WO2023083593A1 - Vorrichtung und verfahren zum ausbilden und handhaben von palettierfähigen lagenanordnung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ausbilden und handhaben von palettierfähigen lagenanordnung Download PDF

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Krones Aktiengesellschaft
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    • B65G2201/0235—Containers
    • B65G2201/0252—Cans

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for forming and handling palletizable layer arrangements according to the features of the independent claims.
  • the present invention relates to the arrangement of articles, objects or piece goods in palletizable layer arrangements and the handling of corresponding layer arrangements.
  • layered arrangements are to be produced which each comprise a plurality of bottles and cans.
  • the bottles or cans are guided in lanes and fed to a layer-forming area, where they are arranged according to the desired layer.
  • the layer formed is then transferred to a pallet.
  • patent specification EP 472909 B1 shows a device for forming several rows of upright vessels with a round cross section, from which several rows layers are then formed.
  • the articles are guided on a conveyor table in parallel lanes to form the rows against a run-up bar.
  • means for pushing the rows of bottles together transversely to the conveying direction are provided in order to eliminate the distance between the rows of bottles.
  • the complex construction with channel guides and the subsequent need to push them together can be regarded as disadvantageous here, as a result of which the device is relatively expensive to manufacture.
  • the width and number of lanes may have to be adjusted by means of complex conversion work on the device, in order, for example, to also be able to process articles with a smaller cross-sectional area within the device.
  • the object of the invention consists in bringing articles into a suitable layer arrangement in a simple and time-optimized manner.
  • the device should be suitable for handling different articles.
  • the above object is achieved by an apparatus and a method for forming and handling palletizable layer assemblies comprising the features in the independent patent claims. Further advantageous configurations are described by the dependent claims.
  • the arrays of layers formed by the apparatus and method each comprise a plurality of articles.
  • This can in particular be beverage containers or other containers filled with a fluid content, which preferably have a substantially or at least partially cylindrical or similar shape.
  • the articles preferably have a circular base.
  • the articles are particularly preferably formed by cans or bottles, in particular by filled or empty beverage cans or beverage bottles.
  • the device can also be used to handle articles with other bases, but the device is not suitable for articles with a square or rectangular base, but rather for articles with a hexagonal base, an octagonal base, an oval or other shaped base, which articles can be brought into a condensed arrangement, in which condensed arrangement, however, minimal gaps between the articles still exist due to the article shape.
  • the device is used in particular for the formation of article layers from which articles it is not possible to produce a completely gap-free arrangement due to their circular or circular base area or otherwise non-rectangular base area.
  • the device comprises a feed device which at least partially protrudes into a preforming area and which feed device is designed to move articles in a transport direction in a random mass flow and to feed them to a layer formation area of the device.
  • at least part of the feed device is assigned to the preforming area.
  • the pre-forming area includes at least one means for converting the mass-moving articles into a compacted configuration in which the gaps formed between adjacent articles are minimized.
  • the condensed arrangement is characterized in particular by the fact that the articles are arranged offset to one another. As a result, the available space is used optimally and the size of the gaps between them, which are mandatory due to the shape of the articles, is minimized.
  • the compacted arrangement is also referred to as a nested arrangement or sphere packing.
  • the layer formation area of the device comprises at least one handling device for grasping a plurality of articles, which articles are in the compacted arrangement and form a palletizable layer arrangement.
  • the detected layer arrangement is in particular transferred to a pallet.
  • the handling device is formed, for example, by a robot or the like, which includes a layer gripper.
  • Layer grippers in the form of suction plates are suitable for grasping layer arrangements formed from beverage cans or layer arrangements comprising empty cans that have yet to be filled.
  • gripper heads with a suitable number and arrangement of gripping elements in the form of tulip grippers or the like are suitable for gripping empty or filled bottles.
  • the method for forming and handling layered arrangements that can be palletised which can be carried out in particular with the device described above, accordingly provides that the articles are fed in a transport direction in a disordered mass flow, with the articles passing through a pre-forming area in which the articles, which are continuously moved in the transport direction, are arranged in a nested arrangement be transferred.
  • the articles moving in the direction of transport are subjected to an oscillating component of movement, at least in certain areas.
  • the plurality of articles forming a layer arrangement and located in a compacted arrangement are grasped together and fed to further handling.
  • the acquired layer arrangement is palletized, with several layer arrangements being stacked one on top of the other on a pallet.
  • Such an intermediate layer preferably consists of a flat material, for example a plastic, paper, cardboard or composite material, and is used in particular for stabilization. Especially when palletizing layered arrangements bottles, it makes sense to use intermediate layers to stabilize the stack of layers.
  • the articles moving in the mass flow are subjected to oscillating movements or shaking movements during the movement in the transport direction.
  • the oscillating movement component can be formed, for example, by a movement component in a horizontal plane or a movement component in a substantially horizontal plane, the movement component being applied laterally to the article.
  • the movement component can alternatively or additionally be formed by a vertical movement component, which is also applied to the article from below, for example.
  • the movement component is not limited to a horizontal or vertical alignment, further possibilities that are conceivable and technically realizable for the person skilled in the art are also intended to be covered by the application.
  • the movement component can be applied to the articles in a continuous and/or regular manner. Both slow and fast movements are possible. As a rule, it is sufficient if only very small movements are applied to the articles in order to generate the desired relative movements of the articles against one another, which are necessary for forming the compacted arrangement.
  • the preforming area comprises at least one device suitable for this purpose, which is designed to apply an oscillating movement component or shaking movement to the articles at least in certain areas.
  • the devices can act from the side and/or from below on at least some of the articles moving in the mass flow in the direction of transport.
  • a first embodiment of such a device is formed by lateral railings, which laterally delimit the feed device and thus the transport route for the articles.
  • the railing guides are preferably arranged parallel to the transport direction and are designed to be movable.
  • the railing guides between two parallel to the direction of transport arranged end positions are designed to be movable.
  • the railing guides are assigned at least one drive means for movement between the two end positions and a control device which is designed to control an oscillating movement of the railing guides, in particular an oscillating movement of the railing guides directed in the opposite direction.
  • the control device can be formed, for example, by the machine control of the device.
  • the railing guides are set at an angle to one another.
  • the railing guides are arranged running towards one another in the transport direction TR, so that the width of the transport route for the articles narrows in the transport direction, which additionally supports the compaction of the arrangement of articles.
  • the railing guides are preferably designed to be movable transversely to the direction of transport. This means that the railing guides arranged parallel to the direction of transport can be moved back and forth between two end positions arranged parallel to the direction of transport. The same applies to angled railings.
  • the two railing guides each perform an oscillating movement in opposite directions, i.e. the railing guides move towards or away from each other, respectively.
  • an oscillating movement or shaking movement is applied at least to the outer articles of the mass flow, which is passed on to the articles located further inside in the mass flow.
  • the oscillating movement or shaking movement causes the articles not only to be moved by the feed device in the transport direction, but also to shift against one another with a movement component transversely to the transport direction TR, which leads to the desired compression of the article arrangement.
  • the railing guides carry out an oscillating movement in and against the transport direction, as a result of which an oscillating movement or shaking movement is also applied to the articles.
  • the superimposition of oscillating movements in and against the transport direction and oscillating movements transverse to the transport direction or at an angle to The direction of transport can advantageously bring about the compaction of the articles moving in the direction of transport.
  • a further embodiment of such a device can provide that it is formed by a vibrating plate arranged at least in some areas below the feed device, which is mechanically operatively connected to the feed device to transmit an oscillating or vibrating movement to the articles fed in the mass flow. This is in particular an oscillating or shaking movement with a vertical movement component that acts on the article from below.
  • a combination of two oscillating railing guides arranged opposite one another and arranged to the side of the transport path and a vibrating plate arranged below the transport path can be used to compact the article arrangement.
  • the combination of the different devices can possibly shorten the length of the transport route, since the different oscillating movement components increase the compacting effects and the compaction of the article arrangement can thus be achieved more quickly.
  • the layer formation area comprises a stop element which extends transversely to the transport direction and is preferably equipped with a rear side which is contoured in the transport direction.
  • the contouring or profiling of the stop element in particular reproduces the contour of the foremost row of articles in a layered arrangement formed from a plurality of rows of articles. In particular, the series of articles are shifted against each other.
