DE3312006A1

DE3312006A1 - Palettiermaschine fuer behaelter

Info

Publication number: DE3312006A1
Application number: DE19833312006
Authority: DE
Inventors: Uwe 6500 Mainz Hoffmeyer; Emil 6501 Budenheim Steeg
Original assignee: Steeg & Hoffmeyer Automation
Current assignee: Steeg & Hoffmeyer Automation
Priority date: 1983-04-02
Filing date: 1983-04-02
Publication date: 1984-10-04
Also published as: FR2543513B1; FR2543513A1

Description

Palettiermaschine für Behälter

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum automatischen Greifen und Palettieren von Behältern, insbesondere Flaschen, Gläser, Becher und Dosen, insbesondere aus Kunststoff, mit einer Vorrichtung zum lagenweisen Zusammenfassen von Behältern, einer Vorrichtung zum Erfassen und Aufsetzen der Lagen von Behältern auf Tabletts in Form offener Schachteln oder Platten mit oder ohne Rand und einer Vorrichtung zum Stapeln der Tabletts auf Paletten.

Bei der Herstellung von Behältern der vorgenannten Art, beispielsweise von Flaschen aus Glas oder Kunststoff ist es erforderlich, für einen reibungslosen Abtransport und gleichzeitig eine zweckmäßig Zusammenfassung und Verpackung zu sorgen, damit einerseits keine Stauungen bei der Herstellung der Behälter entstehen und andererseits die Behälter später im Abfüllbetrieb ohne Schwierigkeiten der Weiterverarbeitung zugeführt werden können. Ein automatisiertes Palettieren der Behälter ist schon deswegen erforderlich, weil bei Produktionsgeschwindigkeiten im Bereich von einigen Hundert bis zu mehr als Tausend Behältern pro Minute eine manuelle Bewältigung nicht möglich oder jedenfalls wirtschaftlich nicht tragbar ist.

Bei bekannten Maschinen der eingangs genannten Art werden die Behälter nach dem lagenweisen zusammenfassen maschinell gegriffen, beispielsweise mit Greifelementen, die aufblasbare Schläuche besitzen, und dann als Lage mittels des Greifkopfes maschinell zu einer Stapelstelle gefahren und dort auf ein Tablett beispielsweise in Form einer offenen Schachtel abgesetzt. Anschließend werden die weiteren Lagen von Behältern aufgestapelt,

wobei jeweils vorher ein Tablett auf die bereits gestapelten Behälter aufgesetzt wird. Der ganze Stapel steht dabei auf einer Palette, die vor Beginn des Stapelvorganges eingelegt worden ist, oder es wird der Stapel anschließend insgesamt auf eine Palette gesetzt. Zur weiteren Sicherung können die gestapelten Behälterlagen zusammen mit den Tabletts in bekannter Weise noch mit einer Kunststoffolie umwickelt werden.

Der Transport der Behälterlagen zur Stapelstelle bedingt einen verhältnismäßig hohen Aufwand, weil der Greifköpf mit seinen zugeordneten Elementen sowie die eigentliche Transporteinrichtung umfangreich und schwer sind. Das wird besonders klar, wenn man bedenkt, daß eine Lage von beispielsweise Kunststoffflaschen nur ein Gewicht im Kilogrammbereich hat, während die zu bewegenden Maschinenteile Tonnen wiegen können. Dieses Mißverhältnis zwischen dem Gewicht der zu transportierenden Gegenstände und dem Gewicht der Transportmaschine führt nicht nur zu einem hohen Kraft- und Energieaufwand, sondem bedingt außerdem eine Begrenzung der möglichen Arbeitsgeschwindigkeit .

