RÜBSAAMEN, Martin (Holzweg 16, Bad Dürkheim, 67098, DE)
HELFRICH, Stefan (Gutschneiderswiesen 14, Heppenheim, 64646, DE)
RÜBSAAMEN, Martin (Holzweg 16, Bad Dürkheim, 67098, DE)
| Patentansprüche: 1. Verfahren zum Behandeln von Behältern (1), insbesondere von groß- volumigen Getränkebehältern wie beispielsweise KEGs (1), wonach der jeweilige Behälter (1) oder eine Behältergruppe mittels einer Greifvorrichtung (4) mit zumindest einer Greiferbacke (5) und einem demgegenüber wenigstens in Behälterebene bewegbaren Anschlag (6, 7) fixiert wird, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, dass der Anschlag (6, 7) zusätzlich in axialer Richtung des jeweiligen Behälters (1) verfahrbar ausgebildet wird. 2. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (6, 7) zusammen mit der Greiferbacke (5) für eine Drei-Punkt-Klemmung des jeweiligen Behälters (1) bzw. der Behälter (1) der Behältergruppe sorgt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (1) der Behältergruppe punktuell oder linienförmig aneinander anliegen. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (1) der Behältergruppe eine Reihe formen. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (6, 7) bis maximal zur Hälfte der Behälterhöhe in axialer Richtung verfährt. 6. Vorrichtung zum Behandeln von Behältern, insbesondere von großvolumigen Getränkebehältern wie beispielsweise KEGs, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Greifvorrichtung (4) mit zumindest einer Greiferbacke (5) und einem demgegenüber wenigstens in Behälterebene bewegbaren Anschlag (6, 7), dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (6, 7) zusätzlich in axialer Richtung des jeweiligen Behälters (1) verfahrbar ausgebildet ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (6, 7) wenigstens zweiteilig mit einem Festelement (6) und einem Verfahrelement (7) ausgebildet ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahrelement (7) an eine Stellvorrichtung (8), insbesondere Linearstellvorrichtung, beispielsweise einen Stellzylinder (8), angeschlossen ist. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (6, 7) eine geringere Querschnittsfläche als eine Behälterlücke (7) aufweist. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag an einer Portalvorrichtung (10, 11), einem Roboterarm oder dergleichen Stellvorrichtung festgelegt ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung oberhalb oder seitlich im Vergleich zu einer Arbeitsfläche (2) zur Aufnahme der Behälter (1) angeordnet ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung die Behälter von der Arbeitsfläche (2) auf eine Transportfläche (3) überführt. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Behandeln von zylindrischen Körpern beispielsweise Behältern, insbesondere von großvolumigen Getränkebehältern wie beispielsweise KEGs, wonach der jeweilige Behälter oder eine Behältergruppe mittels einer Greifvorrichtung mit zumindest einer Greiferbacke und einem demgegenüber wenigstens in Behälterebene bewegbaren Anschlag fixiert wird.
Bei den angesprochenen großvolumigen Behältern handelt es sich üblicherweise um solche Behälter, die ein Volumen von 5 oder mehr Litern, beispielsweise 5 I 1 10 1, 30 1 oder 50 1, aufweisen. Sofern in den Behältern Getränke aufgenommen werden, es sich also um Getränkebehälter handelt, werden meistens sogenannte KEGs gemeint, die mit CO2-haltigen Getränken, beispielsweise Bier abgefüllt werden.
Die KEGs werden heutzutage meistens nach ihrer Befüllung und dem Bierverbrauch an die zugehörige Brauerei im Sinne eines Mehrwegsystems zurückgereicht. Hier werden sie gereinigt und erneut befüllt. Da diese sogenannten Mehrweg-KEGs üblicherweise aus Metall (beispielsweise Aluminium oder Edelstahl) hergestellt sind, verfügen sie über ein nicht unerhebliches Gewicht. Ihre Handhabung beim Entladen, Reinigen und gegebenenfalls zur Befüllung erfordert folglich maschinell arbeitende Manipulatoren und sollte aufgrund der auftretenden körperlichen Belastungen nicht manuell vorgenommen werden.