  • the stream of articles, which has been converted into an orderly, compacted arrangement in the pre-forming area, is guided against the stop element and the articles accumulate behind the stop element in a compacted arrangement.
  • the desired position of the articles in the front row of the layer arrangement is determined by the profiling of the stop element, so that the layer arrangement can subsequently be detected correctly and precisely by the handling device and transferred to the pallet.
  • a retaining element in the form of a stop bar or similar is lowered onto the directly following article, at least for a short time.
  • the stop bar extends preferably perpendicular to the direction of transport across the entire transport route for the articles and presses from above onto the articles directly following the layered arrangement.
  • the retaining element has the effect that the dynamic pressure of the subsequent articles on the articles forming a layered arrangement is reduced. If necessary, provision can also be made in this context for the transport of the articles in the pre-forming area and, if necessary, the supply of articles to the pre-forming area to be stopped completely for a short time.
  • the stop bar is raised again so that the articles temporarily fixed by the stop bar and subsequent articles can be moved further in the transport direction into the layer formation area.
  • a second stop element is assigned to the preforming area.
  • This second stop element also preferably extends across the entire width of the transport path transversely to the transport direction.
  • the second stop element preferably also has a rear side which is profiled and simulates the contour of the front row of articles in a layered arrangement. This stop element is necessary in particular when the device is first filled and/or operated for the first time, in order to produce the contour of the front row of the articles placed in a compacted arrangement.
  • the second stop element does not disturb the flow of articles when not in use, it is provided that the second stop element can be removed from the transport path of the articles with an upward movement or with a lateral pivoting movement or the like and is only arranged within the transport path if necessary .
  • the device is also suitable for different articles, since only the stop elements may have to be exchanged when there is a product change in order to adapt the device to the new product. It may be necessary to adapt the layer gripper of the handling device to the new product.
  • FIG. 1 shows, schematically and in a top view, a first embodiment of a device for forming and handling stackable layer arrangements.
  • FIG. 2 shows, schematically and in a side view, the formation of a layer arrangement within a device.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a device for forming and handling palletizable layer arrangements.
  • FIG. 4 shows an enlarged section of the device according to FIG. 3.
  • FIG. 5 shows a third embodiment of a device for forming and handling palletizable layer arrangements. 6 schematically shows a further possibility of layer formation.
  • Fig. 1 shows a highly schematic plan view of a first embodiment of a device 1 for forming and handling layer arrangements 100 that can be palletized.
  • the device 1 comprises a feed device 2 which is designed to move articles 101 in a transport direction TR in the disordered mass flow MS.
  • the device 1 further comprises a preforming area 3 and a layer formation area 4.
  • the articles 101 supplied in the disordered mass flow MS are transferred into a compacted arrangement vA, in which gaps L between adjacent articles 101, in particular those adjoining one another, are reduced.
  • the articles 101 handled in the device 1 generally have an essentially or at least partially cylindrical shape. This means that the articles 101 preferably have a circular base area.
  • the articles 101 are particularly preferably formed by cans 102 or bottles, in particular beverage cans or beverage bottles.
  • the device 1 can also be used to handle items 101 with other bases, but the device 1 is not suitable for items with a square or rectangular base, but rather for items with a hexagonal base, an octagonal base, an oval or other shaped base. which articles 101 can be brought into a condensed arrangement vA.
  • the compressed arrangement vA is characterized in that the articles 101 are arranged offset from one another, with the size of the gaps L that necessarily exist between these due to the shape of the articles 101 being minimized. In the condensed Arrangement vA are thus minimal gaps L (M) between the articles 101 formed. The minimum results automatically due to the base area of the articles 101, since it is not possible, particularly in the case of articles 101 with a circular or circular-like base area, to produce a completely gap-free arrangement.
  • the condensed vA arrangement is also referred to as a nested arrangement or sphere packing.
  • the pre-forming area 3 comprises at least one device 10 suitable for this purpose, which is designed to apply an oscillating movement component to the articles 101 at least in certain areas.
  • the oscillating component of movement can be formed, for example, by a component of movement in a horizontal plane or in a substantially horizontal plane, which is applied laterally to the article 101 .
  • the movement component can alternatively or additionally be formed by a vertical movement component, which is also applied to the article 101 from below, for example.
  • the movement component can be applied in a continuous and/or regular manner. Slow or fast movements are possible here. As a rule, only very small movements are applied to the articles 101.
  • an article layer or layer arrangement 100 comprises a plurality of articles 101 in a compacted arrangement vA, which plurality of articles 101 forms a layer arrangement 100 that can be palletized.
  • the handling device 5 is formed, for example, by a robot 6, which includes a layer gripper 7 (see FIG. 2).
  • Layer grippers 7 in the form of suction plates are suitable for grasping layer arrangements 100 formed from beverage cans 102 or for grasping layer arrangements 100 comprising empty cans 102 that still have to be filled.
  • For detecting empty or filled Bottles are suitable for gripper heads with a suitable number and arrangement of gripping elements in the form of tulip grippers or the like.
  • the layer formation area 4 has a stop element 8 which extends transversely to the transport direction TR of the articles 101 and against which the articles 101 located in an orderly, compacted arrangement vA are guided.
  • the stop element 8 has in particular a profile 9 which simulates the contour of the front row of the articles 101 of the layer arrangement 100 . In particular, this determines the desired position of the articles 101 of the front row of the layer arrangement 100 within the layer formation area 4, so that the layer arrangement 100 can be correctly and precisely grasped by the handling device 5 and transferred to the pallet 20 or otherwise handled.
  • the stream of articles compressed within the pre-forming area 3 is driven against the stop element 8 and the articles 101 accumulate behind it in a compressed arrangement vA.
  • a retaining element in the form of a stop bar 16 is lowered at least briefly onto the directly following article 101, which stop bar 16 is perpendicular to the transport direction TR across the transport route TS for the articles 101 extends in the preforming area 3 and presses from above onto the article 101 directly following the layer arrangement 100 .
  • the stop bar 16 has the effect, in particular, that the dynamic pressure of the following articles 101 on the articles 101 forming a layer arrangement 100 is reduced. If necessary, it can also be provided in this connection that the transport of the following articles 101 in the pre-forming area 3 and, if necessary, the supply of articles 101 to the pre-forming area 3 are stopped completely for a short time.
  • the detected layer arrangement 100 is placed on a waiting pallet 20 or on an upper article layer of layer arrangements 100 already stacked on a pallet 20 . Provision can be made here for an intermediate layer made of a flat material, for example a plastic, paper, cardboard or composite material, to be arranged between the layer arrangements 100 stacked on top of one another on the pallet 20 .
  • the stop bar 16 is raised again, so that the articles 101 briefly fixed by the stop bar 16 and subsequent articles are moved further into the layer formation area 4 in the transport direction TR.
  • Fig. 2 shows a schematic and side view of the formation of a layer arrangement 100 within a device 1.
  • the articles 101 in particular cans 102, run from the preforming area 3 in a compacted arrangement vA in the transport direction TR into the layer formation area 4 and against the stop element 8
  • the drive of the feeder 2 is turned off.
  • a stop bar 16 is pressed from above onto at least the articles 101 following the layer arrangement 100 in order to prevent them from also crossing over into the layer formation area 4, for example due to the dynamic pressure of following articles 101.
  • an at least slight distance A is preferably formed between the articles 101 of the layer arrangement 100 within the layer formation area 4 and the articles 101 following in the preforming area 3 .
  • the feed device 2 does not extend into the layer formation area 4, but that this has its own transport device (not shown), which is formed, for example, by a conveyor belt aligned with the feed device 2 and which can preferably be controlled independently.
  • the layer arrangement 100 can now be gripped by the handling device 5 and transferred to a pallet 20 .
  • a layer arrangement 100 formed from cans 102 is gripped by a layer gripper 7 designed as a suction plate.
  • a layer arrangement 100 formed from bottles is preferably gripped by a layer gripper 7 comprising a plurality of tulip grippers or the like.
  • the vacuum of the suction plate is released again and the cans 102 are thus released.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a device 1 for forming and handling palletizable layer arrangements 100, while FIG. 4 illustrates an enlarged section of the device 1 according to FIG.
  • the device 1 shown here also includes a feed device 2, a preforming area 3 and a layer formation area 4.
