Verfahren und Vorrichtung zum Handhaben von Gebinden

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Handhaben von Gebinden in einer Verpackungsanlage gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5.

Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der DE 196 26 826 Al bekannt. Die bekannte Vorrichtung enthält einen Hubkopf, mit dem bereits in Umkartons verpackte Gegenstände palettiert werden können. Die Kartons mit den darin verpackten Gegenständen gelangen auf einer Vielzahl von Linearförderern in den Arbeitsbereich des Hubkopfes und werden von diesem aufgenommen und auf Paletten abgesetzt. Wie und durch welche Maschinen die Gegenstände in die Kartons verpackt werden, ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Weiterhin ist bei der bekannten Vorrichtung keine Drehung der Kartons notwendig.

Die DE 200 21 874 beschreibt eine Vorrichtung zum schichtenweisen Be- und Entpalettieren von Paletten mit Artikeln. Die Vorrichtung enthält eine Mehrzahl sowohl vertikal als auch horizontal gesteuert verfahrbarer Lastaufnehmer zum Umsetzen der Artikel auf und von einer Palette. Die Umsetzstation enthält eine erste und eine zweite Umsetzvorrichtung, die jeweils mit eigenen gesteuerten motorischen Antrieben versehen ist, die unabhängig voneinander arbeiten können. Eine Verpackungsvorrichtung und Vorrichtungen, mit denen die Artikel ggf. gedreht werden können, sind nicht ersichtlich.

Im Stand der Technik sind weitere Verpackungsanlagen, insbesondere aus der Getränkeabfüllindustrie, bekannt, bei denen wenigstens eine, bevorzugt kontinuierlich arbeitende Verpackungsmaschine über Zwischenförderer, Einrichtungen zum Drehen und/oder Verteilen von Verpackungseinheiten auf verschiedene Förderspuren, Sammeleinrichtungen zum Bilden von Gebindestückgutlagen mit einer in der Regel taktweise arbeitenden Palettiermaschine zum Aufbauen von auf Paletten stehenden Versandeinheiten verkettet ist. Nachteiligerweise ist dieser Verbindungsabschnitt zwischen der

Verpackungsmaschine und der nachgeordneten Palettiermaschine häufig sehr platzintensiv, da zum einen durch den übergang von einer kontinuierlich arbeitenden auf eine taktweise arbeitende Maschine Ausgleichsstrecken zur Verfügung stehen müssen, sowie, insbesondere bei Verpackungsmaschinen mit einer nachgeordneten thermischen Behandlungseinheit, wie z.B. einem Schrumpftunnel, häufig die Randbedingung besteht, dass im Falle einer flussabwärtigen Anlagenstörung, z.B. im Bereich der Palettiermaschine, eine Möglichkeit gegeben sein muss, zumindest einen solchen Schrumpftunnel leer fahren zu können. Dieser hierfür vergleichsweise hohe Platzbedarf sowie die durch die taktweise Arbeitsweise begrenzte Produktionsleistung der Palettiermaschine werden als nachteilig empfunden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Handhaben von Gebinden oder sonstigem Stückgut in Verpackungsanlagen anzugeben, das trotz hoher Produktionsleistung möglichst wenig Platzbedarf bei gleichzeitig hoher Betriebssicherheit erfordert.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 oder 5 angegebenen Merkmale.

Auf Grund der durchgängig kontinuierlichen Arbeitsweise der in Materialflussrichtung verketteten Arbeitsstationen können alle für die in diesem Abschnitt einer Verpackungsanlage maßgeblichen Arbeitsschritte kontinuierlich und in ihren Bewegungsabläufen optimal aufeinander abstimmt synchronisiert werden. Dies erlaubt ein räumlich enges Zusammenrücken aller an diesem aufeinanderfolgenden Ablauf beteiligten Funktionseinheiten, so dass trotz sehr kompakter Anordnung und dementsprechend geringem Raumbedarf höchste Leistungen realisierbar sind.

