Verfahren und Vorrichtungen für das Befüllen von Behältern

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen für das automatische Befüllen von faltbaren, mit randseitigen Schlaufen versehenen Behältern.

Derartige Behälter, unter dem Namen Big-Bag bekannt geworden, sind in vielfältigen Ausführungsvarianten bekannt und bewährt und bspw. auch für unterschiedliche Lasten, zumeist für eine Tonne oder 500 kg, ausgelegt. Ein aus der EP 1 411 007 Al bekannt gewordener Behälter weist in den vier Eckbereichen angeschlossene Schlaufen auf, so dass ein solcher Behälter beispielsweise an Haken aufgehängt unterseitig entleert bzw. oberseitig über einen zentralen Einfüllstutzen befüllt werden kann.

Für die Befüllung derartiger Behälter wurden eine Vielzahl von Vorrichtungen bekannt, die sich jedoch in den Praxis nicht durchgesetzt haben und die insbesondere für den automatisierten Ablauf einer Befüllung nicht geeignet sind, wie bspw. die aus der DE 202 06 433 Ul bekannte Abfüllvorrichtung.

Ferner ist aus der DE 10 2004 010 500 Al ein Abfüllverfahren nebst Befüllstation bekannt, in der für das Füllen eines Behälters mit einer Befüllvorrichtung mit einer

GreifVorrichtung ein Ausgangsstück vorgesehen ist. Der Behälter ist während des Befüllens von dem Ausgangsstück in einem überdeckungsbereich vor Verschmutzungen geschützt. Danach wird der überdeckungsbereich des Behälters mit Hilfe der Greifvorrichtung abgezogen, so dass ein Verschließen des

Behälters mit Hilfe einer Verschließvorrichtung erfolgen kann.

Bei der aus der DE 199 15 703 Al bekannt gewordenen 5 Befüllstation ist an einem Gestell ein vertikal verfahrbarer Schlitten vorgesehen, der mit einem Fallrohr für das Befüllen eines Behälters verbunden ist. An den Seitenwangen des Schlittens sind schwenkbare Tragarme angeordnet, die Henkel zur Aufnahme der Schlaufen der Behälter aufweisen. 0

Diesen bekannt gewordenen Befüllstationen ist gemeinsam, dass insbesondere eine automatisierte Aufnahme der Behälter und deren übergabe an die Befüllstation, das automatische Abfüllen der Behälter in der Befüllstation sowie die übergabe 5 eines gefüllten Behälters an eine nachfolgende Station nicht vorgesehen ist.

Vor diesem Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, ein Verfahren und Vorrichtungen für das automatische 0 Befüllen von Behältern der eingangs genannten Art zur

Verfügung zu stellen, dass ein automatisiertes Befüllen der Behälter ermöglicht.

Gelöst wird diese technische Problematik durch das Verfahren 5 gemäß des Anspruchs 1 sowie durch die in den unabhängigen Ansprüchen erläuterten Vorrichtungen.

Gemäß des Anspruchs 1 wird bei einem Verfahren für das automatische Befüllen von faltbaren, mit randseitigen

D Schlaufen und einem Einfüllstutzen versehenen Behältern darauf abgestellt, dass ein Stapel von gefalteten Behältern bereitgestellt wird, dass ein oberster Behälter mit einer Hubvorrichtung aufgenommen wird, dass der Behälter mit einem nach innen umgestülptem Einfüllstutzen an eine Befüllstation j übergeben wird, dass ein einerends an einen Vorratsbehälter

angeschlossenes Fallrohrs durch den nach innen eingeschlagenen Einfüllstutzen in den Behälter eingebracht wird, dass der Einfüllstutzen mit einem andernends des Fallrohrs angeordneten Kopf gefasst und der Behälter über das eingebrachte Fallrohr mit einem Druck beaufschlagt wird, dass das Fallrohr unter Umstülpen des Einfüllstutzens ausgezogen wird, dass die Schlaufen mit Greifern gefasst und verriegelt werden, dass der Behälter gefüllt wird, dass der Einfüllstutzen abgebunden und der gefüllte Behälter an eine nachfolgende Station übergeben wird.

Die in Rede stehenden Behälter, insbesondere Big-Bags, werden regelmäßig in gefaltetem Zustand, zumeist palettiert, zur Verfügung gestellt. Als problematisch erweist sich hierbei, dass keine exakte Ausrichtung dieser gefalteten Behälter auf beispielsweise einer Palette erfolgt. Vielmehr liegen die Behälter übereinander gestapelt, zwar gefaltet, jedoch vergleichsweise unregelmäßig aufeinander. Insbesondere hängen die Schlaufen ungeordnet eckseitig herab. üblicherweise werden die Schlaufen des obersten Behälters manuell aufgenommen und in eine Greifervorrichtung einer Befüllstation, beispielsweise an Haken, Dornen oder Henkeln angehängt .

Erfindungsgemäß wird der gefaltete, oberste Behälter mit einer Hubvorrichtung automatisiert aufgenommen, wobei dessen Lagepositionierung vergleichsweise ungenau verbleiben kann. Bei dem Aufnehmen wird sich der gefaltete Behälter dann zumindest teilweise entfalten. Es kann dabei ferner daran gedacht sein, dass mittels der Hubvorrichtung die Oberseite des Behälters in einer im wesentlichen horizontalen Ebene auch gestrafft und glattgezogen wird. Mit Bezug auf die Eckbereiche eines derartigen Behälters wird dann der Anschluss eines oberseitig angeordneten Einfüllstutzens weitgehend zentral, mittig zwischen den Eckbereichen

positioniert sein. Dies ermöglicht das vertikale Einfahren eines Dorns, womit ein oberseitig angeordneter Einfüllstutzen in das Innere des Behälters umgestülpt wird. Hierzu weist der Dorn eine Spitze auf und ist der Dorn von kleinerem 5 Querschnitt als die lichte Weite des Einfüllstutzens, so dass ein Einfahren auch bei einer vergleichsweise ungenauen Positionierung sicher erfolgen kann.

