EP2226253B2 - Handhabungs- und/oder Packmaschine zur Handhabung von Verpackungsgütern und Verfahren zu deren Steuerung - Google Patents

Handhabungs- und/oder Packmaschine zur Handhabung von Verpackungsgütern und Verfahren zu deren Steuerung Download PDF

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EP2226253B2
EP2226253B2 EP10152524.4A EP10152524A EP2226253B2 EP 2226253 B2 EP2226253 B2 EP 2226253B2 EP 10152524 A EP10152524 A EP 10152524A EP 2226253 B2 EP2226253 B2 EP 2226253B2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
magazine
machine
handling
handling device
recited
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP10152524.4A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2226253B1 (de
EP2226253A1 (de
EP2226253A8 (de
Inventor
Kai Wegener
Rudi Schrems
Christian Westermeier
Johann Linner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP2226253A1 publication Critical patent/EP2226253A1/de
Publication of EP2226253A8 publication Critical patent/EP2226253A8/de
Publication of EP2226253B1 publication Critical patent/EP2226253B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2226253B2 publication Critical patent/EP2226253B2/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B21/00—Packaging or unpacking of bottles
    • B65B21/02—Packaging or unpacking of bottles in or from preformed containers, e.g. crates
    • B65B21/14—Introducing or removing groups of bottles, for filling or emptying containers in one operation
    • B65B21/18—Introducing or removing groups of bottles, for filling or emptying containers in one operation using grippers engaging bottles, e.g. bottle necks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B39/00—Nozzles, funnels or guides for introducing articles or materials into containers or wrappers
    • B65B39/006—Grids for introducing bottles into cases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B59/00—Arrangements to enable machines to handle articles of different sizes, to produce packages of different sizes, to vary the contents of packages, to handle different types of packaging material, or to give access for cleaning or maintenance purposes
    • B65B59/04—Machines constructed with readily-detachable units or assemblies, e.g. to facilitate maintenance

Definitions

  • the invention relates to a handling and/or packaging machine for handling packaged goods and a corresponding method for controlling the same.
  • Partially or fully automatic handling systems can be used to handle and package containers and packaged goods, which are provided with specific format parts depending on the container size. In this way, different container sizes can be processed depending on the machine equipment.
  • These containers can be formed, for example, by known drinks crates with a number of bottles arranged in them or by containers of bottles held together with film or the like.
  • format parts are changed by semi-automatic coupling of the container-specific format parts and then by transferring and storing them in magazines. All format parts are positioned and manually coupled with one another using a gripper head carrier on the machine. The complete format parts unit is then positioned in front of a free shelf magazine space using the machine's gripper head carrier. A drive in the respective magazine space pulls the coupled format parts into the magazine. The new format parts are inserted into the machine in the reverse order.
  • the gripper head carrier When picking up the coupled format parts and then transferring them to the magazine location, the gripper head carrier has to travel a relatively long distance. For this reason and due to the off-center center of gravity of the coupled format parts, torsional forces occur that can lead to a considerable load on the gripper head carrier. In addition, the entire weight of the coupled unit has to be moved when changing the format parts, so that overall high stresses occur on the drives, bearings and guides of the machine.
  • a packing machine for packing and unpacking containers or bottles which has several gripper heads and a holding frame for each group of gripper heads. Furthermore, a device for adjusting a holding frame from a storage position to the working position and a drive device for the back and forth movement of the holding frame in the working position between the layers for picking up and releasing the containers are available.
  • the holding frames with the groups of gripper heads which are detachably attached to the packing machine, can be transported by means of a chassis to storage locations in a movable magazine assigned to the packing machine.
  • a paternoster lift which requires complex mechanics to transport and redirect the individual magazines to the desired storage positions.
  • the entire mass of the stored sets must always be moved for each storage, which means that a considerable amount of energy is required when changing each individual set.
  • the DE 37 32 283 C1 discloses a device for packing and unpacking objects such as bottles, jars, cans, etc. that can be accommodated in bundles in associated containers such as boxes, cartons or the like.
  • the device comprises a gripper head provided with grippers that carries out a packing stroke and can be detachably secured to an associated support frame.
  • the support frame is attached to a support arm that is movably mounted on a stand and can be driven by at least one drive device.
  • a magazine adjacent to the support frame has several compartments for each gripper head.
  • the magazine is designed as a tower with stationary compartments arranged one above the other that can be approached by the vertical movement of the support frame, the maximum stroke of which, beyond the packing stroke, corresponds at least to the distance between the top and bottom compartments.
  • a primary aim of the invention is to create a device and a method that transports handling devices and insertion frames into and out of magazines using simple movement sequences.
  • the entire device should be designed and arranged in a space-saving manner and enable the shortest possible changeover times when changing products.
