Polstermaterial in Schüttgutform

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von Paketen mit einem Polstermaterial in Schüttgutform, insbesondere mit Polsterflips, wobei das Polstermaterial dem Paket mit einer Zuführeinheit zugeleitet wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, mit der insbesondere das vorgenannte Verfahren durchgeführt werden kann.

Insbesondere bei Versandhändlern werden Pakete meist voll automatisch aus einem Hochregallager individuell nach Kundenwünschen befüllt. Dabei werden in das Paket die vom Kunden bestellten Artikel eingefüllt. Abhängig von der Anzahl der einzufüllenden Artikel kommen auch unterschiedliche Paketgrößen zum Einsatz. Um zu vermeiden, dass die eingefüllten Artikel während des Posttransportes Schaden neh- men, wird Polstermaterial in Schüttgutform in das Paket eingefüllt. Insbesondere kommen Polsterflips zum Einsatz. Diese Polsterflips bestehen in der Regel aus einem biologisch abbaubaren Material. Sie werden in das Paket eingeschüttet. Die überschüssige Menge wird oberflächenplan mit der Paketoberseite abgestriffen. Anschließend wird das Paket verschlossen, etikettiert und versandt. Die abgestriffenen Polsterelemente werden aufgesammelt und für eine erneute Befüllung nachfolgender Pakete verfügbar gemacht. Dieses händisch durchgeführte Verpackungsverfahren ist zeitaufwändig und es entsteht ein nicht unerheblicher Aufwand für das Aufsammeln der überschüssigen Polsterflips.

Weiterhin müssen dabei die den Deckel bildenden Kartonlaschen nach außen umgebogen sein. In dieser Position können sie aber nicht von einem automatischen Deckelverschließer erfasst werden, wodurch ein zusätzlicher Aufwand entsteht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein effektives Verfahren zum Befüllen von Paketen mit Polstermaterial bereitzustellen. Ohne die Laschen des Kartons nach außen zu biegen um Überschussmenge von Chips abzustreifen.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Befüllen von Paketen zu schaffen, mit der Pakete zeitoptimiert mit Polstermaterial individuell befüllt werden können.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass mittels einer Messeinheit ein zu befüllendes Volumen des Paketes ermittelt wird, dass in einen Aufnahmebehälter der Zuführeinrichtung mittels eines Mengenvariierers eine variierbare dosierbare Menge an Polstermaterial eingefüllt wird, und dass diese eingefüllte Menge in ein Paket eingebracht wird.

Mittels der Messeinheit wird der Innenraum des Paketes vermessen. Dabei wird dann ein Belegvolumen, das infolge von Befüllung mit Einzelartikeln entsteht, be- rücksichtigt. Das von der Messeinheit ermittelte Ergebnis wird an den Mengenvariie- rer übermittelt. Dieser stellt dann das individuell für das jeweilige Paket benötigte Polstermaterialvolumen zur Verfügung. Über die Zuführeinrichtung wird dann das Polstermaterial in den Aufnahmebehälter eingefüllt. Anschließend wird diese Polstermenge in das Paket eingebracht und der Befüllvorgang ist abgeschlossen. Bei einem größeren Volumenbedarf als das maximale Volumen im Dosierbehälter ist eine Mehrfachbefüllung möglich.

Dieses Verfahren kann voll automatisiert zur Paketbefüllung herangezogen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Messeinheit ein Linienscanner ist, mit dem der zu befüllende Innenraum des Paketes zumindest bereichsweise gescannt wird, und dass die von der Messeinrichtung ermittelten Werte in einer Recheneinheit ausgewertet und in eine Befüllvorgabe für den Mengenvariierer umgerechnet werden. Mit dem Linienscanner kann das zu befüllende Paket mit geringem Zeitaufwand gemessen werden. Dabei wird bspw. das Paket dreidimensional von oben gescannt.