Nach der Erfindung wird der Behälter mit nach innen 0 umgestülptem Einfüllstutzen an eine Befüllstation übergeben, zweckmäßigerweise durch die Hubvorrichtung. Diese Befüllstation ist mit Greifern versehen, die die Schlaufen erfassen und verriegeln können. Damit liegt auf der Hand, dass es alternativ auch möglich ist, die Schlaufen des von 5 der Hubvorrichtung angehobenen Behälters von den Greifern der Befüllstation zu fassen und mittels der Greifer den Behälter von der Hubvorrichtung in die Befüllstation zu übernehmen und dort zu positionieren.

0 Um sicherzustellen, dass die Schlaufen von den Greifern sicher erfasst und verriegelt werden können, ist weiter vorgesehen, diese mittels einer Positioniervorrichtung aus einer herabhängenden Lage nach oben, auf die Greifer zu, umzulegen.

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In der Befüllstation wird ein einerends an einen Vorratsbehälter, vorzugsweise ein Silo oder dergleichen angeschlossenes Fallrohr andernends durch den nach innen eingeschlagenen Einfüllstutzen in den Behälter eingebracht. 0 Wenn das Fallrohr starr positioniert ist, sollten die Greifer ein gewisses Auswandern des Behälters relativ zu dem Fallrohr ermöglichen, beispielsweise durch eine Verfahren der Greifer bzw. eine im gewissen Maß eine Relativbewegung zulassende GreifVorrichtung.

Der Behälter wird sich, gehalten von der Hubvorrichtung oder den Greifern, nicht vollends entfaltet haben. Es ist von daher zweckmäßig, den Behälter über das eingebrachte Fallrohr mit Druck zu beaufschlagen, so dass der Behälter sich 5 vollständig entfaltet, indem er gleichsam aufgeblasen wird.

Es wird insbesondere dann auch der Rand des nach innen umgestülpten Einfüllstutzens weitgehend faltenfrei an dem Fallrohr anliegen und exakt positioniert sein. Es ist dann 0 vorgesehen, den Einfüllstutzen mit einem andernends des Fallrohrs angeordneten Kopf zu fassen.

Es ist möglich, die Druckbeaufschlagung zeitgleich mit dem Fassen des Einfüllstutzens vorzunehmen oder den 5 Einfüllstutzen vor der Druckbeaufschlagung zu fassen, insbesondere auch abgedichtet, so dass an dieser Stelle kaum ein Druckverlust auftreten mag. Dabei wird allerdings in Kauf genommen, dass der Rand des Einfüllstutzens gegenüber dem am Fallrohr angeordneten Kopf ungenau ist. 0

Mit dem gefassten Einfüllstutzen erfolgt eine vertikale Relativbewegung zwischen dem Fallrohr und dem Behälter, wonach unter Umstülpen des Einfüllstutzens wieder nach außen das Fallrohr weitgehend aus dem Behälter ausgezogen ist.

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Je nach Ausgestaltung der Befüllstation nach der Erfindung können die dort ablaufenden Verfahrensschritte nahezu gleichzeitig oder auch in anderer Reihenfolge ablaufen, ohne dass solches einen automatisierten Ablauf des Befüllvorgangs 0 beeinträchtigt.

Gegebenenfalls unter weiterer Festlegung des Einfüllstutzens an der Außenseite des Fallrohrs, beispielsweise um einen wirklich staubsicheren Abschluss zu erhalten, erfolgt dann in 5 an sich bekannter Weise das Befüllen des Behälters.

Erfolgt anschließend die Trennung von Fallrohr und Einfüllstutzen, kann dieser von dem Grunde nach bekannten Vorrichtungen abgebunden, verschlossen werden. Bei einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass für das Abbinden eine relative Drehung um eine vertikale Achse zwischen dem Behälter und dem Kopf mit festgelegtem Einfüllstutzen erfolgt, wonach eine Abbindevorrichtung den verdrehten Einfüllstutzen abbindet. Eine solche Abbindevorrichtung, eigentlich für das Abbinden von Kabelbäumen bei

Kraftfahrzeugen gedacht, ist aus der EP 1 231 1471 Al bekannt.

Damit steht der gefüllte und verschlossene Behälter für die übergabe an eine nachfolgende Station zur Verfügung. Diese übergabe kann mittels der Greifer oder der Hubvorrichtung erfolgen.

Alternativ kann der Behälter auf insbesondere einem in der Höhe verstellbaren Tisch angeordneten abgesetzt sein, dort vorzugsweise auf einer Palette, die von einem Stapler, einem Flurförderfahrzeug oder dergleichen dann aufgenommen werden kann. Ein solcher Tisch kann ebenso als Teil einer Rollenbahn ausgebildet sein. Die Anordnung auf einem höhenverstellbaren Tisch hat ferner den Vorteil, dass die Greifer nicht das vollständige Gewicht des gefüllten Behälters zu tragen haben. Darüber hinaus kann ein solcher Tisch relativ einfach mit Wägevorrichtungen versehen sein. Auch können Vibrier- und/oder Rüttelvorrichtungen den Tisch in Schwingungen versetzen, so dass ein gleichmäßiges Absetzen eines Füllgutes in dem Behälter sichergestellt ist. Letztlich kann ein solcher Tisch auch in einfacher Weise durch seine Höhenverstellbarkeit unterschiedlichen Größen eines Behälters angepasst werden. Auch kann ein derartiger Tisch um eine vertikale Achse verdrehbar ausgebildet sein, um eine Drehung

des Behälters gegenüber einem dann regelmäßig starren Fallrohr mit an dessen Kopf festgelegten Einfüllstutzen zu ermögliche. Ist der Tisch höhenverstellbar, kann durch diesen auch der Höhenversatz durch das Verdrehen ausgeglichen 5 werden.

Alternativ besteht die Möglichkeit, Vibrier- und/oder Wägevorrichtungen beispielsweise an einem die Greifer haltenden Rahmen anzuordnen, insbesondere dann, wenn diese 0 den Behälter frei in der Befüllstation halten. Es kann dann auch der Raum unterhalb des Behälters frei verbleiben.

