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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine halbautomatische Depalettiermaschine.
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Im
Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Maschine
zum Depalettieren von Glasflaschen, auf die die folgende Beschreibung
nur als Beispiel verweist.
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In
der Abpackmaschinenindustrie sind viele Arten von Depalettiermaschinen
bekannt, die eine "Palette
mit Flaschen" am
Eingang aufnehmen und diese am Ausgang als Abfolge einzelner Flaschen zur
Weiterlieferung an andere Maschinen vorzusehen.
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"Paletten mit Flaschen" sind durch eine
festgelegte Anzahl von Flaschenebenen definiert, die auf einer Plattform
aufgestapelt sind, um in gepackter Form einen einfach transportierbaren
Block zu bilden. Jede Flaschenebene ist durch eine festgelegte Anzahl
von Flaschenreihen definiert, die parallel und nebeneinander in
einer Ablage oder einer Trageplatte angeordnet sind, die auf der
darunter stehenden Flaschenebene aufliegt.
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Die
meisten bekannten Depalettiermaschinen umfassen: eine Ladeplattform,
auf der die zu entpackende Palette abgestellt wird; eine Produktaufnahmefläche entlang
der Ladeplattform; und einen Bearbeitungskopf, der beweglich an
einem Tragrahmen angebracht ist, um sich über die Ladeplattform und die
Aufnahmefläche
zu bewegen, eine bestimmte Anzahl von Flaschenreihen von der obersten
Ebene der Palette auf der Ladeplattform zu entfernen und die Flaschenreihen
auf der Aufnahmefläche
neben der Ladeplattform abzusetzen.
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Zum
Entfernen der Reihen eines Produktes umfasst der Bearbeitungskopf
der Depalettiermaschine in der Regel eine Anzahl von Greifvorrichtungen,
die speziell entsprechend dem Produkttyp zu dessen Verarbeitung
ausgelegt und größenmäßig angepasst
sind.
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Eine
Depalettiermaschine gemäß des Oberbegriffs
von Anspruch 1 ist zum Beispiel aus
EP 1044905 bekannt.
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Bei
Glasflaschen sind die Greifvorrichtungen in der Regel durch eine
Reihe von verlängerten,
röhrenförmigen,
aufblasbaren Blasen oder sogenannten „aufblasbaren Schaufeln" definiert, die horizontal
am Tragrahmen des Bearbeitungskopfes befestigt sind, um die räumliche
Anordnung der Flaschenreihen in jeder Palettenebene abzubilden.
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Wenn
der Bearbeitungskopf über
die Flaschenebene bewegt wird, die die oberste Ebene der Palette
darstellt, positioniert er die "aufblasbaren Schaufeln" zwischen den Flaschenreihen,
so dass die Flaschenhälse
in jeder Flaschenreihe sich zwischen zwei benachbarten "aufblasbaren Schaufeln" befinden.
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Die
Greifvorrichtungen sind offensichtlich mit einer pneumatischen Schaltung
verbunden, um die "aufblasbaren
Schaufeln" auf Befehl
aufzublasen oder zu entleeren, um die Flaschenhälse einzugreifen und die Flaschen
am Tragrahmens des Bearbeitungskopfs zu sichern. Jedes Mal, wenn
sich der Bearbeitungskopf von der Ladeplattform zur Produktaufnahmefläche bewegt,
entfernt er damit eine ganze Ebene oder einen Teil einer Flaschenebene
oben von der Palette der Ladeplattform.
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Depalettiermaschinen
des obigen Typs funktionieren bestens unter der Voraussetzung, dass
sich die Palette auf der Ladeplattform befindet und die Flaschenreihen
perfekt parallel zu den "aufblasbaren Schaufeln" am Bearbeitungskopf
der Maschine positioniert sind.
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Umgekehrt,
wenn die Flaschenreihen in jeder Palettenebene auch nur wenige Grad
zu den "aufblasbaren
Schaufeln" geneigt
sind, kann der Bearbeitungskopf nicht mehr in die oberste Ebene
der Palette eingefügt
werden, wodurch der korrekte Betrieb der Maschine verhindert wird.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Depalettiermaschine
vorzusehen, die dazu ausgelegt ist, die oben beschriebenen Nachteile
zu beseitigen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Depalettiermaschine gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
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Eine
nicht einschränkende
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen mit
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Vorderansicht einer halbautomatischen Depalettiermaschine zeigt,
wobei der Deutlichkeit halber Teile entfernt wurden, gemäß den Ausführungen
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Draufsicht der Depalettiermaschine von 1 zeigt,
wobei der Deutlichkeit halber Teile entfernt wurden;
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3 eine
Seitenansicht des Bearbeitungskopfes von 1 und 2 zeigt,
wobei der Deutlichkeit halber Teile weggelassen wurden.