Dies ist besonders für die Handhabung von Einweggebinden in der Getränkeabfüllindustrie von wirtschaftlicher Bedeutung, da bei beispielsweise in Schrumpffolie eingeschlagenen Flaschengruppen im eigentlichen Abfüll- und

Verpackungsabschnitt einer Anlage schon bisher mit sehr hohen Leistungen gearbeitet werden konnte und nun vorteilhafterweise auch im weiteren Ablauf nach einer Verpackungsmaschine auf Seiten des Palettierprozesses mit ebenso hoher Leistung weitergearbeitet werden kann, wodurch nun auch höchste Palettierleistungen ohne die bislang dafür erforderlichen sehr lang bauenden Steigungsstrecken für Hochleistungspalettiermaschinen mit oben liegender Gebindezuführung jetzt mit bodennahem Gebinde- und Palettentransport erreichbar sind.

Bei vielen Verpackungsmaschinen, insbesondere bei Schrumpftunnels oder dergleichen, sollten Vorkehrungen getroffen werden, damit zumindest die Verpackungsmaschine leer gefahren werden kann, wenn stromabwärts der

Verpackungsmaschine die Förderung stoppt. Dies wird erfindungsgemäß auf platzsparende und ökonomische Weise dadurch gelöst, dass die Dreh-/Verteilstation zur Aufnahme der sich beim Förderstopp noch in der Verpackungsmaschine befindenden Gebinde ausgebildet wird. Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass man den bereits entladenen Bereich eines Endlosförderers, der zum Beladen zum Einlauf zurückgeführt wird zum Aufnehmen dieser zusätzlichen Gebinde nutzt. Zusätzlich oder alternativ kann der Förderer der Dreh- /Verteilstation auch mit einem zusätzlichen Fördermittel versehen sein, das diese überzähligen Gebinde vorübergehend aufnehmen kann und beim normalen Förderbetrieb nicht gebraucht wird. Dieses zusätzliche separate Fördermittel kann platzsparend im Inneren eines Endlosförderers untergebracht sein und kann Bereiche des Endlosförderers abkürzend miteinander verbinden.

Wesentliche Bestandteile der Vorrichtung sind zum einen eine Dreh-/Verteilstation mit kontinuierlicher Arbeitsweise, sowie ein ebenfalls insgesamt annähernd kontinuierlich arbeitender Palettierer. Die Dreh-/Verteilstation ist mit einer Vielzahl von auf einer geschlossenen Umlaufbahn mit gleich bleibendem Umlaufsinn bewegbaren und mit den Gebinden in Eingriff bringbaren Handhabungseinrichtungen ausgerüstet, so dass stets mehrere aus einer Verpackungsmaschine kommende Gebinde gleichzeitig beim Durchfahren der Dreh-/Verteilstation auf einem Teilabschnitt der Umlaufbahn dieser Station zumindest entsprechend der der nachfolgenden Palettiermaschine zuzuführenden Lage geeigneten Verteilungsmuster auf einen Lagenbildungsplatz abgegeben werden und ggf. auch vorher zur Erzielung bestimmter äusrichtstellungen gedreht werden können.

Sobald die für ein vorgegebenes Ausrichtmuster erforderliche Anzahl von Gebinden zur Komplettierung einer vollständigen Gebindelage bereit stehen, kann diese allseitig zentriert und in einen an einem Gebindelagenzuführungsplatz bereitstehenden Transferkopf der Palettiermaschine eingeschoben bzw. von diesem aufgenommen werden. Auf Seiten der Palettiermaschine besteht die Besonderheit darin, dass mehrere derartige Transferköpfe gleichsinnig auf einer geschlossenen Umlaufbahn im Wesentlichen kontinuierlich bewegt im Einsatz sind. Jeder dieser in Umlaufrichtung versetzt angeordneten Transferköpfe wird von einem beispielsweise entlang einer in einer horizontalen Ebene liegenden Umlaufführung verfahrbar gelagerten Ausleger getragen, der einen Transferkopf senkrecht zu dieser horizontalen Umlaufebene über einen eigenen bevorzugt elektromotorischen Antrieb programmgesteuert während einer vollständigen Umlaufbewegung bedarfsweise individuell gesteuert heben und senken kann, wobei diese Bewegungen bei aufeinander folgenden Umläufen variieren können.

