Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einsetzen einzelner
Stückgüter in Behälter gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 beziehungsweise 12.
Stand der Technik
[0002] EP-A-1'078'855 offenbart eine Vorrichtung, mittels welcher Produktegruppen, insbesondere
Biskuits, mit hoher Zuverlässigkeit in Verpackungsbehälter eingesetzt werden können.
Die Vorrichtung verfügt über stirnseitige Stützmittel, welche entsprechend der Gruppenlänge
angepasst werden können. Ferner weist die Vorrichtung erste Haltestäbe auf, welche
die Produktegruppe tragen, bevor sie mittels zweiter Haltestäbe geführt nach unten
bewegt und in den Behälter eingeschoben werden.
[0003] Ferner offenbart WO 01/02250 eine Verpackungsvorrichtung, bei welcher die Stückgüter
einzeln auf einem Förderband zu einer Einfüllstation gebracht werden, wo sie in lotrecht
stehende Behälter eingestapelt werden. Hierfür wird der Behälter um die Höhe eines
Stückgutes nach unten bewegt, so dass das nächste Stückgut vom Förderer in den Behälter
fallen kann.
[0004] Als weiteres offenbart EP-A-1'160'166 eine Vorrichtung zum Einsetzen einzelner Stückgüter
in einen Behälter, bei welcher die Stückgüter einzeln von einem Förderer in die Behälter
gelegt werden. Hierfür werden Pickereinheiten, vorzugsweise Deltaroboter, verwendet,
welche mit Greifmitteln versehen sind. Bei dieser Art der Befüllung der Behälter stellt
sich das Problem, dass sich der Behälter kaum vollständig füllen lässt, weil das Greifmittel
zuviel Platz bei der Einführung benötigen würde. Dieses Problem wird im Stand der
Technik dadurch gelöst, dass die Behälter eine spezielle Form aufweisen, welche einen
maximalen Befüllungsgrad erlauben. Beispielsweise weisen die Behälter an einem stirnseitigen
Ende eine Ausbuchtung auf, in welche das Greifmittel hineinragen kann. Eine Anpassung
der Behälterform ist jedoch nicht erwünscht, da die Form der Verpackung möglichst
flexibel sein sollte, um allen Marketingund Marktbedürfnissen genügen zu können. Zudem
verunmöglichen Produktetoleranzen und Behälterbewegungen ein vollständiges Befüllen
der Behälter, auch derjenigen mit den angepassten Formen. Des weiteren werden die
bereits eingefüllten Stückgüter mit dem Roboter oder den anderen Einführungvorrichtungen
oft etwas zusammengedrückt, um genügend Platz für die Einführung der letzten Stückgüter
zu schaffen. Dies führt jedoch bei einer schlecht eingestellten Steuerung dazu, dass
bereits im Behälter befindliche Stückgüter beschädigt werden.
Darstellung der Erfindung
[0005] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einsetzen
einzelner Stückgüter in Behälter zu schaffen, welche unabhängig von der Behälterform
eine vollständige Befüllung des Behälters ermöglichen.
[0006] Diese Aufgabe lösen eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 beziehungsweise 12.
[0007] Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist einen ersten Förderer zur Zufuhr einzelner
Stückgüter und einen zweiten Förderer zur Zufuhr der Behälter auf. Mit mindestens
einer Pickereinheit werden x Stückgüter einzeln in einen Behälter eingesetzt, welcher
insgesamt N Stückgüter aufnehmen könnte, wobei N grösser als x ist. Für die Befüllung
des Behälters mit den letzten N-x Stückgütern ist erfindungsgemäss eine separate Umsetzeinheit
vorhanden, welche die entsprechende Anzahl Stückgüter von mindestens einer Pickereinheit
erhält und die Stückgüter in die Behälter umsetzt.
[0008] Dadurch lassen sich für die fast vollständige Befüllung des Behälters die schnellen
und flexibel programmierbaren Pikkereinheiten, insbesondere Deltaroboter, einsetzen.
Für die letzten Stückgüter pro Behälter ist die spezielle Umsetzeinheit vorhanden,
welche diese Stückgüter in die Behälter einschiebt oder sie hineinfallen lässt und
so nicht selber in die Behälter eingreifen muss.
[0009] Die erfindungsgemässe Umsetzeinheit weist eine Zwischenspeichereinheit bzw. eine
Zwischenfördereinheit auf, an welche die mindestens eine Pickereinheit die Stückgüter
übergibt. Vorzugsweise ist zudem ein Schiebemittel vorhanden, welches mit der Zwischenspeicher-
oder Zwischenfördereinheit zusammenwirkt und mittels welchem die Stückgüter in den
engen, noch verbleibenden Restraum des Behälters eingeführt werden.