  • devices 10 for producing the condensing arrangement of the articles are described in more detail below.
  • the device 10 by railing guides
  • the railing guides 11 are set at an angle to one another.
  • provision can be made for the railing guides 11 to run towards one another in the transport direction TR, so that the width of the transport route TS for the articles narrows in the transport direction TR, which additionally supports the compression of the flow of articles.
  • the railing guides 11 are preferably designed to be movable transversely to the transport direction TR. That is, the railing guides 11 arranged parallel to the transport direction TR can be moved back and forth between two end positions arranged parallel to the transport direction TR. The same applies to angled railings 11.
  • the railing guides 11 have at least one drive means, for example
  • a motor 13 which is designed to drive the oscillating movement of the railing guides 11 transversely to the transport direction TR.
  • the two rail guides 11 each perform an oscillating movement in opposite directions, i.e. the rail guides 11 move towards or away from each other, respectively. This is indicated, for example, by the double arrow perpendicular to the transport direction TR.
  • the movement of the railing guides 11 causes an oscillating movement or shaking movement to be applied to the outer articles of the mass flow, which movement passes through the outer articles to the articles located further inside in the mass flow is passed on.
  • the oscillating movement or shaking movement causes the articles not only to be moved by the feed device 2 in the transport direction TR, but also to move against one another with a movement component transversely to the transport direction TR, which leads to the desired compression in the article flow.
  • the railing guides 11 perform an oscillating movement in and against the transport direction TR, which also causes an oscillating movement or shaking movement to be applied to the articles.
  • the superimposition of oscillating movements in and against the transport direction TR and oscillating movements transverse to the transport direction TR can advantageously bring about the compaction of the articles moving in the transport direction TR.
  • the drive means 12 is connected in particular to a control device 15 of the device 1, which control device 15 is designed, among other things, to control the oscillating movement of the railing guides 11, in particular an oppositely directed oscillating movement of the railing guides 11 transversely to the transport direction TR.
  • a vibrating plate 14 is arranged at least in some areas below the feed device 2, which is mechanically operatively connected to the feed device 2 in order to apply an oscillating or vibrating movement to the articles fed in the mass flow. This is in particular an oscillating or shaking movement with a vertical movement component that acts on the article from below.
  • a further, second stop element 17 is provided in the preforming area 3, which also has a profile 18, which profile 18 simulates the contour of the front row of articles in a layer arrangement.
  • This stop element 17 is necessary in particular when the device 1 is first filled and/or operated for the first time, in order to produce the contour of the front row of the articles placed in a compacted arrangement.
  • stop element 17 can be removed from the transport path TS of the article with an upward movement or with a lateral pivoting motion or the like and is only arranged within the transport path TS when required.
  • FIG. 5 shows a third embodiment of a device for the formation and handling of stackable layer arrangements.
  • two preforming areas 3a, 3b and two layer formation areas 4a, 4b are operated alternately by a robot 6, i.e. two product lines are processed in parallel with just one handling device 5.
  • the handling device 5 can grasp the layer arrangements and place them on a respective pallet 20a, 20b faster than sufficient articles for new layer arrangements can be transported via a single feed device 2 and placed in a compacted arrangement in the preforming area 3 .
  • FIG. 6 schematically shows a further possibility of layer formation.
  • the articles 101 in particular cans 102, run within a layer formation area 4 in the mass flow MS against a straight or profiled contact beam 19, which extends transversely to the transport direction TR.
  • a compacted arrangement vA is formed as a result of the articles 101 squeezing in and due to the back pressure of the following articles 101 .
  • the layer gripper 7 is designed as a gripper head 21 with retaining rakes 22 and movable clamping elements 23 .
  • One of the movable clamping members 23a grips the front row of articles of the tier assembly 100, while the other movable clamping member 23b is inserted behind the rear row of articles of the tier assembly 100.
  • the retaining rake 22 introduced together with the rear movable clamping element 23b is located between this rear movable clamping element 23b and the foremost following article 101 or row of articles.
  • the gripper head 21 is designed in such a way that a twisting movement can be carried out within the gripper head 21, by means of which the layer arrangement 101 is pushed together with the contact beam 19 in the transport direction TR.
  • the movable clamping elements 23, 23a, 23b are moved together and synchronously in the transport direction TR, while the retaining rake 22 remains in its position.
  • a distance A is thus formed between the articles 101 forming the layer arrangement 100 and the following articles 101, which enables the layer arrangement 100 to be easily grasped and moved to a desired new position, for example on a pallet (not shown).
  • the suction plate of the gripper head 21 is activated for this purpose, which sucks in the articles 101 of the layer arrangement 100, so that the entire layer arrangement 100 can be lifted and handled.
  • the layer formation area 4 is preceded by a preforming area (not shown)—as described above in connection with FIGS.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Abstract

Es werden eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen (100), welche Lagenanordnungen (100) beschrieben. Die Vorrichtung (10) umfasst einen Vorformierungsbereich (3) mit einer Zuführungseinrichtung (2), welche dazu ausgebildet ist, Artikel (101) in einer Transportrichtung (TR) im ungeordneten Massenstrom (MS) zu bewegen. Der Vorformierungsbereich (3) umfasst mindestens eine Einrichtung (10) zum Überführen der im Massenstrom (MS) bewegten Artikel (101) in eine verdichtete Anordnung (vA), welche dazu ausgebildet ist, die Artikel (101) zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente zu beaufschlagen. Die Vorrichtung (10) umfasst weiterhin einen Lagenbildungsbereich (4), welcher Lagenbildungsbereich (4) mit mindestens einer Handhabungseinrichtung (5) zum Erfassen einer Mehrzahl von Artikeln (101) ausgestattet ist, welche Mehrzahl von Artikeln (101) sich in der verdichteten Anordnung (vA) befinden und eine palettierfähige Lagenanordnung (100) bilden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Anordnung von Artikeln, Objekten oder Stückgütern in palettierfähigen Lagenanordnungen und die Handhabung entsprechender Lagenanordnungen. Auf diese Weise sollen insbesondere Lagenanordnungen hergestellt werden, die jeweils eine Mehrzahl von Flaschen und Dosen umfassen.
Hierbei kann es sich vorzugsweise um befüllte oder leere Getränkeflaschen oder Dosen handeln. In der Regel werden die Flaschen oder Dosen in Gassen geführt einem Lagenbildungsbereich zugeführt und dort entsprechend der gewünschten Lage angeordnet. Anschließend wird die gebildete Lage auf eine Palette überführt.
In diesem Zusammenhang zeigt die Patentschrift EP 472909 B1 eine Vorrichtung zum Bilden mehrerer Reihen von aufrechtstehenden, im Querschnitt runden Gefäßen, aus welchen mehreren Reihen anschließend Lagen gebildet werden. Hierbei werden die Artikel auf einem Fördertisch in parallelen Gassen zur Ausbildung der Reihen gegen einen Anlaufleiste geführt. Weiterhin sind Einrichtungen zum Zusammenschieben der Flaschenreihen quer zur Förderrichtung vorgesehen, um den Abstand zwischen den Flaschenreihen zu beseitigen.
Als nachteilig kann hierbei die aufwändige Konstruktion mit Gassenführungen und anschließender Notwendigkeit des Zusammenschiebens angesehen werden, wodurch die Vorrichtung relativ teuer in ihrer Herstellung ist. Zudem muss bei einer Produktumstellung gegebenenfalls die Breite und Anzahl der Gassen durch aufwändige Umbauarbeiten an der Vorrichtung angepasst werden, um beispielsweise Artikel mit einer kleineren Querschnittsfläche ebenfalls innerhalb der Vorrichtung verarbeiten zu können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in einfacher und zeitoptimierter Weise Artikel in eine geeignete Lagenanordnung zu verbringen. Insbesondere soll die Vorrichtung zur Handhabung von unterschiedlichen Artikeln geeignet sein. Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Die vermittels der Vorrichtung und des Verfahrens gebildeten Lagenanordnungen umfassen jeweils eine Mehrzahl von Artikeln. Hierbei kann es sich insbesondere um Getränkebehälter oder andere mit einem fluiden Inhalt befüllte Behälter handeln, welche vorzugsweise eine im Wesentlichen oder zumindest bereichsweise zylindrische oder ähnliche Form aufweisen.
