Vorrichtung und Verfahren zum Stapeln von Stückgut in einem Transportbehälter

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Stapeln von Stückgut in einem Transportbehälter, insbesondere zum Befüllen von Kartons oder Kisten mit flachen stapelfähi- gen Packungen oder Paketen, die über mindestens einen Zuför- derer in den Bereich des Transportbehälters transportiert und in diesen geordnet übergeben werden.

Es ist bekannt und üblich, Stückgut zu Versandzwecken in Transportbehältern zu verpacken und, insbesondere wenn es sich um stapeiförmiges Gut von gleichen oder ähnlichen Abmes¬ sungen handelt, in den Transportbehältern Stapel zu bilden, die den Behälter gut ausfüllen, um die Ware raumsparend und sicher transportieren zu können. Dabei können in dem Trans- portbehälter, in der Regel einem Karton oder in einer Kiste, auch mehrere nebeneinander angeordnete Stapel vorgesehen sein, wenn der Platz dafür ausreicht. Die Transportbehälter sind gewöhnlich am Ende eines Förderers aufgestellt, der Teil einer Sortier- oder Kommissionieranlage sein kann, in der das Stückgut auftrags- oder zielbezogen zusammengestellt wird, um es dem Transportbehälter zuzuführen. Das Stapeln der Stück¬ gutteile erfolgt meistens von Hand, insbesondere wenn mehrere Stapel für einen Transportbehälter gebildet werden sollen.

Es ist auch bekannt, mit Hilfe von Zu- und Abförderern mehr oder weniger automatisch aus dem Stückgut oder Paketen in ei¬ ner speziellen Vorrichtung Stapel zu bilden, die anschließend als solche einer Verpackungseinheit zugeleitet und in diese maschinell oder von Hand eingesetzt werden (DE 199 63 021 Al) . Diese Vorrichtung gestattet jedoch nicht das Stapeln un¬ mittelbar in den Transportbehälter und auch nicht das direkte Stapeln mehrerer nebeneinander angeordneter Stapel. Daher ist die bekannte Einrichtung umständlich und aufwändig, insbeson¬ dere wenn das Stapeln in die Transportbehälter in Versand¬ zentren mit einer großen Anzahl von Versandarbeitsplätzen er¬ folgen soll.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stapeln von Stückgut in ei¬ nen Transportbehälter so zu gestalten, dass mit einfachen a- ber wirkungsvollen Mittel das direkte Stapeln, auch von meh- reren nebeneinander angeordneten Stapeln in den Transportbe¬ hälter vollautomatisch und mit hoher Leistung möglich ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist, durch einen unmittelbar unterhalb des Zuförderers zwischen diesem und dem Transportbehälter ange¬ ordneten Übergabeförderer, der aus einer Übernahmeposition für das Stückgut, in der sich mindestens das frei auskragende vordere Ende des Übergabeförderers unterhalb des freien Endes des Zuförderers befindet, horizontal in eine Übergabestellung bewegbar ist, in der sich das Stückgut oberhalb seiner im Transportbehälter vorgesehenen Stapelposition befindet, und dass der Übergabeförderer zum Übergeben des Stückgutes in den Transportbehälter aus dieser Position heraus mit der gleichen Geschwindigkeit in die Übernahmeposition zurückbewegbar ist, mit der die Auflageseite des Transportbandes des Übergabeför¬ derers relativ zum Übergabeförderer in der entgegengesetzten Richtung bewegbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Stapeln von Stückgut be- steht im Wesentlichen aus zwei aufeinander abgestimmten Band¬ förderern, von denen der erste dem Zufördern des Stückgutes dient, welches auf den zweiten Übergabeförderer überführt wird, der das Stückgut in eine Position bringt, in der es un¬ mittelbar über dem vorgesehenen Stapelplatz liegt. Zu diesem Zweck ist das Übergabeband horizontal gegenüber dem Zuförder- band bewegbar, wobei die Bewegungsrichtung im Wesentlichen der Transportrichtung des Zuförderbandes entspricht. Auf die- se Weise kann ein Stückgutteil, dass das freie Ende des Zu- förderers verlässt, direkt und unmittelbar von dem darunter angeordneten Übergabeförderer übernommen werden, der es durch seine Horizontalbewegung in einen Bereich oberhalb des Trans- portbehälters transportiert. Da der Übergabeförderer in bei¬ den Richtungen horizontal bewegbar ist, kann er durch Zurück¬ fahren in seine Ausgangsposition die obere Öffnung des Trans¬ portbehälters freigeben, wobei nur dafür Sorge getragen wer¬ den muss, dass das auf dem Transportband des Übergabeförde- rers aufliegende Stückgut diese Zurückbewegung nicht zusammen mit dem Übergabeförderer ausführt, sondern an der vorgesehe¬ nen Stelle, wo es gestapelt werden soll, abgeworfen wird.