Nun kann es vorkommen, dass die Befüllsituation im Paket derart ist, dass einzelne Packstücke versetzt übereinander liegen, sodass Hohlräume entstehen, die vom Linienscanner nicht erfasst werden. Die Recheneinheit kann dann insbesondere so ausgelegt sein, dass sie solche Befüllsituationen anhand von Erfahrungswerten, die in einer Datenbank der Recheneinheit hinterlegt sind, berücksichtigt. Prinzipiell ermittelt die Recheneinheit die erforderliche Befüllmenge an Polstermaterial und gibt diesen Befüllwert an den Mengenvariierer weiter.

Eine denkbare Verfahrensführung ist derart, dass der Mengenvariierer eine Versteileinrichtung aufweist, mittels der das Befüllvolumen des Aufnahmebehälters verändert wird. Mit dieser Maßnahme lässt sich die Befüllung des Aufnahmebehälters einfach steuern, ohne dass aufwändige Messeinrichtungen in der Zuführeinheit erforder- lieh werden. Über die gemessene Volumenmenge wird dynamisch die Befüllzeit und Abwurfzeit der Polsterflips gesteuert. Damit kann die Verweilzeit des Pakets in der Befüllposition optimiert und individuell gesteuert werden.

Eine denkbare Erfindungsvariante ist der Gestalt, dass der Aufnahmebehälter zwischen einer Befüllposition und einer Abwurfposition verfahren wird, wobei in der Befüllposition das Polstermaterial eingefüllt und in der Abwurfposition das Polstermaterial in das Paket eingegeben wird. Über die Trennung von Befüll- und Abwurfposition lässt sich die Eindosierung von Polstermaterial in den Aufnahmebehälter

einfach und exakt steuern.

Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass an den Aufnahmebehälter mittelbar oder unmittelbar ein Schließteil angekoppelt ist, mit dem eine Dosieröffnung der Zuführeinheit bei einer Verstellung des Aufnahmebehälters von der Befüllposition in die Abwurfposition verschlossen und bei einer Verstellung von der Abwurfposition in die Befüllposition freigegeben wird.

Eine weitere Zeitoptimierung für den Paket-Befüllvorgang kann dadurch erreicht werden, dass der Aufnahmebehälter bei einer Verstellung von der Befüllposition in die Abwurfposition in Transportrichtung des Pakets bewegt wird.

Zudem kann es aus Gründen der Zeitoptimierung vorgesehen sein, dass der Rückweg bei einer Verstellung des Aufnahmebehälters von der Abwurfposition in die Befüllposition genutzt wird, um den Mengenvariierer einzustellen.

Eine weiter bevorzugte Erfindungsvariante ist derart, dass das Paket nach dessen Befüllung mittels einer Rütteleinheit in Vibrationsbewegungen versetzt wird. Dann wird das Polstermaterial verdichtet, wodurch eine kompakte Fixierung der Produkte im Karton erreicht wird. Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass mittels des Mengenvariierers eine von einer Messeinheit ermittelte Füllmenge in den Aufnahmebehälter einbringbar ist.

Wie bereits oben erwähnt wurde, kann mit der Messeinheit automatisiert das zu befüllende Teilvolumen des Paketes bestimmt und an den Mengenvariierer weitergegeben werden. Der Mengenvariierer kann dann die Füllmenge einstellen.

Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass der Aufnahmebehälter eine Versteileinrichtung aufweist, mittels der das Befüllvolumen des Aufnahmebehälters veränderbar ist.

Hierbei ist es insbesondere denkbar, dass die Versteileinrichtung den Boden des Aufnahmebehälters verstellt. Mit dieser einfachen Maßnahme kann schnell und mit geringem Steuerungsaufwand eine Volumenverstellung erreicht werden.

Ein schneller Abwurf des Polstermaterials in das Paket gelingt besonders einfach dadurch, dass der Boden des Aufnahmebehälters mindestens ein Sperrelement aufweist, das in der Abwurfposition eine räumliche Verbindung des Behälterinnenraums zum Paket herstellt.

