DE4208174A1 - Presskopf fuer eine palettieranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Preßkopf für eine Palettieranlage, umfassend einen horizontal und vertikal bewegbaren Rahmen, an dem vier rechtwinklig zueinander angeordnete Preßarme schwenkbar gelagert sind, um eine aus mehreren Behältern gebildete Schicht zwischen sich einzuspannen und zu halten, und mit vier pneumatischen Kolben-Zylinder-Aggregaten, die sich an dem Rahmen und an den zugeordneten Preßarmen abstützen, um diese zu verschwenken.

Nach dem Stand der Technik sind sowohl als auch pneumatisch betätigbare Preßköpfe für Palettieranlagen bekannt.

Bei dem mechanisch betätigbaren Preßkopf sind die vier Preßarme über Koppelglieder mit einem mechanischen Zentralantrieb gekuppelt. Ein solcher mechanisch betätigbarer Preßkopf ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Einerseits sind der den Zentralantrieb bildende Elektromotor und die Koppelglieder verhältnismäßig schwer, was ein rasches Beschleunigen und Abbremsen des Rahmens beim Be- und Entpalettieren verhindert. Andererseits sind der Elektromotor und die Koppelglieder der, die vier Exzenterscheiben umfassen, verhältnismäßig kostspielig.

Zur Überwindung dieser Nachteile wurde ein pneumatisch betätigbarer Preßkopf der eingangs genannten entwickelt. Dieser bekannte Preßkopf zeichnet sich zwar durch ein geringes Gewicht und geringere Herstellungskosten aus, er ist aber aus anderen Gründen unbefriedigend. Der pneumatische Antrieb ermöglicht nämlich keine definierte Endlage der Preßarme in der Einspannstellung, so daß sich eine "schwimmende" Einspannung einer aus mehreren Behältern od. dgl. gebildeten Schicht ergibt. Dies ist insbesondere beim Bepalettieren von Flaschenkästen störend, weil die Gefahr besteht, daß die Kästen der oberen Schicht in die Sitzöffnung der Flaschenkästen der unteren Schicht nicht ordnungsgemäß einrasten. Ein weiterer schwerwiegender Nachteil eines derartigen pneumatisch betätigbaren Preßkopfes besteht darin, daß bei einem übermäßigen Druckabfall die vier Kolben-Zylinder-Aggregate beaufschlagenden Druckluft die Preßarme die erfaßten Behälter freigeben. Da dies mit einer erheblichen Unfallgefahr verbunden ist, ist der Einbau eines teuren Druckmittelspeicher erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatisch betätigbaren Preßkopf der eingangs genannten Bauart zu schaffen, bei dem die Preßarme in der Einspannstellung eine definierte Endlage haben und auch bei einem Druckabfall in dieser Endlage verbleiben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem gattungsgemäßen Preßkopf gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder Preßarm als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, daß jedes Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Kniehebelmechanismus gekuppelt ist, dessen beide Kniehebel an dem Rahmen und an einem Ende des den zugeordneten Preßarm bildenden zweiarmigen Hebels angelenkt sind, und daß ein Anschlag vorgesehen ist, der die Endstellung der beiden Kniehebel nach Überschreiten der gestreckten Lage in der Einspannstellung definiert.

Da die Endstellung der beiden Kniehebel nach Überschreiten der gestreckten Lage durch einen Anschlag definiert ist, ist die Endlage jedes Preßarms von der von dem Kolben-Zylinder- Aggregat ausgeübten Kraft unabhängig. Die Lage der Preßarme in der Einspannstellung ist daher definiert und bei jedem Einspannvorgang wiederholbar, so daß die von den Behältern gebildeten Schichten beim Bepalettieren genau deckungsgleich aufeinander abgesetzt werden können. Nachdem die beiden Kniehebel die gestreckte Lage überschritten haben, nimmt die von dem zugeordneten Anpreßarm ausgeübte Anpreßkraft geringfügig ab, bis der Anschlag wirksam wird. Dieser Anschlag definiert demzufolge den ausgeübten Anpreßdruck, der vom herrschenden pneumatischen Druck unabhängig ist. Außerdem ist der Kniehebelmechanismus selbstsperrend, so daß bei einem Druckabfall die von dem Preßkopf erfaßten Behälter zuverlässig festgehalten werden.

Da der Kniehebelmechanismus eine große Kraftübersetzung bewirkt, kann das pneumatische Kolben-Zylinder-Aggregat verhältnismäßig klein und damit gewichts- und kostensparend ausgebildet sein. Die von dem pneumatischen Kolben-Zylinder-Aggregat ausgeübte Kraft muß nur ausreichend groß sein, um die beiden zugeordneten Kniehebel durch die gestreckte Lage hindurchzudrücken.

