Greifvorrichtung zum Beladen und Entladen eines Behälters

Abstract

 Verfahren zum Beladen und/oder Entladen eines Behälters (600), insbesondere aus einem flexiblen Material, mit einem stangenförmigen Produkt (500), insbesondere mit Stapeln aus ineinander geschobenen Bechern. Eine einen Greifer (100) aufweisende Transportvorrichtung führt zum Beladen das Produkt (500) von oben in den Behälter (600) und legt dies in der gewünschten Lagerungsposition ab. Das Produkt (500) wird zum Entladen im Behälter (600) ergriffen und nach oben aus dem Behälter (600) geführt. Beim Beladen wird das Produkt (500) in einer Transportstellung, welche bezüglich der gewünschten Lagerungsposition verschwenkt ist, in den Behälter (600) geführt und mit einer Schwenkbewegung in die gewünschte Lagerungsposition beim Ablegen überführt. Beim Entladen wird das Produkt (500) nach dem Ergreifen aus der Lagerungsposition durch eine Schwenkbewegung in eine bezüglich der Lagerungsposition verschwenkte Transportstellung überführt und nach oben aus dem Behälter (600) entnommen. So werden kurze Zyklen und damit eine hohe Frequenz beim Einpacken und Auspacken der Produkte (500) ermöglicht, sowie eine kleinere Projektion der Produkte (500) zum Boden des Behälters (600) erreicht, womit ein Kollisionsrisiko zwischen den Wänden des Behälters (600) und der Produkte (500) vermindert werden kann.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen und/oder Entladen eines Behälters mit einem stangenförmigen Produkt, wobei eine einen Greifer aufweisende Transportvorrichtung zum Beladen das Produkt von oben in den Behälter führt und in der gewünschten Lagerungsposition ablegt bzw. zum Entladen das Produkt im Behälter ergreift und nach oben aus dem Behälter führt. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

[0002] In der Industrie ist eine Aufteilung einer Produktion in sequentielle Produktionsprozesse üblich. Dazu werden Zwischenprodukte von einer einen ersten Herstellungsschritt ausführenden Firma zu einer zweiten, einen nächsten Herstellungsschritt ausführenden Firma transportiert. Die Zwischenprodukte werden in der Regel von der ersten Firma in Behälter verpackt und müssen daher von der zweiten Firma wieder ausgepackt werden.

[0003] Gegenwärtig werden diese Vorgänge entweder von Hand oder automatisch durch eine Entpackungs- oder Verpackungsmaschine durchgeführt. Dazu sind zum Beispiel Klammergreifer, Greifzangen, Vakuum-Greifer und ähnliche Vorrichtungen bereits bekannt. Üblich ist eine "n"-förmige Bewegung (Aufheben, Querfahren, Absetzen).

[0004] Die bekannten automatischen Entpackungs- und Verpackungsverfahren weisen folgende Mängel auf:

1. Beschädigung von druckempfindlichen Produkten;

2. Beschädigung von Produkten, hervorgerufen durch Positionierungsungenauigkeiten;

3. Beschädigung von Produkten hervorgerufen durch zu kleine Abstände zwischen den Produkten in der Lagerungsposition;

4. Beschädigung von Produkten, hervorgerufen durch Innenauskleidungen und/oder eingezogener Wände der Behälter;

5. Komplikationen beim Beladen und Entladen von Behältern die Innenauskleidungen wie zum Beispiel Plastiksäcke oder Folieneinlagen aufweisen, hervorgerufen durch das Hängenbleiben der Produkte an der Innenauskleidung;

6. Beschädigung von Innenauskleidungen wie zum Beispiel Plastiksäcken oder Folieneinlagen in den Behältern, hervorgerufen durch das Hängenbleiben der Produkte an der Innenauskleidung;

7. zu langsame Zyklen, womit die Anlagen zur Weiterverarbeitung der Produkte nicht voll ausgelastet werden können.

Darstellung der Erfindung

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche ein effizienteres Beladen und Entladen von Produkten, die druckempfindlich sein können, aus und in Behälter erlaubt.

[0006] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung wird beim Beladen des Behälters das Produkt mit einer Transportvorrichtung (welche zumindest einen Greifer aufweist) in einer Transportstellung, welche bezüglich der gewünschten Lagerungsposition verschwenkt ist, in den Behälter geführt und mit einer Schwenkbewegung in die gewünschte Lagerungsposition beim Ablegen überführt. Unter Anwendung der gleichen Grundidee wird beim Entladen das Produkt nach dem Ergreifen durch die Transportvorrichtung aus der Lagerungsposition durch eine Schwenkbewegung in eine bezüglich der Lagerungsposition verschwenkte Transportstellung überführt und nach oben aus dem Behälter entnommen.

[0007] Die Verschwenkung kann eine reine Drehbewegung sein oder eine mit einer Drehung kombinierte translatorische Bewegung. Der Winkel, um welchen das Produkt verschwenkt wird, soll so gross sein, dass die Länge des Produkts in der Projektion auf die Lagerungsstellung eine spürbare Verkürzung des Raumbedarfs bei einer nachfolgenden translatorischen Bewegung schafft. Unter 10°-20° wird die Verkürzung der Projektion in der Regel zu gering sein.

[0008] Das Verschwenken soll - beim Entladen - möglichst anschliessend an das Ergreifen des Produkts aus der Lagerungsposition bzw. - beim Beladen - möglichst unmittelbar vor dem Übergang in die Lagerungsposition erfolgen.

[0009] Die Transportvorrichtung ist im Rahmen der Erfindung eine mechanische Vorrichtung zum Ergreifen, Schwenken und translatorischen Bewegen. Der Greifer ist derjenige Teil der Transportvorrichtung, der das Produkt während dieser Bewegungen festhält.

[0010] Die zu beladenden oder entladenden, stangenförmigen Produkte sind zum Beispiel Stapel von ineinander geschobenen Bechern. Die Stapel sind typischerweise ein Mehrfaches länger als die Querabmessung. Zudem sind sie häufig nicht starr, sondern können sich in Längsrichtung schlangenlinienförmig verformen. Anstelle von gestapelten Einzelteilen können natürlich auch einteilige Produkte gemäss der Erfindung gehandhabt werden.

[0011] Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders geeignet für Behälter, die aus flexiblem Material bzw. mit einer nicht gespannten Folie ausgekleidet sind. Die Behälter können gut stapelbar sein und haben typischerweise die Form eines Quaders. Die einen Greifer aufweisende erfindungsgemässe Transportvorrichtung führt nun das Produkt von oben in den Behälter und legt dasselbe in der gewünschten Lagerungsposition ab. Die Lagerungsposition ist in den meisten Fällen parallel zu einer Seitenwand des Behälters. Durch die erfindungsgemässe Bewegung wird das Risiko minimiert, dass die Transportvorrichtung bzw. ein Ende des stangenförmigen Produkts mit der nicht exakt bestimmten momentanen Position der Seitenwand oder der auskleidenden Folie kollidiert. Die Seitenwand oder Folie wird nämlich typischerweise nach innen hängen und dadurch die offene Oberseite des Behälters verkleinern.

[0012] Alternativ können die Behälter auch aus nicht flexiblem Material ausgebildet sein, um die Stabilität des Behälters zu erhöhen und zudem die Positionierung des Greifers zu erleichtern. Des Weiteren kann der Behälter eine Innenauskleidung aus einem weiteren flexiblen Material aufweisen, womit das Produkt vor Feuchtigkeit und Verschmutzung geschützt wird. Es ist auch denkbar, dass das Produkt in einem Behälter, der als eine Unterlage mit seitlichen Stabilisierungen ausgebildet ist, aufliegt, wobei die Stabilisierungen beispielsweise als rechtwinklig zur Unterlagenoberfläche stehende Stäbe beliebigen Querschnitts ausgebildet sein können, wodurch die aussenliegenden Stapel durch den Greifer besser erfasst werden können. Das Produkt kann beliebige stangenähnliche Form aufweisen, insbesondere sind auch flexible oder steife Rohre sowie beliebige ineinandersteckbare Teile, die in zusammengestecktem Zustand eine stangenähnliche Form aufweisen, denkbar. Dabei ist es für das vorliegende Verfahren unerheblich, ob die ineinandergesteckten Teile reibschlüssig oder anderweitig verbunden sind oder lose aneinander respektive ineinander liegen.