Insbesondere für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die nachstehend erläuterten Vorrichtungen 5 in Betracht gezogen:

In konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass über einem Bereitstellungsplatz für einen Stapel gefalteter Behälter eine in wenigstens einer horizontalen Richtung und ^> 0 in einer Vertikalen verfahrbare Saugtraverse der

Hubvorrichtung angeordnet ist und dass die Saugtraverse mit wenigstens vier Saugnäpfen für ein Aufnehmen von vier Eckenbereichen der Oberseite eines obersten Behälters, vorzugsweise an einem im wesentlichen U-förmig ausgebildeten 5 Halter, versehen ist, die derart angeordnet sind, dass ein zentraler Bereich der Oberseite des Behälters mit einem Einfüllstutzen nicht überdeckt ist.

In der Praxis hat sich herausgestellt, dass für das Aufnehmen 0 eines gefalteten Behälters, der von relativ geringem Gewicht ist, vier Saugnäpfe einer Saugtraverse zumeist ausreichend sind. Es ist jedoch die Verwendung von mehr Saufnäpfen problemlos möglich, wenn diese beispielsweise entlang den Seitenrändern oberseitig angreifend angeordnet werden, so ^'• ) dass auch dann der zentrale Bereich der Oberseite mit dem

Einfüllstutzen nicht überdeckt wird. Dies ist notwendig, wenn der Einfüllstutzen durch ein Einfahren eines Dorns in das Innere des Behälters nach dem Aufnehmen umgestülpt wird.

Da die Hubvorrichtung den Behälter insbesondere exakt positioniert und ausgerichtet für das Einfahren eines Dorns und/oder an die Befüllstation zu übergeben hat, ist es zweckmäßig, wenn die Hubvorrichtung über ein optisches Erkennungssystem und eine Steuerung verfügt, so dass die Hubvorrichtung den Behälter insbesondere in die Befüllstation lagerichtig einbringen kann. Dabei kann es weiter zweckmäßig sein, vorzugsweise die Oberseite des Behälters mit einer Markierung zu versehen, die eine Lagebestimmung durch das Erkennungssystem erlaubt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, die Saugtraverse und das optische Erkennungssystem an dem freien Ende eines Knickarm-Roboters anzuordnen.

In weiterer konstruktiver Ausgestaltung der Hubvorrichtung nach der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der horizontale Verfahrweg der Saugtraverse für eine übergabe eines Behälters an eine Befüllstation bemessen ist. Solches ist durch die Auslegung eines entsprechenden Gerüstes oder der Abmessungen eines Roboterarms problemlos möglich, wenn die Befüllstation dem Bereitstellungplatz benachbart ist.

Ist ein Umstülpen eines zentralen, oberseitig angeordneten Einfüllstutzens in das Innere des Behälters nötig, kann weiter über einem Bereitstellungsplatz für einen Stapel gefalteter Behälter ein in einer Vertikalen verfahrbarer Dorn vorgesehen sein, der mit der Saugtraverse an einem gemeinsamen Gerüst angeordnet sein kann, insbesondre auch an diesem verfahrbar. Zusätzliche konstruktive Maßnahmen sind hierdurch weitestgehend vermieden. Insbesondere ist eine

weitgehend korrekte Positionierung des Ansatzes des Einfüllstutzens an der Oberseite etwa mittig der vier Saugnäpfe gegeben, so dass ein im Querschnitt kleinerer, mit einer bspw. abgerundeten Spitze versehener Dorn problemlos eintauchen und den Einfüllstutzen damit in das Innere des Behälters auch umstülpen kann.

Nach Ausziehen des Dorns erfolgt dann die übergabe des Behälters an die eigentliche Befüllstation.

Bei einer Befüllstation nach der Erfindung ist vorgesehen, dass diese, bevorzugt entsprechend der Anzahl der Schlaufen an dem Behälter, Greifer aufweist, dass jeweils ein Greifer mit einem Unterdruck beaufschlagt eine Schlaufe einzieht und dass in einem Greifer die Schlaufe von einer Haltevorrichtung festgelegt wird.

Bei der übergabe eines Behälters an die Befüllstation werden die Schlaufen regelmäßig nach unten herabhängen. Damit eine solche herabhängende Schlaufe auch sicher von einem Greifer erfasst wird, ist eine Positioniervorrichtung vorgesehen, durch die eine herabhängende Schlaufe für ein Ergreifen durch den Greifer nach oben umgelegt wird.

Solches kann durch Anblasen insbesondre der Ecken bei einem Big-Bag erfolgen oder mechanisch, bspw. durch Bürsten, die die Ecken des Behälters nach oben abstreifen.

Bei einer vorgesehenen Ausführungsform weist jede Positioniervorrichtung einen in einer Ansicht L-förmigen

Schläger auf, der in einem Eckbereich des Behälters aus einer herabhängenden, die Schlaufe untergreifenden Position nach oben umgeschlagen die Schlaufe unterhalb des Greifers positioniert. Um Beschädigungen des Behälters bei einer ungenauen Positionierung zu vermeiden, ist ein solcher

Schläger vorzugsweise elastisch, bspw. aus einem Gummi oder einem vergleichbaren Kunststoff.

Auch durch eine unterseitige, trichterartige Ausbildung der nach Art eines Staubsaugers arbeitenden Greifers ist eine exakte Positionierung der Schlaufe mit Bezug auf den Greifer nicht von Nöten. Dies insbesondere dann nicht, wenn in einem Eckbereich ein Greifer von unten her, mit seiner öffnung nach oben gerichtet, an eine Schlaufe herangeführt wird, diese einsaugt und dann eingesaugt von der Haltevorrichtung festlegt wird. Ist hingegen ein Greifer bspw. nur in der Höhe positionierbar, wird durch die Positioniervorrichtung sichergestellt, dass eine Schlaufe in eine für einen Einzug ausreichende Nähe des Greifers verbracht wird.

Das Festlegen kann bspw. durch ein pneumatisch betätigtes Quetschventil der Haltevorrichtung erfolgen. Solches wird sicher für die Stabilisierung der Last eines gefüllten Behälters ausreichend sein, wenn das Gewicht des Behälters, zumindest teilweise, von einem unter dem Behälter angeordneten Tisch aufgefangen wird.

