DE4238341A1 - Automatic palleting device for stackable articles - has continuously operating vertical conveyor picking up goods in any plane - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Palettiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es werden derzeit unterschiedliche Typen von Palettiervorrichtungen verwendet. Für geringe Leistungen (fünf Arbeitsspiele pro Minute im Durchschnitt) sind Palettierroboter im Gebrauch. Diese besitzen zwei, drei oder vier Freiheitsgrade je nach der Komplexität des zu realisierenden Schemas und umfassen

• - einen oder mehrere Förderer zum Heranfördern der Produkte in der Bewegungszone des Roboters, bestehend aus einem Speicher, einer Arbeitstakteinrichtung und einer Station zur genauen Positionierung, in der das Stapelgut aufgenommen wird,
• - den Roboter selbst mit linearer Bewegung, Drehbewegung oder einer überlagerten linearen und Drehbewegung mit seinem Aufnahmekopf (Klemmvorrichtung, Saugvorrichtung oder dgl.);
• - eine oder mehrere Palettierstationen, in denen die Paletten während der Beladung aufgestellt sind.

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Für größere Leistungen werden die mit vollständigen Lagen arbeitenden Palettierer in der Ebene der Produktzuführung (niedrige Ebene oder hohe Ebene) verwendet, wobei die Lage mit Hilfe einer oder mehrerer Speicher-, Schwenkanschlag- und Schiebevorrichtungen gebildet wird.

Sobald sie fertiggestellt ist, wird diese Lage (im allgemeinen durch Schieben) auf ein Lagenabsetzplateau übertragen.

Im Falle einer Niedrigzuführung wird dieses einmal beladene Plateau zuerst auf eine hohe Ebene angehoben, dann über die Palette geführt, dann auf die Ansetzebene der Lage zurückgeführt (Abwärtsbewegung).

Im Falle einer Hochzuführung wird die leere Palette von einem Höhenförderer gerade unter dieses Absetzplateu angehoben, das sich dann absenken kann, sobald es eine Lage trägt, ohne horizontale oder vertikale Bewegungen ausführen zu müssen.

Nach dem Absetzen einer Lage bewegt sich der Palettenhöhenförderer von einer entsprechenden Höhe zu einer Lage, bevor das Absetzplateau in seine Position über der Palette zurückkehrt.

Ferner wird in diesen beiden Fällen die Lage seitlich durch vertikale Formgebungsplatten während ihres Absetzens auf der Palette oder der unteren Lage gehalten (während sich das Plateau absenkt).

Die Palettierroboter und die Palettierer mit Niedrigzuführung, die mit vollständigen Lagen arbeiten, erfordern erhebliche Hebebewegungen, sei es für jedes Stapelgut, sei es für jede Lage mit der Folge von Zeit- und damit Leistungsverlusten und schnellen und damit heftigen abwechselnden Bewegungen.

Die Palettierer mit Hochzuführung, die mit vollständigen Lagern arbeiten, erfordern ein Anheben der Produkte auf eine Höhe über der hohen Ebene einer angehaltenen Palette. Dieses wird im allgemeinen durch einen Bandschrägförderer erreicht. Erforderlich ist auch das Anheben der leeren Palette unter das Absetzplateau, bevor die erste Lage palettiert wird. Der Palettenhöhenförderer muß in der Lage sein, eine beladene Palette zu tragen. Diese Palettierer haben daher eine schwere und raumaufwendige Konstruktion und arbeiten häufig mit für die Qualität der Palettierung und die Lebensdauer der Vorrichtung nachteiligen Stößen.

In der FR-Anmeldung 24 99 953 ermöglicht es der beschriebene Höhenförderer, ausgehend von einer festen Ausgangsebene, eine oder meherere ihrerseits feste Zuförderebenen zu bedienen, so daß er aus diesem Grunde für eine automatische Palettierung nicht geeignet ist. Die Höhenförderketten sind eine hinter der anderen in bezug auf die Plateaus (Tragelemente) und auf der Mitte einer Seite derselben angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es nicht, eine gute Stabilität der Plateaus zu gewährleisten.

In der FR-Anmeldung 20 49 021 ermöglicht es der beschriebene Höhenförderer, ausgehend von einem Ausgangsförderer mit ortsfester Ebene, einen in einer anderen ortsfesten Ebene befindlichen Zuförderer zu bedienen, wobei jeder dieser Förderer einen gelenkigen Endbereich umfaßt, der es ermöglicht, daß während der Übergabezeit der Ladung zwischen dem Förderer und dem Plateau des Höhenförderers die Ebenen des Gelenkendes des Förderers und des Plateaus des Höhenförderes einander entsprechen.