[0013] Vorzugsweise ist die Transportstellung gegenüber der Lagerungsposition um mindestens 20° verschwenkt. Bei vorgegebener Länge I und vorgegebenem Durchmesser d des Produktes erreicht dasselbe unter einem Verschwenkungswinkel von tan^-1(d/l) eine maximale Projektion von

die grösser als eine Länge I des Produktes 500 ist. Dies setzt voraus, dass der Behälter vorzugsweise eine Breite grösser als D aufweist oder so flexibel ausgebildet ist, so dass beim Verschwenken das Produkt nicht im Behälter eingeklemmt wird. Der Verschwenkungswinkel beträgt in Abhängigkeit der Diagonale D und der Länge I des Produktes 500 vorzugsweise mehr als

Besonders bevorzugt ist ein Verschwenkwinkel zwischen 25° und 40°. Der Verschwenkwinkel kann der Füllhöhe des Behälters angepasst werden, so dass bei einem vollen oder nahezu vollen Behälter der Verschwenkwinkel kleiner ist als bei einem leeren oder nahezu leeren Behälter. Im erstgenannten Fall genügt es, dass die Verschwenkung so ist, dass das eine Ende des stangenförmigen Produkts über den oberen Rand des offenen Behälters heraus ragt, während das andere Ende noch in Lagerungsposition ist.

[0014] Je nach Dimension des Behälters und der Länge der Stapel könnte der Winkel auch unter 20° liegen, insbesondere dann, wenn der Behälter mindestens einseitig rechtwinklig zur Längsrichtung eines in Lagerungsposition befindlichen Produktes keine Wand aufweist.

[0015] Bevorzugt erfolgt die Schwenkbewegung in einer vertikalen Ebene d.h. in einer Ebene senkrecht zum Boden des Behälters und parallel zur Lagerungsposition. Dadurch wird gleichzeitig mit der Schwenkung ein vertikaler Hub des Schwerpunkts aus der Lagerungsposition heraus bewirkt.

[0016] Die Schwenkbewegung kann aber grundsätzlich auch in einer beliebigen Ebene erfolgen, welche parallel zu einer Längsrichtung des in der Lagerungsposition befindlichen Produkts ausgerichtet ist. So kann zum Beispiel ein Produkt in der Transportstellung in einer horizontalen Ebene bezüglich der Lagerungsposition verschwenkt sein und in dieser Stellung in den Behälter zum Boden abgesenkt und dann ungefähr parallel zum Boden in die Lagerungsposition verschwenkt werden. Beim Einfahren durch die Öffnung des Behälters kann auch in diesem Fall von der Verkürzung der Projektion profitiert werden.

[0017] Besonders wenn zuvor in den Behälter geladene Produkte nicht exakt in der jeweils gewünschten Position sind, kann das "scherenartige" seitliche Anfügen des Produkts, wie es durch die Schwenkbewegung des Greifers in einer nicht-vertikalen Ebene bewirkt wird, dies korrigieren.

[0018] Vorzugsweise wird beim Beladen des Behälters das Produkt durch eine Übergabeeinheit der Transportvorrichtung in der Transportstellung an den Greifer übergeben und von diesem in die Lagerungsposition verschwenkt. Analog wird beim Entladen das Produkt durch den Greifer von der Lagerungsposition in die Transportposition verschwenkt und durch die Übergabeeinheit der Transportvorrichtung übernommen. Bevorzugt wird dazu ein stabförmiger Halter auf einer Linearführung unter den in Transportstellung befindlichen Greifer gefahren, so dass das Produkt vom Greifer auf die Schiene übergeben und anschliessend die Schiene wieder zurückgefahren werden kann. Die Linearführung mit dem Halter kann eine schnelle Bewegung über grössere Distanzen ausführen, muss aber nicht speziell auf das bewegungsmässig komplizierte Handling innerhalb des Behälters ausgerichtet werden. Der Greifer, der das Produkt von dem Halter der Linearführung übernimmt, muss demgegenüber nicht grossräumige Bewegungen ausführen. Durch diese Aufteilung des Transportvorgangs kann die Zykluszeit beim Be- und Entladen reduziert werden.

[0019] Je nach Anwendung kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn der Greifer das Produkt von einem Lager oder einem Förderband selbst abholt und nicht mehr freigibt, bis das Produkt sich im Behälter in der Lagerungsposition befindet.

[0020] Des Weiteren ist für die Produkte bevorzugt ein Zwischenspeicher als Puffer vorgesehen, in dem die Produkte zwischengelagert werden können. Es ist insbesondere zur Weiterverarbeitung wünschenswert, dass die Produkte in gleichbleibender Frequenz zur Verfügung stehen. Beim Ausladen der Produkte entsteht jedoch unter Umständen beim Übergang zu einem nächsten Behälter eine grössere Zeitlücke, die durch einen Puffer behoben werden kann. Dazu ist bevorzugt eine geneigte Ebene vorgesehen, die einen Neigungswinkel so aufweist, dass die zwischengelagerten Produkte selbständig zu rutschen beginnen können. Dies wird mit Schliessmechanismen für jedes Produkt separat gesteuert, so dass die Produkte bei Bedarf abgerufen werden können, indem der Schliessmechanismus des entsprechenden Produktes angesteuert wird. Damit wird eine kontinuierliche Zufuhr der Produkte zur Weiterverarbeitung ermöglicht.

[0021] Bevorzugt schwenkt der Greifer um eine an einem der beiden gegenüberliegenden Enden des Greifers liegenden geometrischen Schwenkachse. Unter einer geometrischen Schwenkachse wird dabei eine gedachte Achse verstanden, welche ausserhalb des Greifers und auch ausserhalb der Transportvorrichtung liegen kann. Die geometrische Schwenkachse ist in der Regel an einem Ende des stangenförmigen Produkts positioniert. Dadurch wird erreicht, dass das eine Ende des Produkts - beim Entladen - aus der Lagerungsposition angehoben und das andere Ende (an welchem die geometrische Schwenkachse liegt) noch im Wesentlichen unverändert bleibt. Beim Beladen wird mit dem einen Ende des stangenförmigen Produkts an die gewünschte Stelle gefahren und dann das andere Ende erst in die Lagerungsposition geschwenkt. Dadurch wird erreicht, dass das freie (d.h. schwenkende) Ende des Produkts in der Transportstellung einen grösstmöglichen Abstand von der Wand des Behälters hat und dass ein Risiko einer Kollision mit der Behälterwand minimiert wird. Falls der Behälter eine Innenauskleidung mit unregelmässiger Struktur, wie zum Beispiel einen Sack, aufweist kann in ähnlicher Weise eine Gefahr vermindert werden, dass beim Verschwenken des Greifers in die Lagerungsposition die Innenauskleidung partiell deplatziert wird. Des Weiteren wird durch die Anordnung der realisierten Schwenkachse für die technische Lösung der Übergabe des Produktes zwischen der Übergabeeinheit und dem Greifer mehr Raum geschaffen.

[0022] Der Greifer kann auch mittig eine Schwenkachse aufweisen, womit eine Produktübergabe beidseitig erfolgen kann. Anstatt einer einfachen rotatorischen Bewegung um eine Schwenkachse kann der Greifer auch eine kompliziertere Bewegung ausführen. Bei der Wahl der Bewegung ist es stets das Ziel, die beiden Enden des stangenförmigen Produkts nicht gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt in den Behälter zu bringen (bzw. aus ihm zu entnehmen) und dabei eine Schräglage in Bezug auf eine der drei Hauptachsen (d.h. der Kantenrichtungen) des quaderförmigen Behälters zu benutzen. Die Enden des stapelförmigen Produkts sollen in einem grösseren Abstand von den Behälterwänden transportiert werden können, als es bei einer geraden Einführung (d.h. parallel zur Lagerungsposition) der Fall wäre.

[0023] Vorzugsweise führt der Greifer zeitlich parallel zur Schwenkbewegung eine Bewegung in vertikaler Richtung aus, womit das Produkt zeitlich effizienter in einen tiefen (bzw. leeren) Behälter eingelegt bzw. aus diesem entnommen werden kann. Es ist dabei darauf zu achten, dass die Bewegungen so koordiniert werden, dass die verkürzte Projektion des Produktes beim Durchtritt durch die Öffnung des Behälters wirksam ist. Dieses Verfahren ist insbesondere dann zu bevorzugen, wenn der Verschwenkungsdrehpunkt nicht an einem Ende des Produktes liegt, da in dem Fall bei einem ausschliesslichen Verschwenken des Greifers ein kleinster Abstand zum Behälterboden nicht konstant bleibt und somit zwangsläufig parallel zum Verschwenken ein vertikaler Hub ausgeführt werden muss.

[0024] Alternativ können die Bewegungen (Verschwenkung und Hub) auch zeitlich sequenziell erfolgen. Dies setzt jedoch voraus, dass der Verschwenkungsdrehpunkt in verschwenktem Zustand an einem unteren Ende des Greifers lokalisiert ist. Damit wird erreicht, dass bei der vertikalen Bewegung innerhalb des Behälters zwischen den beiden Enden in Längsrichtung des Greifers und den entsprechenden Wänden ein grösserer Abstand herrscht und damit ein Kollisionsrisiko des Greifers mit den entsprechenden Wänden respektive mit einer Innenverkleidung des Behälters vermindert werden kann. Zudem werden das Justieren der Bewegungen sowie das Programmieren der Greifvorrichtung vereinfacht.