Die einzelnen Ausleger können ebenfalls über programmgesteuert antreibbare Motoren unabhängig voneinander entlang der dafür vorgesehenen horizontalen Führung mit beliebigen Zwischenabständen umlaufen oder in gleichmäßigen Teilungsabständen an einem zentral angetriebenen Zugmittel, wie z.B. einer Kette oder einem Zahnriemen befestigt sein.

Entlang der Umlaufbahn der Transferköpfe sind mehrere Aufnahmestationen, z.B. zum Aufnehmen einer Gebindelage, Erfassen einer Leerpalette, zum Aufnehmen von ggf. erforderlichen Zwischenlagen vorhanden und mindestens eine Ladestation zum schichtenweisen Absetzen der Gebindelagen auf einer Palette mit ggf. dazwischen eingelegten Zwischenlagen.

Den genannten Stationen sind bevorzugt Transport- bzw. Fördereinrichtungen zum Heran- bzw. Abführen der zuvor genannten Objekte zugeordnet.

Zur Verarbeitung von insbesondere Einweggebinden mit Zwischenlagen ist eine Palettiermaschine mit insgesamt vier oder mehr Transferköpfen zur Erzielung höchster Leistungen besonders vorteilhaft. Besonders bevorzugt wird jeder der Transferköpfe von einem in der Fachwelt allgemein unter den Begriffen Jalousie- oder Rollenteppichkopf bekannten Konstruktion gebildet, die eine teilbare, aus einer Vielzahl paralleler, frei drehbarer Rollen gebildete Lasttragfläche aufweist und in einer Arbeitsstellung eine geschlossene Unterstützungsebene für eine Gebindelage bilden kann, während in einer zur Freigabe einer Gebindelage auf einer Palette unter dieser bevorzugt zur Seite weggezogen werden kann, um ein Ablegen der Gebindelage nach unten zu ermöglichen (siehe DE 2945883 Al, DE 3409964 Al) . Derartige Jalousie- oder Rollenteppichgreifköpfe können ferner mit steuerbaren Zusatzeinrichtungen zum Erfassen von Paletten und/oder Zwischenlagen versehen werden, die es ihnen ermöglichen, an ihrer Unterseite wahlweise eine Palette oder Zwischenlage zu erfassen und an der Ladestation abzusetzen.

Die Verwendung mehrerer Transferköpfe zum überführen von Gebindelagen, Paletten und Zwischenlagen ermöglicht zudem eine hohe Redundanz, vor allem wenn jeder der Transferköpfe durch einen eigenen unabhängigen Verfahrantrieb entlang seiner Umlaufführung individuell gesteuert betätigbar ist. Defekte Transferköpfe können im Wesentlichen ohne Leistungseinbuße in angehobener Position weiter umlaufen,

ohne die Palettiermaschine sofort anhalten und überprüfen zu müssen.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Abschnitt einer Verpackungsanlage und 2 in jeweils perspektivischer Darstellung aus zwei unterschiedlichen Blickwinkeln,

Fig. 3 eine Draufsicht der Verpackungsanlage in Fig. 1 und 2, und Fig. 4 eine Draufsicht auf ein weiteres

Ausführungsbeispiel einer Dreh-/Verteilstation.