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine automatische Greif- und Palettiermaschine zu schaffen, die bei geringem Kraft- und Energieaufwand eine große Zahl von Behältern je Zeiteinheit schnell und wirtschaftlich verarbeiten kann. Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Maschine der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Tisch, dessen Flächenabmessungen kleiner als die der Tablettgrundfläche sind, und ein oberhalb des Tisches angeordneter, bis zum Tisch absenkbarer Hubrahmen vorgesehen sind, der mittels eines Triebes aus einem geschlossenen Zustand, in dem er zwischen seinen Wangen eine Behälterlage aufnehmen kann, in einen geöffneten Zustand mit vergrößertem Abstand zwischen seinen Wangen

gebracht werden kann, und daß die Wangen bodenseitige, zum Rahmeninneren gerichtete Abwinkelungen besitzen.

Mit einer solchen Maschine können jeweils die Tabletts mit aufgesetzter Behälterlage mittels des Hubrahmens vom Tisch abgehoben werden, so daß ein neues Tablett mit Behältern auf den Tisch und unter das angehobene Tablett gebracht werden kann. Anschließend setzt man das angehobene Tablett auf die darunterstehende Lage von Behältern ab und dann können beide Lagen mittels des Hubrahmens angehoben werden. Der Vorgang läuft weiter, bis die gewünschte Zahl von Lagen aufgestapelt ist und dann insgesamt auf eine eingeschobene Palette abgesetzt wird.

Der Tisch muß deswegen kleinere Flächenabmessungen als die Tabletts haben, damit die Wangen des Hubrahmens mit ihren Abwinkeluhgen unter die Tablettränder fassen können. Dabei müssen die Abwinkelungen nicht durchlaufend sein, sondern können aus einzelnen Abschnitten auch gabelartiger Art bestehen. Der Hubrahmen muß nicht notwendigerweise im Sinne eines üblichen Rahmens vier Wangen besitzen. Abhängig von der jeweiligen Behälter- und Tablettart sowie deren Gewicht und Größe kann es ausreichend sein, nur zwei Wangen zu benutzen. Auch muß der Tisch nicht in dem Sinne kleiner als die Tabletts sein, daß diese auf allen Seiten über die Tischfläche hinausragen, sondern es genügt, daß der Tisch Ausnehmungen besitzt, in die entsprechend angepaßte Abwinkelungen der Wangen eingreifen und damit ein Anheben des Tabletts ermöglichen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. So kann für die Antriebe des Hubrahmens eine Ablaufsteuerung vorgesehen sein, die die folgenden Arbeitsschritte bewirkt: Absenken des geöffneten Hubrahmens auf ein auf dem Tisch bereitstehendes, mit einer Behälterlage gefülltes Tablett, Schließen des Hubrahmens, wobei die Wangen sich an das Tablett anlegen und die

Abwinkelungen unter die Tablettränder greifen, Anheben des Hubrahmens so weit, daß das nächste gefüllte Tablett auf den Tisch gesetzt werden kann, Absenken des Hubrahmens bis zum Aufsetzen des Tabletts im Hubrahmen auf die Behälter des Tabletts auf dem und öffnen des Hubrahmens sowie Absenken über das Tablett auf dem Tisch. Anschließend werden die vorstehenden Schritte, beginnend mit dem Schließen des Hubrahmens für weitere Tabletts wiederholt, bis die gewünschte Anzahl aufgestapelt ist. Dann folgen das Auflegen einer Palette auf den Tisch, das Absenken des Hubrahmens, bis das unterste Tablett des Stapels auf der Palette aufsteht, und Öffnen des Hubrahmens sowie Absenken unter die Tischfläche. Die Palette mit den aufgestapelten Tabletts kann dann manuell oder maschinell entnommen und gegebenenfalls nach Umwickeln mit einer Kunststoffolie abtransportiert werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Tischfläche eine Transportvorrichtung in Form angetriebener Rollen, Plattenketten oder eines angetriebenen Bandes aufweist. Dadurch werden sowohl das Aufschieben eines gefüllten Tabletts als auch später das Ausschieben des fertigen Stapels auf der Palette erleichtert.