[0010] In einer Ausführungsform bewegt sich die Zwischenfördereinheit mindestens annähernd
synchron mit dem zweiten Förderer, welcher die bereits fast vollständig gefüllten
Behälter transportiert.
[0011] In einer anderen Ausführungsform ist sowohl das Einschiebemittel wie auch die Zwischenspeichereinheit
stationär ausgebildet.
[0012] Dank der erfindungsgemässen Vorrichtung lassen sich beliebig geformte, insbesondere
rechteckförmige Behälter, vollständig füllen. Produktetoleranzen und Behälterbewegungen
beeinträchtigen die Befüllung nicht mehr. Zudem ist kein Nachdrücken beim Einsetzen
der letzten Stückgüter notwendig.
[0013] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen
hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0014] Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen,
welche in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind, erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung von oben in einer ersten
Ausführungsform;
- Figur 2
- eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäss Figur 1 in einer ersten Arbeitsposition;
- Figur 3
- eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäss Figur 1 in einer zweiten Arbeitsposition;
- Figur 4
- eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung von oben in einer zweiten
Ausführungsform;
- Figur 5
- eine seitliche Ansicht der Vorrichtung gemäss Figur 4 und
- Figur 6
- eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung in einer dritten
Ausführungsform.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0015] In Figur 1 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform
dargestellt. Sie weist einen ersten Förderer 1 auf, beispielsweise ein umlaufendes
Förderband, dessen oberes Trum horizontal verläuft. Auf diesem ersten Förderer 1 werden
einzelne Stückgüter 3 in geordneter oder ungeordneter Formation zu einer Verpackungsstation
gefördert. In dieser Verpackungsstation ist ein zweiter Förderer 2 vorhanden, welcher
ebenfalls ein umlaufendes Förderband sein kann. Auf diesem zweiten Förderer 2 werden
Behälter 4 leer herantransportiert und gefüllt wegtransportiert. Die zwei Förderer
1, 2 weisen vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Förderrichtungen auf. Behälter
4 und Stückgüter 3 können, wie in der Figur 1 mit Pfeilen dargestellt ist, im Gleichstrom
verlaufen. Es ist jedoch auch möglich, dass sie in unterschiedlichen Richtungen, insbesondere
im Gegenstrom transportiert werden. Vorzugsweise sind die Behälter 4 gegenüber der
horizontalen Ebene und zum ersten Förderer 1 hin geneigt angeordnet, um ein Einfüllen
der Stückgüter 3 zu erleichtern.
[0016] Die Stückgüter 3 werden in bekannter Weise mittels Pickereinheiten mit Greifmitteln,
insbesondere mittels sogenannter Deltaroboter, vom ersten Förderer 1 aufgenommen und
in die Behälter 4 gelegt. Üblicherweise sind mehrere Pickereinheiten in Förderrichtung
hintereinander angeordnet. Diese Pickereinheiten füllen die Behälter 4 so weit wie
möglich auf, wobei im oberen, dem ersten Förderer abgewandten Bereich der Behälter
4 ein noch ungefüllter Restraum 40 bestehen bleibt. Das heisst, Behälter, welche eigentlich
N Stückgüter fassen können, werden nur mit einer Anzahl x Stückgütern gefüllt, wobei
x < N ist. Derartig fast vollständig gefüllte Behälter 3 werden nun mittels des zweiten
Fördereres 2 in den Bereich der erfindungsgemässen Umsetzeinheit U gebracht.
[0017] Diese Umsetzeinheit U weist eine Zwischenspeichereinheit oder eine Zwischenfördereinheit
sowie vorzugsweise ein Einschiebemittel auf. Ferner ist in ihrem Bereich eine letzte
Pickereinheit 5, beispielsweise ein Deltaroboter mit einem Saugnapf, angeordnet. Diese
Pickereinheit 5 kann ausschliesslich zum Einsetzen der letzten Stückgüter 3 eingesetzt
werden. Es ist jedoch auch möglich, dass sie mindestens teilweise auch für die Befüllung
der Behälter 4 mit den x Stückgütern 3 eingesetzt wird.