[0025] Vorzugsweise wird das vom Greifer transportierte Produkt in der Transportstellung des Greifers einer weiteren Transportvorrichtung übergeben und mittels dieser in eine Längsrichtung des Produktes durch die Deckfläche transportiert. Das längliche Produkt wird also zum Be- und Entladen des Behälters vor bzw. nach dem Verschwenken in seiner Längsachse verschoben. In dieser Richtung kann das Produkt sehr schnell zu- und weggeführt werden. Der Transport in Längsrichtung des Produkts erfolgt vorzugsweise mit einem anderen Halter der Transportvorrichtung, so dass eine Übergabe des Produkts vom Greifer auf den Halter erfolgt, bevor die genannte Längsachsenbewegung (welche schräg im Raum verläuft) ausgeführt wird.

[0026] Anstatt an die Schwenkbewegung eine in Produktlängsrichtung erfolgende "Schrägbewegung" anschliessen zu lassen, kann auch eine vertikale oder sonstige Bewegung aus dem Behälter heraus (bzw. in ihn hinein) vorgesehen sein.

[0027] Bevorzugt wird der Greifer beim Beladen des Behälters vor dem Schwenken in die Lagerungsposition mit einem bezüglich der Längsrichtung tieferliegenden Ende bis an eine Wand des Behälters geführt, um so die Gefahr einer Kollision des schwenkenden Endes des Greifers bzw. des Produkts während der Schwenkbewegung in die Lagerungsposition mit der entsprechenden Wand weiter zu verringern. Durch das leichte Andrücken des Greifers an die Wand wird ein Abstand zwischen dem höherliegenden Ende des Greifers und der entsprechenden Wand vergrössert, was insbesondere dann von Wichtigkeit ist, wenn die Kiste eine (flexible) Innenauskleidung aufweist oder einen eingezogenen Rand aufweist (typisch für Kartonkisten). Das Andrücken des Greifers wird vorzugsweise durch eine pneumatische Vorrichtung erreicht, da damit zugleich eine gewisse über den Druck steuerbare Dämpfung des Aufpralls an der Wand erreicht wird womit potentielle Beschädigungen des Greifers, Behälters und des Produktes vermieden werden können.

[0028] Alternativ kann darauf auch verzichtet werden, insbesondere dann, wenn der Behälter eine genügend steife Form aufweist, keine Innenverkleidung aufweist sowie wenn die Präzision des Greifers und der Lage des Behälters ausreichend ist. Statt einer pneumatischen Ausführung kann auch eine elektrische Vorrichtung wie zum Beispiel ein Schrittmotor oder ein Servo verwendet werden, womit Beschleunigungsphasen sowie Positionierungen des Greifers präzise gesteuert werden können.

[0029] Eine bevorzugte Transportvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst einen Greifer und eine Steuerung, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass zum Beladen das Produkt von oben in den Behälter geführt und in der gewünschten Lagerungsposition abgelegt, respektive das Produkt im Behälter ergriffen und nach oben aus dem Behälter geführt werden kann. Dazu ist der Greifer verschwenkbar ausgebildet, so dass beim Beladen das Produkt in einer Transportstellung, welche bezüglich der Lagerungsposition verschwenkt ist, in den Behälter geführt und mit einer Schwenkbewegung in die gewünschte Lagerungsposition überführt wird, bzw. beim Entladen das Produkt nach dem Ergreifen aus der Lagerungsposition durch eine Schwenkbewegung in eine bezüglich der Lagerungsposition verschwenkte Transportstellung überführt und nach oben aus dem Behälter entnommen werden kann.

[0030] Der Greifer umfasst vorzugsweise zwei Teilkreis-Rohrsegmente, wobei ein Teilkreis jeweils weniger als ein Halbkreis ist, und wobei mindestens ein Teilkreis-Rohrsegment so gelagert ist, dass es um einen Kreislinienmittelpunkt rotierbar ist. In einem ersten Zustand, um ein Produkt aufnehmen zu können, bilden die beiden Teilkreis-Rohrsegmente zusammen höchstens ein Halbkreis-Rohrsegment; in einem zweiten Zustand, um ein Produkt transportieren zu können, mehr als ein Halbkreis-Rohrsegment. Vorzugsweise unterscheiden sich die beiden Zustände um einen Winkel im Bereich von 20° bis 40°, insbesondere im Bereich von 25° bis 35°.

[0031] Alternativ können auch beide Teilkreis-Rohrsegmente im Sinne der obigen Beschreibung rotierbar gelagert sein. Die Teilkreis-Rohrsegmente können auch Aussparungen aufweisen, womit sie zum Beispiel kammartig ausgebildet sein können, wobei eine Zinkenbreite dem Produkt angepasst werden kann. Die Zinken können auch drahtartig ausgebildet sein und damit eine gewisse Flexibilität zur Schonung des Produktes aufweisen. Beispielsweise können die Zinken so beschaffen sein, dass sie bei geschlossenem Greifer paarweise versetzt sind, um damit Druckstellen zu verhindern. Anderseits können die Zinken dem Produkt entsprechend so angeordnet werden, dass sie bei geschlossenem Greifer in allfällige Vertiefungen des Produktes greifen können, wobei bei einer solchen Ausführung eine paarweise gegenüberliegende Anordnung der Zinken vorteilhaft sein kann. Die Zinken können über eine Welle in Längsrichtung des Greifers angesteuert sein.

[0032] Weiter kann das Teilkreis-Rohrsegment nur durch dessen Rand ausgebildet sein, d.h. zum Beispiel aus einem Stück Draht gebogen sein. Für flexible Produkte, wie zum Beispiel Becherstapel kann es von Vorteil sein, den Greifer rechtwinklig zur Längsrichtung mit Gelenken zu versehen, so dass sich der Greifer an die Form des Produktes anpassen kann. Eine gewisse Flexibilität des Greifers kann auch erreicht werden, indem ein flexibles Material, zum Beispiel ein elastischer oder ein plastischer Kunststoff, für denselben verwendet wird. Der Drehwinkel der Teilkreis-Rohrsegmente hängt vom ersten Zustand (die beiden Teilkreis-Rohrsegmente bilden zusammen höchstens ein Halbkreis-Rohrsegment) und vom Produkt ab. Falls der Greifer im ersten Zustand weniger als ein Halbkreisrohrsegment bildet oder das Produkt sehr druckempfindlich ist, muss entsprechend ein grösserer Winkel gewählt werden. Bei der Druckempfindlichkeit ist zudem zu beachten, dass nicht alleine das Eigengewicht für den Druck massgebend ist, sondern auch allfällige vertikale Beschleunigungen, womit bei druckempfindlichen Produkten bei erhöhter vertikaler Beschleunigung ein grösserer Winkel gewählt werden muss, damit der Greifer einer Deformation der Produkte entgegenwirken kann.

[0033] Es ist von Vorteil, wenn der Greifer an einem Ende einen statischen Anschlag aufweist, so dass das Produkt in bezüglich der Lagerungsposition verschwenktem Zustand nicht aus dem Greifer hinausrutscht. Beim Transport von Becherstapeln, wobei die Becher im Wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes mit kleinerer Bodenfläche als Deckfläche aufweisen, liegt vorzugsweise ein einen geringeren Querschnitt aufweisender Bereich des Becherstapels beim bezüglich der Transportstellung unteren Ende des Greifers. Der Anschlag hat mit Vorteil die Grundform eines Kreisringsegmentes, dessen kleinerer Radius im Bereich eines Radius des konischen Teils der Becher liegt und wobei der Winkel des Kreissektors kleiner als 180° ist.

[0034] Weiter umfasst der Greifer vorzugsweise einen steuerbaren Anschlag auf der dem statischen Anschlag aufweisenden gegenüberliegenden Ende des Greifers, um zum Beispiel bei einer stark beschleunigten vertikalen Senkbewegung des Greifers beim Transport von lose ineinandergesteckten Bechern ein trägheitsbedingtes Hinausfallen der Becher zu verhindern. Dieser ist vorzugsweise als Winkel ausgebildet, der an der Greifvorrichtung in geschlossenem Zustand einen ersten Schenkel radial zu den Teilkreis-Rohrsegmenten des Greifers und einen zweiten Schenkel in Längsrichtung des Greifers aufweist. Der zweite Schenkel ist an einem Ende rotierbar gelagert, so dass der erste Schenkel in einem zweiten, offenen Zustand gegenüber dem geschlossenen Zustand um mindestens 45° verschwenkt ist.