  • the machine according to the invention is used for handling packaged goods and has at least one handling device and insertion frames assigned to it, adapted to the size of the packaged goods to be handled.
  • the handling device and the assigned insertion frames can be exchanged together and are arranged so that they can move between a working position on the machine and a storage position in the magazine.
  • the handling device and the assigned insertion frame can be stacked on top of one another and automatically locked to one another.
  • rails are arranged between the machine and the magazine for the approximately horizontal transport of the at least one exchangeable handling device and an insertion frame assigned to the handling device.
  • An arrangement consisting of a handling device and at least one insertion frame assigned to it is also referred to in the present context as a set. This set is moved by means of the rail system between the working position on the machine and the storage position in the magazine.
  • the rail system can optionally have a central rail on which the parts to be exchanged with the magazine can be transported in a way that prevents them from tipping over.
  • pairs of rails typically arranged in a straight line and largely horizontally between the machine and the magazine.
  • Each so-called set is made up of stackable and interlockable insertion frames and an associated handling device, namely gripper heads.
  • the insertion frames can also have sliding devices or wheels on their undersides for better transport on the rails.
  • several gripper heads are used for one set.
  • several sets can optionally be attached to one gripper head carrier.
  • These handling and/or packing machines can work in cycles as packers and unpackers for a variety of packaged goods.
  • the packaged goods arrive on a container table and are guided into aisles so that they are kept a certain distance apart.
  • Gripper heads attached to the handling device pick up the packaged goods and place them in empty containers or beverage crates that are ready.
  • the insertion frames are used to guide the packaged goods safely into the containers.
  • a packing curve results from the interaction of a horizontal and a vertical movement of a gripper head carrier.
  • the horizontal movement is carried out by a machine boom, which is attached to a lifting column.
  • a crank drive can, for example, ensure gentle starting and braking behavior.
  • the vertical movement takes place on the gripper head carrier, which in turn is attached to the machine boom. This movement can be carried out via a lifting mechanism with suitably controlled motors. Separate drives are therefore typically available for the lifting column and the machine boom.
  • the packing curves can be programmed differently for full and empty containers. In the manner described, an optimized movement sequence for the handling and/or packing machine can be realized. Three-phase motors with frequency converters or similar can be used as drives for the container table and the container conveyor.
  • the magazine offers devices for horizontal and/or vertical transport of the handling devices from and to at least two separate storage positions. This means that the change can be carried out quickly, safely and in a user-friendly manner.
  • the magazine is preferably equipped as a shelving system with at least two storage levels for the handling devices arranged one above the other, to which a combined horizontal and vertical conveyor device is assigned.
  • the magazine has at least one storage position for the handling devices, arranged to the side of a transfer position defined by a rail system.
  • This transfer unit is set in motion by means of a lifting device.
  • the lifting device is driven jointly by at least one drive motor, which is preferably coupled to the lifting device via a gear.
  • the gear can, for example, act on rods or drive shafts, which in turn are connected to a band, a drive belt, a chain or another suitable traction device.
  • the traction device e.g. the band or the chain, is set in motion by the movement of the rod or the drive shaft. Since the traction device is also operatively connected to the transfer unit, it can be moved up and down as desired.
  • the grouping of the sets and their exchange by transferring a set to be deactivated into the magazine and by transferring a set to be activated from the magazine into the working position on the machine can be controlled partially or fully automatically according to a further design variant.
  • the connections can be released, for example, by robot couplings, whereby the operator's intervention is not necessary.
  • a handling and/or packaging machine for handling packaged goods which has at least one handling device and an insertion frame associated therewith that is adapted to the size of the packaged goods to be handled
  • the handling device and the associated insertion frames are jointly exchangeable and movable between a working position on the machine and a storage position in a magazine.
  • At least one exchangeable handling device and an insertion frame associated therewith form a so-called set, wherein the at least one handling device and the associated insertion frame are stacked on top of one another and automatically locked together and conveyed together on approximately horizontally running rails between the machine and the magazine, wherein the rails are arranged between the machine and the magazine.
  • the sets can be exchanged between their working position on the machine and their storage position in the magazine. This means that if, for example, the packaging goods need to be changed and the gripper heads and the insertion frames are no longer suitable for handling the packaging goods, they must be exchanged. To do this, the sets in the magazine are transported horizontally and/or vertically from and to at least two separate storage positions, and the new sets are taken out of the magazine and attached to the handling/or packing machine.
  • the sets in the shelving system are transported in the formed magazine by means of a combined horizontal and vertical conveyor between at least two storage levels arranged one above the other.
  • a transfer unit which is defined by the rail system, the sets are transported between the transfer position and at least one storage position arranged to the side of this.
  • a set is formed by stackable and interlockable insertion frames and associated gripper heads, whereby the insertion frames can have sliding devices or wheels on their underside for transport on the rails.
