Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umsetzung stückgutartiger
Produkte in Behälter gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise 6.
Stand der Technik
[0002] Verpackungsanlagen für stückgutartige Produkte müssen oft die Aufgabe erfüllen, Produkte,
welche von einer Produktionsanlage in einem kontinuierlichen, aber nicht zwingend
regelmässigen Strom angeliefert werden, gruppenweise in Behälter abzufüllen. Bewährt
hat sich dabei eine Vorrichtung, in welcher die Produkte auf einem Zufuhrförderer
einer Förder- und Gruppiereinheit einzeln zugeführt werden, dort während des Weitertransports
gruppiert und anschliessend von einem Picker als Gruppe in auf einem Förderer transportierte
Behälter umgesetzt werden. Um eine genügende Leistung in der Umsetzung zu erhalten,
werden im allgemeinen zwei oder mehr Förder- und Gruppiereinheiten abwechslungsweise
vom Picker bedient. Die Umsetzleistung wird jedoch von der Leistung des Pickers begrenzt.
Die Verwendung von mehreren Pickern, beziehungsweise eines Pickers pro Förder- und
Umsetzeinheit, kommt oft aus Kostengründen und/oder aus Platzgründen nicht in Frage.
[0003] EP-A-0'496'046 hingegen offenbart eine Umsetzvorrichtung für stückgutartige Produkte
mit einer einzigen Förder- und Gruppiereinheit. Diese Einheit weist ein umlaufendes
Förderband mit mehreren Schalen zur Aufnahme einzelner Produkte auf. Die Schalen werden
zwischen zwei Haltemitteln gehalten und gruppiert. Ist die Gruppe vollständig, so
werden die Produkte mittels eines Schiebers als Gruppe ausgestossen, von einem Roboterarm
gemeinsam aufgenommen und in den Behälter abgelegt. Die Leistung dieser Anlage ist
durch die Verwendung einer einzigen Förder- und Gruppiereinheit nicht allzu hoch.
[0004] Auch WO 97/11014 offenbart eine Umsetzvorrichtung für stückgutartige Produkte mit
einer einzigen, ähnlich aufgebauten Förder- und Gruppiereinheit. Hier werden die gruppierten
Produkte ebenfalls mittels eines Schiebers ausgestossen, wobei sie direkt in eine
Verpackungseinheit gelangen.
[0005] WO 96/41760 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Förder- und Gruppiereinheit,
welche zwei umlaufende Förderketten mit darauf in wählbarer Teilung aufsteckbaren
Mitnehmern und Gegenhaltern aufweist.
[0006] In DE-A-3'842'556 ist ein Picker dargestellt, welcher gruppierte Produkte von einem
ersten Produkteförderer auf einen zweiten Produkteförderer oder auf einen Behälterförderer
umsetzt. Ist ein Behälterförderer vorhanden, so wird der zweite Produkteförderer als
Speicher für überzählige Gruppen verwendet.
[0007] DE-A-4'404'744 beschreibt eine Einlegestation mit einem Zufuhrförderer und einem
senkrecht dazu verlaufenden Behälterförderer. In einem dadurch gebildeten Winkel ist
eine Zwischenablage vorhanden. Die Produkte werden vom Zufuhrförderer auf diese Zwischenablage
geschoben, dort neu gruppiert und von einem Umsetzmittel in die Behälter eingesetzt.
Die Umgruppierung erfordert Zeit und schränkt die Leistung der Vorrichtung ein.
[0008] Des weiteren ist aus EP-A-0'526'403 eine Vorrichtung bekannt, bei welcher einzeln
angelieferte Produkte von einzelnen Greifern aufgenommen und in geordneter Reihe auf
eine Tragfläche abgelegt werden. Dort werden sie von einem Schieber in die bereitgestellten
Behälter geschoben.
[0009] Obwohl zwar die verschiedensten Lösungen für die Umsetzung von gruppierten Produkten
von einer einzigen Förder- und Gruppiereinheit in Behälter bekannt sind, ist doch
keine kostengünstige, platzsparende und dennoch effiziente Umsetzung mit mehreren
Förder- und Gruppiereinheiten bekannt.
Darstellung der Erfindung
[0010] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung mit mindestens
zwei Förder- und Umsetzeinheiten zu schaffen, welche die obengenannten Vorteile aufweist.
[0011] Diese Aufgabe löst ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 beziehungsweise 6.