Alternativ kann ein mechanisch oder pneumatisch betätigter Klemmbacken der Haltevorrichtung vorgesehen sein, der die Schlaufe gegen eine Innenwand des Greifers festlegt, eine sehr stabile, sichere, aber konstruktiv einfache Festlegung, die es gestattet, das Gewicht des gefüllten Behälters allein durch die Greifer aufzunehmen.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Klemmbacken und die Innenwand in Anlage vertikale Hinterschneidungen aufweisen. Werden die Schlaufen eines Behälters zwischen solchen Klemmbacken und Innwänden gehalten, vermögen die Greifer, bei entsprechender Anbindung an ein Gerüst der Befüllstation, das Gewicht eines gefüllten,

frei hängenden Behälters problemlos zu halten. Wird solches bevorzugt, ist es weiter zweckmäßig, dass Greifer an einem höhenverstellbaren und/oder um eine zentrale Achse rotierbaren Rahmen angeordnet sind. Die eingangs erläuterten Relativbewegungen in der vertikalen Richtung und eine

Drehbewegung um vertikale Achse zwischen dem Behälter und dem Fallrohr können so ermöglicht werden.

Allen Haltevorrichtungen gemeinsam ist, dass eine exakte Positionierung der Schlaufen innerhalb des Greifers nicht von Nöten ist und dass Mittel vorgesehen sind, die ein festlegen der Schlaufen in den Greifern überwachen.

Weiter ist bei der Befüllstation nach der Erfindung vorgesehen, dass diese ein einerends an einen Vorratsbehälter angeschlossenes, vertikal längenverstellbares und/oder um eine zentrale Achse rotierbares Fallrohr aufweist, das andernends mit einem Kopf versehen ist, und dass der Kopf eine Festlegvorrichtung aufweist für ein Festlegen des Einfüllstutzens.

Von den Greifern oder der Hubvorrichtung ausreichend exakt positioniert, gegebenenfalls auch über einem Hubtisch, wird das Fallrohr durch den umgestülpten Einfüllstutzen in den Behälter eingebracht. Dabei ist eine ausreichende exakte vertikale Positionierung nötig, damit eine Festlegvorrichtung den Einfüllstutzen auch sicher erfassen kann. Dies ist regelmäßig dann gewährleistet, wenn vor oder mit dem Festlegen des Einfüllstutzens über das Fallrohr eine Druckbeaufschlagung des Behälters erfolgt, so dass dieser sich vollständig entfaltet und geglättet ist. Beispielsweise vergleichbar den bereits angesprochenen Quetschventilen der Greifer kann vorgesehen sein, dass eine Greif- und Festlegvorrichtung den Rand des Einfüllstutzens ringförmig umlaufend festlegt und hierzu pneumatisch betätigt ist. Das

Einziehen des Randes des Einfüllstutzens kann durch die Beaufschlagung der Greif- und Festlegvorrichtung mit einem Unterdruck noch vereinfacht werden.

5 Alternativ besteht die Möglichkeit, den Rand des

Einfüllstutzens rein mechanisch festzulegen, beispielsweise durch die Maßnahme, dass die Greif- und Festlegvorrichtung mit umlegbaren Fingern für ein Fassen des Randes des Einfüllstutzens versehen ist. Es wird dann nach Ausziehen des 0 Fallrohrs unter Mitnahme des Randes des Einfüllstutzens unter Umstülpen desselben dieser nochmals zusätzlich gegen das Fallrohr abzudichten sein.

Bevorzugt wird jedoch eine einfache, um den Kopf ringförmig 5 umlaufende Klemmvorrichtung in Form einer aufblasbaren

Blähmanschette, die für ein Ausziehen des Einfüllstutzens und einen staubdichten Abschluß des Fallrohrs gegenüber dem Einfüllstutzen sicher dann ausreichend ist, wenn keine nennenswerte Kräfte in vertikaler Richtung auf diesen 0 Abschluß wirken.

Nach dem Befüllen und Verschließen des Behälters steht dieser für die übergabe an eine nachfolgende Station in der voranstehend erläuterten Weise zur Verfügung. ^> 5

Für das Verschließen ist vorzugsweise für ein Abbinden eines verdrehten Einfüllstutzens des Behälters eine auf einem Schlitten verfahrbare Abbindevorrichtung vorgesehen, die nur für den Moment des Abbindens in die Befüllstation eingefahren 0 wird.

Jede Automatisation birgt Risiken. Um bei einem Ausfall einer Komponente der erfindungsgemäßen Vorrichtungen einen manuellen Notbetrieb noch sicherstellen zu können, ist 5 deshalb vorgesehen, dass ein mit Haken, Dornen oder Henkeln

für die Schlaufen versehene Aufhängevorrichtung in die Befüllstation einbringbar ist. An eine solche

Aufhängevorrichtung können die Behälter manuell angehängt und dann für ein Befüllen in die Befüllstation verbracht werden. Hierzu kann die Aufhängevorrichtung an einem Galgen, verfahrbar an einem Oberzug, an der Hubvorrichtung oder an einem Roboterarm angeordnet sein.

Um dann innerhalb der Befüllstation den Behälter zu befüllen, wird die Aufhängevorrichtung an den die Greifer tragenden Rahmen angebunden, dessen Höhenverstellung sehr robust ausgebildet sein kann, beispielsweise durch Kettenantriebe, und für die dann für einen solchen Fall auch eine Notfallsteuerung manuell bedienbar sein sollte.

Durch das Fassen des freien Randes des umgestülpten Einfüllstutzens sollte dieser einen Querschnitt aufweisen, der sich hin zu seinem freien Rand verringert. Einer Querschnittsvergrößerung des Kopfs des Fallrohrs durch das Fassen des Randes wird dadurch entgegengewirkt.