  • This device on the insertion frames is necessary because the transport will take place via the device using the rail system. Transport to the magazine for storage also takes place via the rails.
  • the grouping of the sets and their exchange are automatically controlled by transferring a set to be deactivated into the magazine and by transferring a set to be activated from the magazine into the working position on the machine.
  • the in Fig. 1 The schematic progression of a device change from a production location to a transfer unit shown in the figure serves to illustrate the system in broad terms.
  • the box labelled "production location" is intended to represent a handling and/or packing machine 10 to which the necessary devices for unpacking or packing packaged goods are attached.
  • the packaging goods can be, for example, drinks bottles or similar, which are to be sorted into conventional, stackable drinks crates.
  • handling equipment 12 When changing products, the equipment, hereinafter referred to as handling equipment 12 (cf. Fig. 3 ), are normally exchanged. These handling devices 12 are transferred to a transfer unit 46 by means of a rail system 42.
  • the transfer unit 46 transports the handling devices 12 further to possible storage locations 48 (cf. Fig. 2 ) of a magazine 40 arranged in the immediate vicinity of the machine 10.
  • the necessary handling devices 12 are also fetched from this magazine 40 for further operation and are guided and handed over to the production site.
  • the handling devices 12 are preferably conveyed via rails 44.
  • the Fig. 2 shows a schematic progression of storage and transfer of handling devices 12 and associated insertion frames 16 to the storage locations 48 of the magazine 40.
  • the magazine 40 which can be formed by a high rack, for example, is divided into two rows of shelves by a storage aisle 41.
  • the rail-bound transfer unit 46 can move in and against a direction of movement B in order to store and retrieve the handling devices 12 in the shelves.
  • the storage and retrieval of the handling devices 12 and associated insertion frames 16 can be carried out arbitrarily or according to predetermined parameters.
  • the transfer unit 46 is guided via a guide system 42, which comprises rails 44.
  • This rail system 42 is arranged on the sides of the magazine 40, which form the storage aisle 41. This means that the rail system 42 runs from the machine to the storage aisle 41 and within it.
  • the schematic side view of the Fig. 3 shows the handling and/or packing machine 10 for packaging goods 30.
  • the packaging goods 30 arrive on a container or machine table 28 and are guided there in advance into aisles (not shown) so that they are given a certain distance and are easier to grip.
  • Gripper heads 20 pick up the packaging goods 30 and place them in empty containers or beverage crates 32 that are ready.
  • the containers 32 arrive via a conveyor belt 36 and are also transported away again via this.
  • the packaging goods 30 are safely guided into the containers 32 via an insertion frame 16.
  • this insertion frame 16 is only leaning against the top of the container 32.
  • the insertion frame 16 is coupled together with the handling device 12 during a product change and is placed as a deactivating set 14 in a magazine 40 (see. Fig. 4 ) brought.
  • a so-called packing curve is driven with a gripper head carrier 22.
  • This packing curve is made up of horizontal and vertical movement sequences.
  • the gripper head carrier 22 is attached to a machine boom 24.
  • a horizontal movement can be transferred to the gripper head carrier 22 via this machine boom 24.
  • This movement is made possible by a horizontal rail system 34, which is present in the machine boom 24 and to which the gripper head carrier 22 is attached like a trolley.
  • the vertical movement is made possible by a lifting column 26.
  • a rail system 34 is also attached to this lifting column 26, on which the machine boom 24 with the integrated gripper head carrier 22 can be moved up and down in the vertical direction of movement V.
  • the schematic perspective view of the Fig. 4 shows a handling and/or packing machine 10 in operative connection with a magazine 40.
  • the sets for packaging goods 30 (cf. Fig. 3 ) of different types.
  • the handling device 12 (cf. Fig. 3 ).
  • These handling devices 12 can be attached to the gripper head carrier 22 automatically or manually during a change.
  • the entire set 14 can be replaced, i.e. the handling device 12 and the insertion frame 16 can be replaced together.
  • the gripper head carrier 22, which is attached to the machine boom 24, is moved to the lowest position so that the handling device 12 hanging from it is lowered onto the insertion frame 16 located below. This lowest position of the machine boom 24 is reached via the lifting range of the lifting column 26.
  • the insertion frame 16 and the handling device 12 can be automatically coupled together via a control system during this position so that together they form a set 14.
  • the handling devices 12 are transferred to a guide system 42, which is connected to a transfer unit 46 via rails 44.
  • a lifting device 50 is set in motion. This lifting device 50 is located outside the magazine 40.
  • a drive 52 drives the lifting device 50 via a motor 54.
  • This motor 54 is connected to a gear 56 via an output shaft 57.
  • This gear 56 in turn drives a suitable traction device 60 via coupling shafts 58, which is attached to the outside of the magazine 40.
  • This traction device 60 moves the transfer unit 46 in a vertical direction up and down to the respective storage locations or shelves 48.