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4 eine
Vorderansicht des Bearbeitungskopfes von 3 entlang
der Schnittlinie II-II zeigt.
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Nummer 1 in 1 und 2 bezeichnet eine
Depalettiermaschine zum automatischen oder halbautomatischen Entpacken
einer Palette 2 von Produkten und der Lieferung einer Abfolge
einzelner Produkte an den Ausgang zur Weiterverwendung in anderen
Maschinen.
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In
dem speziellen dargestellten Beispiel wird auf die Depalettiermaschine 1 Bezug
genommen, um ein Palette 2 von Flaschen 3 automatisch
oder halbautomatisch zu entpacken und am Ausgang von eine Folge
einzelner Flaschen 3 zur Weiterverwendung in anderen Maschinen
zu liefern.
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Wie
jede andere "Palette
mit Produkten" sind Flaschenpaletten 2 durch
eine kompakte geordnete Gruppe von Flaschen 3 definiert,
die wiederum durch mehrere Flaschenebenen 2a definiert
sind, die auf einer transportierbaren Plattform gestapelt sind,
um in gepackter Form einen einfach zu transportierenden Block zu
bilden. Jede Flaschenebene 2a wird durch eine festgelegte
Anzahl paralleler benachbarter Flaschenreihen 2b definiert,
die vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, in einem fünf-punktigem Muster
angeordnet sind.
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In
dem speziellen dargestelltem Beispiel ist eine Palette 2 aus
Flaschen 3 durch fünf übereinanderliegende
Ebenen 2a von Flaschen definiert, von denen jede durch 13 Flaschenreihen 2b definiert
ist, die in einem fünf-punktigem
Muster angeordnet wird; und jede Flaschenreihe 2b wird
durch fünfzehn
Flaschen 3 definiert.
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Mit
Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst
die Depalettiermaschine 1: eine Ladeplattform 4,
auf der die Palette 2 zum Entpacken abgestellt wird; eine
Produktaufnahmefläche 5 entlang
der Ladeplattform 4; einen Tragrahmen 6, der die
Ladeplattform 4 und die Produktaufnahmefläche 5 überspannt; und
einen Kopfschlitten 7, der am Rahmen 6 angebracht
ist, um sich horizontal und vertikal über die Ladeplattform 4 und
die Produktaufnahmefläche 5 zu bewegen.
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Die
Depalettiermaschine 1 umfasst auch einen Bearbeitungskopf 8,
um auf Befehl eine vorab festgelegte Anzahl von Flaschenreihen 2b in
einer Flaschenebene 2a in der Palette 2 zu halten
und freizugeben. Der Bearbeitungskopf 8 ist am Kopfschlitten 7 befestigt
und ragt davon heraus, um sich über die
Ladeplattform 4 und die Produktaufnahmefläche 5 zu
bewegen, um auf Befehl eine vorab festgelegte Anzahl von Flaschenreihen 2b oben
auf der Palette 2 auf der Ladeplattform 4 zu entfernen
und diese auf der Produktaufnahmefläche 5 entlang der
Ladeplattform 4 abzustellen. Genauer formuliert, umfasst
der Kopfschlitten 7 einen horizontalen Tragarm 9,
der über
der Ladeplattform 4 und die Produktaufnahmefläche 5 hinaussteht;
und der Bearbeitungskopf 8 ist am Ende des Tragarms 9 befestigt.
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Im
Unterschied zu bekannten Depalettiermaschinen, bei denen der Bearbeitungskopf
am Ende des Tragarms 9 starr befestigt ist, ist der Bearbeitungskopf 8 der
Depalettiermaschine 1 am Tragarm 9 durch ein Verbindungselement 10 befestigt,
wodurch der Bearbeitungskopf 8 bezüglich des Tragarms 9 um
eine im Wesentlichen vertikale Rotationsachse A drehen kann, d.h.
senkrecht zur Ladeplattform 4.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass das Verbindungselement 10 dazu
ausgelegt ist, nur dem Bearbeitungskopf 8 die Drehung um
die Achse A zu erlauben, wenn auf den Bearbeitungskopf 8 ein Drehmoment über einem
vorab festgelegten Grenzwert einwirkt, um so eine unerwünschte Drehung
des Bearbeitungskopfes 8 im Normalbetrieb der Maschine
zu verhindern. Das zum Drehen des Bearbeitungskopfes 8 erforderliche
Drehmoment kann manuell vom Bediener oder mechanisch durch einen mechanischen
Auslöser
angewendet werden, der direkt im Tragarm 9 oder im Bearbeitungskopf 8 eingebaut
ist.