Zu diesem Zweck schlägt der gattungsbildende Stand der Technik nach der DE 299 19 624 U1 bereits eine Vorrichtung zur Behandlung von Behältern, beispielsweise KEGs, vor. Diese ist insbesondere zum Umsetzen dieser Behälter geeignet und verfügt hierzu über einen gesteuert bewegbaren Geräteträger sowie wenigstens einen am Geräteträger vorgesehenen Mehrfachgreifer. Mit Hilfe des Mehrfachgreifers lassen sich gleichzeitig mehrere Behälter greifen und halten. Der Mehrfachgreifer verfügt zwischen wenigstens drei Greiferbacken über zumindest zwei Aufnahmen für jeweils einen Behälter. Diese Aufnahmen müssen natürlich an die jeweilige Größe des Behälters respektive KEGs angepasst sein, so dass sich die Behandlung unterschiedlich großer Behälter schwierig darstellt bzw. zwangsläufig mit einer Umrüstung verbunden ist. Viel gravierender ist jedoch der Umstand, dass die bekannte Vorrichtung die Behälter respektive KEGs von der Seite her ergreift. Dadurch resultiert ein erhöhter Platzbedarf bei den Manipulationsanlagen für die Behälter, was in Anbetracht der beengten Platzverhältnisse nachteilig ist. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Verfahren zum Behandeln von Behältern, insbesondere von großvolumigen Getränkebehältern wie beispielsweise KEGs, so weiter zu entwickeln, dass der Platz- bedarf einer zugehörigen Vorrichtung verringert ist und Behälter unterschiedlicher Ausgestaltung problemlos verarbeitet werden können.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren vor, dass der Anschlag zusätzlich in axialer Richtung des jeweiligen Behälters verfahrbar ausgebildet wird.
Erfindungsgemäß findet also eine Fixierung des Behälters oder der jeweiligen Behältergruppe zunächst einmal zwischen der wenigstens einen (üblicherweise feststehenden) Grsiferbacke und dem demgegenüber wenigstens in Bβhälter- ebene bewegbaren Anschlag statt. Die Behälterebene stellt dabei die Ebene dar, welche von einer jeweiligen (meistens kreisrunden) Grundfläche des (regelmäßig zylindrischen) Behälters aufgespannt wird. Im Allgemeinen fällt die Behälterebene mit der Ebene einer Arbeitsfläche zusammen, auf welcher die Behälter für ihre anschließende Manipulation bzw. Behandlung angeliefert werden. Jedenfalls lässt sich der betreffende Anschlag erfindungsgemäß nicht nur in dieser im Allgemeinen horizontalen Behälterebene bewegen, sondern zusätzlich in axialer Richtung im Vergleich zum jeweiligen Behälter verfahren. Das heißt, der Anschlag ist ergänzend zur Bewegung in der Horizontalebene zu einer Bewegung in einer Vertikalebene in der Lage. Aufgrund dieser Ver- fahrbarkeit des wenigstens einen Anschlags zusätzlich in axialer Richtung des jeweiligen Behälters kann der Anschlag problemlos in eine Behälterlücke eintauchen respektive von oben her an den zu greifenden Behälter angelegt werden. Dadurch ist es möglich, bei einer Behältergruppe den jeweiligen Behälter im Bereich der Behälterlücke an seiner Mantelfläche einzuspannen.
Eine solche Handhabung an der äußeren Mantelfläche ist von besonderer Be- deutung, weil die großvolumigen Getränkebehälter üblicherweise nicht an ihrem oberen Rand ergriffen werden dürfen. Denn hier kann es in der Praxis zu Beschädigungen oder Verschmutzungen des Randes und/oder dort vorgesehener Armaturen kommen, was die weitere Verarbeitung erschwert oder sogar gänzlich unmöglich macht.
Dadurch, dass erfindungsgemäß der Anschlag zusätzlich über eine Bewegbarkeit in axialer Richtung in Bezug auf die Behälter verfügt, sich also regelmäßig entlang oder parallel zu ihrer Rotationsachse bewegen lässt, kann eine zugehörige Vorrichtung äußerst Platz sparend gestaltet werden. Es ist also im Unterschied zum Stand der Technik nicht mehr erforderlich, die Behälter von der Seite her oder seitlich zu ergreifen. Vielmehr taucht der Anschlag oder tauchen die mehreren Anschläge in die jeweilige Behälterlücke ein und ergreifen den gewünschten Behälter bzw. fixieren diesen zusammen mit der Greiferbacke. Dabei kann grundsätzlich auch die Greiferbacke nicht nur in Be- hälterebene bewegbar ausgestaltet sein, sondern lässt sich vergleichbar wie der Anschlag ebenfalls zusätzlich in axialer Richtung verfahren und bewegen. Auf diese Weise ist es möglich, einzelne Behälter gezielt aus einer Behältergruppe herauszugreifen und beispielsweise von der Arbeitsfläche zur Aufnahme der Behälter auf eine Transportfläche zu überführen.
