein, um die gestapelte Last zu festigen und zu einer Einheit zu integrieren. Während das schraubenförmige Umwickeln beim ersten Zyklus und verschiedenen nachfolgenden Umwickelzyklen dazu dient, die Last beim Sta­ peln zu vereinheitlichen und besser zu stützen, können wei­ tere zweckmäßige Umwickelzyklen durchgeführt werden, um das Integrieren der gestapelten Last zu gewährleisten.

Ein weiteres Umwickeln, das gewünschtenfalls durchgeführt werden soll, erfolgt folgendermaßen. Wenn sich die Abwickeleinrichtung in bezug zur Oberkante der gestapelten Last in der oberen Lage befindet, signalisiert die Steuerung dem Drehtisch 12, wenig­ stens eine vollständige Umdrehung auszuführen, wobei drei Umdrehungen ebenfalls möglich sind, während die relative Position der Abwickeleinrichtung in bezug auf die Oberkante der gestapelten Last gehalten wird. Nachdem durch die gewünschte Anzahl von Umdrehungen eine obere Umwicklung erfolgt ist und wenn es gewünscht ist, wird dem Drehtisch signalisiert, sich aufwärts mit einer gesteuerten Ge­ schwindigkeit zu bewegen, während sich die gestapelte Last weiterhin dreht. Die Abwickeleinrichtung kann ihre horizontale Lage halten oder sich mit einer geringen Geschwindigkeit abwärts bewegen, um in bestimmten Höhen der gestapelten Last mehr Folien­ material aufzubringen, oder sie kann sich kontinuierlich ab­ wärts bewegen, um somit während ihrer Bewegung die gestapelte Last schraubenförmig zu umwickeln.

Ein Sensor 76, typischerweise ein Mikro­ schalter od. dgl., signalisiert der Steuerung, wenn der untere Rand der Abwickeleinrichtung sich gerade oberhalb der Oberkante der Folienklammer 72 befindet, die zu diesem Verfahrenspunkt noch an dem führenden Rand der Folie festgeklemmt ist.

Wenn dieser Sensor 76 geschaltet ist, zieht sich aufgrund eines Signals der Steuerung die Folienklammer 72 zu­ rück, so daß der Führungsrand der Folie frei ist. Wenn sich die Folienklammer in eine Position unterhalb des Bodens der ersten Stapellage zurückbewegt hat, kann die Bewegung der Abwickeleinrichtung und des Drehtisches fortgesetzt werden, um den Bodenabschnitt der gestapelten Last mit verschiedenen Folienschichten während verschiedener Drehungen des Drehtisches umwickeln.

Bei einer Variante des ersten schraubenförmigen Umwickelns oder der ersten oder zweiten Rotation während des vollständigen oberen Umwickelns kann der Folienwickler einen Abschnitt der Folie in der Größenordnung von einigen Millimetern in Abhängigkeit von der Spannung der Wickelfolie oberhalb des oberen Randes der oberen Stapellage positionieren. Hier­ durch könnte ein gewisser Grad an Integrität bei einigen Arten gestapelter Produkte geschaffen werden.

Es ist auch möglich, dieses Verfahren in Zwischenstufen wäh­ rend des schraubenförmigen Umwickelns einzusetzen.

In manchen Fällen ist es wünschenswert, daß sich die Folie über die tragende Palette 32 od. dgl. erstreckt, auf welcher die Gegenstände gestapelt werden. Hierdurch wird eine Einheit von stützender Palette und von Gegenständen geschaffen, so daß die Gegenstände und die Palette gewissermaßen zusammen­ verpackt sind.

Bei der Vervollständigung des Zyklus wurde der Führungsrand der Folie zumindest teilweise von der Folie abgedeckt, die um die gestapelte Last gewickelt wird, wenn sich die Abwickel­ einrichtung relativ zur Last nach unten bewegt. Obwohl der Führungsrand der Folie schnell durch schnelle Rotation des Drehtisches abgedeckt wird, wurde gefunden, daß ein Luftstrom, der auf das lockere Führungsende der Folie ge­ richtet ist, vorteilhaft ist, um den führenden Rand der Folie gegen die Last zu halten, bis die Folie von nachfol­ genden Folienwicklungen überlappt ist. Eine Luftdüse, die von einer (nicht gezeigten) Quelle Luft enthält, ist am Drehtisch 12 angeordnet, um diese Funktion auszuführen.