Wie leicht einzusehen ist, hängt die Klemmstellung des Preßarms von der Geometrie des Kniehebelmechanismus ab. Zur Anpassung an Behälter unterschiedlicher Abmessungen ist daher vorgesehen, daß die Länge eines Kniehebels jedes Kniehebelmechanismus veränderbar ist. Zu dem gleichen Zweck ist es aber auch möglich, daß der Anlenkpunkt des einen Kniehebels jedes Kniehebelmechanismus an dem Rahmen verstellbar ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß jedes Kolben-Zylinder-Aggregat aus zwei hintereinander geschalteten Pneumatikzylindern besteht, die nacheinander ansteuerbar sind. Eine Beaufschlagung des ersten Zylinders mit Druckluft hat eine Verschwenkung des zugeordneten Preßarms zur Folge, die ein Ausrichten der Behälter einer Schicht bewirkt. Erst die Beaufschlagung des zweiten Zylinders mit Druckluft hat zur Folge, daß die beiden Kniehebel des zugeordneten Kniehebelmechanismus die gestreckte Lage überschreiten. Wenn die beiden Kolben am Boden der zugeordneten Pneumatikzylinder zur Anlage gelangen, dann ist der Kniehebelmechanismus an einer weiteren Bewegung gehindert, so daß diese Bauteile den Anschlag bilden.

Wie dies vorstehend bereits erwähnt wurde, besteht ein wesentlicher Vorteil der Erfindung in einer genau definierten Endstellung der Preßarme. Beim Be- oder Entpalettieren von Behältern mit nicht genau gleichen Abmessungen ist es jedoch wünschenswert, daß diese Toleranzen ausgeglichen werden können. Zu diesem Zweck ist in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß zwei zueinander rechtwinklig angeordnete Preßarme starr sind und am freien Ende jeweils eine ungefederte durchgehende Preßbacke tragen und daß die beiden übrigen Preßarme am freien Ende mehrere Preßbacken tragen, die jeweils einem Behälter zugeordnet und federnd abgestützt sind. Bei der Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Aggregate mit Druckluft werden die ungefederten Preßbacken an zwei aneinander angrenzenden Seiten einer Behälterschicht zur Anlage gebracht, um diese zu zentrieren. Da die an den beiden übrigen Seitenflächen der Behälterschicht zur Anlage gelangenden Preßbacken federnd abgestützt sind, können sie Schwankungen der Behälterabmessungen ausgleichen.

Die den beiden Paaren von Preßarmen zugeordneten Kolben- Zylinder-Aggregate sind vorzugsweise getrennt voneinander ansteuerbar. Dadurch ist es möglich, daß zum Zentrieren der Behälter einer Schicht zunächst die ungefederten beiden Preßbacken an zwei aneinander angrenzenden Seitenflächen der Behälterschicht zur Anlage gebracht werden.

Eine Unterteilung der Preßbacken in gefederte und ungefederte Preßbacken ist allerdings nur beim Beladen sinnvoll, wo eine Zentrierung erforderlich ist, damit die Behälter ordnungsgemäß ineinander einrasten. Beim Entladen ist eine solche Zentrierung nicht erforderlich, und es ist daher vorteilhaft, wenn jedem der außenliegenden Behälter einer Schicht eine eigene federnd abgestützte Preßbacke zugeordnet ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Preßarms mit dem diesem zugeordneten Kolben-Zylinder-Aggregat,

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, wobei die Preßbacke an dem zugeordneten Preßarm jedoch federnd abgestützt ist,

Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf einen Preßkopf, wobei der Rahmen zur Vereinfachung weggelassen wurde, und

Fig. 4 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 3, wobei der dargestellte Preßkopf aber nur zum Entladen bestimmt ist.

Wie dies allgemein bekannt ist, umfaßt ein Preßkopf für eine Palettieranlage einen horizontal und vertikal bewegbaren Rahmen, an dem vier rechtwinklig zueinander angeordnete Preßarme schwenkbar gelagert sind, um eine aus mehreren Behältern gebildete Schicht zwischen sich einzuspannen. Da die Konstruktion und Lagerung eines solchen Rahmens bekannt ist, ist sie in den Zeichnungen nicht näher dargestellt. In Fig. 1 ist auch nur ein Preßarm mit dem diesem zugeordneten Antrieb dargestellt, wobei davon auszugehen ist, daß die den übrigen drei Preßarmen zugeordneten Antriebe identisch ausgebildet sind.

