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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine automatische Verpackungsstrasse für Pakete mit allgemeiner parallelepipedischer
Form, insbesondere für
gestapelte Bleche oder Platten. Die Verpackungsstrasse kann allein
verwendet werden oder sie kann in einer automatischen Adjustagestrasse
integriert sein, die sukzessiv mehrere unterschiedliche Funktionen
erfüllt,
nämlich
das Zuschneiden (dem eventuell ein Richten und weitere Endbearbeitungsschritte vorausgehen),
das Stapeln und das Verpacken.
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Stand der Technik
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Es existieren automatisierte Schneidstrassen,
mit denen Bleche oder Platten entweder aus Materialrollen oder aus
größeren Blechen
oder Platten auf das gewünschte
Maß zugeschnitten
und gestapelt werden können.
Eine solche Strass ist zum Beispiel im Artikel 'Transverse cutting machine for sheet
up to 15 m in length" beschrieben,
der in der Zeitschrift ALUMINIUM, Bd. 72, Jg. 1996, S. 584–594 erschienen
ist. Die Bleche oder Platten können
aus einem metallischen Werkstoff (zum Beispiel Stahl oder Aluminium)
oder einem nichtmetallischen Werkstoff (zum Beispiel Kunststoff)
sein. Die Stapeltechnik ist von der Schneidtechnik unabhängig, allerdings sollten
die beiden Funktionen "Schneiden" und "Stapeln" koordiniert aufeinandertolgen,
da die Stapelstrasse die Schneidstrasse entlädt. Die vorliegende Erfindung
kann jedoch in Kombination mit nur einer Stapelstrasse zur Anwendung
kommen, zum Beispiel nach einem Bedruckungs-, Oberflächenbehandlungs-
oder Deformationsvorgang, der an einem Blech oder einer Platte durchgeführt wird.
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In vielen Fällen müssen die gestapelten Erzeugnisse
(Bleche oder Platten) während
des Transportes vor Feuchtigkeit geschützt sein. Beispielsweise können bestimmte
metallische Werkstoffe Oberflächenveränderungen
erleiden, wenn sie während des
Transportes oder der Lagerung mit Feuchtigkeit in unkontrollierten
Kontakt kommen. Diese Veränderungen
können
direkt sichtbar sein oder nach einer Oberflächenbehandlung zutage treten
und zu einem späteren
Ausschuss des Blechs führen.
Der Artikel 'Preventing
Water Stain Damage to Aluminium Coil" in Light Metal Age, Oktober 1978, Seite
34 zeigt den Bedarf an einer seetransportfesten und der Lagerung im
Freien standhaltenden dichten Verpackung für bestimmte Erzeugnisse aus
Aluminium deutlich auf. Das Blechpaket muss von der Holzpalette
durch eine dichte Spene getrennt sein. Dieser Bedarf ist für Erzeugnisse
bekannt, die in Form von Rollen oder Platten oder Blechen vorliegen.
Die Verpackung muss weiteren Kriterien genügen, wie zum Beispiel der mechanischen
Festigkeit, und an die Packstation kann sich eine Umreifungsstation
zum Anbringen und Befestigen von Bandeisen anschließen, die
dem Paket während
des Transportes eine ausreichende Stabilität verleihen. Am schwierigsten
und in funktioneller Hinsicht am kritischsten ist dabei allerdings
die Automatisierung der dichten Verpackung.
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Diese dichte Verpackung kann zum
Beispiel mit wärmeschrumpfenden
oder nicht wärmeschrumpfenden
Kunststofffolien oder kunststoffbeschichtetem Kraftpapier erfolgen.
Für die
Durchführung
dieses Packvorgangs gibt die wirtschaftliche Logik zwei Leitsätze vor:
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- – zunächst ist
es wichtig, dass der reibungslose Betrieb der Schneidstrasse durch
die Packstrasse weder gestockt noch beeinträchtigt wird, da der Wertzuwachs
durch die erstgenannte erzeugt wird. Dies setzt voraus, dass die
Zykluszeit der Packstrasse kleiner oder gleich der Zykluszeit der Schneidstrasse
ist.