  • An activated handling device 12 can be fetched from these storage locations 48 or a deactivated handling device 12 can be stored.
  • the traction device 60 can expediently comprise a closed roller chain or the like as a drive transmission means.
  • the Fig. 5 shows a schematic side view of a handling and/or packing machine 10 according to the Fig. 4 .
  • the storage locations 48 in the magazine 40 are visible, in which the handling devices 12 can be stored.
  • the drive 52 which drives the lifting device 50, and the system of the transfer unit 46 are also shown.
  • the transfer unit 46 is attached to the conveyor belt 60 of the lifting device 50 via a fastening unit 62 and is thus movable upwards and downwards in the storage lane 41 (cf. Fig. 2 ) of the magazine 40.
  • This fastening unit 62 is also attached to the opposite side, where the handling device 12 is transferred to the transfer unit 46.
  • the magazine 40 can be extended upwards or lengthwise, thus the storage locations 48 for the handling devices 12 (cf. Fig. 3 ) can be enlarged without much effort.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Handhabungs- und/oder Packmaschine zur Handhabung von Verpackungsgütern und ein entsprechendes Verfahren zu deren Steuerung.
  • Zur Handhabung und Verpackung von Gebinden und Verpackungsgütern können teil-oder vollautomatische Handhabungssysteme dienen, die je nach Gebindegröße mit spezifischen Formatteilen versehen sind. Auf diese Weise können je nach Maschinenausrüstung unterschiedliche Gebindegrößen verarbeitet werden. Diese Gebinde können bspw. durch bekannte Getränkekästen mit einer Mehrzahl von darin angeordneten Flaschen oder durch Gebinde von mit Folie zusammengehaltenen Flaschen oder dergleichen gebildet sein.
  • Bei bekannten Handhabungssystemen erfolgt ein Wechsel von Formatteilen durch teilautomatische Koppelung der Behälterspezifischen Formatteile und durch anschließendes Überführen und Einlagerung in Magazinen. Dabei werden mit Hilfe eines Greiferkopfträgers der Maschine alle Formatteile positioniert und manuell miteinander gekoppelt. Anschließend wird die komplette Formatteileeinheit mit Hilfe des Greiferkopfträgers der Maschine vor einem freien Regalmagazinplatz positioniert. Ein Antrieb im jeweiligen Magazinplatz zieht die gekoppelten Formatteile ins Magazin. Das Einbringen der neuen Formatteile in die Maschine erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
  • Bei der Aufnahme der gekoppelten Formatteile und deren anschließender Überführung in den Magazinplatz muss der Greiferkopfträger einen relativ weiten Weg zurücklegen. Aus diesem Grund und aufgrund des außermittigen Schwerpunktes der gekoppelten Formatteile treten Torsionskräfte auf, die zu einer erheblichen Belastung des Greiferkopfträgers führen können. Zudem muss bei dem Formatteilewechsel das gesamte Gewicht der gekoppelten Einheit bewegt werden, so dass insgesamt hohe Beanspruchungen der Antriebe, Lagerungen und Führungen der Maschine auftreten.
  • Weiterhin ist aufgrund der notwendigen Erreichbarkeit der Magazinplätze eine relativ hohe Maschinensäule und unter Umständen ein relativ langer Transportweg notwendig, da alle Magazinplätze beim Formatteilewechsel mit dem Greiferkopfträger erreicht werden müssen. Aus diesem Grund ist die Magazingröße begrenzt, da normalerweise auch die Säulenhöhe und deren Querhub begrenzt sind, nicht zuletzt durch die zur Verfügung stehende Einbauhöhe, bspw. in einer Maschinenhalle.
  • Schließlich sind manuelle Tätigkeiten beim Wechsel der Formatteile unerlässlich, jedoch aufgrund ihrer Ansiedlung in Gefahrenbereichen ungünstig und deshalb nach Möglichkeit zu minimieren oder ganz zu vermeiden.
  • Aus der DE 34 11 117 C2 ist eine Packmaschine zum Ein- und Auspacken von Behältern oder Flaschen bekannt, die mehrere Greiferköpfe sowie jeweils einen Halterahmen für eine Gruppe von Greiferköpfen aufweist. Weiterhin sind eine Einrichtung für die Verstellung eines Halterahmens aus einer Lagerstellung in die Arbeitsstellung und eine Antriebseinrichtung für die Hin- und Herbewegung des in der Arbeitsstellung befindlichen Halterahmens zwischen den Lagen für die Aufnahme und Abgabe der Behälter vorhanden. Die lösbar an der Packmaschine befestigten Halterahmen mit den Gruppen von Greiferköpfen sind mittels eines Fahrgestells zu Abstellplätzen eines der Packmaschine zugeordneten, beweglichen Magazins transportierbar. Für die vertikale Lagerung der Halterahmen mit den Gruppen von Greiferköpfen besteht die Möglichkeit eines Paternosteraufzugs, der eine komplexe Mechanik erfordert, um die einzelnen Magazine in die gewünschten Ablagepositionen zu befördern und umzulenken. Zudem muss für jede Einlagerung immer die komplette Masse der eingelagerten Garnituren bewegt werden, wodurch ein erheblicher Energieeinsatz beim Wechsel jeder einzelnen Garnitur erforderlich ist.