Das Verfahren und die Vorrichtungen nach der Erfindung werden anhand der Zeichnungen weiter erläutert, in der lediglich schematisch und nicht maßstabgerecht Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: in einer Seitenansicht und teilweise geschnitten dargestellt einen Bereitstellungsplatz für einen Stapel gefalteter Behälter und unmittelbar benachbart einen Befüllstation,

Fig. 2: den Bereitstellungsplatz gem. Fig. 1 in einer vergrößerten Alleinstellung,

Fig. 3: die Befüllstation gem. Fig. 1 in einer vergrößerten

Alleinstellung, Fig. 4: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Greifers, angesetzt in einem Eckbereichen eines mit einer Schlaufe versehenen Behälters,

Fig. 5: die von dem Greifer eingezogene Schlaufe,

Fig. 6: das Halten des Behälters mittels des Greifers,

Fig. 7: in einer geschnittenen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines Greifers mit einem Klemmbacken für das Festlegen einer eingezogenen Schlaufe,

Fig. 8: die mittels eines Klemmbacken festgelegte Schlaufe,

Fig. 9: eine Variante eines Greifers mit Klemmbacke,

Fig. 10: einen Anschluß eines Einfüllstutzens an einen Kopf eines Fallrohrs,

Fig. 11: eine Seitenansicht einer Positioniervorrichtung,

Fig. 12: eine Ansicht gemäß des Pfeils XII in Fig. 11 und

Fig. 13: eine bevorzugte Ausführungsform einer Befüllstation nach der Erfindung.

Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht, sehr schematisiert, einen Bereitstellungsplatz 1 für einen Stapel 2 gefalteter Behälter 3 wie Big-Bags oder dergleichen. Unmittelbar dem Bereitstellungsplatz 1 benachbart befindet sich eine Befüllstation 4 für vereinzelte Behälter 5.

Die Behälter 3 des Stapels 2 werden in herkömmlicher Weise, vgl. Fig. 2, beispielsweise auf einer Rollenbahn 6 auf einer Palette 7 bereitgestellt. Alternativ kann die Bereitstellung per Gabelstapler, Flurförderfahrzeuge oder dergleichen mehr erfolgen.

Die Behälter 3 des Stapels 2 sind wenig ausgerichtet. Insbesondere hängen Schlaufen 8,9 ungeordnet herab. Ebenso sind die bei diesem Ausführungsbeispiel an der Oberseite eines jeden Behälters 3 zentral angesetzte Einfüllstutzen untereinander ohne eine Orientierung, von denen in Fig. 2 lediglich der an der Oberseite 10 des obersten Behälters 11 angeschlossene Einfüllstutzen 12 angedeutet ist.

Oberhalb des Bereitstellungsplatzes 1 ist eine Saugtraverse 13 als Hubvorrichtung mit wenigstens vier, hier lediglich zwei dargestellten Saugnäpfen 14,15 vorgesehen. Um mit den vier Saufnäpfen 14,15 einen Behälter 16 aufnehmen zu können, ist die Saugtraverse 13 gemäß des Doppelpfeils 17 vertikal an einem beispielsweise als Portal ausgebildeten, die Rollenbahn 6 überdeckenden Gerüst 18 verfahrbar. Die Saugnäpfe 14,15 der Sauftraverse 13 sind derart angeordnet, dass ein zentraler Bereich der Oberseite 10 des Behälters 11 und insbesondere der Einfüllstutzen 12 frei verbleibt, wenn der Behälter 11 aufgenommen wird.

Es kann dann, bei einem von der Saugtraverse 13 angehobenen Behälter 16, der sich zumindest teilweise bei dem Aufnehmen bereits entfalten wird, ein gleichfalls über dem Bereitstellungsplatz 1 angeordneter, gemäß des Doppelpfeils

19 verfahrbarer Dorn 20 unter Umstülpen eines Einfüllstutzens 21 in den Behälter 16 eintauchen.

Die Saugtraverse 13 und der Dorn 20 sind gemeinsam an dem Gerüst 18 festgelegt, wobei auch der Dorn 20 mit seiner

Traverse 22 an diesem vertikal verfahrbar sein kann, wobei dann eine entsprechende Ausbildung, insbesondere rahmenartig, der Saugtraverse 13 nötig ist, so dass der Dorn 20 an seiner Traverse 22 entsprechend in den Behälter 16 auch eintauchen kann. Alternativ ist es problemlos möglich, den Dorn 20 unmittelbar gegenüber der Traverse 22 vertikal verfahrbar anzuordnen, beispielsweise mittels eines Spindelantriebes, eines Pneumatikzylinders oder dergleichen.

Ist der Einfüllstutzen 21 in das Innere des Behälters 16 umgestülpt und der Dorn 20 gemäß der Abbildung in Figur 2 wieder aus diesem Behälter 16 entfernt, steht der Behälter 16 für eine übergabe an die Befüllstation 4 zur Verfügung. Dies erfolgt bevorzugt mittels der Saugtraverse 13, die hierzu horizontal gemäß des Doppelpfeils 23 dann auch verfahrbar auszulegen ist, bei entsprechender Bemessung des horizontalen Verfahrweges .

Stehen Behälter zur Verfügung, bei denen der Einfüllstutzen bereits nach innen umgestülpt sind, erübrigt sich naturgemäß der Dorn 20 und seine Verwendung. Es wird dann zweckmäßigerweise eine Saugtraverse mit an einem bevorzugt in einer Draufsicht U-förmig ausgebildeten Halter angeordneten Saugnäpfen, so dass der zentrale Bereich der Oberseite mit dem Einfüllstutzen nicht überdeckt wird, an einem freien Ende eines Roboterarms, insbesondere eines Knickarm-Roboters, angeschlossen sein, um einen Behälter unmittelbar einer Befüllstation zuzuführen. Da weiter keinerlei Zentrierung des Behälters an der Saugtraverse durch bspw. einen Dorn erfolgt, ist es dann weiter von Vorteil, wenn der Roboterarm als

Hubvorrichtung über ein optisches Erkennungssystem und eine Steuerung verfügt, um den Behälter lagerichtig an die Befüllstation direkt zu übergeben. Dabei sind von dem Erkennungssystem auslesbare Markierungen insbesondere auf der Oberseite eines Behälters sinnvoll.

Die Befüllstation 4 gem. Fig. 3 ist mit Greifern 25,26, vorzugsweise entsprechend der Anzahl der Schlaufen 27,28, versehen, die die vier bei Big-Bags eckseitig herabhängenden Schlaufen 29,30 bei der übergabe des Behälters erfassen, vgl. Fig.2.

In der vergrößerten Darstellung gemäß den Figuren 4-6 wird die Funktionsweise solcher Greifer 25,26 noch näher erläutert.