- – die
Packstrasse muss vollautomatisiert sein, um die Lohnkosten niedrig
zu halten, und genügend flexibel
sein, um sich an alle Stapelgrößen und -dicken
anzupassen, welche die Schneid- und Stapelstrasse herzustellen vermag.
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Das Stapeln der Bleche kann nach
zwei verschiedenen Methoden erfolgen:
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- a) der Förderer,
der die Schneidstrasse entlädt, kann
das zugeschnittene Blech auf einen Blechstapel werfen, wobei die
Positionen der Bleche durch Anschläge gesteuert werden. Dieses
System eignet sich zum Beispiel für kleine und leichte Bleche,
bei denen die Oberflächenbeschaffenheit unkritisch
ist.
- b) der Förderer,
der die Schneidstrasse entlädt, kann
das Blech über
dem Stapel positionieren und es auf dem Stapel ablegen. Dieses System eignet
sich für
große
Bleche, bei denen die Oberflächenbeschaffenheit
ein kritischer Parameter ist.
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Im Fall b) kommen beim Stapeln der
Bleche Förderer
zum Einsatz, die drei verschiedene Mittel verwenden können: die
mechanische Förderung, zum
Beispiel durch Rollen, die Förderung
unter statischem Vakuum durch ein Sauggreifersystem oder die sog.
Unterdruckförderung,
zum Beispiel mit Hilfe eines gelochten Förderbandes und einer starken, kontinuierlich
arbeitenden Saugeinrichtung.
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Der Rollen- und Schwenkarmstapler
ist das herkömmliche
System. Sein hauptsächlicher
Nachteil ist darin zu sehen, dass er Kratzer auf der Oberfläche der
Bleche hervorrufen kann, zum einen, weil die Bleche beim Stapelvorgang
aus einer Höhe
herunterfallen, die mindestens dem Bewegungsraum des Schwenkarms
entspricht, und zum anderen, weil auf bestimmten sehr anfälligen Oberflächen, zum Beispiel
Blechen mit glänzender
Oberfläche,
die Rollenreibung selbst Kratzer hervonufen kann. Zudem genügt die Präzision der
Positionierung der Bleche nicht allen Anforderungen, die vom Markt
gestellt werden.
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Auch die Saugförderung ist weit verbreitet. Sie
zieht in der Regel keine Kratzer nach sich, da das Blech beim Stapeln
auf das vorhergehende gelegt wird. Ihr wesentlicher Nachteil besteht
darin, dass sie bei bestimmten Produkten, die eine nicht ausreichend
glatte Oberfläche
aufweisen, zum Beispiel bei den in der Norm NF EN 1386 beschriebenen
Reliefblechen, nicht eingesetzt werden kann.
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Bei Verwendung dieses Systems muss
für die
Reliefbleche eine andere Stapelstation vorgesehen werden, was vom
wirtschaftlichen Standpunkt her kaum zufriedenstellend ist.
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Für
Rollenstapler und Saugstapler existieren manuelle oder semi-automatisiere
Verpackungsstrassen, während
es für
die mit Unterdruck arbeitenden Stapler noch keine ausreichend automatisierte Verpackungsstrasse
gibt. Da nämlich
das Förderband,
welches das Blech in der Stellung "Kopf nach unten" befördert,
einen kontinuierlichen Saugeffekt ausübt, besteht die Gefahr, dass
es die Verpackungsfolie unkontrolliert ansaugt. Diese Wahrscheinlichkeit ist
für das
Ablegen des ersten Bleches maximal und hängt außerdem von der Entfernung zwischen
Förderband
und Verpackungsfolie ab, d. h. von der Höhe des Blechstapels.
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Das Ansaugen der Verpackungsfolie
kann den Stapelprozess beeinträchtigen
und erfordert in der Regel einen manuellen Eingriff zur Abhebung
der Folie. Dies läuft
dem Ziel zuwider, eine weitgehend automatisierte Maschine mit schneller
Zykluszeit anzugeben, denn um diesen manuellen Eingriff unter vorschriftsmäßigen Sicherheitsbedingungen
durchzuführen
zu können,
muss die Schneidstrasse vorher gestoppt und ausgeschaltet werden.