  • Die DE 37 32 283 C1 offenbart eine Vorrichtung zum Ein- und Auspacken von gebindeweise in zugeordneten Behältern, wie Kästen, Kartons oder dergleichen, aufnehmbaren Gegenständen, wie Flaschen, Gläsern, Dosen etc. Die Vorrichtung umfasst einen mit Greifern versehenen, einen Packhub ausführenden Greiferkopf, der auf einem zugeordneten Tragrahmen lösbar festlegbar ist. Der Tragrahmen ist an einem bewegbar auf einem Ständer gelagerten, mittels wenigstens einer Antriebseinrichtung antreibbaren Tragarm befestigt. Ein dem Tragrahmen benachbartes Magazin weist mehrere Gefache für jeweils einen Greiferkopf auf. Das Magazin ist als Turm mit stationär übereinander angeordneten Gefachen ausgebildet, die durch die vertikale Bewegung des Tragrahmens anfahrbar sind, dessen maximaler, über den Packhub hinausgehender Hub zumindest dem Abstand zwischen dem obersten und untersten Gefach entspricht. Bei dieser Vorrichtung muss der gesamte Maschinenständer der Höhe des Magazins angepasst sein, so dass der Maschinenständer höher ausgeführt sein muss als es für den regulären Betrieb erforderlich wäre, was zu weiteren Nachteilen, auch hinsichtlich des für den Ständer zur Verfügung stehenden Einbauraums führen kann.
  • Ein vorrangiges Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die mit einfachen Bewegungsabläufen Handhabungseinrichtungen und Einführrahmen in Magazine befördert und aus diesen entnimmt. Zudem soll die gesamte Vorrichtung platzsparend ausgebildet und angeordnet sein und möglichst kurze Umstellzeiten bei einem Produktwechsel ermöglichen.
  • Dieses Ziel wird bei einer Handhabungs- und/oder Packmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 dadurch erreicht, dass zwischen der Maschine und einem Magazin für Handhabungseinrichtungen und Einführrahmen ein Schienensystem zum schnellen Austausch von Einheiten mit Hilfe des teil- oder vollautomatisch steuerbaren Magazins angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Maschine dient zur Handhabung von Verpackungsgütern und weist wenigstens eine Handhabungseinrichtung sowie dieser zugeordnete, an die Größe der zu handhabenden Verpackungsgüter angepasste Einführrahmen auf. Die Handhabungseinrichtung und die zugeordneten Einführrahmen sind gemeinsam auswechselbar und sind zwischen einer Arbeitsstellung an der Maschine und einer Lagerstellung in dem Magazin bewegbar angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Handhabungseinrichtung und der zugeordnete Einführrahmen übereinander stapelbar und automatisch miteinander verriegelbar. Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind zwischen der Maschine und dem Magazin Schienen zur annähernd horizontalen Beförderung der wenigstens einen auswechselbaren Handhabungseinrichtung und eines der Handhabungsvorrichtung zugeordneten Einführrahmens angeordnet. Eine Anordnung bestehend aus einer Handhabungseinrichtung und mindestens einem dieser zugeordneten Einführrahmen wird im vorliegenden Zusammenhang auch als Garnitur bezeichnet. Diese Garnitur wird mittels des Schienensystems zwischen der Arbeitsstellung an der Maschine und der Lagerstellung im Magazin bewegt. Das Schienensystem kann wahlweise eine zentrale Schiene aufweisen, auf der die mit dem Magazin auszutauschenden Teile kippsicher befördert werden können. Zweckmäßigerweise sind jedoch Schienenpaare vorgesehen, die typischerweise geradlinig und weitgehend horizontal zwischen der Maschine und dem Magazin angeordnet sind.
  • Jede sogenannte Garnitur wird durch übereinander stapelbare und miteinander verriegelbare Einführrahmen und einer zugehörigen Handhabungseinrichtung, nämlich Greiferköpfe, gebildet. Die Einführrahmen können zudem an ihren Unterseiten Gleiteinrichtungen oder Räder zur besseren Beförderung auf den Schienen aufweisen. Es werden vorzugsweise mehrere Greiferköpfe für eine Garnitur verwendet. Zudem können an einem Greiferkopfträger wahlweise auch mehrere Garnituren angebracht werden.