Bei einem Behälter 31, in den Fig. 4 bis Fig. 6 nur teilweise dargestellt, der von einer Saugtraverse 13 übergeben wird, hängt eine Schlaufe 32 in einem Eckbereich 33 des Behälters 31 vergleichsweise frei herab. Ein Greifer 34 wird bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel mit einer trichterartig aufgeweiteten Mündung 35 mit der öffnung 36 nach oben von unten her an die Schlaufe 32 herangeführt, vgl. Fig. 4. Mit einem Unterdruck beaufschlagt wird der Greifer 34 gemäß Figur 5 die Schlaufe 32 staubsauerartig einziehen. In dem eingezogenen Zustand gemäß Figur 5 wird dann die Schlaufe 32 von einer Haltevorrichtung 37 erfasst und festgelegt, so dass gemäß Figur 6 der Greifer 34 vertikal mit seiner Mündung nach unten für ein Halten des Behälters 31 positioniert werden kann.

Die Haltevorrichtung 37 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4-6 ein pneumatisch betätigtes Quetschventil 38, das die Figur 6 unter Einfassen der Schlaufe 32 geschlossen zeigt.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Variante einer Haltevorrichtung 40 eines Greifers 41, der gleichfalls trichterartig ausgebildet mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist für ein Einziehen einer Schlaufe 42 gemäß der

voranstehend erläuterten Weise. Die Haltevorrichtung 40 weist einen mechanisch betätigten Klemmbacken 43 auf, der um eine Achse 44 gegen eine Innenwand 45 des Greifers 41 gemäß Figur 5 unter Festklemmen der Schlaufe 42 verschwenkbar ist. Für das Verschwenken und Festlegen des Klemmbackens 43 gegen die Innenwand 45 sind unterschiedlichste Schwenkantriebe möglich.

Dargestellt ist ein Antrieb durch einen Pneumatikzylinder 46, der über ein geeignetes Hebelwerk 47 den Klemmbacken 43 um die Achse 44 durch einen entsprechend abgedichteten Schlitz 50 gegen die Innenwand 45 unter Einfassen der Schlaufe 42 verschwenkt .

Für das Heranführen von Greifern 34; 41 an Schlaufen 32; 42 können geeignet ausgelegte Seilzüge, Greifarme oder dergleichen Verwendung finden. Auch eine Verkürzung bzw. Verlängerung von Segmenten 48 eines Anschlussschlauches 49 für eine Beaufschlagung eines Greifers 34 mit einem Unterdruck ist möglich.

Fig. 9 zeigt einen Greifer 70, dessen Klemmbacken 71 von einem Pneumatikzylinder 72 linear gegen eine Innenwand 73 für ein Festlegen einer Schlaufe verfahren wird. Die Innenwand 73 ist Teil eines weiteren Backens 74, wobei die aufeinander zuweisenden Flächen der beiden Backen 71,74 derart profiliert sind, dass unterseitig eine trichterartige Aufweitung 75 erfolgt. Darüber hinaus bilden die aufeinander zuweisenden Flächen, geschlossen, Hinterschneidungen 76,77 aus, so dass eine zwischen diesen Flächen gehaltene Schlaufe in vertikaler Richtung auch unter einer hohen Last schwerlich ausziehbar ist. So sind vier derartig ausgebildete Greifer 70 in der Lage, selbst einen Big-Bag von mehr als einer Tonne Gewicht frei, ohne eine Unterstützung von unten, über einem Boden zu halten.

Vorzugsweise sind Greifer mit überwachungsvorrichtungen versehen, die eine exaktes Fassen und Verriegeln der Schlaufen sicherstellen. Solche Vorrichtungen können auf optischer Basis feststellen, bspw. in Form einer 5 Lichtschranke, ob eine Schlaufe für ein Verriegeln von dem Greifer weit genug eingezogen wurde und/oder über WegmeßSysteme, durch die bspw. der Weg eines Klemmbackens dahingehend überwacht wird, ob tatsächlich eine Schlaufe verklemmt wurde oder der Backen in Anlage an die 0 gegenüberliegende Innenwand gelangt ist.

Auch die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Greifer 25,26 halten und positionieren den Behälter 5 für ein Befüllen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Greifer 25,26 den Behälter 5 frei 5 über einem Boden 51 halten. Entsprechend kann dann eine

Traverse oder ein Rahmen, an der Greifer 25,26 beispielsweise angeschlossen sind, über Wäge- und Rüttelvorrichtungen verfügen, damit ein ordnungsgemäßes Befüllen eines Behälters 5 sichergestellt ist. 0

Figuren 1 und 3 zeigen jedoch eine Alternative, bei der unterhalb des Behälters 5 ein höhenverstellbarer Tisch 52 angedeutet ist, der über Wägezellen 53,54 verfügt, sowie über eine Rüttelvorrichtung 55. Infolge dieser Maßnahmen werden

-5 die Greifer 25,26 im wesentlichen lediglich stabilisierend auf den auf einer Palette 56 ruhenden Behälter 5 bei dem Befüllen einwirken und diesen für das Befüllen aufrichten.

Für ein Befüllen wird der Behälter 5 von den Greifern 25,26 iθ zentral unter einem Fallrohr 57 positioniert. Einerends ist das Fallrohr 57 an einem Vorratsbehälter 58, beispielsweise einem Silo, über ein geeignetes Sperrorgan 59 angeschlossen. Es kann das Fallrohr 57 vertikal verlängerbar ausgebildet sein oder es kann der Behälter von dem Tisch 52 und/oder den 5 Greifern 25,26 derart angehoben werden, dass aufgrund der

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Relativbewegung zwischen dem Behälter 5 und dem Fallrohr 57 dieses nach übergabe des Behälters 5 in die Befüllstation 4 mit einem Kopf 60 in einen nach innen gestülpten Einfüllstutzen 61 eintaucht. Da von der Hubvorrichtung mit Saugtraverse 13 oder einem Roboterarm ein Behälter 16 nicht in völlig entfaltetem Zustand gemäß der Ansicht des Behälters 5 übergeben wird, erfolgt vorzugsweise nach dem Eintauchen eine Druckbeaufschlagung des Behälters 5 bis zu dessen vollständiger Entfaltung, wozu ein Gebläse 62 angedeutet ist. Hat der Behälter 5 seine dargestellte Form erlangt und ist gegebenenfalls richtig auf der Palette 56 positioniert, kann der Einfüllstutzen 61 von einer Festlegevorrichtung des Kopfes 60 erfaßt und festgelegt werden.