In der FR-Zusatzanmeldung 20 50 302 können die Ausgangs- und Zuführungsebenen der Stapeleinheiten nur die hohe und die niedrige Ebene des Höhenförderers sein.

In der FR-Anmeldung 25 97 454 ist der zum Zuführen der Lasten auf die Ebene der zu bildenden Lage verwendete Höhenförderer ein Gerät mit einem einzigen Plateau mit abwechselnder vertikaler Bewegung. Er läßt somit keine großen Leistungen zu, wie es bei einem Gerät mit kontinuierlicher Bewegung möglich ist.

Im EP-Patent 7 119 verlagert sich ein Gabelstapler auf einer geschlossenen Bahn und überträgt eine vollständige Produktlage ausgehend von einer Ausgangsebene, die zwangsläufig an einem hohen Punkt liegt, auf die Ebene des durchzuführenden Absetzens.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, daß eine Palettiervorrichtung geschaffen wird, die stoßfrei, ruhig und mit erhöhter Taktzahl arbeitet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Die Palettiervorrichtung nach der Erfindung ist dabei mit einem kontinuierlich arbeitenden Höhenförderer ausgerüstet, der die Stapelguteinheiten in einer beliebigen Ebene zwischen dem Niedrigpunkt und dem Hochpunkt des Höhenförderers aufnehmen und sie auf die Ebene der in Bildung begriffenen Lage, d. h. auf eine in der Zeit veränderliche Ebene, führen kann. Der Gedanke, die Stapelguteinheiten kontinuierlich möglichst nahe ihrer endgültigen Position auf der Palette heranzufördern, ist ein wichtiger Teilaspekt für den Höhenförderer.

Ein mit diesem Höhenförderer ausgerüsteter Roboter hat nur zwei horizontale Roboterachsen.

Bei einem lagenweise arbeitenden und mit diesem Höhenförderer ausgerüsteten Palettierer muß sich das Absetzplateau nur von einer Lage zwischen jedem Absetzen anheben, anstatt große hin- und hergehende vertikale Bewegungen auszuführen.

Der Höhenförderer umfaßt in der Hauptsache

• - eine Antriebseinrichtung zum Anheben, Absenken und zur horizontalen Verlagerung der Stapelgutstützplateaus (Rechteckfolge);
• - mehrere von der Anstriebseinrichtung abgestützte bewegliche Plateaus (von der zu transportierenden Last entsprechender Bemessung und Beschaffenheit);
• - eine Fördereinrichtung mit ortsfester Ebene für die Einführung der Lasten in den Höhenförderer;
• - eine Fördereinrichtung mit veränderlicher Ebene für die Lasten in der Ebene der in Bildung begriffenen Lage.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Palettiervorrichtung für Stapelguteinheiten, z. B. Säcke, Kartons, Folienverpackungen oder dergl. Packgut, schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung des Prinzips des Höhenförderers und der Zuförderung der Produkte in der Palettiervorrichtung,

Fig. 2A und 2B die Möglichkeiten des Einsatzes des Höhenförderers: X nach A oder B oder C, Y nach A oder B oder C, Z nach A oder B oder C, A nach X oder Y oder Z, B nach X oder Y oder Z, C nach X oder Y oder Z,

Fig. 3A bis 3D das Arbeitsspiel einer Palettierung,

Fig. 4 eine andere Nutzung der Palettiervorrichtung zum Entstapeln (umgekehrtes Arbeitsspiel der Palettierung),

Fig. 5A und 5B zwei mögliche Plateauformen, wobei andere Formen in Abhängigkeit von der Art und den Abmessungen der Erzeugnisse möglich sind,

Fig. 6 in der linken Hälfte in einer Vorderansicht und in der rechten Hälfte in einer Seitenansicht, einen Palettierer mit Absetzplateau, der mit einem Höhenförderer ausgerüstet ist (Palettierung mit vollständigen Lagen) und

Fig. 7 in der linken Hälfte in einer Vorderansicht und in der rechten Hälfte in einer Seitenansicht, einen Palettierer vom Robotertyp.