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Die Vennrendung einer wärmeschrumpfenden
Folie, die sowohl die Palette als auch die Bleche umgibt, kann in
Betracht gezogen werden, ist aber mit zwei Nachteilen behaftet:
zum einen besteht die Gefahr, dass die Folie bei den Handlingsabläufen unter
der Palette reißt,
und zum anderen gibt der Werkstoff der Palette, wenn es sich um
Holz handelt, im Laufe der Zeit Feuchtigkeit ab, wodurch ein feuchtigkeitsgeschützter Transport
verhindert wird.
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Ziel der Erfindung
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Ziel der Erfindung ist ein automatisiertes
Verfahren und eine automatisierte Verpackungsstrasse für Pakete
mit allgemeiner parallelepipedischer Form, insbesondere für gestapelte
Bleche oder Platten, die insbesondere nach einer mit Unterdruck
arbeitenden Stapelstrasse, aber auch mit einer beliebigen anderen
Stapelstrasse für
Bleche oder Platten verwendet werden kann, und zwar unabhängig vom Werkstoff
der Bleche oder Platten (Metall, Holz, Kunststoff, Glas) und vom
Packstoff (Papier- oder Kunststofffolie oder System aus Papier und
Kunststoff). Das Verfahren und die Verpackungsstrasse nach der Efindung
sollen schließlich
an alle Breiten und Längen
von Platten, sowohl an kleine Bleche (zum Beispiel mit den Abmessungen
1000 mm × 2000
mm) als auch an große
Bleche (zum Beispiel von 2600 mm × 16000 mm) und an unterschiedliche Stapelhöhen anpassbar
sein.
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Gegenstand der
Endung
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Gegenstand der Efindung ist ein automatisiertes
Verpackungsverfahren auf Paletten für Pakete mit allgemeiner parallelepipedischer
Form, insbesondere für
Blech- oder Plattenstapel, mit folgenden, auf einer Fördereinrichtung
durchgeführten
sukzessiven Arbeitsgängen:
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- a) eine leere Palette wird auf der Fördereinrichtung
abgelegt und zentriert,
- b) eine untere Paketverpackung bestehend aus einer. Folie oder
aus mehreren nebeneinander geklebten Folien eines von einer oder
mehreren Materialrollen abgewickelten Packstoffes wird hergestellt,
- c) diese untere Verpackung wird auf die Palette gelegt und aufgeklebt,
- d) das Paket wird auf die untere Verpackung gelegt,
- e) eine obere Verpackung bestehend aus einer Folie oder aus
mehreren nebeneinander geklebten Folien des von einer oder mehreren
Materialrollen abgewickelten Packstoffes wird hergestellt,
- f) diese obere Verpackung wird auf das Paket gelegt,
- g) die Ränder
der unteren und oberen Verpackung werden an den vertikalen Stirnseiten
des Pakets umgeschlagen, um es vollständig zu verpacken.
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Gegenstand der Erfindung ist auch
eine automatisierte Verpackungsstrasse auf Paletten für Pakete
mit allgemeiner parallelepipedischer Form, insbesondere für gestapelte
Bleche oder Platten, mit:
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- a) einer Fördereinrichtung
und ihren Antriebsmitteln,
- b) Mitteln zur Weiterleitung und zur Zentrierung der Paletten
auf der Fördereinrichtung,
- c) einem oder mehreren Abrollgestellen für Packstoffrollen und Mitteln
zum Schneiden dieser Rollen zu Folien vorbestimmter Länge,
- d) Mitteln zum Auftragen von Klebstoff auf die Längsränder der
Packstoff-Folien zwecks Aneinanderkleben dieser Folien und auf die
Unterseite der Folien, die auf die Palette geklebt werden sollen,
- e) einer Vorrichtung zur Weiterleitung des Pakets an die Fördereinrichtung,
- f) Mitteln zum Verschließen
der Verpackung durch Umschlagen des Packstoffs an den vertikalen Stirnseiten
des Pakets.