[0012] Erfindungsgemäss ist mindestens eine, vorzugsweise für jede Förder- und Umsetzeinheit
eine eigene, Zwischenablage vorhanden, wobei die Produkte stets gruppenweise von der
Förder- und Gruppiereinheit auf die Zwischenablage umgesetzt und von dieser mittels
eines Pickers in einen Behälter gelegt werden. Dabei bedient der Picker abwechslungsweise
die Zwischenablagen der verschiedenen Förder- und Gruppiereinheiten. Die Umsetzung
der einzelnen Gruppen von den Förder- und Gruppiereinheiten in die Zwischenablage
erfolgt schneller als die Umsetzung der Gruppe von der Zwischenablage in die Behälter,
das heisst, das Umsetzmittel arbeitet schneller als der Picker beziehungsweise der
zurückzulegende Weg ist kürzer. Dadurch lässt sich die Auslastung des Pickers optimieren
und somit die Leistung der gesamten Vorrichtung erhöhen.
[0013] In einer bevorzugten Variante des Verfahrens werden die gruppierten Produkte auf
die Zwischenablage geschoben. Andere Umsetzmittel, beispielsweise ein Picker, sind
jedoch auch möglich.
[0014] In einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die Förderrichtungen der einzelnen
Förder- und Gruppiereinheiten sowie eines Behälterförderers parallel zueinander. Andere
Anordnungen sind jedoch auch möglich.
[0015] Dank dem erfindungsgemässen Verfahren ist die Stillstandzeit der Förder- und Gruppiereinheiten
minimiert. Dadurch kann die Produktezuführung stetig erfolgen und Zwischenspeicher
zwischen Zufuhrförderer und Gruppiereinheit erübrigen sich.
[0016] Weitere vorteilhafte Varianten des Verfahrens und vorteilhafte Ausführungsformen
gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0017] Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen,
welche in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind, erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung in einer ersten
Ausführungsform;
- Figuren 2a bis 2g
- schematische Darstellungen der Vorrichtung gemäss Figur 1 in acht Bearbeitungsschritten;
- Figuren 3a bis 3f
- graphische Darstellungen verschiedener Arbeitsweisen der erfindungsgemässen Vorrichtung
und
- Figur 4
- eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer zweiten
Ausführungsform.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0018] In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Umsetzvorrichtung
dargestellt. Sie weist einen ersten und einen zweiten Zufuhrförderer 1, 1' auf, welche
von einer Produktionsanlage kommende stückgutartige Produkte P in die Vorrichtung
zuführen. Die Produkte P können beispielsweise un- oder bereits vorverpackte Biskuits,
Schokoladeriegel oder Teigrollen sein. Die Zufuhrförderer 1, 1' sind Förderer bekannter
Art, beispielsweise Ketten- oder Bandförderer. Die Produkte P werden einzeln und in
einem kontinuierlichen Strom zugeführt. Die Abstände zwischen den Produkten beziehungsweise
ihre Ausrichtung auf den Zufuhrförderern 1, 1' muss jedoch nicht regelmässig beziehungsweise
gleichbleibend sein.
[0019] Jeder Zufuhrförderer 1, 1' grenzt mit seiner Entladestation an eine Förder- und Gruppiereinheit
2, 2' an. Die Förderrichtungen der einzelnen Förderer und Einheiten sind in den Figuren
mit Pfeilen dargestellt. Im hier dargestellten Beispiel verläuft die Förderrichtung
der Zufuhrförderer 1, 1' in derselben Ebene wie die Förderrichtung der zugehörigen
Förder- und Gruppiereinheit 2, 2', jedoch senkrecht zu dieser. Andere Anordnungen
sind möglich. Beispielsweise kann die Produkteübergabe seitlich oder in Achsrichtung
beider Förderer erfolgen. Die Produkte können bei der Übergabe in eine andere Richtung
ausgerichtet werden.
[0020] Es ist auch möglich, dass ein einziger Zufuhrförderer 1, 1' zwei oder mehr Förder-
und Gruppiereinheiten 2, 2' beliefert. Die Fördergeschwindigkeiten der einzelnen Zufuhrförderer
1, 1' sind vorzugsweise unabhängig voneinander. In einer Ausführungsform werden typischerweise
bis zu 350 Produkte pro Minute und pro Zufuhrförderer transportiert.
[0021] In den Förder- und Gruppiereinheiten 2, 2' werden die Produkte P zu vordefinierten
Gruppen G zusammengefasst. Derartige Förder- und Gruppiereinheiten 2, 2' sind bekannt.
Beispiele davon wurden bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt. Sie werden
hier deshalb nicht im Detail beschrieben. Sie sind üblicherweise als umlaufende Förderer,
beispielsweise als Band- oder Kettenförderer ausgebildet. Je nach Art der Produkte
P sind sie mit Aufnahmeschalen, Mitnehmern oder anderen Gruppiermitteln versehen.