Bei allen dargestellten Ausführungsformen, und wie es schon bei den derzeitigen Maschinen an sich bekannt ist, kann der Palettierer vervollständigt werden durch

• - einen Leerpalettenverteiler und eine automatische Palettenzuführung zur Palettierstation,
• - einen Verteiler für Zwischenlagen zwischen den Produktlagen aus Platten oder ausgehend von einer Rolle. Angesichts der geringfügigen Verlagerungen des beweglichen Teils (zum Beispiel des Absetzplateaus) kann dieser Zwischenlagerverteiler einstückig mit dem Palettierer ausgeführt sein, so daß er sich sehr nahe der Endposition der Zwischenlage auf der Palette befindet.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um einen lagenweise arbeitenden Palettierer mit Zuführung des Stapelgutes durch einen Höhenförderer. Dieser Höhenförderer umfaßt einen Getriebemotor 1, der eine kontinuierliche Drehbewegung einer Übertragungswelle 2 vermittelt, die Antriebsrollen 3 und 4 gleichsinnig und mit der gleichen Geschwindigkeit antreibt.

Weitere Rollen 5, 6, 7, 8, 9 und 10 sind freilaufende Umlenkrollen, wobei die Rollen 5, 6, 9 und 10 mit Spannmitteln ausgerüstet sind. Die Endlosbänder, -ketten oder dgl. strangförmige Umlaufelemente 11 und 12 stützen Plateaus 13 und 14 ab und sind in ihren geradlinigen Bereichen geführt.

Die Fig. 1 stellt einen Palettierer dar, der mit zwei Plateaus 13, 14 ausgerüstet ist. Die Anzahl der Plateaus richtet sich in der Praxis nach der geforderten Leistung. Ihre Abmessung und der Abstand zwischen den Plateaus ist von der Abmessung der Guteinheiten abhängig. Ihre Gabelform erlaubt es ihnen, durch eine ortsfeste Aufnahmegabel 15 und durch einen Bandförderer 16 als Ausheber des Stapelgutes aus dem Höhenförderer hindurchzugehen. Andere Arten von Plateaus können in Abhängigkeit von der Art der zu handhabenden Produkte vorgesehen sein. Die Stabilität der Plateaus 13, 14 ist dadurch gewährleistet, daß sie von zwei parallelen Gelenkachsen von großer Länge abgestützt und mit einem erheblichen Abstandsmaß beabstandet sind, entsprechend dem Abstand der beiden aufwärtslaufenden Trume bzw. der beiden abwärtslaufenden Trume der Endlosbänder oder -ketten 11 und 12. Jedes Plateau 13, 14 besitzt ein erstes Gelenk, das an dem Umlaufelement 11 angebracht ist, und ein zweites Gelenk, das an dem Umlaufelement 12 angebracht ist. Diese Anordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ermöglicht das Kreuzen aufwärtslaufender Plateaus und abwärtslaufender Plateaus ohne gegenseitige Störung. Andere Ausführungsformen des Höhenförderers sind denkbar, so daß diese hier lediglich als nicht einschränkendes Beispiel angeführt ist. Die aufwärtslaufenden und die abwärtslaufenden Bahnen der Plateaus 13, 14 sind nicht zwingend senkrecht und können für bestimmte Anwendungsfälle eine Neigung aufweisen.

Die Stapelguteinheiten werden in den Höhenförderer durch Zuförderer 17 und 18 eingeführt, die den Arbeitstakt und die Zählung des Stapelgutes gewährleisten. Die Zuförderer 17 und 18 sind auf der gleichen Ebene wie die ortsfeste Aufnahmegabel 15 angeordnet. Die Gabel 15 kann mit einer glatten bzw. ebenen Tragfläche mit Rollen oder freilaufenden Walzen oder auch mit einem Bandförderer entsprechend dem Förderer 16 versehen sein.

Der Entnahmeförderer 16 bildet eine Einheit mit einem Reihenbildner 19 mit Querschieber 20 und Absetzplateau 21. Die Einheit dieser vier Bauteile ist vertikal beweglich und ihre Verlagerungen werden von einer Antriebseinheit 22 über Übertragungsglieder 23 und 24 ausgeführt.