Üblicherweise versucht man natürlich, eine Behältergruppe auf einen Schlag von der Arbeitsfläche auf die Transportfläche umzusetzen. In diesem Fall hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Behälter der Behältergruppe punktuell aneinander liegen, also gleichsam zwischen dem horizontal und vertikal bewegbaren Anschlag und der Greiferbacke festgespannt werden. Dabei wird meistens so gearbeitet, dass die Behälter der Behältergruppe eine Reihe formen und im Übrigen der Anschlag beispielsweise bis maximal zur Hälfte der Behälterhöhe in axialer Richtung verfährt. Dadurch wird sicher gestellt, dass die jeweiligen Behälter tatsächlich nur an ihrer äußeren Mantelfläche mit entsprechenden Klemmkräften beaufschlagt werden, so dass etwaige Beschädigungen zuverlässig ausgeschlossen werden können.
Von besonderer selbständiger Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, dass der Anschlag zusammen mit der Greiferbacke insgesamt für eine Drei-Punkt- Klemmung des jeweiligen Behälters bzw. der Behälter der Behältergruppe sorgt. Dabei lässt sich diese Drei-Punkt-Klemmung auch schon dann realisieren, wenn der Anschlag lediglich in Behälterebene bewegbar ist und nicht zusätzlich über eine Verfahrbarkeit in axialer Richtung im Vergleich zu den Behältern verfügt. Ganz besonders bevorzugt ist diese Drei-Punkt-Klemmung jedoch dann, wenn sich der Anschlag - wie beschrieben - horizontal und vertikal verfahren lässt. Ähnliches mag für die Greiferbacke gelten, wenngleich diese in der Regel ortsfest ausgestaltet ist oder doch zumindest gegenüber dem bewegbaren Anschlag in ihrer Position verbleibt.
Die Greiferbacke verfügt in der Regel über eine prismenförmige Aufnahme, die bereits zwei Anlagepunkte für den demgegenüber meistens zylindrischen Behälter zur Verfügung stellt. Der dritte Anlagepunkt wird dann von dem gegenüber der Greiferbacke bewegbaren Anschlag zur Verfügung gestellt, so dass es auf diese Weise praktisch automatisch zu der beschriebenen Drei-Punki- Klemmung des jeweiligen Behälters kommt. Diese Drei-Punkt-Klemmung wird auch dann noch durchgängig aufrechterhalten, wenn mit Hilfe der Greifvorrichtung und dem Anschlag eine Behältergruppe aus mehreren Behältern gleichzeitig ergriffen und beispielsweise von der Arbeitsfläche auf die Trans- portfläche umgesetzt wird. Das ist aus Gründen einer damit verbundenen erhöhten Arbeitsgeschwindigkeit erwünscht und wird meistens auch so realisiert.
In jedem Fall ist der erfindungsgemäße Anschlag in der Lage, gleichsam von oben in die Behältergruppe einzutauchen, nämlich in den Bereich einer Behäl- terlücke. Das gelingt, weil der Anschlag üblicherweise über eine geringere Querschnittsfläche verfügt, als die Querschnittsfläche dieser Behälterlücke bemessen ist. Dadurch lässt sich eine zugehörige Vorrichtung zum Behandeln der Behälter besonders kompakt aufbauen, weil der Anschlag gleichsam von oben und erst dann seitlich an den zu ergreifenden Behälter angelegt wird bzw. die ohnehin vorhandenen Behälterlücken für das Anlegen des Anschlages an die äußere Mantelfläche des zu ergreifenden Behälters genutzt werden.
Dabei wird diese Drei-Punkt-Klemmung des jeweiligen Behälters regelmäßig durchgängig verfolgt und gilt auch für diejenigen Behälter, die aneinander anliegen und mit ihrem Berührpunkt einen Anlagepunkt ihrer Drei-Punkt- Lagerung definieren. Dadurch lassen sich die Behälter insgesamt schnell, funktionssicher und unter Berücksichtigung eines kompakten Aufbaus flexibel ergreifen, was in Anbetracht der heute geforderten Behandlungsgeschwin- digkeiten von besonderer Bedeutung ist. - Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung, wie sie sich zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens besonders eignet und in den Ansprüchen 6 ff. beschrieben wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von Behältern perspektivisch,
Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 ,
Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 mit teilweise entfernten Maschinenelementen und Behältern zur Detaildarstellung und
Fig. 4 einen Manipulationsvorgang schematisch, und
Fig. 5 einen weiteren Manipulationsvorgang schematisch. In den Figuren ist eine Vorrichtung dargestellt, die zum Behandeln von Behältern 1 dient. Bei den Behältern 1 handelt es sich im Beispiel um großvolumige Getränkebehälter, insbesondere KEGs 1 , zur Aufnahme und Bevorratung von Bier. Die Behälter bzw. KEGs 1 werden von einer Arbeitsfläche 2, bei- spielsweise einer Palette, auf der sie angeliefert werden, mit Hilfe der betreffenden Vorrichtung auf eine Transportfläche 3 umgesetzt, die lediglich angedeutet ist. Auf dieser Transportfläche 3, bei welcher es sich um ein Förderband handeln mag, werden die Behälter bzw. KEGs 1 beispielhaft einer anschließenden Reinigung und Neubefüllung zugeführt.