In den Figuren ist lediglich der Endabschnitt einer Verpackungsanlage gezeigt, der sich beispielsweise am Ende einer Getränkeabfülllinie befinden kann, bei der Flaschen aus Glas oder Kunststoff beispielsweise in Kartons und/oder schrumpffähige Kunststofffolie gruppenweise eingeschlagen werden, wobei im Falle der Verwendung von Schrumpffolie eine vorzugsweise thermische Schrumpfbehandlung zum Anlegen der Folie an die auf diese Weise gebildeten Gebinde G erfolgt. Das Verpacken erfolgt mit einer vorzugsweise kontinuierlich arbeitenden Verpackungsmaschine 1, an die sich bedarfsweise in Flussrichtung gesehen nachfolgend ein Schrumpftunnel 2 anschließt, auf den auslaufseitig ein gesteuert antreibbarer Dosierförderer 3 folgt, der die mit dem Teilungsraster der vorgeordneten Verpackungsmaschine 1 auslaufenden Gebinde G positionsgenau geregelt an eine Dreh- und Verteilstation 4 übergibt .

Diese eine im Wesentlichen deltaförmige Umlaufbahn aufweisende Dreh- und Verteilstation 4 weist eine Vielzahl von in gleichmäßigen Abständen entlang der Umlaufbahn kontinuierlich gegen den Uhrzeigersinn angetriebene Transportwagen 40 auf, von denen jeder einen aus zwei quer zur Umlaufbahnrichtung parallel ausgerichteten Förderbändern 41 und 42 gebildeten Tragplatz für jeweils ein Gebinde aufweist, wobei die beiden parallelen Förderbänder 41, 42 beispielsweise durch integrierte Trommelmotoren unabhängig voneinander gesteuert gleich- oder auch gegensinnig zueinander antreibbar sind, um neben einer zum Aufnehmen sowie Abgeben von Gebinden G quer zur Umlaufbahn erfolgenden überschubbewegung auch bei Bedarf durch eine gegensinnige Translationsbewegung eine Drehung des Gebindes um seine Hochachse auf den beiden Transportbändern ausführen zu können.

Auf die Dreh- und Verteilstation 4 ist in Gebindeflussrichtung folgend ein Transferförderer 5 angeordnet, an den die vom Verteilförderer 4 herangeführten und ausgerichteten Gebinde an versetzten Abgabepunkten auf verschiedene seitlich beabstandete Förderspuren des Transferförderers abgebbar sind, indem die jeweils einen Transportwagen 40 bildenden beiden parallelen Förderbänder 41, 42 an den verschiedenen Absetzpunkten die einzelnen Gebinde G entsprechend ihrer vorbestimmten Förderspur durch gleichsinnigen Antrieb seitlich abschieben, die dann im Weiteren auf ein den Lagenbildungsplatz bildenden Förderabschnitt 6 übergeben werden, an dem alle eine vollständige Gebindelage mit vorbestimmten Lagemuster bildenden Einzelgebinde G gesammelt werden.

Hierzu kann am Endabschnitt dieses Förderers 6 eine entlang der Förderrichtung und senkrecht dazu steuerbare Anschlagschiene 8 angeordnet sein, die zum Ansammeln einer Gebindelage einen Gegenhalt bildet. In Gebindeflussrichtung folgend befindet sich im Anschluss daran ein

Gebindelagenbereitstellungsplatz 7, auf dem eine vollständige und dort ggf. allseitig zentrierte Gebindelage zum überschub in einen Rollenteppichkopf 10 bereitgehalten wird. Sobald ein solcher Rollenteppichkopf höhengleich anschließend zum Bereitstellungsplatz 7 positioniert ist, kann die bereitstehende und zentrierte Gebindelage seitlich in den Rollenteppichkopf eingefahren werden, ggf. mit Schiebeunterstützung durch den gesteuert verfahrbaren Schieber 8.