Somit weisen die Artikel bevorzugt eine kreisförmige Grundfläche auf. Besonders bevorzugt werden die Artikel durch Dosen oder Flaschen gebildet, insbesondere durch befüllte oder leere Getränkedosen oder Getränkeflaschen. Mit der Vorrichtung können jedoch auch Artikel mit anderen Grundflächen gehandhabt werden, allerdings ist die Vorrichtung eher nicht für Artikel mit einer quadratischen oder rechteckigen Grundfläche geeignet, vielmehr für Artikel mit einer sechseckigen Grundfläche, einer achteckigen Grundfläche, einer oval oder anderweitig ausgebildeten Grundfläche, welche Artikel in eine verdichtete Anordnung gebracht werden können, bei welcher verdichteten Anordnung jedoch aufgrund der Artikelform noch minimale Lücken zwischen den Artikeln bestehen.
Die Vorrichtung wird insbesondere zur Ausbildung von Artikellagen verwendet, aus welchen Artikeln es aufgrund ihrer kreisförmigen oder kreisähnlichen Grundfläche oder anderweitig nicht rechteckigen Grundfläche nicht möglich ist, eine komplett lückenfreie Anordnung zu erzeugen.
Die Vorrichtung umfasst einen Zuführungseinrichtung, welche zumindest bereichsweise in einen Vorformierungsbereich hineinragt und welche Zuführeinrichtung dazu ausgebildet ist, Artikel in einer Transportrichtung im ungeordneten Massenstrom zu bewegen und einem Lagenbildungsbereich der Vorrichtung zuzuführen. Insbesondere ist dem Vorformierungsbereich zumindest ein Teil der Zuführungseinrichtung zugeordnet.
Der Vorformierungsbereich umfasst mindestens eine Einrichtung zum Überführen der im Massenstrom bewegten Artikel in eine verdichtete Anordnung, in der die zwischen benachbarten Artikeln ausgebildeten Lücken minimiert sind. Die verdichtete Anordnung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Artikel versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch wird der vorhandene Platz optimal ausgenutzt und die Größe der aufgrund der Form der Artikel zwingend zwischen diesen bestehenden Lücken minimiert. Die verdichtete Anordnung wird auch als genestete Anordnung oder Kugelpackung bezeichnet.
Der Lagenbildungsbereich der Vorrichtung umfasst mindestens eine Handhabungseinrichtung zum Erfassen einer Mehrzahl von Artikeln, welche Artikel sich in der verdichteten Anordnung befinden und eine palettierfähige Lagenanordnung bilden. Die erfasste Lagenanordnung wird insbesondere auf eine Palette überführt.
Die Handhabungseinrichtung wird beispielsweise durch einen Roboter o.ä. gebildet, welcher einen Lagengreifer umfasst. Zum Erfassen von aus Getränkedosen gebildeten Lagenanordnungen oder von Lagenanordnungen umfassend leere, noch zu befüllende Dosen sind Lagengreifer in Form von Saugplatten geeignet. Zum Erfassen von leeren oder befüllten Flaschen eignen sich dagegen Greiferköpfe mit einer geeigneten Anzahl und Anordnung von Greifelementen in Form von Tulpengreifern o.ä.
Das insbesondere mit der vorbeschriebenen Vorrichtung durchführbare Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnung sieht dementsprechend vor, dass die Artikel in einer Transportrichtung im ungeordneten Massenstrom zugeführt werden, wobei die Artikel einen Vorformierungsbereich durchlaufen, in welchem die kontinuierlich in Transportrichtung bewegten Artikel in eine genestete Anordnung überführt werden. Hierzu werden die in Transportrichtung bewegten Artikel zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente beaufschlagt.
Anschließend werden in einem Lagenbildungsbereich die Mehrzahl von eine Lagenanordnung bildenden, in einer verdichteten Anordnung befindlichen Artikel gemeinsam erfasst und der weiteren Handhabung zugeführt, insbesondere wird die erfasste Lagenanordnung palettiert, wobei mehrere Lagenanordnungen auf einer Palette übereinander gestapelt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass zwischen den übereinander gestapelten Lagenanordnungen jeweils eine Zwischenlage angeordnet wird. Eine solche Zwischenlage besteht vorzugsweise aus einem flächigen Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, Papier, Karton oder Verbundmaterial, und dient insbesondere der Stabilisierung. Gerade bei der Palettierung von Lagenanordnungen aus Flaschen ist die Verwendung von Zwischenlagen zur Stabilisierung der Lagenstapel sinnvoll.
Um die Artikel in die verdichtete Anordnung zu überführen, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die im Massenstrom bewegten Artikel während der Bewegung in Transportrichtung mit oszillierenden Bewegungen oder Rüttelbewegungen zu beaufschlagen.
Die oszillierende Bewegungskomponente kann dabei beispielsweise durch eine Bewegungskomponente in einer Horizontalebene oder eine Bewegungskomponente in einer im Wesentlichen horizontal angeordneten Ebene gebildet werden, wobei die Bewegungskomponente seitlich auf die Artikel aufgebracht wird. Die Bewegungskomponente kann alternativ oder zusätzlich durch eine vertikale Bewegungskomponente gebildet werden, welche beispielsweise von unten her auch die Artikel aufgebracht wird. Die Bewegungskomponente ist nicht auf eine horizontale oder vertikale Ausrichtung beschränkt, weitere für den Fachmann denkbare und technisch realisierbare Möglichkeiten sollen ebenfalls durch die Anmeldung abgedeckt werden.
Die Bewegungskomponente kann hierbei in kontinuierlicher und/oder regelmäßiger Weise auf die Artikel aufgebracht werden. Es sind sowohl langsame als auch schnelle Bewegungen möglich. In der Regel ist es ausreichen, wenn nur sehr kleine Bewegungen auf die Artikel aufgebracht werden, um die gewünschte Relativbewegungen der Artikel gegeneinander zu erzeugen, die zur Ausbildung der verdichteten Anordnung notwendig sind.
Insbesondere umfasst der Vorformierungsbereich mindestens eine hierfür geeignete Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Artikel zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente oder Rüttelbewegung zu beaufschlagen.
Die Einrichtungen können dabei von der Seite her und/oder von unten her auf zumindest einen Teil der im Massenstrom in Transportrichtung bewegten Artikel einwirken.
Eine erste Ausführungsform einer solchen Einrichtungen wird durch seitliche Geländerführungen gebildet, welche die Zuführungseinrichtung und somit die Transportstrecke für die Artikel seitlich begrenzen. Bevorzugt sind die Geländerführungen parallel zur Transportrichtung angeordnet und beweglich ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Geländerführungen zwischen zwei parallel zur Transportrichtung angeordneten Endlagen beweglich ausgebildet sind. Weiterhin ist den Geländerführungen mindestens ein Antriebsmittel zur Bewegung zwischen den beiden Endlagen zugeordnet sowie eine Steuerungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine oszillierende Bewegung der Geländerführungen anzusteuern, insbesondere eine entgegengesetzt gerichtete oszillierende Bewegung der Geländerführungen. Die Steuerungseinrichtung kann dabei beispielsweise durch die Maschinensteuerung der Vorrichtung gebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Geländerführungen winklig zueinander angestellt sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Geländerführungen in Transportrichtung TR aufeinander zulaufend angeordnet sind, so dass sich die Breite der Transportstrecke für die Artikel in Transportrichtung verjüngt, was die Verdichtung der Artikelanordnung zusätzlich unterstützt.
Die Geländerführungen sind vorzugsweise querbeweglich zur Transportrichtung ausgebildet. D.h., die parallel zur Transportrichtung angeordneten Geländerführungen können zwischen zwei parallel zur Transportrichtung angeordneten Endlagen hin und her bewegt werden. Analoges gilt für winklig angestellte Geländerführungen. Insbesondere führen die beiden Geländerführungen jeweils eine in entgegengesetzte Richtungen oszillierende Bewegung durch, d.h., die Geländerführungen bewegen sich jeweils aufeinander zu oder voneinander weg.