Die oben beschriebene Vorrichtung hat den folgenden Arbeitsablauf: Sobald sich eine Stapelguteinheit in Wartestellung auf dem Förderer 18 befindet, kann sie auf die Gabel 15 gelangen, wenn sich nicht schon ein anderes Stapelgut auf der Gabel 15 befindet und wenn nicht die Gefahr eines Störeingriffs mit einem Plateau besteht. Das Stapelgut wird sodann von dem ersten die Gabel 15 durchquerenden Plateau angehoben und mitgenommen. Es wird hochgeführt, verlagert sich horizontal und wird dann wieder abwärtsgeführt, bis es auf den Bandförderer 16 abgesetzt wird, der es vom Höhenförderer abnimmt. Das von seinem Stapelgut befreite Plateau setzt seine Abwärtsbewegung fort, kommt zum unteren Teil des Höhenförderers und bietet sich unterhalb der Gabel 15 dar. Die folgenden Stapelguteinheiten besetzen die folgenden Plateaus des Höhenförderers. Bei der Bildung der ersten Lage befinden sich die Teile 16, 19, 20 und 21 auf der Ebene über der Leerpalette (Fig. 3A).

Wenn diese erste Lage auf der Palette fertiggestellt ist, werden die Teile 16, 19, 20 und 21 um eine Höhe entsprechend einer Lagenhöhe angehoben, ohne daß die Bänder oder Ketten 11 und 12 anhalten, d. h. ohne die Heranführung des Stapelgutes zu unterbrechen. Die Palettierung setzt sich durch das Absetzen des Stapelgutes in der zweiten Lage (Fig. 3B) und bis zum Absetzen der letzten Lage fort. Danach können die Teile 16, 19, 20 und 21 schließlich um die Höhe einer zusätzlichen Lage angehoben werden, um eine Herausführung der beladenen Palette aus dem Palettierer zu ermöglichen (Fig. 3C). Diese Bewegung ist bei bestimmten Palettierertypen, insbesondere dem Robotertyp, nicht zweckmäßig.

Nach dem Herausbewegen der vollen Palette und der Zuführung einer neuen Leerpalette wird die Einheit der Teile 16, 19 und 20, 21 wieder auf die Ebene über der Leerpalette angehoben, ohne daß die Versorgung der Förderer 16 und 19 mit Stapelgut unterbrochen würde (Fig. 3D).

Die Fig. 4 veranschaulicht eine Maschine, die einen Entstapelungsvorgang durchführt, d. h. das umgekehrte Arbeitsspiel der Palettierung. Die höhenveränderlichen Förderer 16 und 19 sind sodann die Vorrichtungen, die das Stapelgut in den Höhenförderer einspeisen. Sie arbeiten im umgekehrten Sinn ebenso wie die Bänder oder Ketten 11 und 12. Die Gabel 15 ist dann zwangsläufig mit einem Förderer ausgerüstet und ermöglicht mit dem Teil 18 die Abfuhr des Stapelgutes aus dem Höhenförderer. Das Stapelgut gelangt somit von der beladenen Palette zu einer Linienförderung auf einer ortsfesten Ebene.

Die Fig. 5A und 5B stellen Ausführungsbeispiele zweier Plateauformen dar.

Die Fig. 6 zeigt einen Palettierer mit Absetzplateau mit Stapelgutzuführung durch einen Höhenförderer. Ein vertikal beweglicher Rahmen 25 trägt die Teile 16, 19, 20, 21. Er wird durch den Getriebemotor 22 angetrieben. Eine Vorrichtung 26 kann zwischen die Teile 16 und 19 zwischengeschaltet sein. Sie ist im Prinzip mit einem Schwenkanschlag für das Stapelgut ausgerüstet, der es ermöglicht, dieses unterschiedlich auf der Palette auszurichten. Andere Ausrüstungen vervollständigen den Palettierer: Eine Schichtenformgebung 27, 28, 29, 30 ermöglicht es, die Lage während des Zurückziehens des Absetzplateaus 21 in ihrer Position zu halten. Eine mit Ketten oder Rollen ausgerüstete Stützvorrichtung 31 trägt die Palette während ihrer Beladung.

Ergänzungsteile sind im allgemeinen zur Ergänzung des Palettierers vorgesehen. Als Beispiel seien erwähnt: doppelte Formgebung, die es ermöglicht, die untere Lage während des Absetzens einer Lage zu halten; automatische Verteilung von Zwischenlagen aus Bögen oder ausgehend von einer Rolle, automatische Verteilung von Leerpaletten, Abführung oder Speicherung voller Paletten, Klebung zu palettierenden Ladegutes, Einhüllen von Lagen usw.