[0018] Im hier dargestellten Beispiel ist eine Zwischeneinheit vorhanden, welche als Anlageband
6 ausgebildet ist. Das Anlageband 6 ist um zwei Umlenkrollen 60 geführt. Es erstreckt
sich mindestens mit einem Abschnitt in Förderrichtung des zweiten Förderers 2. Es
weist eine Anlagefläche 61 auf, welche in einem Winkel, beispielsweise von 90°, gegenüber
dem zweiten Förderer 2 ausgerichtet ist. Der Winkel entspricht vorteilhafterweise
mindestens annähernd dem Winkel, welcher das Stückgut 3 in seiner Endlage im Behälter
4 aufweist. Das Anlageband 6 ist in einer bevorzugten Ausführungsform um die Umlenkrollen
bewegbar, wobei es sich mindestens annähernd synchron zum zweiten Förderer 2 bewegt.
Es kann jedoch auch stationär ausgebildet sein.
[0019] Wie in Figur 2 dargestellt ist, holt die mindestens eine letzte Pickereinheit 5 ein
Stückgut 3 vom ersten Förderer und legt dieses an die Anlagefläche 61 des Anlagebandes
6, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Das Stückgut rutscht entweder durch die Schwerkraft
und dank geeigneter Oberflächenbeschaffenheit der Anlagefläche 61 teilweise in den
Leeraum 40 des Behälters hinein. Es lässt sich jedoch auch mittels der Pickereinheit
teilweise nach unten in den Behälter 4 schieben. Je nach Art des Stückgutes 3 und
Oberflächenbeschaffenheit der Anlagefläche 61 ist es nun möglich, dass es von selber
vollständig in den Behälter 4 rutscht, wie dies nach der Pickereinheit 5 beim Behälter
4' sichtbar ist.
[0020] In den bevorzugten Ausführungsformen ist jedoch ein Einschiebemittel vorhanden, welches
stromabwärts angeordnet ist. In diesem Beispiel ist es ein Einschiebebalken 70, welcher
über dem zweiten Förderer 2 in einem spitzen Winkel zu diesem angeordnet ist, wobei
er sich in Förderrichtung zum zweiten Förderer 2 und somit zu den Behältern 4 hin
neigt. Die zuletzt eingefüllten Stückgüter 3 werden vom Behälter 4 bzw. im Falle des
rotierenden Anlagebandes 6 von diesem gemeinsam mit dem Behälter 4 in Richtung Schiebebalken
70 gefördert. Dort werden sie vollständig in den Behälter 4 eingeschoben, welcher
nun seiner Endverpackung zugeführt werden kann. Somit lassen sich mittels dieser mindestens
einen letzten Pickereinheit die noch fehlenden N-x Stückgüter 3 schonend in den Behälter
4 einfüllen. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die Umsetzeinheit U
aus relativ wenigen Teilen besteht, so dass sie die gesamte Anlage nicht verteuert.
Zudem ist sie für beliebige Formen von Stückgütern einsetzbar und muss bei einem Wechsel
der Stückgüter nicht entsprechend angepasst werden. Eine Synchronisation zwischen
dem zweiten Förderer 2 und der Umsetzeinheit ist nicht zwingend notwendig, was auch
die Steuerung erleichtert.
[0021] In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung
dargestellt. Auch hier ist ein erster Förderer 1 für die Zuführung der einzelnen Stückgüter
3 und ein zweiter Förderer 2 für die Zuführung der Behälter 4 vorhanden. Hier werden
die Stückgüter 3 und die Behälter 4 im Gegenstrom herantransportiert, wobei andere
Richtungen auch möglich sind. Die Behälter werden wiederum vorzugsweise in einem Winkel
zur Horizontalebene, in welcher die Stückgüter gefördert werden, transportiert. Die
erfindungsgemässe Umsetzeinheit weist in dieser Ausführungsform einen dritten Förderer
6' auf, welcher im oberen Bereich der Behälter 4 zwischen dem ersten und zweiten Förderer
angeordnet ist. Vorzugsweise bewegt er sich synchron und mindestens abschnittsweise
in gleicher Förderrichtung wie der zweite Förderer 2 beziehungsweise wie die darauf
transportierten Behälter 4 und weist wiederum einen Winkel auf, welcher der gewünschten
Endlage des Stückgutes 3 im Behälter 4 entspricht. Der dritte Förderer 6' ist vorzugsweise
ein umlaufender Bandförderer. Die letzte Pickereinheit, welche hier nicht dargestellt
ist, legt nun die N-x letzten Stückgüter 3 auf den dritten Förderer 6'. Vorzugsweise
werden sie bereits in einem Abstand auf den dritten Förderer 6' gelegt, welcher dem
Abstand der Behälter 4 entspricht. Soll mehr als ein letztes Stückgut 3 in einen Behälter
4 eingeführt werden, so sind die Transportgeschwindigkeiten des zweiten und dritten
Förderers 2, 6' entsprechend synchronisiert und/oder der Abstand zwischen den auf
den dritten Förderer 6' aufgelegten Stückgütern entsprechend angepasst. Es ist jedoch
auch möglich, den dritten Förderer 6' als Totfläche auszubilden, so dass die Stückgüter
3 lediglich auf der Fläche gleiten und, da sie durch die Pickereinheit bereits teilweise
in die Behälter eingeschoben und/oder schwerkraftbedingt bereits teilweise in diese
hineingerutscht sind, von den Behältern 4 mitgenommen werden.