  • Diese Handhabungs- und/oder Packmaschinen können taktweise als Ein- und Auspacker für eine Vielzahl von Verpackungsgütern arbeiten. Beim Einpacken kommen die Verpackungsgüter auf einem Behältertisch an und werden dort in Gassen gelenkt, damit sie einen gewissen Abstand aufweisen. Greiferköpfe, die an der Handhabungseinrichtung angebracht sind, nehmen die Verpackungsgüter auf und setzen diese in bereitstehende Leergebinde oder Getränkekästen ein. Die Einführrahmen dienen dazu, um die Verpackungsgüter sicher in die Gebinde zu leiten.
  • Beim Auspacken stoppen die vollen Gebinde oder Getränkekästen auf einer Gebindebahn in einer festgelegten Position. Dort entnehmen die Greiferköpfe die Verpackungsgüter und setzen diese auf einem Ablauftisch sicher wieder ab. Eine Packkurve ergibt sich jeweils aus dem Zusammenspiel einer Horizontal- und einer Vertikalbewegung eines Greiferkopfträgers. Die Horizontalbewegung führt ein Maschinenausleger aus, welcher an einer Hubsäule befestigt ist. Ein Kurbelantrieb kann bspw. für ein schonendes Anfahr- und Abbremsverhalten sorgen. Die Vertikalbewegung erfolgt hingegen am Greiferkopfträger, der wiederum am Maschinenausleger angebracht ist. Diese Bewegung kann über ein Hubwerk mit auf geeignete Weise geregelten Motoren erfolgen. Für die Hubsäule und für den Maschinenausleger sind somit typischerweise jeweils getrennte Antriebe vorhanden. Die Packkurven lassen sich jeweils für volle und leere Gebinde unterschiedlich Programmieren. Auf die beschriebene Weise kann kann ein optimierter Bewegungsablauf für die Handhabungs- und/oder Packmaschine realisiert werden. Als Antriebe für den Behältertisch und die Gebindebahn kommen bspw. Drehstrommotoren mit Frequenzumrichtern o. dgl. in Frage.
  • Für einen Wechsel der Handhabungseinrichtungen bietet das Magazin Einrichtungen zur horizontalen und/oder vertikalen Beförderung der Handhabungseinrichtungen von und zu wenigstens zwei separaten Ablagepositionen an. Somit kann der Wechsel schnell, sicher und bedienerfreundlich durchgeführt werden. Das Magazin ist vorzugsweise als Regalsystem mit wenigstens zwei übereinander angeordneten Ablageebenen für die Handhabungseinrichtungen ausgestattet, denen eine kombinierte Horizontal- und Vertikalfördereinrichtung zugeordnet ist.
  • Um die Handhabungseinrichtungen an dieses Magazin übergeben zu können, weist dieses zumindest eine, seitlich zu einer durch ein Schienensystem definierten Übergabeposition angeordneter Ablageposition für die Handhabungseinrichtungen auf. Diese Übergabeeinheit wird mittels einer Hubeinrichtung in Bewegung versetzt. Ein Antrieb der Hubeinrichtung erfolgt gemeinsam durch wenigstens einen Antriebsmotor, der vorzugsweise über ein Getriebe mit der Hubeinrichtung gekoppelt ist. Das Getriebe kann bspw. auf Stangen oder Antriebswellen wirken, die wiederum mit einem Band, einem Antriebsriemen, einer Kette oder einem anderen geeigneten Zugmittel in Verbindung stehen. Das Zugmittel, bspw. das Band oder die Kette, wird durch die Bewegung der Stange bzw. der Antriebswelle in Bewegung versetzt. Da das Zugmittel weiterhin mit der Übergabeeinheit in Wirkverbindung steht, kann diese in gewünschter Weise nach oben und unten bewegt werden.
  • Die Gruppierung der Garnituren sowie deren Austausch durch die Überführung einer zu deaktivierenden Garnitur in das Magazin und durch Überführung einer zu aktivierenden Garnitur aus dem Magazin in die Arbeitsstellung an der Maschine sind gemäß einer weiteren Ausführungsvariante teil- oder volllautomatisch steuerbar. Beim Wechsel können die Verbindungen bspw. durch Roboterkupplungen gelöst werden, wobei ein Eingreifen des Bedieners nicht erforderlich ist.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer Handhabungs- und/oder Packmaschine zur Handhabung von Verpackungsgütern, die wenigstens eine Handhabungseinrichtung sowie dieser zugeordnete, an die Größe der zu handhabenden Verpackungsgüter angepasste Einführrahmen aufweist, sind die Handhabungseinrichtung und die zugeordneten Einführrahmen gemeinsam auswechselbar und zwischen einer Arbeitsstellung an der Maschine und einer Lagerstellung in einem Magazin bewegbar. Wenigstens eine auswechselbare Handhabungseinrichtung und ein dieser zugeordneter Einführrahmen bilden eine so genannte Garnitur, wobei die mindestens eine Handhabungseinrichtung und der zugeordnete Einführrahmen übereinander gestapelt und automatisch miteinander verriegelt und gemeinsam auf annähernd horizontal verlaufenden Schienen zwischen der Maschine und dem Magazin befördert werden, wobei die Schienen zwischen der Maschine und dem Magazin angeordnet sind.