Das Polstermaterial, insbesondere die Polsterflips, weisen ein geringes Eigengewicht auf, sodass ein optimierter Luftströmungsweg verfügbar sein muss, damit die Polsterelemente in der schnellstmöglichen Zeit in das Paket hineinfallen. Um eine Vakuumbildung im Aufnahmebehälter zu verhindern, die einen Abwurf der Polsterelemente erschweren würde, sieht eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante vor, dass der Aufnahmebehälter von Seitenwänden begrenzt ist, die mit einer Perforierung versehen sind. Über die Perforierung wird ein Luftströmungsweg eröffnet, der das freie Herausfallen der Polsterelemente gewährleistet. Es hat sich gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn vorgesehen ist, dass der Polsterflip aus einem recyclebaren Schaummaterial, insbesondere aus Maisstärke, besteht, dass er zylinderförmig ausgebildet ist und einen Durchmesser > 10 mm, vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich zwischen 13 mm und 19 mm, und eine axiale Länge im Bereich zwischen 10 mm und 50 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 20 mm und 40 mm, aufweist. Diese Polsterflips lassen sich gut dosieren und neigen nicht dazu, in der Mechanik des Aufnahmebehälters zu verklemmen.

Bei großen Unterschieden der Kartonhöhen wird die Fallposition der Polsterflips über einen hohenverfahrbaren Faltenbalg vorgegeben, der zwischen dem Paket und der Auswurföffnung des Aufnahmebehälters verstellbar ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Seitenansicht eine Vorrichtung zum Befüllen von

Paketen mit einem Polstermaterial;

Figur 2 ein der Figur 1 entnommenes Detail in vergrößerter Darstellung;

Figur 3 die Darstellung gemäß Figur 2 in Draufsicht; und

Figur 4 einen Aufnahmebehälter in perspektivischer Seitenansicht.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum Befüllen von Paketen mit einem Polstermaterial, insbesondere mit Polsterflips. Diese Vorrichtung weist ein Traggestell 10 auf, das aus Rahmenprofilen zusammengesetzt ist. In das Traggestell 10 ist eine Zuführung

1 1 eingebaut. Die Zuführung 1 1 umfasst eine Vielzahl von Transportrollen, über die Pakete 14 geführt werden können. Die Zuführung 1 1 ist seitlich von zwei Leitblechen

12 begrenzt, um ein Hinunterfallen der Pakete 14 zu verhindern. In das Traggestell 10 ist weiterhin eine Befülleinheit 20 eingebaut. Die Befülleinheit 20 umfasst einen Aufnahmebehälter 23, der in Figur 4 näher detailliert ist. Wie diese Zeichnung darstellt, wird der Aufnahmebehälter 23 von vier vertikalen Seitenwänden 23.1 begrenzt. Die Seitenwände 23.1 sind mit einer Perforierung 23.2 versehen, wobei die Perforierungen 23.2 von Durchbrüchen gebildet sind, die eine Luft leitende Verbindung zwischen dem Aufnahmebehälter-Innenraum und der Umgebung schaffen.

In die vorderseitige und rückseitige Seitenwand 23.1 ist ein Schlitz 23.5 eingebracht, der in Vertikalrichtung verläuft. Bodenseitig sind die Seitenwände 23.1 an einem Tragrahmen 23.3 angeschlossen. Der Tragrahmen 23.3 weist Führungsansätze 23.4 auf. Dieser Aufnahmebehälter 23 ist, wie dies Figur 1 erkennen lässt, an eine Stelleinheit 24.2 angekoppelt.

Wie die Figuren 2 und 3 erkennen lassen, umfasst die Stelleinheit 24.2 einen Men- genvariierer 24. Dieser Mengenvariierer 24 besitzt einen Tragrahmen der den Aufnahmebehälter 23 umfasst. An den Tragrahmen ist eine Achse 24.1 angekoppelt, die die beiden Schlitze 23.5 des Aufnahmebehälters 23 durchgreift. An der Achse 24.1 sind Sperrelemente 24.3 in Form von Klappen angekoppelt.