[0022] Die auf dem dritten Förderer 6' aufgelegten Stückgüter 3 werden wiederum mittels
eines Einschiebemittels in den Leerraum des Behälters 4 eingeschoben. Das Einschiebemittel
ist in Transportrichtung in einem spitzen Winkel zum zweiten Förderer hin geneigt
und ist in einem Winkel, vorzugsweise 90°, zur Transportfläche des dritten Förderers
6' ausgerichtet. Das Einschiebemittel kann wiederum ein Einschiebebalken sein. Im
hier dargestellten Beispiel ist das Einschiebemittel jedoch ein vierter Förderer 71,
welcher ebenfalls vorzugsweise ein umlaufender Bandförderer ist und synchron mit dem
dritten Förderer 6' bewegt wird. Wie in Figur 5 sichtbar ist, führt der vierte Förderer
71 mit seiner Anlagefläche, welche in einem Winkel zur Auflagefläche des dritten Förderers
ausgerichtet ist, die Stückgüter 3 in den oberen Leerraum des Behälters 4 ein.
[0023] In Figur 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch hier werden die
Behälter 4 und die einzelnen Stückgüter 3 auf einem ersten beziehungsweise zweiten
Förderer 1, 2 transportiert, wobei die Behälter 4 vorzugsweise gegenüber der mindestens
annähernd horizontalen Transportfläche der Stückgüter 3 geneigt sind. Die Umsetzeinheit
U weist hier einen Taschenförderer 6" auf, welcher sich mindestens abschnittsweise
in die Förderrichtung des zweiten Förderers 2 erstreckt und wiederum vorzugsweise
synchron mit diesem bewegt wird. Er kann jedoch auch stationär sein. Der Taschenförderer
6'' weist Taschen 62 auf, welche oben offen sind und unten vorzugsweise einen Boden
aufweisen, welcher sich öffnen lässt. Die Taschen sind senkrecht zum Behälter 4 ausgerichtet
beziehungsweise in demjenigen Winkel, in welchen die Stückgüter 3 in den Behältern
4 angeordnet sind. Die Taschen 62 weisen vorzugsweise eine dem Stückgut 3 angepasste
Form auf, wobei sie vorzugsweise genau ein Stückgut 3 aufnehmen können. Die mindestens
eine letzte Pickereinheit 5 holt die N-x letzten Stückgüter 2 vom ersten Förderer
und legt sie von oben in die Taschen 62 des Taschenförderers 6''. Befindet sich eine
gefüllte Tasche oberhalb eines noch vollständig zu füllenden Behälters 4, so wird
der Boden geöffnet und das Stückgut 3 gleitet in den Leerraum 40 des Behälters 4.
Hierfür ist vorzugsweise ein Einschiebemittel vorhanden. In diesem Beispiel ist es
ein Stössel 72, welcher von oben in die entsprechende Tasche 62 eingreift und das
darin befindliche Stückgut 3 nach unten in den Behälter 4 stösst. Diese Ausführungsform
weist den Vorteil auf, dass die Stückgüter 3 sehr schonend behandelt werden können,
da die Taschen 62 sie schützen. Auch lassen sich die Stückgüter 3 in allen gewünschten
Richtungen in die Behälter 4 ablegen. Ein Befüllen der Behälter mit assortierten,
unterschiedlichen Stückgütern ist möglich.
[0024] Diese erfindungsgemässen Vorrichtungen lassen sich für alle Arten von Stückgütern
einsetzen. Ihr bevorzugter Anwendungsbereich ist jedoch die Lebensmittelindustrie,
insbesondere die Verpackung von scheibenförmigen Produkten wie Biskuits oder Chips.
Dank der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine effiziente und doch vollständige
Befüllung von beliebig geformten Behältern möglich.