[0035] Alternativ könnte der statische Anschlag auch eine rechteckige Grundform mit einem dreieckigen Ausschnitt aufweisen, wobei das vom Greifer erfasste Produkt im dreieckigen Ausschnitt zu liegen kommt. Jede andere Grundform mit zumindest einem teilweise eine konkave Form aufweisenden Ausschnitt ist für diese Anwendung auch denkbar. Es können auch beide Anschläge als betätigbare Finger ausgebildet werden.

[0036] Je nach zu transportierendem Produkt kann der Greifer bevorzugt auch als Sauggreifer mit mindestens einem durchgehenden Hohlraum ausgebildet sein, wobei an einer ersten Öffnung des Hohlraums eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes und an mindestens einer zweiten Öffnung das Produkt formschlüssig angebracht werden kann, so dass beim Erzeugen des Unterdruckes das Produkt durch den höheren Aussendruck an den Körper des Greifers gepresst wird. Je nach Produkt können sich Zwischenräume zwischen dem Körper und dem Produkt bilden, die entweder beim Anpressen des Produktes an die zweite Öffnung durch eine um die Öffnung des Körpers liegende Dichtung abgedichtet werden können oder durch einen entsprechend grossen Volumenstrom der Vorrichtung zum Erzeugen des Unterdruckes kompensiert werden.

[0037] Der Greifer ist vorzugsweise über eine Schwenkvorrichtung gehalten, welche ihn in der vertikalen Ebene (d.h. um eine horizontale geometrische Achse) schwenken kann, als auch in horizontaler Richtung translatorisch verfahrbar. Wenn das Entladen bzw. Beladen in zwei separate Bewegungen unterteilt ist (nämlich in das Zuführen von einem Speicher her und in das Deponieren in den Behälter), dann muss der Greifer im Prinzip nicht quer verfahrbar sein (jedenfalls nicht über eine grössere Strecke). Dies hat den Vorteil, dass der Greifer einfache, kurze und damit schnelle Bewegungen ausführen kann. Es kann aber auch bei einer solchen Konzeption vorteilhaft sein, wenn der Greifer um ein kleines Mass, das ein Bruchteil der Länge des zu handhabenden Produkts ist und typischerweise im Bereich von 1-5 cm liegt, verschiebbar ist, um ein genaues Positionieren des Greiferendes zu ermöglichen.

[0038] Die Transportvorrichtung umfasst bevorzugt eine Vorrichtung zur vertikalen Translation eines Produktes. Diese kann zum Beispiel als Zahnstangenantrieb oder als Linearführung ausgebildet sein. Bevorzugt wird sie aber als pneumatische Vorrichtung, wie nachfolgend erläutert, realisiert.

[0039] Die Vorrichtung zur vertikalen Translation des Produktes umfasst bevorzugt eine Vorrichtung zur Ausführung eines Langhubes und eines Kurzhubes, jeweils ausgebildet als pneumatische Zylinder, wobei der Kurzhub vorzugsweise kraftlos, respektive als Dämpfungselement ausgebildet ist. Damit wird erreicht, dass die Kraft, mit der der Greifer das zu transportierende Produkt beaufschlägt unabhängig vom Langhub beschränkt ist. Das Produkt wird damit schonend ergriffen respektive abgelegt. Zudem können kurzzeitig (abhängig von der Länge und der Elastizität des Kurzhubes) grosse Beschleunigungen durch den kraftlosen Kurzhub zur Schonung des Produktes während dem Transport abgedämpft werden, was insbesondere für den Transport von druckempfindlichen Produkten von Interesse ist. Dazu ist weiter eine Schwingungsdämpfung des Kurzhubs vorgesehen, so dass ein Schwingverhalten des Greifers unterbunden werden kann. Dies kann durch die bestehende interne Reibung zwischen einem Stössel und einem Zylinder oder zwischen einer Kolbenstange und dessen Führung, aber auch durch weitere bekannte Massnahmen, wie zum Beispiel durch einen hydraulischen Stossdämpfer, erfolgen. Des Weiteren wird durch die pneumatische Ausführung gegenüber einer zum Beispiel hydraulischen Ausführung das Gewicht der bewegten Teile klein gehalten, wodurch höhere Beschleunigungen mit derselben Leistung und damit eine höhere Taktrate beim Be- und Entladen erfolgen können. Vorzugsweise hat die Vorrichtung zur Ausführung des Langhubes in der Ebene Spiel, sodass sich der Greifer "automatisch" den Ungenauigkeiten der Lagerungspositionen anpassen kann.

[0040] Je nach Gewichtsbelastung des Greifers können der Langhub, respektive der Kurzhub auch hydraulisch oder über eine Zahnstange mittels einer Antriebseinheit realisiert werden, womit eine stabilere und präzisere Führung gewährleistet werden kann. Insbesondere ist bei einer solchen Ausführung die vertikale Position des Greifers unabhängig von der zu transportierenden Last, respektive der bewegten Masse. Anstelle des Kurzhubes kann auch ein Federelement, zum Beispiel ausgebildet als Spiralfeder oder Werkstück aus elastischem Kunststoff oder ein McPherson-Federbein als Dämpfungselement vorgesehen sein.

[0041] Weiter umfasst die Vorrichtung vorzugsweise einen Produktespeicher, welcher die Produkte vor dem Beladen und / oder nach dem Entladen der Behälter zwischenspeichert. Mit Vorteil ist der Produktespeicher so angeordnet, dass die Greifvorrichtung ein Produkt vom Behälter zum Produktespeicher bzw. aus dem Produktespeicher in den Behälter transportieren kann. Vorzugsweise überführt die erfindungsgemässe Transportvorrichtung beim Entladen des Behälters ein Produkt aus dem Behälter in den Produktespeicher. Beim Beladen des Behälters überführt die erfindungsgemässe Transportvorrichtung das Produkt aus dem Produktespeicher in den Behälter.

[0042] Beim Beladen sowie beim Entladen von mehreren Behältern kann unter Umständen die Frequenz der Produktetransaktion nicht konstant gehalten werden. Dies tritt zum Beispiel dann auf, wenn der Behälter abgearbeitet ist und ein nächster Behälter positioniert werden muss. Mit dem Produktespeicher kann damit eine Zuführung und Abführung von Produkten von und / oder zu einer Verarbeitungsvorrichtung gepuffert und damit eine Frequenz der Verarbeitungsvorrichtung konstant gehalten werden.

[0043] Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0044] Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a bis 1g

eine schematische seitliche Ansicht eines Ablaufs der erfindungsgemässen Entladung;

Fig. 2

eine Ansicht eines beladenen Behälters, wobei ein Produkt verschwenkt ist, von oben, senkrecht zum Boden des Behälters;

Fig. 3a bis h

eine schematische seitliche Ansicht eines Ablaufs der erfindungsgemässen Beladung eines Behälters, wobei der Behälter eine Innenauskleidung aufweist;

Fig. 4

eine schematische Darstellung der Funktion eines erfindungsgemässen Greifers einer Greifvorrichtung;

Fig. 5a bis c

eine schematische Ansicht eines alternativen erfindungsgemässen Verfahrens zum Beladen eines Behälters;

Fig. 6

eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Greifvorrichtung, eines Behälters und einer zugehörigen Förder-, respektive Positionierungseinrichtung;

Fig. 7a bis c

eine detaillierte schematische Darstellung einer Seitenansicht der erfindungsgemässen Greifvorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten während des Entladens;

Fig. 8

eine schematische Darstellung eines Produktespeichers.

[0045] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0046] Die im Folgenden beschriebenen, vorzugsweise pneumatisch betriebenen Hubelemente sind jeweils an zwei Punkten mit Körpern so verbunden, dass sich bei einer Ausführung eines Hubes die beiden Punkte relativ zueinander auf einer Linie bewegen. Alternativ können aber auch Schrittmotore, Servos, Hydraulische Hubelemente und dergleichen verwendet werden, insbesondere wenn Beschleunigungsphasen und Positionierungen exakt bestimmbar sein sollen.

[0047] Die Figuren 1a bis 1g zeigen einen Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens zum Entladen eines Behälters 600 mit dem Produkt 500 mittels einer Transportvorrichtung, welche eine Greifvorrichtung 1 und eine Linearführung 700 umfasst. Die Greifvorrichtung 1 umfasst einen Greifer 100, welcher über ein Schwenk-Hubelement 200 mit einem Körper 300, der über ein Hubelement 400 die gesamte Schwenkvorrichtung mit einem Maschienengestell (nicht sichtbar) verbindet, schwenkbar verbunden ist.