Durch die oszillierende Bewegung der Geländerführungen wird zumindest auf die äußeren Artikel des Massenstroms eine oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung aufgebracht, welche durch diese an die weiter innen im Massenstrom befindlichen Artikel weitergegeben wird. Die oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung bewirkt, dass die Artikel nicht nur durch die Zuführungseinrichtung in Transportrichtung bewegt werden, sondern sich auch mit einer Bewegungskomponente quer zur Transportrichtung TR gegeneinander verschieben, was zu der gewünschten Verdichtung der Artikelanordnung führt.
Weiterhin ist denkbar, dass die Geländerführungen eine oszillierende Bewegung in und entgegen der Transportrichtung durchführen, wodurch ebenfalls eine oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung auf die Artikel aufgebracht wird. Auch die Überlagerung von oszillierenden Bewegungen in und entgegen der Transportrichtung sowie oszillierenden Bewegungen quer zur Transportrichtung oder in einem Winkel zur Transportrichtung kann in vorteilhafter Weise die Verdichtung der in Transportrichtung bewegten Artikel bewirken.
Eine weitere Ausführungsform einer solchen Einrichtung kann vorsehen, dass diese durch eine zumindest bereichsweise unterhalb der Zuführungseinrichtung angeordnete Rüttelplatte gebildet wird, welche zur Übertragung einer oszillierenden oder rüttelnden Bewegung auf die im Massenstrom zugeführten Artikel in mechanischer Wirkverbindung mit der Zuführungseinrichtung steht. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine oszillierende oder rüttelnde Bewegung mit einer vertikalen Bewegungskomponente, die von unten her auf die Artikel wirkt.
Insbesondere kann eine Kombination von zwei einander gegenüberliegend, seitlich der Transportstrecke angeordneter, oszillierender Geländerführungen und einer unterhalb der Transportstrecke angeordneten Rüttelplatte zur Verdichtung der Artikelanordnung verwendet werden. Durch die Kombination der unterschiedlichen Einrichtungen kann gegebenenfalls die Länge der Transportstrecke verkürzt werden, da sich durch die unterschiedlichen oszillierenden Bewegungskomponenten die verdichtenden Effekte verstärken und die Verdichtung der Artikelanordnung somit schneller erzielt werden kann.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Lagenbildungsbereich ein sich quer zur Transportrichtung erstreckendes Anschlagelement umfasst, welches vorzugsweise mit einer in Transportrichtung konturiert ausgebildeten Rückseite ausgestattet ist. Die Konturierung bzw. Profilierung des Anschlagelementes bildet insbesondere die Kontur der vordersten Artikelreihe einer aus mehreren Artikelreihen gebildeten Lagenanordnung nach. Insbesondere sind die Artikelreihen hierbei gegeneinander verschoben.
Der im Vorformierungsbereich in eine geordnete, verdichtete Anordnung überführte Artikelstrom wird gegen das Anschlagelement geführt und die Artikel stauen sich hinter dem Anschlagelement in verdichteter Anordnung auf. Hierbei wird durch die Profilierung des Anschlagelements die gewünschte Position der Artikel der vordersten Reihe der Lagenanordnung festgelegt, so dass die Lagenanordnung nachfolgend in korrekter und präziser Weise durch die Handhabungsvorrichtung erfasst und auf die Palette überführt werden kann.
Nachdem eine komplette Lagenanordnung in den Lagenbildungsbereich übergetreten ist, wird zumindest kurzzeitig ein Rückhalteelement in Form eines Stopp- Balkens o.ä. auf die direkt nachfolgenden Artikel abgesenkt. Der Stopp-Balken erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur Transportrichtung quer über die gesamte Transportstrecke für die Artikel und drückt von oben auf die der Lagenanordnung direkt nachfolgenden Artikel. Dadurch wird die Bewegung dieser Artikel zumindest kurzzeitig abgebremst und/oder angehalten und es wird ein Abstand zu den die Lagenanordnung bildenden Artikeln ausgebildet.
Das Rückhalteelement bewirkt insbesondere, dass der Staudruck der nachfolgenden Artikel auf die eine Lagenanordnung bildenden Artikel reduziert wird. Gegebenenfalls kann in diesem Zusammenhang zusätzlich vorgesehen sein, den Transport der Artikel im Vorformierungsbereich und gegebenenfalls die Zuführung von Artikeln zu dem Vorformierungsbereich kurzzeitig komplett anzuhalten.
Nach Erfassen der Lagenanordnung durch die Handhabungseinrichtung wird der Stopp-Balken wieder angehoben, so dass die durch den Stopp-Balken kurzzeitig fixierten Artikel und nachfolgende Artikel weiter in Transportrichtung in den Lagenbildungsbereich hineinbewegt werden können.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass dem Vorformierungsbereich ein zweites Anschlagelement zugeordnet ist. Auch dieses zweite Anschlagelement erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Transportstrecke quer zur Transportrichtung. Vorzugsweise weist das zweite Anschlagelement ebenfalls eine Rückseite auf, welche profiliert ausgebildet ist und die Kontur der vordersten Reihe von Artikeln einer Lagenanordnung nachbildet. Dieses Anschlagelement ist insbesondere bei der Erstbefüllung und/oder dem Erstbetrieb der Vorrichtung notwendig, um die Kontur der vorderen Reihe der in verdichtete Anordnung verbrachten Artikel herzustellen.
Auch zu einem späteren Zeitpunkt kann es notwendig sein, die Kontur der vorderen Reihe der in verdichtete Anordnung verbrachten Artikel herzustellen und/oder sicherzustellen, wenn beispielsweise zu wenige Artikel nachgefördert werden. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass sich die verdichtete Anordnung aufgrund von fehlendem seitlichem Druck wieder auflockert.
Damit das zweite Anschlagelement bei Nichtgebrauch den Artikelfluss nicht stört, ist vorgesehen, dass das zweite Anschlagelement mit einer nach oben gerichteten Bewegung oder mit einer seitlichen Schwenkbewegung o.ä. aus dem Transportweg der Artikel herausgenommen werden kann und nur bei Bedarf innerhalb des Transportwegs angeordnet wird. Die Vorrichtung ist zudem für unterschiedliche Artikel geeignet, da nur die Anschlagelemente gegebenenfalls bei einem Produktwechsel ausgewechselt werden müssen, um die Vorrichtung an das neue Produkt anzupassen. Gegebenenfalls kann es notwendig sein, den Lagengreifer der Handhabungseinrichtung an das neue Produkt anzupassen.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt schematisch und in einer Draufsicht eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen.
Fig. 2 zeigt schematisch und in seitlicher Darstellung das Bilden einer Lagenanordnung innerhalb einer Vorrichtung.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen.
Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 3.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen. Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Möglichkeit einer Lagenbildung.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Weise eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen 100.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Zuführungseinrichtung 2, welche dazu ausgebildet ist, Artikel 101 in einer Transportrichtung TR im ungeordneten Massenstrom MS zu bewegen.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Vorformierungsbereich 3 und einen Lagenbildungsbereich 4.
In dem Vorformierungsbereich 3 werden die im ungeordneten Massenstrom MS zugeführten Artikel 101 in eine verdichtete Anordnung vA überführt, in welcher Lücken L zwischen benachbarten, insbesondere aneinandergrenzenden, Artikeln 101 reduziert sind.
Die in der Vorrichtung 1 gehandhabten Artikel 101 weisen in der Regel eine im Wesentlichen oder zumindest bereichsweise zylindrische Form auf. D.h. bevorzugt weisen die Artikel 101 eine kreisförmige Grundfläche auf. Besonders bevorzugt werden die Artikel 101 durch Dosen 102 oder Flaschen gebildet, insbesondere Getränkedosen oder Getränkeflaschen. Mit der Vorrichtung 1 können auch Artikel 101 mit anderen Grundflächen gehandhabt werden, allerdings ist die Vorrichtung 1 eher nicht für Artikel mit einer quadratischen oder rechteckigen Grundfläche geeignet, vielmehr für Artikel mit einer sechseckigen Grundfläche, einer achteckigen Grundfläche, einer oval oder anderweitig ausgebildeten Grundfläche, welche Artikel 101 in eine verdichtete Anordnung vA gebracht werden können.