Figur 3 lässt erkennen, dass sich beidseitig der Achse 24.1 jeweils eine solche Klappe als Sperrelement 24.3 erstreckt. Die Sperrelemente 24.3 sind schwenkbar um die Achse 24.1 gelagert. Sie können aus der in Figur 3 gezeigten Verschlussposition, in der sie den Boden des Aufnahmebehälters 23 bilden, nach unten abgeklappt werden. Diese Abklappbewegung erfolgt elektromotorisch oder pneumatisch gesteuert. Dementsprechend können die Sperrelemente 24.3 in der abgeklappten Stellung den Boden des Aufnahmebehälters 23 frei geben, sodass eine Auswurföffnung entsteht. Über den elektromotorischen oder pneumatischen Antrieb lassen sich die Sperrele- mente 24.3 wieder in die in Figur 3 gezeigte Ausgangsposition einzeln oder gemeinsam synchron rücksteilen.

Der Tragrahmen des Mengenvariierers 24 ist an die Stelleinheit 24.2 angekoppelt. Mittels der Stelleinheit 24.2 kann der Tragrahmen und mit diesem die beiden Sperrelemente 24.3 in Vertikalrichtung verstellt werden. Damit lässt sich die Höhe des Bodens des Aufnahmebehälters 23 variieren. Auf diese Weise wird das verfügbare Füllvolumen des Aufnahmebehälters 23 stufenlos veränderbar. Die Stelleinheit 24.2 bildet mithin eine Linearführung in Vertikalrichtung. Zusätzlich umfasst die Stelleinheit 24.2 auch noch eine Horizontalführung. Mit dieser Horizontalführung kann der Aufnahmebehälters 23 zwischen einer Befüllposition und einer Abwurfposition linear verstellt werden. Zu diesem Zwecke sind mit den Führungsansätzen 23.4 des Aufnahmebehälters 23 Gleitstücke verbunden, die in Führungen 21 .2 eines Führungsbleches 21 verschiebbar sind. Das Führungsblech 21 weist eine Öffnung 21 .1 auf, die insbesondere in Figur 2 erkennbar ist. Figur 2 zeigt den Aufnahmebehälters 23 kurz vor Erreichen der Abwurfposition. Der Aufnahmebehälters 23 befindet sich dann in seiner Abwurfposition, wenn er diese Öffnung 21 .1 überdeckt. Der Aufnahmebehälters 23 kann mittels der Stelleinheit 24.2 ausgehend von der Abwurfposition nach links verstellt werden, bis er sich in der Befüllposition befindet. In der Befüllposition steht der Aufnahmebehälters 23 unterhalb einer Einfüllöffnung 22.1 eines plattenför- migen Abstreifers 22.

Der Abstreifer 22 ist in Figur 1 erkennbar. An die Einfüllöffnung 22.1 ist eine Zuleitung, bspw. ein Schlauch einer Zuführeinheit, angekoppelt. Wie Figur 2 weiter erkennen lässt, ist an den Aufnahmebehälter 23 ein Schließteil 22.2 in Form eines Bleches angekoppelt. Die Deckseite des Aufnahmebehälters 23 ist mit einem Deckteil 22.3 verschlossen, der einen Durchbruch 22.4 aufweist. In der Befüllposition steht dieser Durchbruch 22.4 in Deckung mit der Einfüllöffnung 22.1 . Nachfolgend wird die Arbeitsweise der in den Zeichnungen gezeigten Vorrichtung beschrieben.