  • Die Garnituren können zwischen ihrer Arbeitsstellung an der Maschine und ihrer Lagerstellung im Magazin ausgetauscht werden. D.h. wenn bspw. ein Wechsel der Verpackungsgüter ansteht und die Greiferköpfe sowie die Einführrahmen nicht mehr für die Handhabung der Verpackungsgüter passen, müssen diese ausgewechselt werden. Hierzu werden die Garnituren im Magazin horizontal und/oder vertikal von und zu wenigstens zwei separaten Ablagepositionen befördert, und die neuen Garnituren werden aus dem Magazin geholt und an die Handhabungs-/oder Packmaschine angebracht.
  • Die Garnituren im Regalsystem werden im ausgebildeten Magazin mittels einer kombinierten Horizontal- und Vertikalfördereinrichtung zwischen wenigstens zwei übereinander angeordneten Ablageebenen befördert. Mittels einer Übergabeeinheit, die durch das Schienensystem definiert wird, werden die Garnituren zwischen der Übergabeposition und wenigstens einer seitlich zu dieser angeordnete Ablageposition transportiert.
  • Eine Garnitur wird durch übereinander stapelbare und miteinander verriegelbare Einführrahmen und zugehörige Greiferköpfe gebildet, wobei die Einführrahmen an ihrer Unterseite Gleiteinrichtungen oder Räder zur Beförderung auf den Schienen aufweisen können. Diese Einrichtung an den Einführrahmen ist notwendig, da die Beförderung mittels des Schienensystems über die Einrichtung verlaufen wird. Auch der Transport ins Magazin zur Lagerung erfolgt somit über die Schienen.
  • Die Gruppierung der Garnituren sowie deren Austausch werden durch Überführung einer zu deaktivierenden Garnitur in das Magazin und durch Überführung einer zu aktivierenden Garnitur aus dem Magazin in die Arbeitsstellung an der Maschine automatisch gesteuert.
  • Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.
    • Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Ablauf eines Gerätewechsels einer Handhabungs- und/oder Packmaschine von einem Produktionsort zu einer Übergabeeinheit eines Magazins.
    • Fig. 2 zeigt einen schematischen Verlauf einer Lagerung und einer Übergabe von Handhabungseinrichtungen.
    • Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsvariante einer Handhabungs- und/oder Packmaschine.
    • Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Maschine gemäß Fig. 3.
    • Fig. 5 zeigt eine weitere schematische Seitenansicht der Maschine.
  • Der in Fig. 1 dargestellte schematische Verlauf eines Gerätewechsels von einem Produktionsort zu einer Übergabeeinheit dient zur Darstellung des Systems in groben Zügen. Der mit "Produktionsort" bezeichnete Kasten soll im Ausführungsbeispiel eine Handhabungs- und/oder Packmaschine 10 darstellen, an der die notwendigen Einrichtungen, die zum Aus- oder Einpacken von Verpackungsgütern notwendig sind, angebracht sind. Eine nähere Beschreibung hierzu wird anhand der schematischen Darstellung der Fig. 3 gegeben. Die Verpackungsgüter können bspw. Getränkeflaschen o. dgl. sein, die in herkömmliche, stapelbare Getränkekästen einzusortieren sind.
  • Bei einem Produktwechsel müssen die Einrichtungen, im Folgenden Handhabungseinrichtungen 12 (vgl. Fig. 3) genannt, normalerweise ausgetauscht werden. Diese Handhabungseinrichtungen 12 werden an eine Übergabeeinheit 46 mittels eines Schienensystems 42 übergeben. Die Übergabeeinheit 46 transportiert die Handhabungseinrichtungen 12 weiter zu möglichen Lagerplätzen 48 (vgl. Fig. 2) eines in unmittelbarer Nähe der Maschine 10 angeordneten Magazins 40. Auch werden aus diesem Magazin 40 die notwendigen Handhabungseinrichtungen 12 zum weiteren Betrieb geholt und an den Produktionsort geleitet und übergeben. Die Förderung der Handhabungseinrichtungen 12 verläuft vorzugsweise über Schienen 44.
  • Die Fig. 2 zeigt einen schematischen Verlauf einer Lagerung und einer Übergabe von Handhabungseinrichtungen 12 und zugeordneten Einführrahmen 16 an die Lagerplätze 48 des Magazins 40. Das Magazin 40, das bspw. durch ein Hochregal gebildet sein kann, ist durch eine Lagergasse 41 in zwei Regalreihen getrennt. In dieser Lagergasse 41 kann sich die schienengebundene Übergabeeinheit 46 in und entgegen einer Bewegungsrichtung B bewegen, um die Handhabungseinrichtungen 12 in die Regale ein- und auszulagern.