Die verdichtete Anordnung vA zeichnet sich dadurch aus, dass die Artikel 101 versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Größe der aufgrund der Form der Artikel 101 zwingend zwischen diesen bestehenden Lücken L minimiert ist. In der verdichteten Anordnung vA sind somit Minimal- Lücken L(M) zwischen den Artikeln 101 ausgebildet. Das Minimum ergibt sich aufgrund der Grundfläche der Artikel 101 zwingend automatisch, da es insbesondere bei Artikeln 101 mit einer kreisförmigen oder kreisähnlichen Grundfläche nicht möglich ist, eine komplett lückenfreie Anordnung zu erzeugen.
Die verdichtete vA Anordnung wird auch als genestete Anordnung oder Kugelpackung bezeichnet.
Um die Artikel 101 in die verdichtete Anordnung vA zu überführen, umfasst der Vorformierungsbereich 3 mindestens eine hierfür geeignete Einrichtung 10, welche dazu ausgebildet ist, die Artikel 101 zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente zu beaufschlagen.
Die oszillierende Bewegungskomponente kann dabei beispielsweise durch eine Bewegungskomponente in einer Horizontalebene oder im Wesentlichen horizontal angeordneten Ebene gebildet werden, welche seitlich auf die Artikel 101 aufgebracht wird. Die Bewegungskomponente kann alternativ oder zusätzlich durch eine vertikale Bewegungskomponente gebildet werden, welche beispielsweise von unten her auch die Artikel 101 aufgebracht wird.
Die Bewegungskomponente kann hierbei in kontinuierlicher und/oder regelmäßiger Weise aufgebracht werden. Hierbei sind langsame oder schnelle Bewegungen möglich. In der Regel werden nur sehr kleine Bewegungen auf die Artikel 101 aufgebracht.
Mögliche Ausführungsformen für entsprechende Einrichtungen 10 werden im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 beschrieben.
Die in verdichteter Anordnung vA befindlichen Artikel 101 werden dem Lagenbildungsbereich 4 zugeführt, in welchem eine Artikellage oder Lagenanordnung 100 von einer entsprechenden Handhabungseinrichtung 5 erfasst und auf eine Palette 20 überführt wird. Insbesondere umfasst eine Artikellage oder Lagenanordnung 100 eine Mehrzahl an Artikeln 101 in verdichteter Anordnung vA, welche Mehrzahl an Artikeln 101 eine palettierfähigen Lagenanordnung 100 bildet.
Die Handhabungseinrichtung 5 wird beispielsweise durch einen Roboter 6 gebildet, weicher einen Lagengreifer 7 (vergleiche Fig. 2) umfasst. Zum Erfassen von aus Getränkedosen 102 gebildeten Lagenanordnungen 100 oder zum Erfassen von Lagenanordnungen 100 umfassend leere, noch zu befüllende Dosen 102 sind Lagengreifer 7 in Form von Saugplatten geeignet. Zum Erfassen von leeren oder befüllten Flaschen eignen sich dagegen Greiferköpfe mit einer geeigneten Anzahl und Anordnung von Greifelementen in Form von Tulpengreifern o.ä.
Der Lagenbildungsbereich 4 weist ein sich quer zur Transportrichtung TR der Artikel 101 erstreckendes Anschlagelement 8 auf, gegen welches die in geordneter, verdichteter Anordnung vA befindlichen Artikel 101 geführt werden. Das Anschlagelement 8 weist insbesondere eine Profilierung 9 auf, welche die Kontur der vordersten Reihe der Artikel 101 der Lagenanordnung 100 nachbildet. Dadurch wird insbesondere die gewünschte Position der Artikel 101 der vordersten Reihe der Lagenanordnung 100 innerhalb des Lagenbildungsbereichs 4 festgelegt, so dass die Lagenanordnung 100 von der Handhabungseinrichtung 5 in korrekter und präziser Weise erfasst und auf die Palette 20 überführt oder anderweitig gehandhabt werden kann.
Der innerhalb des Vorformierungsbereichs 3 verdichtete Artikelstrom wird gegen das Anschlagelement 8 gefahren und die Artikel 101 stauen sich dahinter in verdichteter Anordnung vA auf. Nachdem eine komplette Lagenanordnung 100 in den Lagenbildungsbereich 4 übergetreten ist, wird zumindest kurzzeitig ein Rückhalteelement in Form eines Stopp-Balkens 16 auf die direkt nachfolgenden Artikel 101 abgesenkt, welcher Stopp-Balken 16 sich senkrecht zur Transportrichtung TR quer über die Transportstrecke TS für die Artikel 101 im Vorformierungsbereich 3 erstreckt und von oben auf die der Lagenanordnung 100 direkt nachfolgenden Artikel 101 drückt.
Dadurch wird die Bewegung dieser Artikel 101 zumindest kurzzeitig abgebremst und ein Abstand A zu den die Lagenanordnung 100 bildenden Artikeln 101 ausgebildet. Der Stopp-Balken 16 bewirkt insbesondere, dass der Staudruck der nachfolgenden Artikel 101 auf die eine Lagenanordnung 100 bildenden Artikel 101 reduziert wird. Gegebenenfalls kann in diesem Zusammenhang zusätzlich vorgesehen sein, den Transport der nachfolgenden Artikel 101 im Vorformierungsbereich 3 und gegebenenfalls die Zuführung von Artikeln 101 zu dem Vorformierungsbereich 3 kurzzeitig komplett anzuhalten.
Die erfasste Lagenanordnung 100 wird auf einer bereitstehenden Palette 20 bzw. auf eine obere Artikellage von auf einer Palette 20 bereits gestapelten Lagenanordnungen 100 abgesetzt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass zwischen den auf der Palette 20 aufeinander gestapelten Lagenanordnungen 100 jeweils eine Zwischenlage aus einem flächigen Material, beispielsweise einem Kunststoff, Papier, Karton oder Verbundmaterial angeordnet wird. Nach Erfassen der Lagenanordnung wird der Stopp-Balken 16 wieder angehoben, so dass die durch den Stopp-Balken 16 kurzzeitig fixierten Artikel 101 und nachfolgende Artikel weiter in Transportrichtung TR in den Lagenbildungsbereich 4 hineinbewegt werden.
Die Fig. 2 zeigt schematisch und in seitlicher Darstellung das Bilden einer Lagenanordnung 100 innerhalb einer Vorrichtung 1. Die Artikel 101, insbesondere Dosen 102, laufen aus dem Vorformierungsbereich 3 in verdichteter Anordnung vA in Transportrichtung TR in den Lagenbildungsbereich 4 ein und gegen das Anschlagelement 8. Wenn alle eine Lagenanordnung 100 bildenden Artikel 101 in den Lagenbildungsbereich 4 eingelaufen sind, wird der Antrieb der Zuführungseinrichtung 2 ausgeschaltet. Zusätzlich wird ein Stopp-Balken 16 von oben auf zumindest die zuvorderst der Lagenanordnung 100 nachfolgenden Artikel 101 aufgedrückt, um zu verhindern, dass diese beispielsweise durch den Staudruck nachfolgender Artikel 101 ebenfalls in den Lagenbildungsbereich 4 übertreten.
Vorzugsweise wird hierbei ein zumindest geringfügiger Abstand A zwischen den Artikeln 101 der Lagenanordnung 100 innerhalb des Lagenbildungsbereichs 4 den im Vorformierungsbereich 3 nachfolgenden Artikeln 101 ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Zuführungseinrichtung 2 nicht in den Lagenbildungsbereich 4 erstreckt, sondern dass dieser eine eigene Transporteinrichtung (nicht dargestellt) aufweist, welche beispielsweise durch ein fluchtend an die Zuführungseinrichtung 2 anschließendes Förderband gebildet wird und welche vorzugsweise unabhängig angesteuert werden kann.
Die Lagenanordnung 100 kann nunmehr über die Handhabungseinrichtung 5 erfasst und auf eine Palette 20 überführt werden. Insbesondere wird eine aus Dosen 102 gebildete Lagenanordnung 100 durch einen als Saugplatte ausgebildeten Lagengreifer 7 erfasst. Dagegen wird eine aus Flaschen gebildete Lagenanordnung 100 vorzugsweise durch einen Lagengreifer 7 umfassend eine Mehrzahl von Tulpengreifern o.ä. erfasst. Zum Absetzen der aus Dosen 102 gebildeten Lagenanordnung 100 wird das Vakuum der Saugplatte wieder aufgehoben und die Dosen 102 somit freigegeben.