Wie dies aus Fig. 1 hervorgeht, ist jeder Preßarm 1 als zweiarmiger Hebel ausgebildet, der bei 2 an dem bewegbaren Rahmen des Preßkopfes angelenkt ist. Am unteren Ende des Preßarms 1 ist eine Preßbacke 3 starr befestigt. Zum Verschwenken des Preßarms 1 dient ein Kniehebelmechanismus, dessen einer Kniehebel 4 mit dem oberen Ende des Preßarms 1 gelenkig verbunden ist und dessen anderer Kniehebel 5 bei 6 an dem beweglichen Rahmen angelenkt ist. Die beiden Kniehebel 4 und 5 sind am Ende einer Kolbenstange 7 eines pneumatischen Kolben-Zylinder-Aggregats angelenkt, dessen Zylinder 8 bei 9 an dem beweglichen Rahmen angelenkt ist. Den beiden Kniehebeln 4 und 5 ist ein Rahmen befestigter Anschlag 10 zugeordnet, der ihre Endstellung nach Überschreiten der gestreckten Lage definiert. Dieser Anschlag 10 kann aber auch entfallen, weil sich die beiden Kniehebel 4 und 5 nach Überschreiten der gestreckten Lage nur soweit bewegen können, bis in dem Zylinder 8 angeordnete Kolben am Zylinderboden zur Anlage gelangt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, ist die Preßbacke 3′ unter Zwischenschaltung eines Federelements 11 am unteren Ende des Preßarms 1 befestigt. Die federnde Abstützung der Preßbacke 3′ am Preßarm 1 könnte aber auch in der Weise verwirklicht werden, daß der Preßarm 1 in sich selbst federnd ausgebildet ist.

Wenn der Zylinder 8 mit Druckluft beaufschlagt wird, dann bewegt sich die Kolbenstange 7 nach oben, wobei sich der von den beiden Kniehebeln 4 und 5 eingeschlossene Winkel und damit der Abstand zwischen den Anlenkpunkten 2 und 6 vergrößert, so daß der Preßarm 1 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird. Die Geometrie der Anordnung ist so getroffen, daß die am unteren Ende des Preßarms angeordnete Preßbacke 3 an der Seitenfläche eines nicht gezeigten Behälters zur Anlage gelangt, kurz bevor die beiden Kniehebel 4 und 5 ihre gestreckte Lage erreichen. In der gestreckten Lage der Kniehebel 4 und 5 ist die von der Preßbacke 3 auf den Behälter ausgeübte Kraft am größten und sie nimmt ab, nachdem die beiden Kniehebel 4 und 5 ihre gestreckte Lage überschreiten, bis sie an dem Anschlag 10 zur Anlage gelangen. Die Endstellung der beiden Kniehebel 4 und 5 ist daher durch den Anschlag 10 definiert und von der von der Kolbenstange 7 ausgeübten Kraft unabhängig. Die von der Kolbenstange 7 ausgeübte Kraft muß nur groß genug sein, um die beiden Kniehebel 4 und 5 in die gestreckte Lage zu bringen. Nach Überschreiten der gestreckten Lage ist der Kniehebelmechanismus selbsthemmend, weil er infolge der von dem Behälter auf die Preßbacke 3 ausgeübten Reaktionskraft an dem Anschlag 10 in Anlage gehalten wird. Dieser Zustand würde auch bei einem vollkommenden Druckausfall in dem Zylinder 8 aufrechterhalten werden, was für die Betriebssicherheit äußerst bedeutsam ist.

Um die Endstellung des Preßarms 1 zur Anpassung an die jeweiligen Arbeitsbedingungen verändern zu können, sind verschiedene Maßnahmen möglich. Beispielsweise könnte die Länge mindestens eines Kniehebels 4 oder 5 veränderbar ausgebildet sein. Eine derartige Längenveränderung könnte in bekannter Weise mit einer Verstellhülse, die ein Links- und ein Rechtsgewinde aufweist, verwirklicht werden. Es wäre aber auch möglich, den Anlenkpunkt 6 des Kniehebels 5 an dem Rahmen des Preßkopfes verstellbar auszuführen, beispielsweise mit einer Gewindespindel.

Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel könnte das Kolben-Zylinder-Aggregat auch aus zwei hintereinander geschalteten Pneumatikzylindern bestehen, die nacheinander ansteuerbar sind. Durch eine Beaufschlagung des ersten Zylinders mit Druckluft würde der Preßarm 1 nur soweit verschwenkt werden, daß er an einer Seitenfläche der Behälter einer Schicht zur Anlage gelangen würde, um diese Behälter zu zentrieren. Erst die Beaufschlagung des zweiten Pneumatikzylinders hat eine Bewegung der beiden Kniehebel 4 und 5 über die gestreckte Lage hinaus zur Folge, so daß der Preßarm 1 und damit die Preßbacke 3 in die gewünschte Klemmstellung gebracht werden.