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Mit
Bezugnahme auf 2, 3 und 4,
umfasst der Tragarm 9 im dargestellten Beispiel zwei im
Querschnitt rechteckige Längselemente 9a,
die sich parallel und einander zugewandt in einer horizontalen Ebene
senkrecht zur Achse A erstrecken; und zwei der Verstärkung dienende
Querelemente 9b, die parallel verlaufen und einander in
derselben Ebene wie die Längselemente 9a zugewandt sind,
um die freien Enden der beiden Längselemente 9a starr
zu verbinden, und so am Ende des Tragarms 9 einen rechteckigen
Rahmen zu definieren, in dem das Verbindungselement 10 eingebaut
wird.
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Mit
Bezugnahme auf 2, 3 und 4 umfasst
der Bearbeitungskopf 8 eine Stützkonstruktion 11,
die durch ein Verbindungselement 10 von einem Tragarm 9 und über der
Ladeplattform 4 und der Produktaufnahmefläche 5 aufgehängt ist;
und mehrere Greifvorrichtungen 12, die an einer Stützkonstruktion 11 dergestalt
angebracht sind, dass sie der Ladeplattform 4 und der Produktaufnahmefläche 5 zugewandt
sind.
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Die
Greifvorrichtungen 12 ermöglichen das selektive Halten
der Flaschenreihen 2b in der obersten Ebene von Palette 2,
und sind auf der Stützkonstruktion 11 angeordnet,
um die räumliche
Anordnung von Flaschenreihen 2b in jeder Ebene oder in einem
Teil jeder Ebene von Palette 2 abzubilden.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass die Anzahl und die Anordnung
der Greifvorrichtungen 12 auf der Stützkonstruktion 11 in
Abhängigkeit
von der Anzahl der Flaschenreihen 2b variieren, die gleichzeitig
aus der obersten Ebene 2a der Palette 2 entfernt
werden sollen. Es ist in der Tat möglich, zu einem Zeitpunkt entweder
eine vollständige
Flaschenebene 2a zu entfernen, oder eine Anzahl von Reihen 2b,
die gleich oder weniger als die Gesamtzahl der Reihen 2b in
jeder Ebene 2a beträgt.
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Im
dargestellten Beispiel sind die Greifvorrichtungen 12 durch
mehrere verlängerte,
röhrenförmige, aufblasbare
Blasen 13 definiert, die horizontal an der Stützkonstruktion 11 des
Bearbeitungskopfes 8 befestigt sind, um die räumliche
Anordnung der Flaschenreihen 2b in jeder Ebene 2a der
Palette 2 abzubilden; und durch ein oder mehrere Magnetventile (nicht
dargestellt), die auf Befehl geöffnet
und geschlossen werden, um den Druckluftfluss in die Blasen 13 zu
regulieren und so das Aufblasen und Entleeren der Blasen 13 auf
Befehl zu steuern.
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Die
Blasen 13, oder die sogenannten "aufblasbaren Schaufeln" sind weitverbreitet
und werden daher nicht ausführlicher
beschrieben.
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Die
Magnetventile zur Steuerung des Aufblasens und Entleerens der Schaufeln 13 sind
jeweils so ausgelegt, dass sie das Aufblasen und Entleeren einer
Schaufel oder mehrerer Schaufeln 13 steuern, und normalerweise
durch eine elektronische zentrale Steuereinheit (nicht dargestellt)
der Depalettiermaschine 1 gesteuert werden, um die Palette 2 mit
minimalem Arbeitsaufwand voll- oder halbautomatisch zu entpacken,
wobei sie von mehreren Schaufeln 13 gemeinsam genutzt werden
können.
Ein Magnetventil kann sogar zur gleichzeitigen Steuerung aller Schaufeln 13 am
Bearbeitungskopf 8 verwendet werden.
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In
dem dargestellten Beispiel sind die Schaufeln 13 zahlenmäßig ausreichend,
um eine ganze Flaschenebene 2a auf einmal zu entfernen,
und sie sind voneinander auf der Stützkonstruktion 11 mit
einem im Wesentlichen gleichen Abstand beabstandet wie die benachbarten
Flaschenreihen 2b. Die Anzahl der Schaufeln 13 ist
offensichtlich höher
(vierzehn im dargestellten Beispiel) als die Anzahl der Flaschenreihen 2b in
jeder Ebene 2a von Palette 2, so dass zwei benachbarte
Schaufeln 13 jeweils einer Flaschenreihe 2b entsprechen.
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Wenn
der Bearbeitungskopf 8 über
der obersten Flaschenebene 2a von Palette 2 angeordnet
ist, positioniert er die Schaufeln 13 zwischen den Flaschenreihen 2b,
so dass die Hälse
der Flaschen 3 in jeder Reihe 2b sich zwischen
den beiden benachbarten Schaufeln 13 befinden und mit dem
Aufblasen der Schaufeln 13 die Hälse der Flaschen 3 gegriffen werden,
um die Flaschen 3 integral im Bearbeitungskopf 8 zu
sichern.