Die schematische Ansicht der Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen 100, während die Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 3 verdeutlicht. Die hier dargestellte Vorrichtung 1 umfasst ebenfalls eine Zuführungseinrichtung 2, einen Vorformierungsbereich 3 und einen Lagenbildungsbereich 4.
Nachfolgend werden mögliche Ausführungsformen von Einrichtungen 10 zur Herstellung der verdichtenden Anordnung der Artikel (nicht dargestellt) näher beschrieben. Insbesondere handelt es sich hierbei um Einrichtungen 10, welche dazu ausgebildet sind, oszillierende Bewegungen oder Rüttelbewegungen auf die im ungeordneten Massenstrom zugeführten Artikel (nicht dargestellt) aufzubringen.
In einer ersten Ausführungsform wird die Einrichtung 10 durch Geländerführungen
11 gebildet, welche die Zuführungseinrichtung 2 seitlich begrenzen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Geländerführungen 11, welche parallel zur Transportrichtung TR der Artikel angeordnet und beweglich ausgebildet sind.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Geländerführungen 11 winkelig zueinander angestellt sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Geländerführungen 11 in Transportrichtung TR aufeinander zulaufend angeordnet sind, so dass sich die Breite der Transportstrecke TS für die Artikel in Transportrichtung TR verjüngt, was die Verdichtung des Artikelstroms zusätzlich unterstützt.
Die Geländerführungen 11 sind vorzugsweise querbeweglich zur Transportrichtung TR ausgebildet. D.h., die parallel zur Transportrichtung TR angeordneten Geländerführungen 11 können zwischen zwei parallel zur Transportrichtung TR angeordneten Endlagen hin und her bewegt werden. Analoges gilt für winklig angestellte Geländerführungen 11.
Hierfür ist den Geländerführungen 11 beispielsweise mindestens ein Antriebsmittel
12 zugeordnet, insbesondere ein Motor 13, welcher dazu ausgebildet ist, die oszillierende Bewegung der Geländerführungen 11 quer zur Transportrichtung TR anzutreiben. Insbesondere führen die beiden Geländerführungen 11 jeweils eine in entgegengesetzte Richtungen oszillierende Bewegung durch, d.h., die Geländerführungen 11 bewegen sich jeweils aufeinander zu oder voneinander weg. Dies ist beispielhaft durch den Doppelpfeil quer zur Transportrichtung TR gekennzeichnet.
Durch die Bewegung der Geländerführungen 11 wird auf die äußeren Artikel des Massenstroms eine oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung aufgebracht, welche durch die äußeren Artikel an die weiter innen im Massenstrom befindlichen Artikel weitergegeben wird. Die oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung bewirkt, dass die Artikel nicht nur durch die Zuführungseinrichtung 2 in Transportrichtung TR bewegt werden, sondern sich auch mit einer Bewegungskomponente quer zur Transportrichtung TR gegeneinander verschieben, was zu der gewünschten Verdichtung im Artikelstrom führt.
Weiterhin ist denkbar, dass die Geländerführungen 11 eine oszillierende Bewegung in und entgegen der Transportrichtung TR durchführen, wodurch ebenfalls eine oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung auf die Artikel aufgebracht wird. Auch die Überlagerung von oszillierenden Bewegungen in und entgegen der Transportrichtung TR sowie oszillierenden Bewegungen quer zur Transportrichtung TR kann in vorteilhafter Weise die Verdichtung der in Transportrichtung TR bewegten Artikel bewirken.
Das Antriebsmittel 12 ist insbesondere mit einer Steuerungseinrichtung 15 der Vorrichtung 1 verbunden, welche Steuerungseinrichtung 15 unter anderem dazu ausgebildet ist, die oszillierende Bewegung der Geländerführungen 11 anzusteuern, insbesondere eine entgegengesetzt gerichtete oszillierende Bewegung der Geländerführungen 11 quer zur Transportrichtung TR.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest bereichsweise unterhalb der Zuführungseinrichtung 2 eine Rüttelplatte 14 angeordnet ist, welche in mechanischer Wirkverbindung mit der Zuführungseinrichtung 2 steht, um eine oszillierende oder rüttelnde Bewegung auf die im Massenstrom zugeführten Artikel aufzubringen. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine oszillierende oder rüttelnde Bewegung mit einer vertikalen Bewegungskomponente, die von unten her auf die Artikel wirkt.
Weiterhin ist bei der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 1 im Vorformierungsbereich 3 ein weiteres, zweites Anschlagelement 17 vorgesehen, welches ebenfalls eine Profilierung 18 aufweist, welche Profilierung 18 die Kontur der vordersten Reihe von Artikeln einer Lagenanordnung nachbildet. Dieses Anschlagelement 17 ist insbesondere bei der Erstbefüllung und/oder dem Erstbetrieb der Vorrichtung 1 notwendig, um die Kontur der vorderen Reihe der in verdichtete Anordnung verbrachten Artikel herzustellen.
Auch zu einem späteren Zeitpunkt kann es notwendig sein, die die Kontur der vorderen Reihe der in verdichtete Anordnung verbrachten Artikel herzustellen, wenn beispielsweise zu wenige Artikel nachgefördert werden. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass sich die verdichtete Anordnung aufgrund von fehlendem seitlichen Druck wieder auflockert.
Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, dass das Anschlagelement 17 mit einer nach oben gerichteten Bewegung oder mit einer seitlichen Schwenkbewegung o.ä. aus der Transportstrecke TS der Artikel herausgenommen werden kann und nur bei Bedarf innerhalb der Transportstrecke TS angeordnet wird.
Die schematische Darstellung der Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen. Hierbei werden zwei Vorformierungsbereiche 3a, 3b und zwei Lagenbildungsbereiche 4a, 4b abwechselnd von einem Roboter 6 bedient, d.h., zwei Produktlinien werden parallel mit nur einer Handhabungseinrichtung 5 bearbeitet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Handhabungseinrichtung 5 die Lagenanordnungen schneller erfassen und auf eine jeweilige Palette 20a, 20b verbringen kann, als ausreichend Artikel für neue Lagenanordnungen über eine einzige Zuführungseinrichtung 2 herantransportiert und im Vorformierungsbereich 3 in verdichtete Anordnung verbracht werden können.
Die Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Möglichkeit einer Lagenbildung. Hierbei laufen die Artikel 101, insbesondere Dosen 102, innerhalb eines Lagenbildungsbereichs 4 im Massenstrom MS gegen einen geraden oder profilierten Anlagebalken 19, welcher sich quer zur Transportrichtung TR erstreckt. Dabei bildet sich durch Eindrängeln der Artikel 101 und aufgrund des Staudrucks der nachfolgenden Artikel 101 eine verdichtete Anordnung vA aus.
Wenn die eine Lagenanordnung 100 bildenden Artikel 101 vollständig in den Lagenbildungsbereich 4 übergetreten sind, wird der Antrieb der Zuführungseinrichtung 2 ausgeschaltet und somit die weitere Zuführung an Artikeln 101 gestoppt. Der Lagengreifer 7 ist im vorliegenden Fall als Greiferkopf 21 mit Rückhalterechen 22 und beweglichen Klemmelementen 23 ausgebildet. Eines der beweglichen Klemmelemente 23a greift an der vorderen Artikelreihe der Lagenanordnung 100, während das andere bewegliche Klemmelement 23b hinter der hinteren Artikelreihe der Lagenanordnung 100 eingeführt wird. Weiterhin befindet sich das gemeinsam mit dem hinteren beweglichen Klemmelement 23b eingeführte Rückhalterechen 22 zwischen diesem hinteren beweglichen Klemmelement 23b und den vordersten nachlaufenden Artikel 101 bzw. Artikelreihe. Der Greiferkopf 21 ist derart ausgebildet, dass eine Verziehbewegung innerhalb des Greiferkopfes 21 durchgeführt werden kann, vermittels welcher die Lagenanordnung 101 gemeinsam mit dem Anlagebalken 19 in Transportrichtung TR geschoben wird. Insbesondere werden also die beweglichen Klemmelemente 23, 23a, 23b gemeinsam und synchron in Transportrichtung TR bewegt, während der Rückhalterechen 22 in seiner Position verbleibt. Somit wird zwischen den die Lagenanordnung 100 bildenden Artikeln 101 und den nachfolgenden Artikeln 101 ein Abstand A ausgebildet, der es ermöglicht, die Lagenanordnung 100 einfach zu erfassen und in eine gewünschte neue Position, beispielsweise auf einer Palette (nicht dargestellt) zu verbringen.