[0048] Die Figur 1a zeigt eine schematische seitliche Ansicht des Aufbaus der Greifvorrichtung 1, umfassend ein vertikales Hubelement 400 einerseits verbunden mit einem darüberliegenden Maschienengestell (nicht sichtbar), andererseits verbunden mit einem Körper 300, dessen seitliches Profil die Form eines gleichschenkligen Dreieckes aufweist, dessen obere Kathete horizontal verläuft. An einer ersten horizontalen Achse, die senkrecht zur Dreiecksfläche etwa durch deren Schwerpunkt verläuft, ist ein Schwenk-Hubelement 200 mit einem ersten seiner beiden bezüglich einer Längsrichtung gegenüberliegenden Enden radial rotierbar angebracht. Der Greifer 100 hat in der schematischen Seitenansicht die Form eines Teilkreis-Rohrsegmentes 111a (hier nicht detailliert ersichtlich, siehe Figur 4 und die entsprechende Beschreibung weiter unten), die an der langen oberen Seite mittig eine Schwenk-Hubelementhalterung 102 aufweist. Das Schwenk-Hubelement 200 ist mit dem zweiten, dem ersten gegenüberliegenden Ende über eine zweite Achse, welche parallel zur ersten Achse ist, radial an der Schwenk-Hubelementhalterung 102 rotierbar angebracht. Eines der beiden sich gegenüberliegenden Enden des Greifers 100 ist im Bereich der unteren Ecke des Dreieckes am Körper 300 um eine weitere Achse parallel zur ersten Achse so rotierbar gelagert, dass in jeder Position des Greifers 100 zum Körper 300 Spiel vorhanden bleibt. Der Greifer 100 weist eine Länge im Bereich der Länge des Produktes 500 und ein Behälter 600, aus welchem das Produkt 500 entnommen werden soll, weist eine Breite grösser als die Länge des Greifers 100 und des Produktes 500 auf. Eine Übergabeeinheit ist in der vorliegenden Ausführungsform als teleskopartige Linearführung 700 ausgebildet, welche an einem unteren Ende eine Haltevorrichtung aufweist, welche ein Rutschen des Produktes 500 auf derselben verhindert (nicht sichtbar, siehe unten).

[0049] Nachfolgend sei das Entladen des Behälters 600 anhand der Figuren 1a bis 1g beschrieben.

[0050] Figur 1a zeigt die Greifvorrichtung 1 über einem sich in Lagerungsposition befindlichen Produkts 500 und teilweise innerhalb des das Produkt 500 enthaltenden Behälters 600 mit expandiertem Hubelement 400 und kontrahiertem Schwenk-Hubelement 200, wodurch der Greifer 100 bezüglich dem sich in Lagerungsposition befindlichen Produkts 500 verschwenkt ausgerichtet ist. In dieser Position ist der Greifer 100 mit seinem hinteren Ende mit dem Produkt 500 in Kontakt. In einem ersten Schritt wird nun das Schwenk-Hubelement 200 expandiert, damit der Greifer 100 über die gesamte Länge mit dem Produkt 500 in Kontakt tritt (Figur 1b) und dieses ergreifen kann (nicht sichtbar). Anschliessend wird das Schwenk-Hubelement 200 wieder kontrahiert, womit der Greifer 100 das Produkt 500 in eine bezüglich der Lagerungsposition um einen Winkel α, der bevorzugt mindestens 20° beträgt, verschwenkte Transportstellung überführt (Fig 1c). In einem nächsten Schritt wird das Hubelement 400 kontrahiert, womit das Produkt 500 nach oben, mindestens teilweise aus dem Behälter 600 geführt wird (Fig 1d). Die Figur 1e zeigt die Linearführung 700, die anschliessend unter demselben Winkel α mit einem kleinstmöglichen Abstand unter das Produkt 500 und teilweise in den Behälter 600 geführt wird, so dass der Greifer 100 das Produkt 500 der Linearführung 700 übergeben kann (Fig. 1f) um das Produkt 500 aus dem Innenraum des Behälters 600 zu entfernen (Fig. 1g). Durch die erwähnte Haltevorrichtung wird das Produkt 500 in dieser Phase auf der Linearführung 700 gehalten, so dass ein Rutschen desselben auf der Linearführung 700 unterbunden ist. Anschliessend kann das Hubelement 400 wieder expandiert werden, wenn ein weiteres Produkt 500 aus dem Behälter 600 entnommen werden soll. Entsprechend schliesst sich ein nächster Verfahrenszyklus gemäss Figuren 1a-1g an. Ein solcher Zyklus dauert ca. zwei Sekunden. Die Figur 2 zeigt einen Behälter 600 von oben, versehen mit einer Innenverkleidung 601, welcher Produkte 500 enthält. Alle ersichtlichen Produkte 500 befinden sich in Lagerungsposition, ausser das mit den Pfeilen markierte Produkt 500, welches sich in bezüglich der Lagerungsposition in rechtwinklig zur Bildebene verschwenkten Position befindet und damit in der Projektion eine verminderte Länge aufweist und so, als einen der erfindungsgemässen Vorteile, während des Transportes aus dem Behälter 600 eine geringere Kollisionsgefahr mit den Wänden des Behälters 600 oder der Innenverkleidung 601 aufweist. Dabei ist zu beachten, dass sich die Projektion auf den Behälterboden 602 abhängig von einem Durchmesser des Produktes 500 bis zu einem gewissen Verschwenkungswinkel vergrössert. Bei vorgegebener Länge I und vorgegebenem Durchmesser d des Produktes 500 erreicht das Produkt 500 unter einem Verschwenkungswinkel von tan^-1(d/l) eine maximale Projektion von

die grösser als eine Länge I des Produktes 500 ist. Der Verschwenkungswinkel beträgt in Abhängigkeit der Diagonale D und der Länge I des Produktes 500 vorzugsweise mehr als

Um diesem Sachverhalt Rechnung zu tragen weisen die Behälter 600 vorzugsweise eine minimale Breite von D auf.

[0051] In den Figuren 3a bis 3h ist das Verfahren bezüglich der Figuren 1a bis 1g in umgekehrter Richtung dargestellt. Im Unterschied zur obigen Beschreibung enthält der Behälter 600 zusätzlich eine Innenverkleidung 601. Unmittelbar vor dem Verschwenken des Produktes 500 (Fig. 3e) in die Lagerungsposition wird dasselbe über eine hier nicht ersichtliche Vorrichtung so in Längsrichtung des Produktes 500 verschoben, dass ein bezüglich des Behälterbodens 602 näheres Ende des Produktes 500 sich näher an eine Seitenwand des Behälters 600 bewegt. Beim anschliessenden Verschwenken in die Lagerungsposition wird damit die Gefahr, dass das gegenüberliegende Ende des Produkts 500 mit der Innenverkleidung 601 oder dem Behälter 600 kollidiert und diese Schaden nehmen, vermindert.

[0052] Die Figur 4 zeigt eine erfindungsgemässe Funktion des Greifers 100, welcher zwei Teilkreis-Rohrsegmente 111a, 111b umfasst, die um eine Rotationsachse des entsprechenden Zylinders um einen Winkel ϕ, der vorzugsweise 30° beträgt, rotierbar gelagert sind. In einem ersten Zustand bilden die beiden Teilkreis-Rohrsegmente 111a, 111b einen Öffnungswinkel von mindestens 180°, so dass das Produkt 500 aufgenommen werden kann. In einem zweiten Zustand bilden die beiden Teilkreis-Rohrsegmente 111a, 111 b einen Öffnungswinkel von weniger als 180°, so dass das Produkt 500 durch die Teilkreis-Rohrsegmente 111a, 111b teilweise umschlossen wird und somit mit denselben angehoben werden kann. In der Ausführungsform gemäss Figur 4 sind beide Teilkreis-Rohrsegmente 111a, 111b rotierbar gelagert, wobei bei einer bevorzugten Ausführungsform nur ein Teilkreis-Rohrsegment 111a oder 111b um einen Winkel ϕ rotierbar gelagert sein kann. Der Winkel ϕ soll nicht zu gross sein, um beim Umschliessen des Produktes 500 darunterliegende Produkte 500 nicht zu beschädigen, aber auch nicht zu klein, um Quetschungen des Produktes 500 zu vermeiden. Es hat sich gezeigt, dass der Winkel ϕ in Abhängigkeit der Grösse und der plastischen Verformbarkeit bevorzugt in einem Bereich von 30°±10° zu liegen kommt.

[0053] In den Figuren 5a bis 5c zeigen einen weiteren möglichen Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens zum Beladen eines Behälters 600 mit dem Produkt 500. Zur besseren Übersicht wurde auf eine Darstellung der Greifvorrichtung 1 verzichtet. In einem gefüllten Behälter 600 sind die Produkte 500 in horizontale Lagen geschichtet, wobei benachbarte Lagen zueinander jeweils um einen Radius r des Produktes 500 versetzt zu liegen kommen. Beim Beladen und beim Entladen einer ersten Lage von Produkte 500 in dem Behälter 600 nehmen die Produkte 500 eine labile Position ein, die von der gewünschten Lagerungsposition abweichen kann. Bevorzugte Lösungen zu dieser Problematik sind in den nachfolgenden Abschnitten beschrieben und mit Figuren illustriert.