Die Palettiermaschine 9 verfügt über eine am oberen Ende einer Tragsäule horizontal gehaltene Umlaufführung 12, entlang der insgesamt vier Rollenteppichköpfe 10 mittels verfahrbar an der Umlaufführung gelagerten Aufhängungen 11 gegen den Uhrzeigersinn laufend geführt sind. Bevorzugt besitzt jede Aufhängung einen eigenen unabhängig programmgesteuerten elektromotorischen Antrieb für die horizontale Umlaufbewegung, d.h. es ist eine Bewegung ohne feste Zwischenabstände möglich.

Ferner verfügt jede Aufhängung 11 über eine zur Umlaufebene senkrechte, d.h. lotrechte Führung mit einem eigenen ebenfalls programmgesteuert elektromotorischen Antrieb zur vertikalen Hubbewegung für einen Rollenteppichkopf 10. Durch überlagerung beider Bewegungen können beliebige Bahnkurven für die Rollenteppichköpfe 10 erzeugt werden. Neben dem bereits erwähnten Gebindelagenbereitstellungsplatz 7 befinden sich entlang der Umlaufführung 12 um jeweils annähernd 90

Grad versetzt noch ein Palettenbereitstellungsplatz 13, ein Beladeplatz 14 und ein Zwischenlagenbereitstellungsplatz 15. Die drei letztgenannten Plätze werden jeweils durch Endabschnitte von bodennah zugeordneten Förderern gebildet, mit denen Leerpalettenstapel und Zwischenlagenstapel herangeführt, sowie beladene Vollpaletten abgeführt werden können.

Im Beladebetrieb erfasst ein erster Rollenteppichkopf 10 am Palettenbereitstellungsplatz 13 zunächst eine Leerpalette am oberen Ende des bereit stehenden Leerpalettenstapels und legt diese am Beladeplatz 14 ab. Danach erfasst er mit seinen an der Unterseite angebrachten steuerbaren Saugnäpfen am Zwischenlagenbereitstellungsplatz 15 eine Zwischenlage, die nun im weiteren Verlauf unter dem Rollenteppich zum Bereitstellungsplatz 7 mitgenommen wird, wo nun eine vollständige Gebindelage seitlich auf die Oberseite des Rollenteppichs eingeführt wird. Nun wird der Rollenteppichkopf 10 von seiner programmgesteuert motorbetätigten Aufhängung 11 weiter zum Beladeplatz 14 gefahren, wo er seine Gebindelage mit der unterseitig gehaltenen Zwischenlage auf bereits von den anderen Rollenteppichköpfen zuvor abgelegten Gebindelagen absetzt. Dieser Zyklus wiederholt sich bis zur vollständigen Beladung einer Palette beliebig oft. Danach wird diese abtransportiert und durch eine neue Leerpalette ersetzt.

Da die Aufhängungen 11 mit variablen Zwischenabständen an der Umlaufführung entlang laufen können, ist eine dicht auf dicht erfolgende Aufnahme der gebildeten Gebindelagen am Bereitstellungsplatz 7 möglich, so dass ein kontinuierlicher Gebindezulauf bei höchster Leistung realisierbar ist.

Die Dreh-/Verteilstation 4 enthält einen Endlosförderer mit einem Einlaufbereich 4a, der im dargestellten Ausführungsbeispiel dem Dosierförderer 3 zugeordnet ist, und einem Abgabebereich 4b, der hier dem Transferförderer 5 zugeordnet ist. Bei der gezeichneten deltaförmigen Ausgestaltung des Endlosförderers befinden sich die beiden Bereiche 4a, 4b auf benachbarten Schenkel der Deltaform und sind durch einen über eine Spitze der Deltaform führenden, normalerweise nicht mit Gebinden G belegten Rücklaufbereich 4c miteinander verbunden. Der Rücklaufbereich 4c bildet somit einen Speicherbereich 50, mit dem eine zusätzliche Aufnahmekapazität für Gebinde bereitgestellt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel reicht der Speicherbereich 50, d. h. die Spitze der Deltaform in den sowieso notwendigen Zwischenraum zwischen dem Dosierförderer 3 und dem Transferförderer 5 hinein, so dass der Speicherbereich 50 keinen zusätzlichen Platz beansprucht.