Beim Beladen einer Palette ist bei bestimmten Behältern, wie z. B. Flaschenkästen, eine Zentrierung der Behälter erforderlich, damit diese in den jeweils darunter befindlichen Behälter ordnungsgemäß einrasten. Der erfindungsgemäße Preßkopf kommt diesem Erfordernis entgegen, weil die Endstellung der Preßarme 1 und damit der Preßbacken 3 durch den dem betreffenden Antrieb zugeordneten Anschlag 10 genau definiert ist. Andererseits sind die zu handhabende Behälter aber häufig nicht maßhaltig, so daß sich innerhalb der einzelnen Schichten gewisse Abweichungen ergeben. Zum Ausgleich dieser Abweichungen ist bei dem in Fig. 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß zwei zueinander rechtwinklig angeordnete Preßarme starr sind und am freien Ende jeweils eine ungefederte Preßbacke 3 tragen, wogegen die beiden übrigen Preßarme am freien Ende mehrere Preßbacken 3′ tragen, die jeweils einem Behälter zugeordnet und federnd abgestützt sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die beiden starren Preßbacken 3 eine Zentrierung der Behälter jeder Lage bewirken, während die federnd abgestützten Preßbacken 3′ einen gewissen Toleranzausgleich ermöglichen.

Wenn der Preßkopf nicht zum Beladen, sondern nur zum Entladen einer Palette benutzt wird, dann stellt sich das Problem der Zentrierung nicht, weil die Behälter einer Schicht lediglich von den Behältern der darunterliegenden Schicht abgehoben werden müssen, so daß sämtliche Preßbacken 3′ an den zugeordneten Preßarmen 1 federnd abgestützt sein können, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

Die zur unabhängigen Verschwenkung der vier Preßarme 1 dienenden Kolben-Zylinder-Aggregate könnten selbstverständlich auch hydraulisch betätigbar sein. In der Getränkeindustrie, wo derartige Palettieranlagen in großem Umfang verwendet werden, werden jedoch pneumatische Antriebe aus Gründen der Hygiene bevorzugt.

Bezugszeichenliste:

 1 Preßarm
 2 Anlenkpunkt von 1
 3 starre Preßbacke
 3′ federnde Preßbacke
 4 Kniehebel
 5 Kniehebel
 6 Anlenkpunkt von 5
 7 Kolbenstange
 8 Zylinder
 9 Anlenkpunkt von 8
10 Anschlag
11 Federelement

Claims (6)

1. Preßkopf für eine Palettieranlage, umfassend einen horizontal und vertikal bewegbaren Rahmen, an dem vier rechtwinklig zueinander angeordnete Preßarme schwenkbar gelagert sind, um eine aus mehreren Behältern gebildete Schicht zwischen sich einzuspannen und zu halten, und mit vier pneumatischen Kolben- Zylinder-Aggregaten, die sich an dem Rahmen und an den zugeordneten Preßarmen abstützen, um diese zu verschwenken, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Preßarm (1) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, daß jedes Kolben-Zylinder-Aggregat (7, 8) mit einem Kniehebelmechanismus gekuppelt ist, dessen beide Kniehebel (4, 5) an dem Rahmen und an einen Ende des den zugeordneten Preßarm (1) bildenden zweiarmigen Hebels angelenkt sind, und daß ein Anschlag (10) vorgesehen ist, der die Endstellung der beiden Kniehebel (4, 5) nach Überschreiten der gestreckten Lage in der Einspannstellung definiert.

2. Preßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines Kniehebels (4, 5) jedes Kniehebelmechanismus veränderbar ist.

3. Preßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkpunkt (6) des einen Kniehebels (5) jedes Kniehebelmechanismus an dem Rahmen verstellbar ist.

4. Preßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kolben-Zylinder-Aggregat aus zwei hintereinandergeschalteten Pneumatikzylindern besteht, die nacheinander ansteuerbar sind.

5. Preßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zueinander rechtwinklig angeordnete Preßarme (1) starr ausgebildet sind und am freien Ende jeweils eine ungefederte durchgehende Preßbacke (3) tragen und daß das andere Paar von Preßarmen (1) am freien Ende mehrere Preßbacken (3′) tragen, die jeweils einem Behälter zugeordnet und federnd abgestützt sind.

6. Preßkpopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Paaren von Preßarmen (1) zugeordneten Kolben- Zylinder-Aggregate getrennt voneinander ansteuerbar sind.