Das wird im Wesentlichen erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Transport- und Bewegungsgeschwindigkeiten des Zuför- derbandes und des Übergabebandes steuerbar sind, wobei vor¬ zugsweise das Zuförderband als Pufferband ausgebildet ist. Durch letztere Maßnahme wird sichergestellt, dass nicht meh¬ rere Stückgutteile gleichzeitig vom Zuförderband auf den Ü- bergabeförderer übergeben werden, wodurch das sorgfältige Stapeln gestört werden würde. Dies lässt sich durch das Puf¬ fern, der auf dem Zuförderband herantransportierten Stückgut¬ teile erreichen, und zwar in bekannten Weise, die hier nicht weiter beschrieben werden muss.

Um die richtige Position des Stückgutes zu ermitteln, in der dieses in den Transportbehälter abgeworfen werden soll, um dort den gewünschten Stapel zu bilden, ist ein Sensor vorge¬ sehen, der die exakte Übergabestellung des Stückgutes ermit- telt. Dieser Sender kann vorzugsweise eine Fotozelle oder dergleichen sein.

Das Abwerfen des Stückgutes in den Transportbehälter erfolgt, in dem das Transportband während der Zurückbewegung des Über- gabeförderers in die Übernahmeposition mittels einer an einem feststehenden Rahmenteil angeordneten Blockiervorrichtung bei sich frei drehende Umlenkrollen des Transportbandes festsetz- bar ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass das Trans¬ portband bezogen auf die Gesamtvorrichtung stehen bleibt, während der Übergabeförderer sich horizontal in seine Über¬ nahmeposition zurückbewegt. Bei dieser Zurückbewegung werden die Umlenkrollen des Transportbandes entgegen der Bewegungs¬ richtung des Übergabeförderers in Drehung versetzt und rollen praktisch innerhalb des stillstehenden Transportbandes ab. Dadurch verkürzt sich der den Transportbehälter übergreifende Bereich des Übergabeförderers in dem Maße, in dem sich der Übergabeförderer horizontal bewegt, so dass der das Stückgut tragende Bereiche, auf dem das Stückgut aufliegt, sich unter¬ halb des Stückgutes wegbewegt, bis dieses an der vorgesehenen Stelle in den Transportbehälter fällt.

Bevorzugt ist die Blockiervorrichtung für das Transportband des Übergabeförderers am Rahmen des Zuförderers angeordnet, es kann jedoch auch an anderen feststehenden Rahmenteilen der Vorrichtung befestigt sein. Die Blockiervorrichtung ist sehr einfach gegenüber der anderen denkbaren Lösung, bei der Transportband mit der gleichen Geschwindigkeit und über glei¬ che Wegstrecke angetrieben wird, wie die Geschwindigkeit und der Weg des Übergabeförderers in entgegengesetzter Richtung, so dass gleichermaßen das Transportband relativ zum Rahmen der Vorrichtung stehen bleibt, weil beide Bewegungen und Ge- schwindigkeiten sich gegeneinander aufheben.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es in vorteilhafter Weise auch mehrere nebeneinander oder sich geordnet überlap¬ pende Stapel von Stückgütern in einem und demselben Trans- portbehälter zu stapeln, indem die Horizontalbewegung des Ü- bergabeförderers in Relation zu dem vorgesehenen Stapelmuster steuerbar ist. Auf diese Weise kann praktisch jeder beliebige Platz innerhalb des Transportbehälters belegt werden, je nach dem wo die Vorrichtung in Abstimmung der Transportbewegungen der Förderer und des Transportbandes das Stückgut zum Abwurf positioniert. Vorzugsweise ist der Zuförderer gegenüber dem horizontalen Übergabeförderer in einem spitzen Winkel geneigt angeordnet und überbrückt beispielsweise den Abstand zu einem oberhalb umlaufenden Sorter, von dem die Stückgutteile herantranspor- tiert werden. Es können auch zwei oder mehrere Zuförderer hintereinander angeordnet sein.

Die Blockiervorrichtung für das Transportband kann über einen pneumatischen oder elektrischen Kolben- Zylinderantrieb akti- viert werden und wirkt unmittelbar auf das Band ein.