Für die praktische Ausbildung des Hubrahmens bestehen mehrere Möglichkeiten. Eine Weiterbildung der Erfindung empfiehlt, daß die zwei oder je zwei sich gegenüberliegende Wangen des Hubrahmens von außerhalb des Rahmens liegenden Parallelführungen getragen und mit Hilfe von Hydraulik- oder Druckluftzylindern in den geöffneten bzw. geschlossenen Zustand verschiebbar sind und daß die Parallelführungen zu einem Außenrahmen verbunden sind, der an seinen vier Ecken an Säulen auf- und abbewegbar gelagert ist. Zweckmäßig können die Parallelführungen vier an den Ecken miteinander verbundene, den

Außenrahmen bildende Stangen aufweisen, auf denen die Wangen des Hubrahmens über Verbindungstücke und Gleitrohre gelagert sind. Im Falle eines Hubrahmens mit vier Wangen können zweckmäßig die Paare sich gegenüberliegender Stangen in der Höhe gegeneinander versetzt und die Verbindungsstücke so ausgebildet sein, daß alle Wangen des Hubrahmens gleichen Höhenlage haben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels für eine Maschine nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Aufsicht der Maschine nach Fig. 1; Fig. 3 eine genauere Darstellung des zentralen Teils der Maschine nach Fig. 1 und 2 mit

geringfügigen Abwandlungen;

Fig. 4 eine Aufsicht der Maschine gemäß Fig. 3.

Der Maschine gemäß Fig. 1 und 2 werden von einer nicht dargestellten Produktionseinrichtung Kunststoffflaschen 1 in Richtung des Pfeiles 2 (Fig. 2) in einer oder mehreren Reihen zugeführt. Diese Flaschen werden in bekannter Weise mit einem Transportband 3 auf einem Tisch 4 zusammengeführt, wobei ein mittels eines Hubzylinders 5 anhebbarer Anschlag 6, auch Lagentrenner genannt, und seitliche Geländer 7 mitwirken. Wenn eine Lage von Flaschen 1 gefüllt ist, was automatisch durch Zählen der zugeführten Einzelflaschen oder Flaschenreihen feststellbar ist, wird der Anschlag 6 angehoben, so daß die Lage von Flaschen 1 mittels des Transportbandes in die links auf dem Tisch 4 dargestellte Position laufen kann. Auch hier begrenzt wieder ein Anschlag 8

den weiteren Transport. Oberhalb der Flaschenlage am Anschlag 8 ist ein Greifrahmen 9 an einer Welle 10 aufgehängt, die mittels eines Getriebemotors 11a(Fig. 2)

um 90° drehbar ist. Die Welle 10 wird von einem Rahmen 11 getragen, der mit Gleitrohren 12 auf Säulen 13 gelagert ist und mittels eines Hubzylinders 14 auf- und abbewegt werden kann. Der Rahmen 11 mit dem Greifkopf 9 kann in nicht dargestellter Weise ausbalanciert sein, beispielsweise mit Hilfe von Gegengewichten an über Rollen geführten Seilen, so daß für die Auf- und Abbewegung nur wenig Kraft erforderlich ist.

Die Säulen 13 gehören zusammen mit weiteren Säulen 14 zu der eigentlichen Palettiervorrichtung. Diese weist eine Basis 15 auf, die die Säulen 13, 14 sowie einen Tisch 16 trägt. Auf den Säulen 13, 14 ist ein Hubrahmen 17 auf- und abbewegbar gelagert, der später noch genauer auch anhand der Figuren 3 und 4 beschrieben werden soll. An die Palettiervorrichtung schließt sich ein weiterer Tisch 18 mit Transportrollen 19 an, die wenigstens teilweise mittels eines Motors 20 antreibbar sind.