[0054] Ein Produkt 500 in der Figur 5a ist in der Transportstellung in der vorliegenden Variante in einer bezüglich des Bodens des Behälters 600 um einen Winkel β geneigten Ebene 603 parallel zu einer Längsrichtung eines sich in Lagerungsposition befindlichen Produktes 500 verschwenkt und ist durch eine erfindungsgemässe Greifvorrichtung geführt (in den Figuren 5a bis 5c nicht sichtbar). Falls die Produkte 500 sich nach dem Ablegen nicht exakt in der Lagerungsposition befinden, ist es von Vorteil, das nächste Produkt 500 so in den Behälter 600 einzuführen, dass beim Überführen in die Lagerungsposition die fehlerhaft platzierten Produkte 500 in ihrer Position korrigiert werden. Dies ist insbesondere zu Beginn des Beladens des Behälters 600 hilfreich, wenn die Produkte 500 noch nicht durch Zwischenräume, gebildet im Berührungsbereich von benachbarten Produkten 500, von darunterliegenden Produkten 500 stabilisiert werden.

[0055] Die Figur 5a zeigt in einem Behälter 600 befindliche von der korrekten Lagerungsposition leicht abweichende Produkte 500 und ein in der Ebene 603 verschwenktes Produkt 500, das entlang der Ebene 603 in Richtung des Behälterbodens 602 bewegt wird und beim Auftreffen auf dem Behälterboden 602 durch einen Kontakt mit den im Behälter 600 liegenden Produkten 500 dieselben verschiebt (Fig. 5b). Beim anschliessenden Verschwenken des Produktes 500 in die Lagerungsposition werden die bereits liegenden Produkte 500 in die korrekte Lagerungsposition überführt (Fig. 5c).

[0056] Beim Entladen des Behälters 600 können Abweichungen von der korrekten Lagerungsposition entweder durch einen flexiblen Greifer 100 oder durch flexibles Produkt 500 aufgefangen werden. Alternativ kann auch eine geeignete Verschwenkung des Behälters 600 vorgesehen werden.

[0057] Indem dem Greifer 100 bezüglich eines Bezugssystems ein gewisser Spielraum gegeben wird, kann dieser sich an leichte Abweichungen des Produktes 500 von der Lagerungsposition anpassen. Falls zum Beispiel das Produkt 500 gegenüber der Lagerungsposition in horizontaler Ebene leicht verschwenkt ist, wird der Greifer 100 sich beim Ergreifen des Produktes 500 in demselben Masse verschwenken.

[0058] Falls das Produkt 500 sich in Längsrichtung schlangenlinienförmig verformen kann (Becherstapel können beispielsweise je nach Bechertyp gewisse Labilität und damit Krümmungen aufweisen, wobei ein minimaler Krümmungsradius von den Bechertypen abhängt), ist eine zusätzliche flexible Ausbildung des Greifers 100 unter Umständen nicht notwendig. In diesem Falle erfasst der Greifer 100 in der Transportstellung zuerst mit einem unteren Ende das Produkt 500 in einem bezüglich der Längsrichtung hinteren Bereich, womit sich das in einem Bereich von der Lagerungsposition abweichende Produkt 500, der kleiner als ein Radius r des Produktes 500 ist, nach dem Greifer 100 ausrichtet. Während dem Verschwenken des Greifers 100 in die Lagerungsposition des Produktes 500 wird dasselbe durch seine Verformbarkeit ausgehend von dem zuerst erfassten Bereich kontinuierlich begradigt und damit im Wesentlichen der Form des Greifers 100 angepasst um schlussendlich vom Greifer 100 als ganzes erfasst zu werden. Als weitere Optimierungsmöglichkeit ist, insbesondere für lange Produkte 500, ein flexibler Greifer 100 vorgesehen. Die Flexibilität kann entweder durch die Verwendung von elastischen Materialien oder durch den Einsatz von Gelenken im Greifer 100 erfolgen. Dazu sind an der oder den betreffenden Stellen die Teilkreis-Rohrsegmente 111a, 111b unterbrochen. Diese sind vorzugsweise so angebracht, dass der Greifer 100 in der Lagerungsposition in einer horizontalen Ebene biegbar ist.

[0059] Eine weitere mögliche Lösung für die Handhabung von sich nicht in korrekter Lagerungsposition befindlichen Produkten 500 sieht für das Beladen und das Entladen ein Verschwenken des Behälters 600 vor, so dass die sich im Behälter 600 befindlichen Produkte 500 durch die Schwerkraft eine Kraftwirkung in eine Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung des Produktes 500 und parallel zum Behälterboden 602 erfahren. Damit wird erreicht, dass die Produkte 500 beim Beladen durch die Neigung des Behälters 600, an ein benachbartes Produkt 500 wenn vorhanden, ansonsten an eine Seitenwand des Behälters 600 anliegen und damit die Lagerungsposition als stabilen Zustand einnehmen.

[0060] Die Figur 6 zeigt in einem Koordinatensystem ein Förderband 800, das in y-Richtung verfahrbar ist und einen Behälter 600, der mittels Förderband 800 in y-Richtung transportierbar ist und mittels nicht offenbarter Mittel zusätzlich in x und z-Richtung verfahrbar ist, so dass die Greifvorrichtung 1 so beschaffen sein, respektive programmiert werden kann, dass sie jeweils dieselbe Bewegung ausführt, während dem die Position des die Produkte 500 enthaltenden Behälters 600 nach jeder Produkte-Transaktion angepasst wird.

[0061] In der vorliegenden Ausführung liegen die Produkte 500 rechtwinklig zur Fahrtrichtung des Förderbandes 800. Dazu ist der Behälter 600 auf einem Schlitten geführt, der eine Vorrichtung zur Zentrierung des Behälters 600 umfasst (nicht dargestellt). Der Schlitten ist auf einer Linearführung geführt und umfasst weiter zwei Bandklemmungen jeweils für ein oberes und ein unteres Band des Förderbandes 800, so dass bei gleichbleibender Transportrichtung des Bandes durch ein wahlweises Festklemmen des oberen oder des unteren Bandes der Schlitten mit dem zentrierten Behälter 600 in beide Richtungen bewegt werden kann. Damit wird erreicht, dass ein weiterer Behälter 600 unabhängig vom Be- oder Entladen des aktuellen Behälters 600 auf dem Förderband 800 vorpositioniert, respektive wegtransportiert werden kann. Des Weiteren ist eine Schwenkvorrichtung zum Verschwenken der Linearführung um eine Achse rechtwinklig zur Laufrichtung des Förderbandes 800 und in der Ebene einer Längsrichtung eines aktuell zu transportierenden Produktes 500 vorgesehen (nicht dargestellt). Dabei erfolgt die Neigung der Linearführung in die Richtung des Behälters 600, in der sich mehr Produkte 500 in Lagerungsposition befinden. In der Figur 6 entspräche dies der positiven y-Richtung. Damit wird erreicht, dass sich die Produkte 500 in stabilem Zustand befinden und so fehlerfrei vom Greifer 100 erfasst werden können. Insbesondere bei einem (fast) leeren Behälter 600 besteht ansonsten die Gefahr, dass die Produkte 500, auch nach einem präzisen positionieren des Greifers 100, durch das neue Positionieren des Behälters 600 ihre korrekte Lagerungsposition verlassen.

[0062] Die Position des Behälters 600 wird in x-Richtung nur einmal, in z-Richtung jeweils nach dem Abarbeiten einer Lage von Produkten 500 und in y-Richtung nach jeder Transaktion eines Produktes 500 erneut eingestellt.

[0063] Das Förderband 800 dient dazu, einerseits Behälter 600 nachzuliefern, anderseits dazu, die Behälter 600 in y-Richtung zu positionieren. Eine weitere, hier nicht offenbarte Vorrichtung justiert die Position des Behälters 600 in x-Richtung, so dass die Greifvorrichtung 1 bezüglich dem Behälter 600 berührungslos ein- und ausfahren kann.

[0064] Nach jeder Produkte-Transaktion wird der Behälter 600 um die Länge eines Durchmessers eines Produktes 500 so transportiert, dass ein nächstes auf derselben Lage liegendes Produkt 500 vom Greifer 100 mit derselben Bewegung ergriffen, respektive in Lagerungsposition überführt werden kann. Dieser Transport kann wahlweise auch durch eine weitere, separate Fördereinrichtung vollzogen werden. Insbesondere kann der Behälter 600 über eine in Längsrichtung des Förderbandes 800 verlaufende Rasterleiste, die Rasten im Abstand der Produktedurchmesser aufweist, positioniert werden.