Zur Horizontalbewegung des Übergabeförderers sind verschiede¬ ne Antriebsarten denkbar, so kann die Bewegung über einen Schubstangenantrieb ebenso erfolgen, wie über einen Zahnstan- gen oder Zahnriemenantrieb. Auch die Bewegung mittels eines Linearmotorantriebes ist nach der Erfindung denkbar.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zwischen einem Sorter, beispielsweise einem Kippschalen- oder Quer- bandsorter und einer Verpackungsstation eingesetzt.

Ein Arbeitsverfahren zum Stapeln von Stückgut in einer Vor¬ richtung nach dem Patentanspruch 1 ist gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:

a) Das mit gesteuerter Transportgeschwindigkeit auf den Zu¬ förderer transportierte Stückgut wird, gegebenenfalls nach einer Zwischenpufferung, an das frei auskragende vorderer Ende des Übergabeförderers unterhalb des freien Endes des Zuförderers übergeben,

b) der Übergabeförderer bewegt sich währen der Übernahme des Stückgutes horizontal in Transportrichtung des Zu¬ förderers,

c) das Transportband des Übergabeförderers steht relativ zum horizontal bewegbaren Übergabeförderers still und bewegt das aufliegende Stückgut weiter in die Übergabe¬ stellung, in der sich das Stückgut oberhalb seiner in Transportbehälter vorgesehenen Stapelposition befindet,

d) das Transportband wird gegenüber dem Rahmen der Vorrich¬ tung festgelegt, während der Übergabeförderer in seine Übernahmeposition zurückgefahren wird,

e) das Stückgut bleibt zunächst in seiner Übergabeposition auf dem blockierten Transportband und wird in den Trans¬ portbehälter definiert abgeworfen, so bald sich die dem Transportbehälter nahe Umlenkrolle des Transportbandes und damit der das Stückgut abstützende Bereich des Transportbandes zusammen mit dem Übergabeförderer unter dem Stückgut wegbewegt hat.

Vorzugsweise erfolgt die Bewegung des Übergabeförderers in seine Übernahmeposition mit gegenüber seiner Bewegung in die Übergabestellung erhöhter Geschwindigkeit. Dadurch wird ein sicheres und zielgenaues Abwerfen des Stückgutes in den Transportbehälter gewährleistet.

Die vorgeschlagene Vorrichtung und das Arbeitsverfahren zum Stapeln ermöglichen einen weitgehend automatischen Ablauf zum Bilden von Stückgutstapeln in Transportbehältern, insbesonde¬ re in Kartons, mit einer sehr einfachen und funktionssicheren Vorrichtung. Die Steuerung der Anlage ist bei Verwendung der Blockiervorrichtung äußerst einfach, weil die aufwendige Ab¬ stimmung von Antriebsmotoren durch das bloße Stillsetzen des Tragbandes entbehrlich wird. Das Abwerfen des Stückgutes kann zielgenau in den Transportbehälter erfolgen, gleichgültig ob nur ein Stapel oder mehrere Stapel in den Behälter gebildet werden sollen. Die Vorrichtung ergänzt vorteilhafterweise ei¬ nen Sorter, wie er beispielsweise in Versandhäusern einge- setzt wird und wo Stückgutteile sortiert und transportiert werden, die ähnliche oder gleiche Abmessungen aufweisen und die flach genug sind, um sie zu stapeln. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung zum Sta¬ peln von Stückgut nach der Erfindung und

Figur 2 - 5 die Bewegungsabläufe der Vorrichtung nach Fig. 1 beim Stapeln von Stückgut

Figur 1 zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung zum Stapeln von Stückgut in Verbindung mit einem Sorter. Der Sorter ist in Figur 1 insgesamt mit 1 bezeichnet, es han¬ delt sich hier um einen Querbandsorter bekannter Bauart, der hier nicht weiter beschrieben werden soll. Das auf dem Sorter 1 herantransportierende Stückgut besteht im Ausführungsbei¬ spiel aus einem flachen Paket 2, das vom Sorter 1 auf das Zu- förderband 3 übergeben wurde. Das Zuförderband 3 ist in Pfeilrichtung 4 um die Umlenkrollen 3a, 3b gesteuert antreib- bar und kann gegebenenfalls mit einem Puffer versehen sein, mit dem Pakete 2 vor der Übergabe angehalten werden können, bis der Übergabebereich frei ist. Unterhalb des Zuförderban- des 3 ist bei 5 ein erfindungsgemäßer Übergabeförderer darge¬ stellt, dessen Tragband 6 um die Umlenkrollen 5a und 5b ge- führt ist. Bei 7 ist eine Blockiervorrichtung für das Trag¬ band 6 gezeichnet, deren Funktion später noch beschrieben wird. Mit 8 bezeichnet die Erfindung einen Transportbehälter, der in zwei Bereiche A und B unterteilt ist, in denen die Pa¬ kete 2 zu zwei nebeneinander angeordneten Stapeln aufgesta- pelt werden sollen. Es handelt sich bei dem Transportbehälter um einen Karton.