Zu diesem Zweck verfügt die dargestellte Vorrichtung in ihrem grundsätzlichen Aufbau über eine Greifvorrichtung 4, die vorliegend mit zwei Greiferbacken 5 und einem Anschlag 6, 7 ausgerüstet ist. Um die auf der Arbeitsfläche 2 bereit gestellten Behälter bzw. KEGs 1 zu ergreifen, schwenkt die Greifvorrichtung 4 über die bereitstehenden Behälter 1 und ergreift diese beim Entladevorgang sowie setzt sie auf die Transportfläche 3 ab. Dazu ist der Anschlag 6, 7 sowohl in einer Behälterebene bewegbar, welche von einer Grundfläche der Behälter 1 aufgespannt wird und die vorliegend mit der Arbeitsfläche 2 zusammenfällt als auch senkrecht hierzu, das heißt in axialer Richtung der Behälter 1. Das deuten Bewegungspfeile in den Fig. 1 und 2 an. Da die Behälter 1 vorliegend überwiegend rotationssymmetrisch und im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind, stehen die jeweiligen Behälterachsen respektive Rotationsachsen senkrecht auf der Arbeitsfläche 2 auf. Meistens ist die Arbeitsfläche 2 horizontal angeordnet, wohingegen die Behälterachseπ über eine vertikale Ausrichtung ver- fügen. Folgerichtig lässt sich der Anschlag 6, 7 erfindungsgemäß sowohl horizontal als auch vertikal verfahren.
Grundsätzlich können auch die beiden Greifer 5 nicht nur in der Behälterebene (horizontal) bewegt werden. Vielmehr ist auch eine ergänzende Bewegung senkrecht hierzu - ähnlich dem Anschlag 6, 7 - denkbar und wird von der Erfindung ebenfalls mit umfasst. Im dargestellten, den Umfang der Erfindung aber nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Greiferbacken 5, nachdem die Greifvorrichtung 4 über die Behälter 1 geschwenkt worden sind, allerdings ortsfest gestaltet und es bewegt sich lediglich der Anschlag 6, 7 demgegenüber.
Man erkennt, dass der Anschlag 6, 7 wenigstens zweiteilig mit einem Festele- ment 6 und einem Verfahrelement 7 ausgebildet ist. Das Verfahrelement 7 ist hierzu an eine Stellvorrichtung 8 angeschlossen, die vorliegend als Linearstellvorrichtung, insbesondere Stellzylinder 8, ausgebildet ist. Mit Hilfe der Stellvorrichtung 8 kann das Verfahrelement 7 gegenüber dem Festelement 6 verstellt werden bzw. lässt sich ein Abstand A zwischen den beiden Elementen 6, 7 verändern, wie dies in den Fig. 3, 4 zum Ausdruck kommt. Das heißt, die beiden Elemente 6, 7 des Anschlages 6, 7 können ihren Abstand zueinander variieren, und zwar in der Behälterebene. Dadurch lassen sich die beiden Elemente 6, 7 entsprechend den Prinzipskizzen in Fig. 4 seitlich an die Mantelfläche eines Behälters 1 anlegen (vgl. Fig. 4 rechts, Mitte) oder ist es möglich, einen Behälter 1 zwischen den beiden Elementen 6, 7 einzuspannen, wie die darunter befindliche Darstellung zeigt.
Der Anschlag 6, 7 verfügt nun über eine Querschnittsfläche, die geringer bemessen ist, als eine Querschnittsfläche einer Behälterlücke 9. Dadurch ist es möglich, den Anschlag 6, 7 in eine solche Behälterlücke 9 in vertikaler Richtung eintauchen zu lassen. In diesem Zusammenhang wird über einen nicht ausdrücklich dargestellten Sensor festgestellt, ob der Anschlag 6, 7 möglicherweise mit einem Rand des jeweiligen Behälters 1 kollidiert. Zugleich kann zuvor die Position der einzelnen Behälter 1 auf der Arbeitsfläche 2 und damit die Lage der jeweiligen Behälterlücken 9 erfasst werden.