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Mit
Bezugnahme auf 2, 3 und 4 in
den dargestellten Beispielen, umfasst die Stützkonstruktion 11 des
Bearbeitungskopfes 8 einen oberen rechteckigen Rahmen 15,
der durch vier horizontale, im Querschnitt rechteckige Kastenbalken 15a in einer
Ebene 15 senkrecht zur Achse A definiert wird; sowie zwei
Gestelle 16 zum Tragen der Greifvorrichtungen, von denen sich jedes
in horizontaler Richtung unterhalb einer entsprechenden kurzen Seite des
rechteckigen Rahmens 15 erstreckt.
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Der
rechteckige Rahmen 15 umfasst auch zwei der Verstärkung dienende
Querelemente 15b, um die Längsseiten des rechtwinkligen
Rahmens 15 starr zu verbinden und um in der Mitte des rechteckigen
Rahmens 15 einen zweiten rechtwinkligen Rahmen zu definieren,
in dem das Verbindungsstück 10 befestigt
wird.
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Jedes
der beiden Gestelle 16 hat die Form einer quadratischen
gestellartigen Stange, d.h., eine im Querschnitt quadratische Stange
mit Zähnen
entlang einer der vier Hauptseitenflächen, und ist oben am rechtwinkligen
Rahmen 15 mit Hilfe von zwei Klammern 17 befestigt,
so dass die Zähne
nach oben zeigen, d.h. in Richtung des rechtwinkligen Rahmens 15.
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Die
beiden Gestelle 16 unterstützen die Blasen 13,
die jeweils an einer Tragestange 18 aufgehängt sind,
die horizontal die beiden Gestelle 16 überspannt und an dem jeweils
axialen Ende in einfach entfernbarer Weise an dem entsprechenden
Gestell 16 befestigt ist. Die axialen Enden der Tragestangen 18 sind
in der Tat nachgeformt, um mit den Zähnen der Gestelle 16 einzugreifen.
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Mit
Bezugnahme auf 4 erstreckt sich das Verbindungselement 10 entlang
der Achse A und umfasst: zwei quaderförmige Kastenelemente 20, 21 koaxial
zur Achse A und eines über
dem anderen angeordnet, eine zylindrische Führungsbuchse 22 sich koaxial
zur Achse A durch die beiden Kastenelemente 20, 21 erstreckend;
vier Reibscheiben 23, die an der zylindrischen Buchse 22 in
zwei Paaren angebracht sind, die sich jeweils an den abgewandten
Seiten eines jeden Kastenelements 20, 21 befinden;
und zwei Dichtungsscheiben 24, die an den beiden axialen
Enden der zylindrischen Buchse 22 durch Bolzen befestigt
sind, um die Reibscheiben 23 gegen die Kastenelemente 20, 21 und
im Falle der beiden Reibscheiben 23 zwischen den beiden
Kastenelementen 20, 21 sie gegeneinander zu pressen.
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Das
Kastenelement 20 ist durch Bolzen oder ein ähnliches
Befestigungsmittel an den beiden der Verstärkung dienenden Querelementen 9b des
Tragarms 9 befestigt, und das Kastenelement 21 ist
durch Bolzen oder ähnliche
Befestigungsmittel an den beiden der Verstärkung dienenden Querelementen 15b des
rechteckigen Rahmens 15 befestigt. Die Reibscheiben 23 sind
aus einem Material mit einem besonders hohen Reibungskoeffizienten
gefertigt, so dass sich die beiden Kastenelemente 20, 21 bei
Anwendung eines gegebenen Drehmoments nur um die Achse A drehen
können,
was durch die Bolzen einstellbar ist, die die Dichtungsscheiben 24 an
der zylindrischen Buchse 22 sichern.
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Der
Betrieb der Depalettiermaschine 1 ist einfach aus der obigen
Beschreibung ableitbar und erfordert keine weitere Erläuterung.
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Die
Vorteile der Depalettiermaschine 1 sind offensichtlich:
die Tatsache, dass der Bearbeitungskopf 8 um die Achse
A gedreht werden kann, um seine Position in Bezug auf die Palette 2 einzustellen, reduziert
die Ladezeit der Maschine erheblich, wodurch sich der Ausstoß erhöht. Wenn
die Palette 2 auf der Ladeplattform 4 positioniert
wird, stellt der Bediener nun nur den Bearbeitungskopf 8 der
Maschine direkt ein, im Unterschied zum zeitaufwändigen Einstellen der Position
der ziemlich schweren und großen
Palette 2, damit die Flaschenreihen 2b in der
Palette perfekt parallel zu den Blasen 13 angeordnet sind.
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Es
können
offensichtlich Änderungen
an der hier beschriebenen und veranschaulichten Depalettiermaschine 1 vorgenommen
werden, ohne jedoch vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung
abweichen, der in den angehängten
Ansprüchen
beschrieben ist.