Die Bewegungsabläufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Figuren 2 - 5 dargestellt und werden nun beschrieben:

Beim Transport des Paketes 2 auf dem Zuförderer 3 in Pfeil¬ richtung 4 (Figur 1) wurde das Paket 2 auf den Übergabeförde- rer 5 überführt (Figur 2), der sich, vorzugsweise mit Trans¬ portgeschwindigkeit des Zuförderers 3 in Pfeilrichtung 9 ho¬ rizontal in der Transportrichtung des Zuförderers 3 bewegt. Das Tragband 6 ist dabei weder angetrieben noch blockiert, sondern befindet sich im Freilauf der Rollen 5a und 5b. In der Figur 2 erkennt man das Paket 2 oberhalb des mit A ge¬ kennzeichneten Stapelplatzes des Transportbehälters 8. Da das Paket aber in die Stapelposition B des gleichen Transportbe¬ hälters 8 abgeworfen werden soll, wird der Übergabeförderer 5 in Pfeilrichtung 9 weiterbewegt, bis er die in Figur 3 darge¬ stellte Position erreicht hat. In dieser Position liegt das Paket 2 exakt über dem Bereich, in den das Paket zum Stapeln abgeworfen werden soll.

Bevor nun der Übergabeförderer 5 in seine in Figur 1 gezeigte Übernahmeposition (Ausgangsposition) zurückbewegt wird, tritt die Blockiervorrichtung 7 in Kraft, die zuvor außer Funktion war. Die Blockiervorrichtung 7 drückt pneumatisch auf das Transportband 6 des Übergabeförderers 5 und verhindert ein Verschieben desselben mit dem aufliegenden Paket 2 aus der erreichten Übergabeposition (Figur 3) . Wird nun bei weiter blockiertem Transportband 6 der Übergabeförderer 5 wie die Pfeile 10 verdeutlichen, sehr schnell zurückgefahren, so be¬ wegen sich zwar die Umlenkrollen 5a und 5b zusammen mit dem Übergabeförderer in Pfeilrichtung und wickeln sich dabei an der Innenseite des Tragbandes 6 ab; das Tragband 6 selbst be¬ hält jedoch relativ zum Transportbehälter seine Position bei und unterstützt das Paket 2 so lange bis die vordere Umlenk¬ rolle 5b sich unter dem Paket 2 hinwegbewegt hat und dadurch die Auflagefläche des Transportbandes 6 unter dem Paket 2 „weggerollt" hat. Das Paket 2 fällt wie bei 11 angedeutet na¬ hezu senkrecht nach unten und bildet die erste Lage des Sta¬ pels, der sich bildet, wenn der beschriebene Vorgang mehrfach wiederholt wird.

Sobald der Übergabeförderer 5 wieder in seiner Übernahmestel¬ lung angelangt ist, wird die Blockiervorrichtung 7 gelöst, während das nächste Paket 2 auf dem Zuförderer 3 in Pfeil¬ richtung 4 herantransportiert wird, um den beschriebenen Vor¬ gang zu wiederholen. Durch mehrfache Wiederholung lassen sich zwei Stapel an den Stapelplätzen A und B bilden, wobei zum Stapeln am Stapelplatz A die Rückwärtsbewegung des Übergabe¬ förderers 5 aus einer Position eingeleitet würde, wie sie beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist. Aus dieser Positi¬ on heraus würde die Blockiervorrichtung 7 das Transportband 6 wie beschrieben blockieren und der Übergabeförderer 5 würde mit hoher Geschwindigkeit in Pfeilrichtung 10 (Figur 4) so¬ weit zurückbewegt, bis die vordere Umlenkrolle 5b des Überga¬ beförderers 5 unter dem Paket 2 hinwegbewegt ist und somit das Paket 3 senkrecht nach unten in die Position 8 fällt.