Dabei kann daran gedacht sein, dass die Festlegevorrichtung nach Art eines Quetschventils den Rand 63 des Einfüllstutzens 61 ringförmig umlaufend, insbesondere pneumatisch betätigt, festlegt. Alternativ kann eine solche Festlegvorrichtung umlegbare Finger für ein Fassen des Randes 63 des Einfüllstutzens 61 auch aufweisen. Unabhängig von der Art kann vorgesehen sein, dass die Greif- und

Festlegevorrichtung, vergleichbar den Greifern 25,26, mit einem Unterdrück beaufschlagbar ist, so dass nach Art eines Staubsaugers der Rand 63 des nach Innen umgestülpten Einfüllstutzens 61 richtig für ein Fassen positioniert werden kann.

Ist das Fallrohr 57 unter Mitnahme des Randes 63 und damit unter Umstülpen des Einfüllstutzens 61 wieder nach außen in die für ein Befüllen geeignete Position verbracht, wie in

Fig. 1 und Fig. 3 dargestellt, kann noch vorgesehen werden, dass durch eine zusätzliche Klemmvorrichtung 64 ein staubdichter Anschluss des Einfüllstutzens 61 an das Fallrohr 57 erfolgt.

Ist daran gedacht, dass keine wirklich kraftschlüssige Verbindung mit Bezug auf das Gewicht eines gefüllten Behälters 82 in vertikaler Richtung zwischen einem Einfüllstutzen 78 und dem Kopf 79 eines Fallrohrs 80 gem. Fig. 10 hergestellt werden muß, wird eine um den Kopf 79 ringförmig umlaufende Blähmanschette 81 als

Festlegevorrichtung bevorzugt, die in einfacher Weise durch Aufblasen einen ausreichend festen Sitz des Einfüllstutzens 78 an dem Kopf 79 für ein Ausziehen des in das Innere des Behälters 82 umgestülpten Einfüllstutzens 78 sicherstellt, der ferner ein relatives Verdrehen des Fallrohrs 80 gegenüber dem Behälter 82 unter Verdrehen des Einfüllstutzens 78 für ein Abbinden erlaubt und während des Befüllvorgangs für einen staubdichten Abschluß sorgt. Fig. 10 zeigt ferner noch eine Spitze 83 an dem unteren Ende des Kopfs 79, so dass dieser sicher in den nach innen umgeschlagenen Einfüllstutzen 78 eintauchen kann.

Ist der Befüllvorgang des Behälters 5 abgeschlossen, kann mittels des Gebläses 62 eine Entstaubung des Fallrohrs 57 erfolgen, angedeutet durch den Pfeil 65. Es wird hier dann das Fallrohr 57 von dem Einfüllstutzen 61 weiter ausgezogen, von einer geeigneten Vorrichtung der Einfüllstutzen 61 verschlossen und steht dann der gefüllte Behälter 5 auf der Palette 56 auf dem Tisch 52 für eine übergabe an eine nachfolgende Station bereit.

Für ein Verschließen des Behälters 5 kann alternativ ein solcher Tisch 52 oder zumindest seine Tischplatte 66 um eine zentrale, vertikale Achse 67 drehbar ausgebildet sein, um eine relative Drehbewegung zwischen dem Kopf 60 des Fallrohrs 57 und dem angeschlossenen Behälter 5 zu ermöglichen, so dass dann ein verkürzter und verdrehter Einfüllstutzen 61 für ein Verschließen des Behälters 5 abgebunden werden kann.

Alternativ kann auch das Fallrohr um die Achse 67 drehbar ausgebildet werden.

üblicherweise besitzen Big-Bags Einfüllstutzen konstanten Querschnitts. Durch das Eintauchen des Fallrohrs 57 mit dem

Kopf 60 und des Festlegens des Randes 63 mittels einer Greif- und Festlegvorrichtung erfolgt dort regelmäßig eine Querschnittsvergrößerung. Diese ist dann unproblematisch, wenn der Einfüllstutzen 61 hin zu seinem freien Rand 63 einen sich verringernden Querschnitt aufweist. Eine solche

Ausbildung des Einfüllstutzen 61 ist auch bei einem Festlegen mittels einer Blähmanschette 81 durchaus zweckmäßig, da ein Abziehen eines solchen Einfüllstutzen 61 von einem Fallrohr 80 über die aufgeblasene Blähmanschette 81 hinweg nahezu ausgeschlossen ist.

Fig. 13 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Befüllstation 85 nach der Erfindung. Die Befüllstation 85 ist in der Vertikalen zweigeteilt. Durch einen unteren Abschnitt 86 wird ein Portal 87 ausgebildet, durch dass bspw. eine nicht dargestellte Rollenbahn für einen Abtransport gefüllter Behälter 88 geführt ist. Hierzu ist zumindest ausgangsseitig die Höhe des Portals 87 derart bemessen, dass zwei gefüllte, aufeinander abgesetzte Behälter mittlerer Größe auf einer Palette die Befüllstation 85 verlassen können.

Die Zuführung von leeren Behältern, hier mit bereits nach innen eingeschlagenem Einfüllstutzen, erfolgt bspw. mittels eines Robotarms, der den Behälter mit seinen Kanten an der Oberseite im Wesentlichen horizontal und parallel zu den

Seiten der Befüllstation sowie zentral zu einem Fallrohr 89 positioniert. Hiezu verfügt der Roboterarm über ein optisches Erkennungssystem, um einen oberen, leeren Behälter bereits exakt ausgerichtet mit einer Saugtraverse von einem Stapel auf dem Bereitstellungsplatz aufzunehmen.