Vorzugsweise verlaufen die Förderrichtung der Förder- und Gruppiereinheiten 2, 2'
parallel und in gleicher Richtung zueinander.
[0022] In Förderrichtung der Förder- und Gruppiereinheiten 2, 2' stromabwärts am unteren
Ende befindet sich eine Umsetzstation mit einem Umsetzmittel 4, 4'. Vorzugsweise ist
jeder Förder- und Gruppiereinheit 2, 2' ein eigenes Umsetzmittel 4, 4' zugeordnet.
Benachbart zu diesem Umsetzmittel 4, 4' ist eine Zwischenablage 3, 3' vorhanden. Vorzugsweise
ist jeder Förder- und Gruppiereinheit 2, 2' auch eine eigene Zwischenablage 3, 3'
zugeordnet.
[0023] Jede Zwischenablage 3, 3' ist vorzugsweise als Platte ausgebildet, deren Oberfläche
mit der Förderfläche der zugehörigen Förder- und Gruppiereinheit 2, 2' fluchtet. Es
lassen sich jedoch auch Rechen oder andere geeignete Speicherelemente als Zwischenablagen
3, 3' verwenden. Vorzugsweise befinden sich die Zwischenablagen 3, 3' auf einer gemeinsamen
Linie, welche in diesem Beispiel senkrecht zur Förderrichtung der Förder- und Gruppiereinheiten
2, 2' verläuft.
[0024] Das Umsetzmittel 4, 4' ist vorzugsweise als Schieber ausgebildet. Andere Arten, beispielsweise
Picker, sind jedoch auch geeignet. Vorzugsweise ist das Umsetzmittel 4, 4' pneumatisch
betätigt. Es wird ein sehr schnelles Umsetzmittel 4, 4' eingesetzt und/oder der von
ihm zurückzulegende Weg wird äusserst kurz gehalten.
[0025] Die Vorrichtung umfasst ferner mindestens einen Behälterförderer 6, welcher zu füllende
Behälter B in den Bereich der Zwischenablagen 3, 3' fördert. Vorzugsweise verläuft
auch die Förderrichtung des Behälterförderers 6 parallel zur Förderrichtung der Förder-
und Gruppiereinheiten 2, 2'. Dabei kann er in gleicher oder entgegengesetzter Richtung,
das heisst im Gleich- oder im Gegenstrom, verlaufen. Im hier dargestellten Beispiel
befindet sich der Behälterförderer 6 zwischen den zwei Förder- und Gruppiereinheiten
2, 2'.
[0026] Des weiteren ist ein Picker 5 vorhanden, welcher ebenfalls in diesem Bereich angeordnet
ist. Mittels dieses Pickers 5 werden die Gruppen G einzeln den Zwischenablagen 3,
3' entnommen und in die entsprechenden Behälter B gelegt. Der Picker 5 bedient dabei
abwechslungsweise die verschiedenen Zwischenablagen 3, 3', wobei "abwechslungsweise"
auch bedeutet, dass eine bestimmte Zwischenablage (3, 3') zwei oder mehrere Male nacheinander
bedient werden kann, bevor die andere Zwischenablage (3, 3') wieder bedient wird.
Vorzugsweise wird als Picker 5 ein Zwei-Achs-Toploader bekannter Art eingesetzt. Es
lassen sich jedoch auch Roboterarme oder andere geeignete Umsetzmittel einsetzen.
Der Picker 5 arbeitet vorzugsweise getaktet, so dass er sich bis auf allfällige Wartezeiten
in einem stets gleichbleibenden Rhythmus bewegt. Dies vereinfacht insbesondere die
Steuerung und hält somit die Kosten der Vorrichtung minimal.
[0027] In den Figuren 2a bis 2g ist die Vorrichtung in einzelnen, einander nachfolgenden
Arbeitspositionen während des Betriebs dargestellt. In Figur 2a werden auf beiden
Zufuhrförderern 1, 1' Produkte angeliefert und die Gruppierung in den Förder- und
Gruppiereinheiten 2, 2' beginnt. In Figur 2b ist in der ersten Förder- und Gruppiereinheit
2 eine Gruppe G zusammengestellt. In Figur 2c wird diese Gruppe G mit dem ersten Schieber
4 auf die erste Zwischenablage 3 geschoben, wobei nach wie vor neue Produkte P in
diese Einheit 2 angeliefert werden. In Figur 2d erfasst der Picker 5 die Gruppe G
auf der ersten Zwischenablage 3 und legt sie in Figur 2e in die Behälter B ab. In
Figur 2f nimmt der Picker 5 die zwischenzeitlich in der zweiten Förder- und Gruppiereinheit
2' gebildete und auf die zweite Zwischenablage 3' geschobene zweite Gruppe G' auf
und setzt beziehungsweise schiebt sie in Figur 2f in die Behälter B. Daraufhin kann
er wieder die erste Zwischenablage 3 bedienen.