Jedenfalls stellt eine obligatorische Steuereinheit S, an welche der Stellzylinder 8 und auch die gesamte Greifeinrichtung 4 angeschlossen sind in Verbindung mit Signalen des angesprochenen Sensors respektive anhand des Bildes bzw. der Anordnung der Behälter 1 auf der Arbeitsfläche 2 sicher, dass der Anschlag 6, 7 kollisionsfrei in die Behälterlücken 9 eintauchen kann. Dabei verfährt der Anschlag 6, 7 vorzugsweise bis maximal zur Hälfte der Behälterhöhe in axialer Richtung. Dadurch ist sichergestellt, dass der Anschlag 6, 7 den jeweils zu ergreifenden Behälter 1 lediglich an seiner äußeren Mantelfläche beaufschlagt, und zwar punktuell, oder in Form einer linienförmigen Berührung. Zu diesem Zweck sind sowohl das Festelement 6 als auch das Verfahrelement 7 jeweils prismatisch ausgestaltet.
Über eine ebenfalls prismatische Gestaltung verfügen die beiden Greifer 5 an ihren Innenflächen. Als Folge hiervon werden die einzelnen Behälter 1 lediglich an drei Punkten bzw. Anlagepunkten oder Anlagelinien P 1 , P 2 und P 3 festgeklemmt, wie dies die Prinzipskizze nach Fig. 4 deutlich macht. Das heißt, der Anschlag 6, 7 sorgt zusammen mit der wenigstens einen Greiferbacke 5 für eine Drei-Punkt-Klemmung oder Drei-Linien-Klemmung des jeweiligen Behälters 1 bzw. der Behälter 1 einer Behältergruppe. Dabei können die Behälter 1 der Behältergruppe punktuell aneinander anliegen, wie dies im Rahmen der Fig. 4 rechts unten deutlich gemacht wird.
Der Anschlag 6, 7 mag wie dargestellt an einer Portalvorrichtung 10, 11 angebracht sein. Diese Portalvorrichtung 10, 11 setzt sich aus einer die Arbeitsfläche 2 überspannenden Traverse 10 und einem an der Traverse 10 verfahrbaren Schlitten 11 zusammen. Die gesamte Portalvorrichtung 10, 11 ist größtenteils oberhalb der Behälter 1 angeordnet. Auch eine seitliche Anordnung der Portal- Vorrichtung 10, 11 bzw. allgemein einer Stellvorrichtung in diesem Zusammenhang ist denkbar. Tatsächlich kann nämlich als Stellvorrichtung auch ein Roboterarm oder dergleichen zum Einsatz kommen. Jedenfalls sorgt die Stellvorrichtung respektive Portalvorrichtung 10, 11 im Beispielfall dafür, dass die Behälter 1 von der Arbeitsfläche 2 auf die Transportfläche 3 überführt bzw auf diese umgesetzt werden.
Im Folgenden wird beispielhaft ein Entladevorgang beschrieben. Nachdem die Stellvorrichtung bzw. Portalvorrichtung 10, 11 über die Arbeitsfläche 2 geschwenkt worden ist, wird sie von oben kommend über eine Fassanordnung abgesenkt. Bei diesem Vorgang taucht der Anschlag 6, 7 in die Behälterlücke 9 ein bzw. bewegt sich seitlich vertikal nach unten entlang des zu ergreifenden Behälters 1. Im Anschluss daran verfährt das Verfahrelement 7 gegenüber dem Festelement 6 so lange, bis das einzelne Fass 1 fixiert ist, wie dies beispiels- weise in der von oben ersten, dritten, vierten und fünften Figur der Fig. 4 rechts dargestellt ist.
Zum Abschluss fahren die beiden Greiferbacken 5 zusammen bzw. wird die eine Greiferbacke 5 an den Anschlag 6, 7 herangefahren und werden die umzusetzenden Behälter 1 festgeklemmt. Jetzt kann das einzelne Fass bzw. der Behälter 1 oder kann die Fassreihe von der Arbeitsfläche 2 abgehoben werden und auf die Transportfläche 3 übergeben werden. Zum Abschluss verändern das Festelement 6 und das Verfahrelement 7 ihren Abstand A wieder bzw. fahren auseinander und auch die Greiferbacken 5 geben die Behälter 1 wieder frei. Nachdem die Behälter 1 wieder frei sind, fährt die gesamte Stellvorrichtung bzw. Portalvorrichtung 10, 11 nach oben und schwenkt dann wieder zur Arbeitsfläche 2 zurück, um eine weitere Behältergruppe zu ergreifen.
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