Um das Fallrohr 89 in den Behälter 88 einzubringen, bieten sich wieder verschiedene Möglichkeiten. So kann das Fallrohr 89 axial verschiebbar und/oder verlängerbar ausgebildet sein und während der Behälter 88 noch von dem Roboterarm gehalten wird, in den Behälter eingebracht werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der übernahme des Behälters 88 durch insgesamt vier in der Höhe verfahrbare Greifer 90,91 gem. Fig. 9 der Befüllstation 85, die die eckseitigen Schlaufen des Behälters 88 fassen und verriegeln. Hat die Hubvorrichtung den Behälter 88 freigegeben und die Befüllstation 85 verlassen, kann der Behälter 88 von den vier Greifern 90,91 angehoben und über den Kopf des Fallrohrs 89 gezogen werden.

Alternativ, wenn dass Fallrohr 89 axial festgelegt ist, kann insbesondere auch daran gedacht sein, innerhalb der Befüllstation 85 den Behälter 88 durch die Hubvorrichtung soweit anzuheben, dass das Fallrohr 89 in den Behälter eintaucht .

Die letzte Alternative bietet weiter den Vorteil, das mit einem Absenken des Behälters 88 durch die Hubvorrichtung auch der durch bspw. eine Blähmanschette des Kopfes des Fallrohrs festgelegte Einfüllstutzen ausgezogen wird, vgl. Fig. 10, und bereits während des Absenkens des Behälters 88 dieser über das Fallrohr 89 druckbeaufschlagt werden kann.

Infolge der Druckbeaufschlagung nimmt der Behälter 88 nicht nur seine Füllform an, sondern werden auch die vier eckseitigen Schlaufen leidlich exakt positioniert in den Eckbereichen herabhängen, so dass sie von den Greifern 90, 91 erfasst und verriegelt werden können.

Die Sicherheit, dass die Greifer 90,91 auch tatsächlich die Schlaufen des Behälters erfassen und verriegeln, kann durch vier eckseitig des Behälters vorgesehene Positioniervorrichtungen 92,93 erheblich erhöht werden.

Eine solche Positioniervorrichtung 95 wird anhand der Fig. 11 und 12 weiter erläutert. Bei einem druckbeaufschlagten Behälter 96 werden die eckseitigen Schlaufen 97 frei herabhängen. Von einem in der Draufsicht gem. Fig. 12 im Wesentlichen L-förmigen, elastischen Schläger 98, der pneumatisch betätigt um eine Achse 99 schwingt, wird die Schlaufe 97 nach oben geschlagen, wobei der Schläger 98 aufgrund seiner Geometrie die Ecke 100 des Behälters 96 einfassend an dieser entlang wischen und die herabhängende Schlaufe sicher erfassen wird. Sind wie bei dem

Ausführungsbeispiel gem. Fig. 13 dann Greifer 90,91 über den Ecken des Behälters 88 und damit über den

Positioniervorrichtungen 92,93 positioniert, werden die nach oben geschlagenen Schlaufen mit hoher Sicherheit für ein Verriegeln eingezogen.

Wird dann von einer überwachungsvorrichtung eines Greifers festgestellt, dass kein Verriegeln einer Schlaufe erfolgte, bspw. weil eine Schlaufe abgerissen wurde, kann bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gem. Fig. 13, bei dem die Hubvorrichtung den Behälter zu diesem Zeitpunkt noch hält, diese den Behälter als für ein automatische Befüllung nicht geeignet entsorgen.

Fig. 13 zeigt die Befüllstation 85 zu dem Zeitpunkt des

Befüllens des Behälters 88, der von den Greifern 90,91 frei gehalten wird. Die Greifer 90,91 sind unterseitig eines höhenverstellbaren Rahmens 101 angeordnet. Für die Höhenverstellung sind vier von einem Elektromotor 102 angetrieben Kettenantriebe 103-106 vorgesehen.

Wie der Elektromotor 102 sind auch ein Motor 107 und ein Gebläse 108 für die Erzeugung und einen Ringleitung 109 mit Abzweigungen 110 für die Verteilung des von den Greifern 90,91 benötigten Unterdrucks oberseitig eines Gerüsts 111 angeordnet, das auf den unteren Abschnitt 86 der Befüllstation 85 aufgesetzt ist. Diese vertikale Teilung der Befüllstation erlaubt es, das obere Gerüst 111 von dem unteren, das Portal 87 ausbildenden Abschnitt 86 so zu entkoppeln, dass eine eichfähige, hängende Verwiegung eines gefüllten Behälters möglich ist. Auch kann eine Verdichtung des Füllguts während des Befüllvorgangs durch Rütteln oder dergleichen problemlos vorgesehen werden.

Ist der Behälter 88 befüllt, wird er verschlossen. Hierzu ist das Fallrohr 89 in einen feststehenden, oberen Abschnitt 112 und einen unteren Abschnitt 113 unterteilt. Der untere Abschnitt 113 kann für ein Verschließen des Behälters 88 von einem Motor 114 mehrfach um seine Achse 115 gedreht werden. Da der Behälter 88 von den Greifern 90,91 weiterhin gehalten wird, wird sich der an dem Kopf des Fallrohrs 89 festgelegte Einfüllstutzen verdrehen und so geschlossen. Die dabei auftretende Verkürzung der Länge des Einfüllstutzens wird durch ein Nachführen der Höhe des Behälters 88 durch die Greifer 90,91 ausgeglichen.

Seitlich der Befüllstation 85 ist eine Vorrichtung 116 vorgesehen, die dem endgültigen Verschließen des Behälters 88 dient. Die Vorrichtung 116 weist eine auf einem Schlitten verfahrbare Abbindevorrichtung 117 auf, die nur zum Zweck des Abbindens des verdrehten Einfüllstutzens des Behälters 88 zwischen den Kettenantrieben 103,104 hindurch in die Befüllstation 85 hinein gefahren wird.

Ist der verdrehte Einfüllstutzen des Behälters 88 abgebunden und die Abbindevorrichtung 117 aus der Befüllstation 85 gefahren, gibt der Kopf des Fallrohrs 89 den Einfüllstutzen und damit den Behälter 88 frei. Die Greifer 90,91 können daraufhin den Behälter 88 absetzen, bspw. auf einer auf einer Rollenbahn oder von der Hubvorrichtung herangeführten Palette, wonach der gefüllte und verschlossene Behälter 88 für eine übergabe an eine weitere Station zur Verfügung steht.