Bei der letzten Umdrehung des Drehtisches 12 nach der gewünschten Anzahl von Umwicklungen ist es erforderlich, die Folie in der Folienklammer 72 zum Vorbereiten des nächsten Stapelvorganges zu positionieren. Dies erfolgt bei der abschließenden Drehung des Drehtisches 12 um 180°. Die Folienklammer 72 ist zu Beginn des Klemmvorganges in der zurückgezogenen Lage. Nachdem der Dreh­ tisch um 180° während seiner letzten Rotation gedreht worden ist, wird der Steuerung ein Signal gesandt, um das nacheilende Element 84 der Folienklammer zu betätigen. Es sei hervorgehoben, daß die Folienklammer 72 aus zwei Hauptbestandteilen besteht, nämlich dem führenden Element 82 und dem nacheilenden Element 84. Das führende Element ist ein Bauteil mit einer das Er­ greifen verbessernden Fläche, wie beispielsweise einer Gummi­ schicht auf der die Folie ergreifenden Fläche. Das nacheilende Element 84 ist ebenfalls ein Bauteil mit einer das Greifen verbessernden Oberfläche. Wenn die Folie zwischen diesen beiden Elementen angeordnet ist, wird sie festgehalten, bis die Folienklammer geöffnet wird (kurz bevor die Abwickeleinrichtung 16 der aufrechten Folienklammer 72 zugewandt ist).

Wenn einmal das nacheilende Element 84 in eine aufrechte Lage gebracht ist - das führende Element 82 befindet sich noch in einer zurückgezogenen oder im allgemeinen horizontalen Lage -, verursacht ein weiteres Drehen des Drehtisches, daß das nacheilende Element 84 die Folie zwischen der ge­ stapelten Last und dem Folienführungsarm 70 berührt. Der Drehtisch 12 setzt seine Drehung fort, wobei das führende Element 82 der Folienklammer in eine Lage gebracht wird, in welcher die Folie zwischen den beiden Elementen der Folien­ klammer festgeklemmt ist.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Folie 62 in der Folienklammer 72 fest­ geklemmt, aber noch in kontinuierlicher Bahn mit der voll­ ständig umwickelten, gestapelten Last verbunden. Um die Folie zu durchtrennen, wurde herausgefunden, daß ein erhitzter Stab, der quer zum Folienweg schwenkbar ist, die Folie sauber durchtrennt. Eine solche Schneid­ vorrichtung 86 befindet sich in einer zurückgezogenen Lage an dem Drehtisch 12. Der erhitzte Stab wird von einer Stütze getragen, die an einem Ende schwenkbar gelagert ist und wei­ terhin von einem (nicht gezeigten) Luftzylinder betätigbar ist.

Wenn die Folie von der Schneideinrichtung 86, also einem erhitzten Stab oder einer an­ deren Einrichtung, wie beispielsweise einem erhitzten Draht, einem Messer u. dgl., durchtrennt worden ist, ist die gesta­ pelte Last als solche fertig und kann von dem Drehtisch 12 be­ wegt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Drehtisch 12 eine Transportvorrichtung 88 in Form von angetriebenen Walzen auf, mit welcher die fertige Last auf den Palettenabgabeförderer 20 abgegeben werden kann.

Es wurde festgestellt, daß es bei manchen Anwendungen wün­ schenswert ist, bei einem vom Drehtisch entfernten umwickelten Stapel das nacheilende Ende der Folie zu glät­ ten oder es flach zu drücken, um eingefangene Luft zu ent­ fernen, damit das nacheilende Ende besser an der Last haftet. Dieses nacheilende Ende sitzt normalerweise auf der Folie der umwickelten Last, da es etwas zurückfedert, wenn es von der Schneideinrichtung 86 geschnitten wird. Es wird bevor­ zugt, das Ende der Folie durch Verwendung einer Glättungs­ einrichtung 90 flach zu legen. Diese Glättungseinrichtung ist in Fig. 1 eine Bürste 92, die auf einem Bauteil 94 ge­ lagert ist und eine Antriebseinrichtung 96 aufweist, mittels welcher die Bürste 92 drehbar ist, wenn sich die Palette 32 von dem Drehtisch 12 auf den Abgabeförderer 20 bewegt. Die Bürste 92 kann mittels Feder vorgespannt sein, damit sie gegen die ge­ stapelte und umwickelte Last in der Nähe des nacheilenden Endes der Folie gedrückt wird, um somit das nacheilende Ende auf die Folie zu legen, die sich darunter befindet.

Die Glättungseinrichtung kann auch eine Vorrichtung wie bei­ spielsweise eine Walze mit weicher oder harter Oberfläche sein, ein Luftstrom, der auf das nacheilende Folienende ge­ richtet wird, eine stationäre Rampe, die Druck auf den Endab­ schnitt der Folie ausübt, wenn die Palette zum Abgabeför­ derer 20 geliefert wird, oder dergleichen sein.