Insbesondere wird hierzu die Saugplatte des Greiferkopfes 21 aktiviert, welche die Artikel 101 der Lagenanordnung 100 ansaugt, so dass die gesamte Lagenanordnung 100 angehoben und gehandhabt werden kann.
Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass dem Lagenbildungsbereich 4 ein Vorformierungsbereich (nicht dargestellt) - so wie er im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 5 vorbeschrieben wurde - vorgeordnet ist.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind.
Wenn auch im Zusammenhang der vorstehenden Figurenbeschreibung generell von „schematischen“ Darstellungen und Ansichten die Rede ist, so ist damit keineswegs gemeint, dass die Figurendarstellungen und deren Beschreibung hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sein sollen. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, aus den schematisch und abstrakt gezeichneten Darstellungen genug an Informationen zu entnehmen, die ihm das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne dass er etwa aus den gezeichneten und möglicherweise nicht exakt maßstabsgerechten Größenverhältnissen der Artikel und/oder Teilen der Vorrichtung oder anderer gezeichneter Elemente in irgendeiner Weise in seinem Verständnis beeinträchtigt wäre. Die Figuren ermöglichen es dem Fachmann als Leser somit, anhand der konkreter erläuterten Umsetzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der konkreter erläuterten Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein besseres Verständnis für den in den Ansprüchen sowie im allgemeinen Teil der Beschreibung allgemeiner und/oder abstrakter formulierten Erfindungsgedanken abzuleiten.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1 Vomchtung , 2a, 2b Zuführungseinrichtung , 3a, 3b Vorformierungsbereich , 4a, 4b Lagenbildungsbereich
5 Handhabungseinrichtung
6 Roboter
7 Lagengreifer
8 Anschlagelement
9 Profilierung
10 Einrichtung
11 Geländerführung
12 Antriebsmittel
13 Motor
14 Rüttelplatte
15 Steuerungseinrichtung
16 Rückhalteelement, Stopp-Balken
17 beweglich ausgebildetes Anschlagelement
18 Profilierung
19 Anlagebalken a, 20b Palette
21 Greiferkopf
22 Rückhalterechen a, 23b bewegliches Klemmelement
100 Lagenanordnung
101 Artikel
102 Dose
A Abstand
L Lücke
L(M) Minimal-Lücke MS Massenstrom TR Transportrichtung vA verdichtete Anordnung

Claims

Ansprüche Vorrichtung (1) zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen (100), welche Lagenanordnungen (100) aus einer Mehrzahl von Artikeln (101) gebildet sind, die Vorrichtung (1) umfassend einen Vorformierungsbereich (3) umfassend eine Zuführungseinrichtung (2), welche Zuführeinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, Artikel (101) in einer Transportrichtung (TR) im ungeordneten Massenstrom (MS) zu bewegen, welcher Vorformierungsbereich (3) mindestens eine Einrichtung (10) zum Überführen der im Massenstrom (MS) bewegten Artikel (101) in eine verdichtete Anordnung (vA) umfasst, welche mindestens eine Einrichtung (10) dazu ausgebildet ist, die Artikel (101) zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente zu beaufschlagen, die Vorrichtung (1) weiterhin umfassend einen Lagenbildungsbereich (4), welcher Lagenbildungsbereich (4) mit mindestens einer Handhabungseinrichtung (5) zum Erfassen einer Mehrzahl von Artikeln (101) ausgestattet ist, welche Mehrzahl von Artikeln (101) sich in der verdichteten Anordnung (vA) befinden und eine palettierfähige Lagenanordnung (100) bilden. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei dem Vorformierungsbereich (3) mindestens eine Einrichtung (10) zugeordnet ist, welche Einrichtung (10) dazu ausgebildet ist, eine Rüttelbewegung auf die im Massenstrom (MS) bewegten Artikel (101) aufzubringen. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung (10) durch Geländerführungen (11) gebildet ist, welche Geländerführungen (11) die Zuführungseinrichtung (2) seitlich begrenzen, welche Geländerführungen (11) parallel zur Transportrichtung (TR) angeordnet und beweglich ausgebildet sind, insbesondere wobei die Geländerführungen (11) zwischen zwei parallel zur Transportrichtung (TR) angeordneten Endlagen beweglich ausgebildet sind. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Vorrichtung (1) eine Steuerungseinrichtung (15) umfasst, welche Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, eine oszillierende Bewegung der Geländerführungen (11) anzusteuern, insbesondere eine entgegengesetzt gerichtete oszillierende Bewegung der Geländerführungen (11). Vorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (10) durch eine zumindest bereichsweise unterhalb der Zuführungseinrichtung (2) angeordnete Rüttelplatte (14) ausgebildet ist, welche Rüttelplatte (14) zur Übertragung einer rüttelnden Bewegung auf die im Massenstrom (MS) zugeführten Artikel (101) in mechanischer Wirkverbindung mit der Zuführungseinrichtung (2) steht. Vorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Handhabungseinrichtung (5) des Lagenbildungsbereichs (4) eine Saugplatte oder einen Greiferkopf umfasst. Vorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei dem Lagenbildungsbereich (4) ein sich quer zur Transportrichtung (TR) erstreckendes Anschlagelement (8) mit einer in Transportrichtung (TR) konturiert ausgebildeten Rückseite (9) zugeordnet ist. Vorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei dem Lagenbildungsbereich (4) ein Rückhalteelement (16) zugeordnet ist, welches Rückhalteelement (16) dazu ausgebildet ist, die der Lagenanordnung (100) nachfolgenden Artikel (101) während des Erfassens der die Lagenanordnung (100) bildenden Artikel (101) durch die Handhabungseinrichtung (5) zumindest zeitweise zu fixieren, insbesondere wobei das Rückhalteelement (16) vertikalbeweglich ausgebildet ist. Vorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei dem Vorformierungsbereich (3) ein zweites Anschlagelement (17) zugeordnet ist, insbesondere wobei das zweite Anschlagelement (17) sich quer zur Transportrichtung (TR) erstreckt, insbesondere wobei das zweite Anschlagelement (17) vertikal beweg lieh oder seitlich schwenkbar ausgebildet ist. Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen
(100), welche Lagenanordnungen (100) aus einer Mehrzahl von Artikeln (101) gebildet sind,
• wobei die Artikel (101) in einer Transportrichtung (TR) im ungeordneten Massenstrom (MS) zugeführt werden,
• wobei die Artikel (101) einen Vorformierungsbereich (3) durchlaufen, in welchem die kontinuierlich in Transportrichtung (TR) bewegten Artikel (101) in eine verdichtete Anordnung (vA) überführt werden,
• wobei die in Transportrichtung (TR) bewegten Artikel (101) zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente beaufschlagt werden und
• wobei in einem Lagenbildungsbereich (4) die Mehrzahl von eine Lagenanordnung (100) bildenden, in einer verdichteten Anordnung (vA) befindlichen Artikel (101) gemeinsam erfasst werden. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die im Massenstrom (MS) bewegten Artikel
(101) während der Bewegung in Transportrichtung (TR) zur Ausbildung der verdichteten Anordnung (vA) mit oszillierenden Bewegungen oder mit Rüttelbewegungen beaufschlagt werden. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die oszillierende Bewegungskomponente seitlich und/oder von unten auf die Artikel (101) aufgebracht wird, insbesondere wobei zur Ausbildung der verdichteten Anordnung (vA) Einrichtungen (10) von der Seite her und/oder von unten her auf zumindest einen Teil der im Massenstrom (MS) in Transportrichtung (TR) bewegten Artikel (101) einwirken. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die in verdichteter Anordnung (vA) befindlichen Artikel (101) in dem Lagenbildungsbereich (4) an einem quer zur Transportrichtung (TR) angeordneten Anschlagelement (8) aufgestaut werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die der Lagenanordnung (100) nachfolgenden Artikel (101) während des Erfassens der die Lagenanordnung (100) bildenden Artikel (101) durch ein Rückhalteelement (16) zumindest kurzzeitig fixiert werden.
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