[0028] Die Umsetzung der Gruppen G, G' auf die Zwischenablagen 3, 3' wird von einem anderen
Umsetzmittel ausgeführt als die anschliessende Umsetzung in die Behälter. Die erste
Umsetzung kann dadurch schneller erfolgen. Ein Grund hierfür ist, dass bei der ersten
Umsetzung kürzere Wege zurückgelegt werden müssen. Vorzugsweise ist der Zyklus des
Umsetzmittels 4, 4', das heisst die Umsetzzeit bis zur erneuten Bereitschaft, 1.5
bis 4 mal kürzer beziehungsweise kleiner als derjenige des Pickers 5.
[0029] Aus den Figuren 3a bis 3f ist ersichtlich, dass die Taktung des Pickers 5 nicht der
Taktung des Umsetzmittels 4, 4' angepasst sein muss, beziehungsweise dass ein relativ
grosser Toleranzbereich besteht. Das Umsetzmittel 4, 4' schiebt die Gruppen G, G'
vorzugsweise genau dann auf eine der Zwischenablagen 3, 3', wenn eine Gruppe G, G'
vollständig gebildet ist. Der Picker 5 arbeitet im gleichbleibenden Takt, wobei er
vorzugsweise jeweils in einer mittleren Position M wartet, bis ihm die Steuerung meldet,
dass auf der Zwischenablage in nützlicher Frist eine neue Gruppe zur Umsetzung bereitstehen
wird.
[0030] In den Figuren 3a bis 3f stellt die vertikale Richtung eine Zeitachse dar. Die angegebenen
Zahlenwerte dienen lediglich dem besseren Verständnis, sind aber nicht bindend. Die
ausgefüllten Rechtecke zeigen die Verweildauer einer Gruppe G, G' auf einer Zwischenablage
3, 3'. Mit x ist die Position des Pickers 5 dargestellt.
[0031] In Figur 3a werden die einzelnen Gruppen G, G' rechtzeitig bereitgestellt. Der Picker
5 läuft ohne Pause zwischen den zwei Zwischenablagen 3, 3' hin und her und bedient
sie abwechslungsweise.
[0032] In Figur 3b ist die zweite Gruppe G' leicht verspätet. Der Picker 5 muss jedoch in
der Zwischenposition M keine Pause einlegen. In den Figuren 3c und 3d ist die Verspätung
der zweiten Gruppe G' jedoch so gross, dass eine Pause notwendig ist. In der Figur
3e ist die Verspätung der zweiten Gruppe G' so gross, dass der Picker 5 die Bedienung
der zweiten Zwischenablage 3' einmal überspringt und gleich wieder zur ersten Zwischenablage
3 übergeht.
[0033] In der Figur 3f ist die Situation dargestellt, in welcher die Gruppe G' zu früh zusammengestellt
ist. Auch hier funktioniert das Verfahren erfolgreich.
[0034] In Figur 4 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt.
Im Gegensatz zu Figur 1 ist der Behälterförderer 6 nicht zwischen den zwei Förder-
und Gruppiereinheiten 2, 2', sondern auf einer Seite dazu angeordnet. Die Ausführungsform
gemäss Figur 1 ist jedoch betreffend der erzielbaren Umsetzleistung optimiert, insbesondere
wegen der Symmetrie der Anordnung und der kurzen Wege.
[0035] Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden zwei Förder- und Gruppiereinheiten 2,
2' eingesetzt. Es können jedoch auch mehr verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass
bei Verwendung von genau zwei Einheiten die erzielbare Umsetzleistung optimiert und
die aufintegrierte Wartezeit der zusammengestellten Gruppen in den Gruppiereinheiten
minimiert ist. Ebenso ist es möglich, in Strömungsrichtung mehrere Picker 5 und mehrere
Zwischenablagen hintereinander anzuordnen, welche jeweils die Zwischenablagen verschiedener
Gruppiereinheiten abwechslungsweise bedienen.
[0036] Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht eine Verminderung der Stillstandzeit
der Gruppen in den Gruppiereinheiten und somit eine Erhöhung der Umsetzleistung.