In Fällen, wie sie beispielsweise in Fig. 5 gezeigt sind, wobei die Folie 62 "schlaff" wird, wenn sich der Drehtisch gegen den Uhrzeigerdrehsinn dreht, und dann wieder gespannt wird, wenn die Folienklammer 72 in die 90°-Lage kommt, wurde es als vorteilhaft empfunden, die Vorspannung zu steuern, die von den Vorspannrollen auf den Film ausgeübt wird; dies sind die beiden Hauptantriebsrollen 56 und 58; somit wird der Film nicht unnötigerweise abgezogen.

In Fig. 6 ist ein Schema gezeigt, in welchem dargestellt ist, wie die Antriebsrollen 56 und 58 aus- und angeschaltet werden, um zu gewährleisten, daß überschüssige Folie nicht zuge­ führt wird. Es sei hervorgehoben, daß die Antriebsrollen 56 und 58 betätigt werden, wobei die Folie von der Wickelvorrichtung 48 in Ansprechen auf die Rolle 60 abgezogen wird, die sich frei einwärts bewegen kann, wie dies in Fig. 3 durch den Pfeil angedeutet ist, wenn mehr Folie erforderlich ist. Wenn indessen eine vorgespannte Folie verwendet wird, wird sich die Folie nach anfänglichem Vorspannen zwischen den Antriebsrollen 56 und 58 wieder erholen, so daß die Rolle 60 einwärts ge­ zogen wird und ein Zuführen durch die Antriebsrollen 56 und 58 eingeleitet wird. Dies erfolgt zu einem bestimmten Grad, wenn die Folie nicht um die Gegenstände gewickelt wird, nor­ malerweise dann, wenn sich der Drehtisch 12 in seiner Ausgangs­ lage befindet. In Fig. 6 ist gezeigt, wie die Vorspannein­ heit bei der abschließenden Drehung während des Umwickel­ vorganges abgeschaltet oder eingeschaltet wird, wobei die Drehbewegung umgekehrt wird, damit die Palette beladen werden kann. Der Steuerung werden Signale von Grenzschaltern über­ mittelt, welche angeordnet sind, um die Lage des Drehtisches 12 abzutasten.

Beginnend im Punkt A und fortschreitend bis zum Punkt B (Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung des Drehtisches an) ist die Folienvorspanneinheit eingeschaltet, so daß sie wirk­ sam ist, und die Folie während dieses abschließenden Umlaufes der Last und des Drehtisches zuführt. Im Punkt B nach annä­ hernd 330° der Umdrehung wird die Vorspanneinheit abgeschal­ tet, so daß die Möglichkeit eines Zuführens von Folie (B bis C) beendet wird. Von C bis D dreht sich der Drehtisch im Uhr­ zeigersinn bis annähernd 270°, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist - die Vorspanneinheit ist abgeschaltet. Nach dem Beladen der Palette 32 dreht sich der Drehtisch 12 im Uhrzeigerdrehsinn, und bei annähernd 330° (D bis E, die Vorspanneinheit ist abgeschaltet) wird die Vorspanneinheit während der Dauer der Umdrehung (E bis F) eingeschaltet.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform unter Verwendung einer kurzen Folienklammer 100 gezeigt. Alle anderen Bauteile dieser Ausführungsform sind denen in Fig. 1 gezeigt gleich mit der Ausnahme der kurzen Folienklammer 100, der zusätzlichen Folienlaufrolle 102 und der Anordnung des unteren Schal­ ters 78 in einer Position unterhalb seiner Stütze (die an­ ders als die Lage des Schalters nach Fig. 1 ist).

Bei dieser Ausführungsform ist die Folienklammer 100 kürzer als die Breite der Folie 62. Die Folie 62 wird somit "zu­ sammengeschnürt", um in die Klauen der Folienklammer zu pas­ sen. Die Abwickeleinrichtung 16 ist aufgrund der unteren Lage des Schalters 78 so weit auf der vertikalen Schiene 50 abwärts bewegt, daß die Folie auf die Oberfläche des Dreh­ tisches treffen würde. Die Folienlaufrolle 102 führt die Folie ober­ halb der Oberfläche des Drehtisches 12 und neigt dazu, dabei die Folie zusammenzudrücken. Der Vorteil der kürzeren Folien­ klammer 100 besteht darin, daß bei anfänglichen Umwick­ lungen der unteren Abschnitte der Gegenstände die gegenseitige Bewegung von Drehtisch und Abwickeleinrichtung nicht so groß sein muß, wie dies der Fall sein würde, wenn eine größere Folienklammer (Fig. 1) verwendet würde. Hierdurch wird ein weiteres Umwickeln der unteren Ebene der gestapelten Gegenstände gestattet, was bei manchen Lasten vorteilhaft sein kann.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 8 gezeigt, wobei besonders deutlich die Vertikalbewegung des Drehtischs 108 ge­ zeigt ist. Die Palettiervorrichtung wurde durch Modifikationen so abgeändert, daß eine Lage von Gegenständen in der oben erläuterten Weise in der Palettiereinheit selbst umhüllt werden kann. Diese Einheit 106, die einen anhebbaren Drehtisch 108 aufweist, wurde modifiziert, indem die Abwickeleinrichtung 16 oberhalb eines der Träger 110 angeordnet ist, wobei eine Glätteinrichtung wie eine Bürste 90 an einem zweiten Träger 112 der Vorrich­ tung angeordnet ist.