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Das Verfahren und die Strasse nach
der Efindung kommen insbesondere bei der Verpackung von Blechen
zur Anwendung, die eine Länge
von mehr als 8 m oder sogar 12 m und selbst 15 m und eine Breite
von mehr als 1,8 m oder sogar 2,3 m und selbst 2,5 m haben.
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Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch
eine automatisierte Adjustageanlage für Bleche oder Pfaffen, mit:
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- – einer
Schneidstrasse zum Schneiden von Blechen oder Platten vorbestimmter
Länge aus
Rollen,
- – einer
Vorrichtung zur Vakuumstapelung der Bleche und Platten,
- – einer
Verpackungsstrasse nach der Efindung.
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Beschreibung
der Erfindung
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Die Erfindung soll in aufeinanderfolgenden Schritten
anhand einer besonderen Ausführungsart beschrieben
werden.
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Die Strasse ist um eine Fördereinrichtung herum
angeordnet, die mit Hilfe ihrer Antriebsmittel eine kontinuierliche
Bewegung der verschiedenen Elemente des zu verschickenden Fertigpakets
gewährleistet.
Dabei wird vorzugsweise eher ein Kettenförderer als ein Rollenförderer verwendet,
damit der Packstoff nicht zwischen die Rollen gelangt.
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1) Ablegen und Zentrieren
der Paletten
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Das Ablegen der leeren Paletten (aus
Holz oder einem beliebigen anderen Material) auf dem Förderer kann
mit Hilfe eines Laufkrans oder eines Gabelstaplers erfolgen. Die
Palette wird auf Hakenanschläge
ausgerichtet. Diese Anschläge
stellen sich automatisch ein und ermöglichen die Zentrierung der Palette
auf dem Förderer
mit einer Genauigkeit von plus/minus 10 mm und vorzugsweise plus/minus
5 mm.
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2) Ablegen und Aufkleben
der unteren Verpackung
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Der Packstoff, zum Beispiel Polyethylen
oder ein Verbundsystem mit Kraftpapier, liegt in Form von Rollen
mit einem maximalen Durchmesser von 400 mm und einer Innentrommel
von 75 mm Durchmesser vor. Mit einer Schere können aus jeder Rolle Folien
vorbestimmter Länge
geschnitten werden. Die Anlage nimmt drei in seitlicher Richtung
automatisch regelbare Rollen auf, damit das Ablegen der Folien mit
einer hinreichend gleichförmigen
seitlichen Versetzung im Hinblick auf einen Umschlag optimaler Breite
beim Verschließen
des Pakets und einer ausreichenden Überlappung der Bahnen im Hinblick
auf ein korrektes Kleben erfolgt. Die Positionseinstellung der Rollen
ermöglicht
es, kleine Positionsfehler der Palette zu kompensieren. Das Laden,
das Entladen der Rollen sowie sämtliche
Ansteuerungs- und Regelungsvorgänge
auf der Maschine werden von einem einzigen Bedienungsmann ausgeführt.
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Das Ablegen der Folien und die Rotation
der Rollen sind auf den Vorlauf des Förderers abgestimmt.
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Bei sehr kleinen Paketen ist die
abgelegte Folie breit genug, um das Paket mit einem zu seinem Verschließen ausreichenden Überfall
zu bedecken. Zumeist ist es jedoch notwendig, mehrere Folien durch
Kleben zusammenzufügen,
um eine ausreichend große
untere Verpackung zu erhalten. Dazu kann mit einer Vorrichtung zum
Auftragen von Klebstoff, die einen Klebstoffbehälter und Auftragwalzen aufweist,
eine Schicht Klebstoff auf einen Seitenstreifen (oder auf zwei Seitenstreifen
für die
mittlere Folie, wenn drei vorhanden sind) aufgebracht werden, um die
Folien nebeneinander zu kleben. Eine Vorrichtung gleichen Typs wird
verwendet, um auf die Unterseite der unteren Verpackung den zum
Kleben dieser Verpackung auf die Palette notwendigen Klebstoff aufzutragen.