Bezugszeichenliste
[0037]
- 1
- Erster Zufuhrförderer
- 1'
- Zweiter Zufuhrförderer
- 2
- Erste Förder- und Gruppiereinheit
- 2'
- Zweite Förder- und Gruppiereinheit
- 3
- Erste Zwischenablage
- 3'
- Zweite Zwischenablage
- 4
- Erstes Umsetzmittel
- 4'
- Zweites Umsetzmittel
- 5
- Picker
- 6
- Behälterförderer
- B
- Behälter
- P
- Produkte
- G
- Gruppe von Produkten
- G'
- Gruppe von Produkten
- M
- Zwischenposition
1. Verfahren zur Umsetzung stückgutartiger Produkte (P) in Behälter (B), wobei ein erster
Teil der Produkte (P) einer ersten Förder- und Gruppiereinheit (2) und mindestens
ein zweiter Teil der Produkte (P) mindestens einer zweiten Förder- und Gruppiereinheit
(2') zugeführt werden, wobei die Produkte (P) in den Förder- und Gruppiereinheiten
(2, 2') zu Gruppen (G, G') gruppiert werden, wobei die einzelnen Gruppen (G, G') mittels
eines Pickers (5) in die Behälter (B) umgesetzt werden und wobei der Picker (5) abwechslungsweise
eine Gruppe (G) aus der ersten Förder- und Gruppiereinheit (2) und eine Gruppe (G')
aus der zweiten Förder- und Gruppiereinheit (2') in die Behälter (B) füllt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gruppen (G, G') der Förder- und Gruppiereinheiten (2, 2') in mindestens eine Zwischenablage
(3, 3') gebracht werden und dass der Picker (5) die einzelnen Gruppen (G, G') der
mindestens einen Zwischenablage (3, 3') entnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umsetzungszyklus für die Umsetzung der einzelnen Gruppen (G, G') von den Förder-
und Gruppiereinheiten (2, 2') in die mindestens eine Zwischenablage (3, 3') kürzer
ist als ein Umsetzungszyklus für die Umsetzung der einzelnen Gruppen (G, G') durch
den Picker (5) in die Behälter (B).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der zwei Umsetzzyklen einen Wert zwischen 1.5 und 4 aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen (G, G') in die mindestens eine Zwischenablage (3, 3') geschoben werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte (P) kontinuierlich und einzeln den Förder- und Gruppiereinheiten (2,
2') zugeführt werden.
6. Vorrichtung zur Umsetzung stückgutartiger Produkte (P) in Behälter (B) ,
mit mindestens einer ersten und einer zweiten Förder- und Gruppiereinheit (2, 2')
zur Gruppierung je eines Teils der Produkte (P) in Gruppen (G, G'),
mit mindestens einem Picker (5) zur Umsetzung der einzelnen Gruppen (G, G') in die
Behälter (B), wobei der mindestens eine Picker (5) abwechslungsweise eine Gruppe (G)
aus der ersten Förder- und Gruppiereinheit (2) und eine Gruppe (G') aus der zweiten
Förder- und Gruppiereinheit (2') in die Behälter (B) füllt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung mindestens eine Zwischenablage (3, 3') aufweist,
dass mindestens ein Umsetzmittel (4, 4') vorhanden ist zur Umsetzung der Gruppen (G, G')
von den Förder- und Gruppiereinheiten (2, 2') in die mindestens eine Zwischenablage
(3, 3') und
dass der mindestens eine Picker (5) die Gruppen (G, G') der mindestens einen Zwischenablage
(3, 3') entnimmt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Förder- und Gruppiereinheit (2, 2') eine eigene Zwischenablage (3, 3') zugeordnet
ist, dass jeder Zwischenablage (3, 3') mindestens ein eigenes Umsetzmittel (4, 4')
zugeordnet ist und dass der mindestens eine Picker (5) die Gruppen (G, G') aus mindestens
zwei Zwischenablagen (3, 3') verschiedener Förder- und Gruppiereinheiten (2, 2') entnimmt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Picker (5) einen längeren Umsetzzyklus zur Umsetzung der Gruppen
(G, G') aufweist als das mindestens eine Umsetzmittel (4, 4') .
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der zwei Umsetzzyklen einen Wert zwischen 1.5 und 4 aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umsetzmittel (4, 4') ein Schieber ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass zwei Förder- und Gruppiereinheiten (2, 2') vorhanden sind,
dass sie parallel zueinander verlaufende Förderrichtungen aufweisen und
dass mindestens ein Behälterförderer (6) vorhanden ist, dessen Förderrichtung parallel
zur Förderrichtung der Förder- und Gruppiereinheiten (2, 2') verläuft.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterförderer (6) zwischen den zwei Förder- und Gruppiereinheiten (2, 2')
angeordnet ist.