Die Palettiervorrichtung ist in den Figuren 3 und 4 genauer und mit einigen Abwandlungen dargestellt. Die Säulen 13, 14 sind zur Verbesserung der Stabilität in einem Rahmen mit vertikalen und horizontalen Trägern 21, 22 angeordnet, der in den Figuren 1 und 2 zur Vereinfachung fehlt. Auf den vier Säulen 13, 14 sind Gleitrohre aufweisende Gleitstücke 23 gelagert, die durch .. Stangen 24 miteinander verbunden und zu einem Außenrahmen ergänzt sind. Ketten 25, 26, die in Fig. 3 schematisch in Form strichpunktierter Linien gezeigt sind, ermöglichen ein Anheben und Absenken des aus den Gleitstücken 23 und den Stangen 24 gebildeten Außenrahmens. Dabei ist jedem Gleitstück 23 im Bereich der Säulen 13 bzw. 14 eine Kette 25 zugeordnet, die über Kettenräder 27, 28 bzw. 29, 30 läuft. Weitere Ketten 26 führen jeweils über alle Kettenräder 27 bis 30 und sorgen für eine synchrone Bewegung der Gleitstücke 23.

Der Antrieb der Ketten erfolgt über einen oder mehrere,

nicht dargestellte Motoren.

Auf den Stangen 24 des Außenrahmens sind je zweit Gleitrohre 31 verschiebbar gelagert, die über Verbindungsstücke 32 Wangen 33 des Hubrahmens 17 tragen. An den Verbindungsstücken 32 angreifende und auf den Gleitstücken 23 befestigte Hubzylinder ermöglichen ein Öffnen und Schließen des Hubrahmens. Dabei werden die mittels der Gleitrohre 31 parallel geführten Wangen 33 aus der in Fig. 4 dargestellten, geschlossenen Lage in eine geöffnete Lage gebracht, in der die sich jeweils gegenüberliegenden Wangen 33 einen größeren Abstand besitzen. Damit keine Behinderungen bei der Bewegung der Wangen 33 mit ihren zugeordneten Teilen auftreten und genügend Platz für die Anbringung der Hubzylinder 34 zur Verfügung steht, sind die in Fig. 4 oben und unten dargestellten Stangen 24 mit allen zugeordneten Teilen höher angebracht als die Stangen 24 links und rechts in der Figur 4. Der Höhenunterschied wird durch eine entsprechende Abkröpfung der Verbindungsstücke 32 ausgeglichen, so daß alle Wangen 33 die gleiche Höhenlage haben.

Der Tisch 16, der gemäß Fig. 1 auf seiner Oberfläche Transportrollen 35 mit einem Antriebsmotor 36 aufweist, ist in Fig. 3 und 4 nur schematisch dargestellt.

Es soll jetzt die Arbeitsweise der Maschine beschrieben werden, wobei davon ausgegangen wird, daß das Ein- und Ausschalten der einzelnen Antriebe sowie die Betätigung der Hubzylinder' und Anschläge in an sich bekannter Weise mittels einer Ablaufsteuerung erfolgt, die Lage- und Bewegungsmeldungen über Endschalter, Lichtschranken usw. erhält.

Wenn eine Lage von Flaschen 1 unter dem Greifrahmen 9 steht, wird dieser mittels des Hubzylinders 14 über die Flaschen 1 abgesenkt. Auf der Innenseite des Rahmens 9

angeordnete Schläuche erfassen dann nach dem Aufblasen die gesamte Flaschenlage, die dann angehoben wird. Anschließend kann ein nach oben offener Karton 37 in nicht dargestellter Weise maschinell oder von Hand unter die Flaschen auf das Transportband 3 des Tisches 4 gelegt werden. Die angehobene Flaschenlage wird dann mittels des Getriebemotors 11a und der Welle 10 um 90° gedreht. Das ist nur deswegen erforderlich, weil die Lagen rechteckige Form haben und nur in der gedrehten Position später richtig auf eine Palette gesetzt werden können, die wegen ihrer Längskufen auch nur in einer bestimmten Position auf den Rollen 19 laufen kann. Nach dem Drehen wird die Flaschenlage in der darunterstehenden Schachtel 37 abgesetzt und dann nach Anheben des Greifrahmens 9 und Abklappen des Anschlages 8 auf den Tisch 16 geschoben. Der Transport erfolgt dabei mittels des Bandes 3 und der Rollen 35.