Die Fig. 7 zeigt einen Palettierer vom Robotertyp mit einer Stapelgutzuführung durch Höhenförderer. Ein vertikal beweglicher Rahmen 25 trägt die Teile 16 und 19 sowie den Palettierroboter 32. Dieser ist von dem Getriebemotor 22 angetrieben. Der Palettierroboter 32 nimmt das Stapelgut auf dem Teil 19 auf, auf das es als Einheit oder in kleiner Menge mittig aufgegeben wird. Der Roboter hat zwei, drei oder vier Freiheitsgrade bzw. -achsen. Ergänzungsteile sind im allgemeinen in Ergänzung des Palettierroboters vorgesehen: automatischer Verteiler von Zwischenlagen als Bögen oder ausgehend von einer Rolle, automatischer Leerpalettenverteiler, Abführvorrichtung und Speicher für volle Paletten, Klebung zu palettierenden Gutes, Umhüllung von Lagen usw.

Claims (8)

1. Automatische Palettiervorrichtung für Stapelguteinheiten, bestehend aus einem Palettierer mit Absetzplateau oder vom Robotertyp und einem Höhenförderer mit kontinuierlicher Bewegung zur von einem Förderer ausgehenden Zuführung von Stapelgut auf eine Ebene, die in Abhängigkeit von der Ebene der Lage während der Palettenbeladung veränderbar ist, wobei der Höhenförderer mit kontinuierlicher Bewegung durch eine Antriebseinrichtung zum Abheben, Vorbewegen und sodann Abwärtsführen von Stapelgut antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenförderer eine Mehrzahl horizontaler Plateaus (13, 14) von rechteckiger Grundform zum Abstützen des Stapelgutes umfaßt, die Antriebseinrichtung von zwei Endlosbändern oder -ketten (11, 12) in zwei parallelen vertikalen Ebenen beidseits der Plateaus gebildet ist, die beiden Bänder oder Ketten (11, 12) von Rollen (4, 5, 6, 7; 8, 9, 10, 3) für einen strikt identischen synchronen Umlauf auf je einer Bahn geführt und in der gleichen Höhe angeordnet, jedoch zueinander derart versetzt sind, daß eine vordere Rolle (4) einer Bahn auf einer gemeinsamen Achse (2) mit einer hinteren Rolle (3) der anderen Bahn angeordnet ist, die gemeinsame Achse (2) die Antriebsachse ist und daß jedes Plateau eine Gabelform besitzt und von zwei parallelen, einander diagonal gegenüberliegenden Gelenkachsen für deren jeweilige Befestigung an einem der beiden Bänder oder Ketten (11, 12) mit ihren versetzten Umlaufbahnen abgestützt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderer (17, 18) für die Einführung von Stapelgut in den Höhenförderer eine beliebige, ortsfeste Höhenlage zwischen der unteren Ebene und der oberen Ebene des Höhenförderers besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Stapelguut-Zuführebene von höhenveränderlichen Förderern (16, 19) eingenommen ist, die in ihrer Höhenlage, ohne Stillstand der Bänder oder Ketten (11, 12), d. h. ohne Anhalten der Stapelgutzuführung, veränderbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die höhenveränderlichen Förderer (16, 19) in vertikaler Richtung durch einen Getriebemotor (22) und eine Übertragungseinrichtung (23, 24) verlagerbar sind, mittels welcher gleichzeitig das Absetzplateau der Lage (21) oder der Palettierroboter (32) anhebbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plateaus (13, 14) von zwei parallelen Gelenkachsen von großer Länge und in einem erheblichen Abstandsmaß abgestützt sind, das dem Abstand der beiden aufwärtslaufenden Trume oder der beiden abwärtslaufenden Trume der Endlosbänder oder -ketten (11, 12) entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Plateaus (13, 14) einer erste Gelenkverbindung besitzen, die an dem Endlosband oder der Endloskette (12s ) in einer Anordnung für ein Kreuzen der aufwärtslaufenden und abwärtslaufenden Plateaus (13, 14) ohne gegenseitigen Störeingriff angebracht ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abführens einer vollen Palette und der Einführung einer leeren Palette die Einspeisung von Stapelgut auf die Förderer (16 bis 19) fortgesetzt ist.

8. Höhenförderer für eine automatische Palettiervorichtung für Stapelguteinheiten nach einem der vorhergehenden Ansprüche.