Bezugszeichenliste
[0025]
- 1
- erster Förderer
- 2
- zweiter Förderer
- 3
- Stückgut
- 4
- Behälter
- 4'
- Behälter
- 40
- ungefüllter Restraum
- 5
- Pickereinheit
- U
- Umsetzeinheit
- 6
- Anlageband
- 60
- Umlenkrollen
- 61
- Anlagefläche
- 6'
- dritter Förderer
- 6"
- Taschenförderer
- 62
- Taschen
- 70
- Einschiebebalken
- 71
- vierter Förderer
- 72
- Stössel
1. Vorrichtung zum Einsetzen einzelner Stückgüter (3) in Behälter (4) mit einem ersten
Förderer (1) zur Zufuhr der einzelnen Stückgüter (3), mit einem zweiten Förderer (2)
zur Zufuhr der Behälter (4), mit mindestens einer Pikkereinheit (5), wobei mindestens
eine der mindestens einen Pickereinheit (5) eine Anzahl x Stückgüter (3) vom ersten
Förderer (1) in einen Behälter (4) einsetzt und wobei der Behälter (4) eine Anzahl
N > x Stückgüter (3) fasst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine separate Umsetzungseinheit (U) vorhanden ist zur Umsetzung der letzten
N-x Stückgüter (3) in den N Stückgüter (3) fassenden Behälter (4), wobei mindestens
eine der mindestens einen Pickereinheit (5) die N-x Stückgüter (3) vom ersten Förderer
(1) in die Umsetzungseinheit (U) umsetzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzeinheit (U) ein Einschiebemittel (70, 71, 72) aufweist zur Einschiebung
der N-x Stückgüter (3) in den Behälter (4).
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Förderer (2) die Behälter (4) in einer Ebene geneigt zur Föderebene des
ersten Förderers (1) transportiert.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzungseinheit (U) ein sich mindestens abschnittsweise in Förderrichtung des
zweiten Förderers (2) erstreckendes Anlageband (6) zur Anlage der N-x Stückgüter (3)
aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageband (6) in einem Winkel, welcher mindestens annähernd einer Endlage der
N-x Stückgüter (3) im Behälter (4) entspricht, zum zweiten Förderer (2) angeordnet
ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschiebemittel ein in einem Winkel zum zweiten Förderer (2) ausgerichteter
Einschiebebalken (70) ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzeinheit (U) einen dritten Förderer (6') aufweist, welcher mindestens abschnittsweise
parallel zum zweiten Förderer (2) und in einem Winkel dazu verläuft, welcher mindestens
annähernd einer Endlage der N-x Stückgüter (3) im Behälter (4) entspricht, und dass
das Einschiebemittel (71) in einem Winkel zum dritten Förderer (6') ausgerichtet ist,
wobei es in Förderrichtung des zweiten Förderers (2) in einem spitzen Winkel zu diesem
hingeneigt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschiebemittel ein vierter Förderer (71) mit einer Anlagefläche ist, welche
in einem Winkel zur Auflagefläche des dritten Förderers (6') ausgerichtet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzeinheit (U) einen Taschenförderer (6") aufweist, welcher sich mindestens
abschnittsweise in die Förderrichtung des zweiten Förderers (2) erstreckt und dass
der Taschenförderer (6") Taschen (62) zur Aufnahme der N-x Stückgüter (3) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (62) einen Boden aufweisen, welcher sich öffnen lässt.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschiebeelement ein Stössel (72) ist, welcher von oben in eine der Taschen
(62) einschiebbar ist, um ein darin befindliches Stückgut (3) nach unten in den Behälter
(4) zu stossen.
12. Verfahren zum Einsetzen einzelner Stückgüter (3) in Behälter (4), wobei auf einem
ersten Förderer (1) einzelne Stückgüter (3) und auf einem zweiten Förderer (2) Behälter
(4) zugeführt werden, wobei mindestens eine Pickereinheit (5) verwendet wird und wobei
eine Anzahl x der Stückgüter (2) von mindestens einer der mindestens einen Pickereinheit
(5) vom ersten Förderer (1) in einen Behälter (4) einsetzt werden, wobei der Behälter
(4) eine Anzahl N > x Stückgüter (3) fasst, dadurch gekennzeichnet, dass die letzten N-x Stückgüter (3) in den N Stückgüter (3) fassenden Behälter (4) mittels
einer separaten Umsetzungseinheit (U) eingeführt werden, wobei die N-x Stückgüter
(3) vom ersten Förderer (1) mittels einer der mindestens einen Pickereinheit (5) in
die Umsetzungseinheit (U) umgesetzt werden.