[0065] Nachdem eine Lage abgearbeitet ist, wird der Behälter 600 in y-Richtung um die Länge eines Radius r eines Produktes 500 und in z-Richtung um

jeweils je nachdem ob beladen oder entladen wird, in eine positive oder negative Richtung der Achsen versetzt, um eine nächste Lage abarbeiten zu können. Dies wird durch ein Versetzen der Rasterleiste um

in Längsrichtung des Förderbandes 800 erreicht.

[0066] Die Figuren 7a bis 7c zeigen die Greifvorrichtung 1 im Detail. Sie umfasst gemäss der Figur 1a im Wesentlichen drei Teile, nämlich das Hubelement 400, den Greifer 100 und einen Körper 300, der die beiden Elemente verbindet. Die drei Teile und dessen Anordnungen werden nachfolgend detailliert beschrieben.

[0067] Das Hubelement 400 umfasst zwei, bevorzugt pneumatisch betriebene, seriell angeordnete und vertikal ausgerichtete Hubelemente 401, 402, nämlich ein Schnellhubelement 401, das die wesentlichen Bewegung in vertikaler Richtung ausführt und ein darüberliegendes Kurzhubelement 402, das bevorzugt kraftlos, als Dämpfungselement ausgebildet ist. Das Kurzhubelement 402 ist mit seinem unteren Ende mit dem Schnellhubelement 401 verbunden.

[0068] Der Körper 300 ist als ein gerades Prisma mit der Grundfläche eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen an der Hypotenuse anliegende Ecken jeweils rechtwinklig zu den Katheten und einer Grundfläche abgeschnitten sind, ausgebildet, wobei eine längere Kathete horizontal verläuft. Das Hubelement 400 ist mit seinem unteren Ende mit der an die längere Kathete grenzenden Seitenfläche des Körpers 300 an einem vorderen Ende verbunden.

[0069] Der erfindungsgemässe Greifer 100 umfasst zwei Teilkreis-Rohrsegmente 111a und 111b (111b nicht sichtbar), wobei das Teilkreis-Rohrsegment 111a rotierbar um einen Kreismittelpunkt an zwei Verbindungselemente 103a, 103b gelagert ist. Das andere Teilkreis-Rohrsegment 1 1 1 b ist mit den Verbindungselementen 103a, 103b fix verbunden.

[0070] Weiter umfasst der Greifer 100 ein quaderförmiges Tragelement 101, das an einer unteren Fläche über die zwei Verbindungselemente 103a, 103b in einem vorderen und einem hinteren Bereich des Teilkreis-Rohrsegments 111b mit demselben verbunden ist.

[0071] Des Weiteren umfasst der Greifer 100 ein Arretierelement 123, welches verschwenkbar an einem vorderen Ende des Greifers 100 so angebracht ist, dass es in einem ersten Zustand offen steht, womit ein Produkt 500 nach vorne aus dem Greifer 100 hinausgeführt werden kann und in einem zweiten Zustand geschlossen ist, so dass ein Produkt 500 in einer Bewegung nach vorne, aus dem Greifer 100 hinaus, gehindert ist. Damit wird erreicht, dass bei einem stark beschleunigten Expandieren des Schnellhubelementes 401 ein Produkt 500 nicht aus dem Greifer 100 gleiten kann.

[0072] Das Arretierelement 123 ist über eine Arretierelementhalterung 122 in einer Ebene parallel zur Grundfläche des Körpers 300 verschwenkbar mit dem Teilkreis-Rohrsegment 111b an einem vorderen Ende verbunden. Das Arretierelement 123 weist im Wesentlichen die Form eines Winkels auf und ist an einem ersten Schenkel an der Arretierelementhalterung 122 rotierbar gelagert. Eine zwischen den Verbindungselementen 103a, 103b mit der unteren Seite des Tragelementes 101 verbundene Arretier-Hubelementhalterung 121 ist über ein Arretier-Hubelement 120 mit dem ersten Schenkel des Arretierelementes 123 mittig verbunden. Das Arretier-Hubelement 120 ist im Wesentlichen horizontal ausgerichtet.

[0073] Der erste Schenkel des Winkels steht in einem ersten Zustand senkrecht zu einer Längsrichtung des Teilkreis-Rohrsegmentes 111b (Fig. 7a) und in einem zweiten Zustand steht ein zweiter Schenkel senkrecht zu derselben Längsrichtung des Teilkreis-Rohrsegmentes 111b (Fig. 7b) und verschliesst damit eine vordere Querschnittsfläche, bestimmt durch den Teilkreis des Teilkreis-Rohrsegmentes 111b, des Teilkreis-Rohrsegmentes 111b, womit ein Produkt 500 bezüglich einer Translation in einer nach vorne gerichtete Richtung arretiert werden kann. Der Übergang vom ersten zum zweiten Zustand (Fig. 7a zur Fig. 7b) erfolgt durch eine Expansion des Arretier-Hubelements 120, der Übergang vom zweiten zum ersten Zustand (Fig. 7b zur Fig. 7a) erfolgt durch eine Kontraktion des Arretier-Hubelements 120.

[0074] Ein hinteres Ende des Teilkreis-Rohrsegmentes 111b ist mit einem entsprechenden Teilkreisringsegment über dessen Randbereich rechtwinklig zu einer Längsrichtung des Teilkreis-Rohrsegmentes 111b verbunden (nicht sichtbar). Ein kleinerer Radius des Teilkreisringsegmentes ist dabei einem Produkt 500 angepasst, so dass ein sich nach hinten verjüngendes zylinderstumpfförmiges Ende eines Produktes 500 durch das Teilkreisringsegment an einer Translation in einer nach hinten gerichteten Bewegung gehindert wird.

[0075] Weiter umfasst der Greifer 100 eine Vorrichtung zum Rotieren des Teilkreis-Rohrsegmentes 111a um den durch den Teilkreis definierten Mittelpunkt. Dazu ist das Teilkreis-Rohrsegment 111a a in einem vorderen Bereich über eine Schliess-Hubelementhalterung 112 mit einem Schliess-Hubelement 110 parallel zu einer Ebene, definiert durch einen Teilkreis des Teilkreis-Rohrsegmentes 111b, verschwenkbar verbunden. Das Schliess-Hubelement 110 ist in derselben Ebene mit einem Schliess-Hubelementaufsatz 113 verschwenkbar verbunden, wobei der Schliess-Hubelementaufsatz 113, dem Verbindungselement 103a gegenüberliegend, mit dem Tragelement 101 verbunden ist. Bei kontrahiertem Schliess-Hubelement 110 ist der Greifer 100 offen, d.h. bereit zur Aufnahme oder Abgabe eines Produktes 500 (Fig. 7a), während der Greifer 100 bei expandiertem Schliess-Hubelement 110 ein allfällig ergriffenes Produkt 500 umschliesst und somit zum Beispiel in eine Transportstellung überführen kann.

[0076] Der Greifer 100 weist weiter eine mit dem Tragelement 101 verbundene, der Arretier-Hubelementhalterung 121 gegenüberliegende, Schwenk-Hubelementhalterung 102 auf. Ein pneumatisch ausgebildetes Schwenk-Hubelement 200 ist einerseits mit dem Körper 300 und anderseits mit der Schwenk-Hubelementhalterung 102 jeweils in einer Ebene parallel zu einer Grundfläche des Körpers 300 verschwenkbar verbunden. Das Schwenk-Hubelement 200 ist ungefähr vertikal angeordnet.

[0077] Eine Stossübertragungselementhalterung 104 ist rückseitig an das Verbindungselement 103b, angrenzend an das Tragelement 101 verbunden. Ein Stossübertragungselement 302, das die Form eines langen Quaders aufweist, ist mit dem Körper 300 und der Stossübertragungselementhalterung 104 an gegenüberliegenden Enden jeweils in einer Ebene parallel zu einer Grundfläche des Körpers 300 verschwenkbar verbunden. Ein Stosshubelement 301 ist an einem ersten Ende ungefähr mittig mit dem Stossübertragungselement 302 und an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende mit dem Körper 300 jeweils in einer Ebene parallel zu einer Grundfläche des Körpers 300 verschwenkbar verbunden. Das Stoss-Hubelement 301 ist ungefähr horizontal, das Stossübertragungselement 302 ungefähr vertikal angeordnet.

[0078] Nachfolgend sei der Ablauf des Entladens eines Behälters 600 anhand der schematischen Figuren 7a bis 7c erläutert, wobei hier nur die Schritte zwischen dem Aufliegen des Greifers 100 auf dem Produkt 500 bis zum Verschwenken des Greifers 100 dargestellt sind. Damit können die technischen Merkmale der erfindungsgemässen Greifvorrichtung 1 detailliert aufgezeigt werden.