Die Vor- und Rückverschiebung
der unteren Verpackung auf der Palette ist regelbar. Die Maschine
ist in der Höhe
verfahrbar und passt sich automatisch an die Höhe der Paletten an. Der gesamte
Ablegevorgang ist somit vollautomatisch. Das eigentliche Kleben
der verschiedenen Elemente erfolgt durch Pressen, und zwar zwischen
Walzen für die
Folienränder
bzw. auf nur einer Seite für
das Aufkleben auf die Palette.
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3. Weiterleitung zum Eingang
der Stapelvorrichtung
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Die mit der unteren Verpackung versehene Palette
wird per Förderer
auf ein auf Laufschienen vertahrbares motorisiertes Fahrgestell überführt und bis
in die Nähe
der Stapelvorrichtung weitergeleitet.
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4. Weiterleitung zur Papierverpackungsmaschine
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Die entweder aus der Stapelvorrichtung
oder aus anderen Paketgreifer- und Laufkranstrassen austretenden
Pakete werden gewogen und mit Hilfe des Kettenförderers stoßfrei zur Maschine zum Anbringen
der oberen Verpackung weitergeleitet.
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5. Anbringen der oberen
Verpackung und automatisches Verschließen des Pakets durch Kleben
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Die obere Verpackung wird in gleicher
Weise wie die untere Verpackung hergestellt, entweder mit derselben
Anlage oder mit einer ähnlichen
Anlage. Die automatische Positionseinstellung der Rollen erfolgt
dabei in Abhängigkeit
von der Breite und Dicke des Pakets, damit die obere Verpackung
mit einer hinreichend gleichförmigen
seitlichen Versetzung im Hinblick auf das Verschließen des
Pakets und einer Überlappung
der Bahnen im Hinblick auf ein korrektes Kleben angebracht werden
kann. Die Vor- und Rückverschiebung
ist in Abhängigkeit
von der Dicke des Pakets automatisch geregelt.
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Die Maschine ist in der Höhe verfahrbar
und passt sich automatisch an die Höhe der Paletten an. Bei Stapeln
von mehr als 50 mm Dicke ist der gesamte Anbringungsvorgang vollautomatisch.
Die Maschine führt
automatisch das Umschlagen des oberen Randes, das Auftragen des
Klebstoffs und das Umschlagen des unteren Randes in Längsrichtung
aus.
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Sie passt sich automatisch an die
Breite des Pakets an und lässt
durch eine elastische Nachgiebigkeit der das Umschlagen und Kleben übernehmenden
Arme je nach Höhe
der Palette und Dicke des Stapels einen kleinen Positionsfehler
zu.
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6. Transfertische zum
Wiegen und Umreifen der Pakete
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Die verpackten Pakete werden danach
auf einen Transfertisch befördert,
der an seinem Ende mit einer einziehbaren Übergabebrücke versehen ist, welche aus
zwei, an derselben Verbindungswelle wie die Kette des Förderers
angelenkten Tragarmen besteht, wobei diese beiden Anne durch Pneumatikzylinder
unter dem Tisch eingezogen und in angehobener Stellung mechanisch
arretiert werden. Dadurch wird ein leichter Zugang für die Verschließvorgänge der
oberen und unteren Paketenden ermöglicht.
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Die Pakete werden dann zur Bestimmung
ihres Gewichtes einschließlich
Verpackung auf eine Waage vom Typ Brückenwaage und dann zur Umreifung
mit einem Bandeisen ohne Unterlage mit Nadeln auf jedem Kerbverschluss
zu einer Querumreifungsstation gebracht und schließlich mit
Gablerstapler oder Laufkran abgeladen.
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Die efindungsgemäße Verpackungsstrasse ist mit
der Verwendung zusätzlicher
Schutzmittel kompatibel. So können
zwischen dem äußeren Packstoff
und den Blechen oder über
dem Packstoff Platten aus Polystyrol, Schaumstoff oder Pappe, Schutzwinkel
aus Pappe, Metall oder Kunststoff vorgesehen werden, wobei das Ganze
eventuell mit Bändern
aus Metall oder Kunststoff umreift wird.