Zum Ergreifen der Flaschenlage auf dem Tisch 16 wird dann der Hubrahmen geöffnet, indem seine Wangen 33 mittels der Zylinder 34 auseinandergezogen werden. In diesem geöffneten Zustand wird der Hubrahmen 17 angetrieben über die Ketten 25, 26 so weit abgesenkt, daß die Wangen 33 sich mit Abwinkelungen 38 an ihrem unteren Rand unter der Oberfläche des Tisches 16 befinden. Nach dem Schließen des Hubrahmens mittels der Zylinder 34 nehmen die Wangen 33 mit ihren Abwinkelungen 38 dann die in Fig. 3 schematisch dargestellte Lage ein, bei der die Abwinkelungen 38 unter die Ränder der Schachtel 37 greifen und die Wangen 33 selbst an der Schachtel 37 anliegen. Anschließend wird der Hubrahmen 17 mittels des Außenrahmens 23, 24 und der Antriebsketten 25, 26 in die in Fig. 3 ausgezogen dargestellte obere Lage gebracht. Anschließend kann dann eine weitere, mit Flaschen 1 gefüllte Schachtel 37 auf den Tisch 16 geschoben werden. Der Hubrahmen 17 wird dann abgesenkt, wobei die obere Schachtel 37 auf die Flaschen 1 in der unteren

Schachtel abgestellt wird. Dann kann der Hubrahmen geöffnet und nach unten gefahren werden. Er ergreift dann wieder auf die gleiche Weise mit den Abwinkelungen 38 seiner Wangen 33 die auf dem Tisch stehende Schachtel. Anschließend werden beide Schachteln angehoben und nehmen dann die in Fig. 1 dargestellte Lage ein. Auf die beschriebene Weise können je nach der Art der Flaschen 1 oder anderer Behälter bis zu 15 oder mehr Lagen aufeinandergestapelt werden.

Wenn der Stapel vollständig ist, bringt man von Hand oder ebenfalls maschinell eine Palette (nicht dargestellt) auf den Tisch 16. Auf dieser wird dann der Stapel mit gefüllten Schachteln 37 abgestellt. Danach öffnet man den Hubrahmen 17 durch Auseinanderziehen der Wangen und senkt den Hubrahmen so weit unter den Tisch 16 ab, daß die Palette mittels der Rollen 35 des Tisches 16 und der Rollen 19 des Tisches 18 ausgeschoben werden kann. Wenn nötig, kann noch ein Schutzdeckel auf den fertigen Stapel aufgelegt werden und durch eine Um-Wickelung mit einer Kunststoffolie die erforderliche Stabilität und Abdichtung erreicht werden.

Eine Maschine der dargestellten beschriebenen Art ermöglicht eine sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit. Es können mehrere Flaschenlagen, beispielsweise bis zu acht je Minute und demgemäß eine vollständige Palette mit acht Lagen und insgesamt über Tausend Flaschen je Minute verarbeitet werden. Eine Umstellung auf andere Behälter oder Behälter anderer Abmessungen ist ohne Schwierigkeiten möglich. Es muß nur jeweils der Greifrahmen 9 entsprechend ausgebildet sein.