Bei dieser Anordnung befindet sich ein Stapel von Gegenständen auf dem Drehtisch 108, wenn dieser Drehtisch sich in seiner oberen Lage befindet. Die erste Stapellage wird auf dem Dreh­ tisch angeordnet und gedreht, um sie zu umwickeln, wobei der Umwickelzyklus wie oben beschrieben ist. Dann wird der Dreh­ tisch abgesenkt, um die nächste Stapellage aufzunehmen. Die Abwickeleinrichtung 16 bewegt sich mit dem Drehtisch 108 abwärts und dann auf ihrer Führungsfläche aufwärts, während ein Umwickeln stattfindet, oder sie kann in einer Hochlage verbleiben, wobei ein Umwickeln erfolgt, nachdem der Drehtisch abgesenkt worden ist.

Die Abwickeleinrichtung 16 ist längs der Führungsfläche 114 aufwärts und abwärts bewegbar und kann unabhängig vom Drehtisch ange­ hoben oder abgesenkt werden. Somit kann eine vollständig gestapelte Pa­ lettenlast umhüllt werden, wenn der Drehtisch in eine abge­ senkte Lage bewegt wird.

Bei dieser Ausführungsform kann der Folienführungsarm 70 fortgelassen werden, da der Folien­ ablauf nahe genug an dem zu umwickelnden Stapel liegt. Auch benötigt diese Ausführungsform keinen Ausleger 40, der sich an einem Pfosten aufwärts und abwärts bewegt und möglicherweise die Folie 62 stört.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Erstellen eines mit einer Verpackungsfolie umwickelten Stapels von Gegenständen, wobei der Stapel mittels eines Drehtisches gedreht und die Verpackungsfolie nach dem Umwickeln des Stapels abgeschnitten wird, mit einem vertikal beweglichen Drehtisch (12), mit einer Stapelvorrichtung (14), welche zu Reihen zusammengefaßte Gegenstände (34) erfaßt und in Schichten auf dem Drehtisch (12) absetzt, und mit einer Wickeleinrichtung (16), welche nach Bilden jeweils einer Schicht von Gegenständen (34) eine Schicht unter Drehen des Drehtischs (12) umwickelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, die umwickelt wird, die neu gebildete ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche folgende Vorgänge einleitet:

• das Drehen des Drehtisches (12),
• das Stapeln der Gegenstände (34) auf dem Drehtisch (12),
• das Zuführen der Verpackungsfolie (62) und
• das Abschneiden der Verpackungsfolie (62).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgänge nebeneinander eingeleitet werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verpackungsfolie (62) liefernde Abwickeleinrichtung (16) eine Wickelvorrichtung (48), zwei Antriebsrollen (56, 58) zum Abwickeln der Verpackungsfolie (62) und einen Folienführungsarm (70) aufweist, welcher das Zuführen der Verpackungsfolie (62) zum Drehtisch (12) unterstützt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Drehtisch (12) eine Schneideinrichtung (86) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Drehtisch (12) eine Glättungseinrichtung (90) für das nacheilende Ende der Folie (62) angeordnet ist, mit welcher dieses Ende gegen den Stapel gedrückt wird.

7. Verfahren zum Erstellen eines umwickelten Stapels unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die zu stapelnden Gegenstände (34) werden in Reihen auf einem vertikal beweglichen Drehtisch (12) abgesetzt;
• b) der Drehtisch (12) dreht sich zyklisch bei jeder erreichten Lage der Gegenstände (34), und dabei wird jede Lage mit der Verpackungsfolie (62) umhüllt, die von einer Abwickeleinrichtung (16) geliefert wird;
• c) nach dem Umwickeln des ganzen Stapels wird die Verpackungsfolie (62) abgeschnitten.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine leere Palette (32) zum Drehtisch (12) geliefert wird und die zu stapelnden Gegenstände (34) auf der Palette (32) gestapelt werden.