Im Falle einer Störung im Bereich des Palettierers kann der für die Schrumpffolie der Gebinde sensible Bereich des Schrumpftunnels zunächst noch leer gefahren werden, indem die im störungsfreien Normalbetrieb unbesetzt bleibenden Tragplätze der Transportwagen 40 der Dreh- und Verteilstation 4 im Speicherbereich 50 zwischen dem Transferförderer 5 und dem dazu seitlich beabstandeten Dosierförderer 3 vorübergehend belegt werden. Beim Wiederanlauf müssen die dort zwischengespeicherten Gebinde zunächst abgeführt und dann auf den Transferförderer 5 entleert werden, bevor der reguläre Betriebszustand wiederhergestellt ist.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Dreh-/Verteilstation 4', die sich von der Dreh-/Verteilstation 4 der Figuren 1 bis 3 nur

durch die nachfolgend beschriebenen Einzelheiten unterscheidet. übereinstimmende Bestandteile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden nicht nochmals erläutert.

Die Dreh-/Verteilstation 4' enthält bevorzugt den deltaförmig umlaufenden Endlosförderer des ersten Ausführungsbeispiels und weist wiederum einen Einlaufbereich 4'a, der dem Dosierförderer 3 zugeordnet ist, einen Abgabebereich 4'b, dem der Transferförderer 5 zugeordnet ist und eine dazwischen liegende Rückführstrecke 4'c auf, die normalerweise frei von Gebinden G ist und ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel als Speicherbereich 50 genutzt werden kann.

Die Dreh-/Verteilstation 4' enthält jedoch einen weiteren Speicherbereich 50', der durch wenigstens ein zusätzliches, separates Fördermittel gebildet wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Speicherbereich 50' drei zusätzliche Fördermittel 50'a, 50'b und 50'c. Die zusätzlichen Fördermittel 50' a bis 50' c sind bevorzugt als Linearförderer ausgebildet und im Inneren des Endlosförderers angeordnet. Sie verbinden zwei Bereiche des Endlosförderers derart, dass die Gebinde G an der einen Seite auf die zusätzlichen Fördermittel aufgegeben und von der anderen Seite abgenommen werden können. Bevorzugt sind die zusätzlichen Fördermittel 50' a bis 50' c mit ihrer Einlaufseite dem Einlaufbereich 4'a und mit ihrer Abgabeseite dem Abgabebereich 4'b zugeordnet. Auch die zusätzlichen Fördermittel 5'a bis 5'c sind so bemessen, dass die Verpackungsmaschine 2 zumindest leer gefahren werden kann, falls eine Förderstörung auftritt.

Alle Bewegungen der Dreh- und Verteilstation 4, 4' der Palettiermaschine 9 sowie aller zugehörigen Fördereinrichtungen sind durch SPS-Steuerungen koordiniert und aufeinander passend synchronisiert.

In Abwandlung der beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiele kann die Dreh-/Verteilstation durch andere Förderer oder durch Endlosförderer anderer Art gebildet werden. Der Speicherbereich, insbesondere die zusätzlichen Fördermittel des Speicherbereichs können, wie dargestellt, von gleicher Förderart wie der Förderer der Dreh-/Verteilstation sein, d. h. sie können mit einer Förderfläche zum Aufstellen der Gebinde G versehen und mit Elementen zum Drehen der Gebinde versehen sein, sie können jedoch auch für eine andere Art der Förderung, beispielsweise für eine hängende Förderung, ausgebildet sein. Die Drehung der Gebinde kann nicht nur durch die parallelen Förderbänder bewirkt werden, sondern es können auch Greifer, Roboterarme, einfahrbare Hindernisse oder dergleichen bekannte Konstruktionen eingesetzt werden.