-■/5 -Leerseite -

Claims

Steeg und Hoffmeyer GmbH
Mainzer Straße 155
6501 Budenheim

Patentansprüche :

Xj Maschine zum automatischen Greifen und Palettieren von Behältern, insbesondere Flaschen (1), Gläser, Becher und Dosen, insbesondere aus Kunststoff, mit einer Vorrichtung (5, 6, 7) zum lagenweisen Zusammenfassen von Behältern,

einer Vorrichtung (9) zum Erfassen und Aufsetzen der Lagen von Behältern auf Tabletts in Form offener Schachteln (37) oder Platten mit oder ohne Rand, und einer Vorrichtung (17) zum Stapeln der Tabletts auf

10 Paletten,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Tisch (16), dessen Flächenabmessungen kleiner als die der Tablettgrundfläche sind, und ein oberhalb des Tisches angeordneter, bis zum Tisch absenkbarer Hubrahmen

(17) vorgesehen sind, der mittels eines Antriebes (25, 26) aus einem geschlossenen Zustand, in dem er zwischen seinen Wangen (33) eine Behälterlage aufnehmen kann, in einen geöffneten Zustand mit vergrößertem Abstand zwischen seinen Wangen gebracht werden kann, und daß die Wangen (33) bodenseitige, zum Rahmeninneren gerichtete Abwinkelungen (38) besitzen.
2. Maschine nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch eine Ablaufsteuerung für die Antriebe des Hubrahmens, die die folgenden Arbeitsschritte bewirkt:

a) Absetzen des geöffneten Hubrahmens (17) über ein auf dem Tisch (16) bereitstehendes, mit einer Behälterlage gefülltes Tablett (37);

b) Schließen des Hubrahmens, wobei die Wangen (33) sich an das Tablett (37) anlegen und die Abwinkelungen (38) unter die Tabletträndern greifen;

c) Anheben des Hubrahmens (17) so weit,, daß das nächste gefüllte Tablett (37) auf den Tisch (16) gesetzt werden kann;

d) Absenken des Hubrahmens (17) bis zum Aufsetzen des Tabletts (37) im Hubrahmen auf die Behälter (1) des Tabletts auf den Tisch (16); e) Öffnen des Hubrahmens (17) und Absenken über das Tablett (37) auf dem Tisch (16); f) Wiederholen der Schritte b) bis e) für weitere

Tabletts (37);

g) Auflegen einer Palette auf den Tisch (16); h) Absenken des Hubrahmens (17), bis das unterste Tablett (37) des Stapels auf der Palette aufsteht; i) Öffnen des Hubrahmens und Absenken unter die Tischfläche.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Tischfläche eine Transportvorrichtung in Form angetriebener Rollen (35), Plattenketten oder eines angetriebenen Bandes aufweist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erfassen und Einsetzen der Behälterlagen auf die Tabletts einen Rahmen (9) aufweist, der über eine Behälterlage absenkbar ist und dessen Wangen auf der Innenseite auf-

blasbare Schläuche besitzen und daß der Rahmen (9) mittels eines Antriebes (14) anhebbar und nach Unterlegen eines Tabletts wieder absenkbar ist.
5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei oder je zwei sich gegenüberliegende Wangen (33) des Hubrahmens (17) von außerhalb des Rahmens liegenden Parallelführungen (24) getragen und mit Hilfe von Hydraulik- oder Druckluftzylindern (34) in den geöffneten bzw. geschlossenen Zustand verschiebbar sind, und daß die Parallelführungen (24) zu einem Außenrahmen verbunden sind, der an seinen vier Ecken an Säulen (13, 14) auf- und abbewegbar gelagert ist.
6. Maschine nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelführungen vier an den Ecken miteinander verbundene, den Außenrahmen bildende Stangen (24) aufweisen, auf denen die Wangen (33) des Hubrahmens (17) über Verbindungsstücke (32) und Gleitrohre (31) gelagert sind.
7. Maschine nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Paare sich gegenüberliegender Stangen (24) in der Höhe gegeneinander versetzt sind und daß die Verbindungsstücke (32) so ausgebildet sind, daß alle Wangen (33) des Hubrahmens (17) die gleiche Höhenlage haben.