Über die Zuführung 1 1 werden Pakete 14 der Befülleinheit 20 zugeleitet. Die Pakete 14 werden vor Erreichen der Befülleinheit 20 an einer Messeinheit vorbeigefahren. Die Messeinheit, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, weist einen Linienscanner auf, der von oben in das geöffnete Paket 14 hineinmisst. Dabei wird ein dreidimensionales Scanbild des Paketinnenraumes und damit das Volumen, welches im Paket 14 mit Polstermaterial ausgefüllt werden soll, ermittelt. Dies ergibt sich aus dem gesamt verfügbaren Paketvolumen abzüglich des Belegungsvolumens mit Produkten. Nun kann es vorkommen, dass die Produkte, die in das Paket 14 eingefüllt sind, teilweise überlappend in das Paket eingelegt sind, sodass Hinterschnitte vorhanden sind, die vom Linienscanner nicht eingesehen werden können. Über eine externe Recheneinheit, der die Ergebnisse des Linienscanners zugeleitet sind, und unter Berücksichtigung von in einer Datenbank hinterlegten Erfahrungswerten, kann das Befüllvolumen ermittelt werden. Gegebenenfalls kann mit Korrekturfaktoren das Befüllvolumen variiert werden, um eine Anpassung an das verwendete Polstermaterial vorzunehmen.

Dieser Vorgabewert wird an den Mengenvariierer 24 weitergegeben. Dementsprechend stellt der Mengenvariierer 24 die Stellhöhe der Sperrelemente 24.3 so ein, dass im Aufnahmebehälter 23 ein Volumen herrscht, das dem zu befüllenden Paketvolumen entspricht. Dieser Stellvorgang findet bevorzugt bei der Rückbewegung des Aufnahmebehälters 23 von der Abwurfposition in die Befüllposition statt. In der Be- füllposition steht der Durchbruch 22.4 in Flucht mit der Einfüllöffnung 22.1 . Dann können die Polsterflips in den Aufnahmebehälters 23 hineinfallen. Wenn der Befüll- vorgang abgeschlossen ist, verfährt der Aufnahmebehälters von seiner Befüllposition in die Abwurfposition. Dabei wird das Schließteil 22.2 über die Einfüllöffnung 22.1 gefahren, sodass diese verschlossen ist und keine weiteren Polsterflips mehr aus der Zuführeinheit fallen können. Wenn der Aufnahmebehälters 23 nun seine Abwurfposi- tion erreicht hat, werden die beiden Sperrelemente 24.3 nach unten abgeklappt und die Polsterflips können durch die Dosieröffnung 21 .1 in das zu befüllende Paket 14 hineinfallen. Anschließend werden die Sperrelemente 24.3 wieder rückgestellt, sodass sie den Boden des Aufnahmebehälters 23 verschließend bilden. Das Paket 14 wird nun frei gegeben und in den Bereich einer Ausgabeeinheit 13 abtransportiert. Dort kann insbesondere eine Abnahmeeinheit für die NIO gemessenen Pakete integriert sein.

Das nächste zu befüllende Paket 14 wird nun wieder unterhalb der Dosieröffnung 21 .1 positioniert. Dieses Paket 14 wurde bereits vorab in der Messeinheit vermessen und das zu befüllende Volumen ermittelt. Der Tragrahmen des Mengenvariierers 24 fährt nun in die erforderliche Position, die das Befüllvolumen für das Paket 14 zeitoptimiert festlegt, während der Verstellung des Aufnahmebehälters 23 in die Befüllposi- tion. Der vorbeschriebene Ablauf kann erneut erfolgen.

An der Zuführung 1 1 ist eine Vibrationseinrichtung 15 angekoppelt. Während der Befüllung oder am Ende des Befüllvorganges vibriert diese Vibrationseinrichtung 15 das Paket 14, wodurch die Polsterflips in alle Hohlräume fließen. Der Vibrationseinrichtung 15 ist auch eine Zentriereinrichtung zugeordnet, die das Paket 14 mittig unter der Auswurföffnung des Aufnahmebehälters 23 zentriert. Wie Figur 1 erkennen lässt, ist an der Zuführung 1 1 weiterhin ein Stopper vorhanden, der das zu befüllende Paket 14 unter dem Aufnahmebehälter 23 anhält.