[0079] Beim Entladen eines Behälters 600 senkt sich die Greifvorrichtung 1 mit kontrahiertem Schwenk-Hubelement 200, Schliess-Hubelement 110 und Arretier-Hubelement 120 mittels Expansion des Schnellhubelementes 401 in den Behälter 600, bis das Teilkreisringsegment mit dem Produkt 500, das sich in (nicht zwingend exakter) Lagerungsposition befindet, in dessen konischen Bereich in Kontakt tritt. Dieser wird durch das Kurzhubelement 402 zur Schonung des Produktes 500 gedämpft. Durch die Expansion des Schwenk-Hubelelementes 200 treten die Teilkreis-Rohrsegmente 111a, 111b auf ihrer gesamten Länge mit dem Produkt 500 in Kontakt (Fig. 7a). Im Anschluss expandiert sich das Schliess-Hubelement 110 und das Arretier-Hubelement 120, wonach das Produkt 500 im Greifer 100 fixiert ist (Fig. 7b). Ein kurzer Zwischenhub, erreicht durch ein teilweises kontrahieren des Schnellhubelementes 401, hebt nun das Produkt soweit nach oben, dass das ergriffene Produkt 500 nicht mehr im Kontakt mit allfällig darunterliegenden Produkten 500 (nicht sichtbar) steht. Durch das Expandieren des Stosshubelementes 301 wird nun, ohne allfällig darunterliegende Produkte 500 zu beschädigen, das hintere Ende des Produktes 500 in Richtung einer ersten Wand des Behälters 600 bewegt, womit sich an der Vorderseite zwischen dem Greifer 100 und einer zweiten Wand, die der ersten Wand gegenüberliegt, ein vergrösserter Zwischenraum bildet (Fig. 7b). Damit wird erreicht, dass beim anschliessenden Kontrahieren des Schwenk-Hubelementes 200 und somit dem Verschwenken des Greifers 100 in die Transportstellung, die Gefahr einer Kollision zwischen dem Greifer 100 und der zweiten Wand vermindert wird (Fig. 7c).

[0080] Die Figuren 7a bis 7c können, betrachtet in umgekehrter Reihenfolge, auch als Beladen des Behälters 600 interpretiert werden.

[0081] Die Figur 8 zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemässen Produktespeichers 900 für die Produkte 500. Ein in einer horizontalen Ebene liegender Speicherboden 901 und eine über eine Kante verbundene, senkrecht stehende Speicherrückwand 902 sind zur besseren Visualisierung dargestellt. Eine Speicherablage 903 weist in einem Querschnitt ein Zick-Zack-Muster auf, so dass in einer Längsrichtung Rillen gebildet sind. Bezüglich einer horizontalen Ebene weist die Speicherablage 903 in der Längsrichtung einen Neigungswinkel γ auf, der bei einem gegebenen Reibungskoeffizienten µ zwischen einem Produkt 500 und der Speicherablage 903 mehr als tan^-1(µ) beträgt. Damit wird erreicht, dass die Produkte 500 auf der Speicherablage 903 ohne zusätzlichen Energieaufwand verrutschbar sind. Für jede Rille ist ein Schliessmechanismus 910 vorgesehen, der durch Hinaufklappen ein Produkt 500 am rutschen hindert, nach einem Hinunterklappen das Produkt 500 aber in seiner Längsrichtung rutschen lässt. In einer weiteren Ausführungsform kann der Produktespeicher 900 auch einen Neigungswinkel γ von 0° einnehmen, wobei in diesem Fall für die zwischengespeicherten Produkte 500 ein aktiver Ausschieber (nicht sichtbar), der sie einer Weiterverarbeitungsvorrichtung zuführt, vorgesehen ist und von einem Schliessmechanismus 910 abgesehen werden kann. Nach dem Hinaustransportieren des Produktes 500 aus dem Behälter 600 wird das Produkt 500 von der Linearführung 700 an den Produktespeicher 900 übergeben, der das Produkt 500 bis zur weiteren Verarbeitung speichert und zu gegebener Zeit einer weiteren Vorrichtung übergibt.

[0082] Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren das Verpacken und Auspacken von Produkten in und aus Behältern in hoher Frequenz ausgeführt werden kann, wobei die Produkte schonend transportiert werden und insbesondere beim Beladen von Behältern mit eingezogenen Rändern (zum Beispiel Kartonkisten), welche zusätzlich mit einer Folie oder einem Sack ausgekleidet sein können, ein Kollisionsrisiko der Produkte mit den Wänden verringert wird.

Ansprüche

1. Verfahren zum Beladen und/oder Entladen eines Behälters (600), insbesondere aus einem flexiblen Material, mit einem stangenförmigen Produkt (500), insbesondere mit Stapeln aus ineinander geschobenen Bechern, wobei eine einen Greifer (100) aufweisende Transportvorrichtung

- zum Beladen - das Produkt (500) von oben in den Behälter (600) führt und in der gewünschten Lagerungsposition ablegt bzw.

- zum Entladen - das Produkt (500) im Behälter (600) ergreift und nach oben aus dem Behälter (600) führt,

dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100)

- beim Beladen - das Produkt (500) in einer Transportstellung, welche bezüglich der gewünschten Lagerungsposition verschwenkt ist, in den Behälter (600) führt und mit einer Schwenkbewegung in die gewünschte Lagerungsposition beim Ablegen überführt bzw.

- beim Entladen - das Produkt (500) nach dem Ergreifen aus der Lagerungsposition durch eine Schwenkbewegung in eine bezüglich der Lagerungsposition verschwenkte Transportstellung führt und nach oben aus dem Behälter (600) entnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportstellung gegenüber der Lagerungsposition um mindestens 20° verschwenkt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung in einer vertikalen Ebene erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Übergabeeinheit der Transportvorrichtung das Produkt (500) in der Transportstellung an den Greifer (100) übergeben bzw. von diesem übernommen wird und der Greifer (100) das Produkt (500) aus der Transportstellung in die Lagerungsposition und umgekehrt verschwenkt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100) um eine an einem der beiden gegenüberliegenden Enden des Greifers (100) liegende geometrische Schwenkachse schwenkt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100) zeitlich parallel zur Schwenkbewegung eine Bewegung in vertikaler Richtung ausführt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Greifer (100) transportierte Produkt (500) in der Transportstellung des Greifers (100) einer weiteren Transportvorrichtung (700) übergeben und mittels dieser in eine Längsrichtung des Produktes (500) durch die Deckfläche transportiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100) während dem Beladen mit einem seiner in Längsrichtung liegenden Enden mindestens zwischenzeitlich an eine Wand des Behälters (600) stösst.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend eine Transportvorrichtung mit einem Greifer (100) und eine Steuerung, welche derart ausgebildet sind, dass

- zum Beladen - das Produkt (500) von oben in den Behälter (600) geführt und in der gewünschten Lagerungsposition abgelegt bzw.

- zum Entladen - das Produkt (500) im Behälter (600) ergriffen und noch oben aus dem Behälter (600) geführt werden kann,

dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100) derart verschwenkbar ausgebildet ist, dass

- beim Beladen - das Produkt (500) in einer Transportstellung, welche bezüglich der gewünschten Lagerungsposition verschwenkt ist, in den Behälter (600) geführt und mit einer Schwenkbewegung in die gewünschte Lagerungsposition beim Ablegen überführt bzw.

- beim Entladen - das Produkt (500) nach dem Ergreifen aus der Lagerungsposition durch eine Schwenkbewegung in eine bezüglich der Lagerungsposition verschwenkte Transportstellung überführt und nach oben aus dem Behälter (600) entnommen werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100) zwei Teilkreis-Rohrsegmente (111a, 111b) umfasst, wobei mindestens ein Teilkreis-Rohrsegment (111a) so gelagert ist, dass es um die durch die Teilkreismittelpunkte definierte Achse drehbar ist und die beiden Teilkreis-Rohrsegmente (111a, 111b) in einem ersten Zustand höchstens ein Halbkreis-Rohrsegment bilden und in einem zweiten Zustand mehr als ein Halbkreis-Rohrsegment bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100) mindestens einen einseitigen Anschlag umfasst, der eine Bewegung des Produktes (500) in einer Richtung relativ zum Greifer (100) unterbindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100) als Sauggreifer ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (100) eine Schwenkvorrichtung umfasst, derart dass der Greifer (100) in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung eine Vorrichtung zur vertikalen Translation eines Produktes (500) umfasst.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur vertikalen Translation des Produktes (500) einen Langhub (401) und einen Kurzhub (402) umfasst, wobei vorzugsweise der Kurzhub (402) als steuerbare Vorrichtung oder als Dämpfungselement ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Produktespeicher (900) zur Zwischenspeicherung der Produkte (500) vor dem Beladen und / oder nach dem Entladen der Behälter (600) umfasst.

Zeichnung