  • Die Ein- und Auslagerung der Handhabungseinrichtungen 12 und zugeordneten Einführrahmen 16 kann beliebig oder nach vorgegebenen Parametern erfolgen. Für die Ein- und Auslagerung wird die Übergabeeinheit 46 über ein Führungssystem 42, welches Schienen 44 umfasst, geführt. Dieses Schienensystem 42 ist an den Seiten des Magazins 40 angeordnet, die die Lagergasse 41 bilden. D.h., das Schienensystem 42 verläuft von der Maschine bis zur Lagergasse 41 und innerhalb dieser.
  • Die schematische Seitenansicht der Fig. 3 zeigt die Handhabungs- und/oder Packmaschine 10 für Verpackungsgüter 30. Beim Einpacken kommen die Verpackungsgüter 30 auf einem Behälter- oder Maschinentisch 28 an und werden dort vorab in Gassen (nicht dargestellt) gelenkt, damit sie einen gewissen Abstand bekommen und besser greifbar sind. Greiferköpfe 20 nehmen die Verpackungsgüter 30 auf und setzen sie in bereitstehende Leergebinde oder Getränkekästen 32 ein. Die Gebinde 32 kommen über ein Transportband 36 an und werden über dieses auch wieder abtransportiert.
  • Über einen Einführrahmen 16 werden die Verpackungsgüter 30 sicher in die Gebinde 32 geleitet. Dieser Einführrahmen 16 ist allerdings nur an der Oberseite des Gebindes 32 angelehnt. Der Einführrahmen 16 wird zusammen mit der Handhabungseinrichtung 12 während eines Produktwechsels zusammengekoppelt und als eine deaktivierende Garnitur 14 in ein Magazin 40 (vgl. Fig. 4) gebracht.
  • Um jedoch das Ein- oder Auspacken von Verpackungsgütern 30 zu ermöglichen, wird mit einem Greiferkopfträger 22 eine sog. Packkurve gefahren. Diese Packkurve setzt sich aus horizontalen und vertikalen Bewegungsabläufen zusammen. Um die Bewegungsabläufe umsetzen und abfahren zu können, ist der Greiferkopfträger 22 an einem Maschinenausleger 24 befestigt. Über diesen Maschinenausleger 24 kann eine horizontale Bewegung auf den Greiferkopfträger 22 übertragen werden. Diese Bewegung wird über ein horizontales Schienensystem 34, welches im Maschinenausleger 24 vorhanden ist und an welcher der Greiferkopfträger 22 wie eine Laufkatze befestigt ist, ermöglicht.
  • Die vertikale Bewegung wird über eine Hubsäule 26 ermöglicht. An dieser Hubsäule 26 ist ebenfalls ein Schienesystem 34 angebaut, an dem der Maschinenausleger 24 mit dem integrierten Greiferkopfträger 22 nach oben und unten in vertikaler Bewegungsrichtung V verschoben werden kann.
  • Die schematische Perspektivansicht der Fig. 4 zeigt eine Handhabungs- und/oder Packmaschine 10 in Wirkverbindung mit einem Magazin 40. In diesem Magazin 40 können die Garnituren für Verpackungsgüter 30 (vgl. Fig. 3) unterschiedlicher Art gelagert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist unterhalb des Greiferkopfträgers 22 beispielsweise über eine Aufhängung 18 die Handhabungseinrichtung 12 (vgl. Fig. 3) angebracht. Diese Handhabungseinrichtungen 12 können während eines Wechsels an den Greiferkopfträger 22 automatisch oder manuell angebracht werden.
  • Bei einem Produktwechsel kann die gesamte Garnitur 14 ausgetauscht werden, d.h. die Handhabungseinrichtung 12 und der Einführrahmen 16 können gemeinsam ausgetauscht werden. Hierzu wird der Greiferkopfträger 22, der am Maschinenausleger 24 befestigt ist, in die niedrigste Stellung gefahren, so dass die daran hängende Handhabungseinrichtung 12 auf den darunter befindlichen Einführrahmen 16 abgesenkt wird. Diese tiefste Stellung des Maschinenauslegers 24 wird über den Hubbereich der Hubsäule 26 erreicht. Der Einführrahmen 16 und die Handhabungseinrichtung 12 können während dieser Stellung über eine Steuerung automatisch zusammengekoppelt werden, so dass sie zusammen eine Garnitur 14 bilden.
  • Die Handhabungseinrichtungen 12 werden im deaktivierten Zustand an ein Führungssystem 42 übergeben, welches mit einer Übergabeeinheit 46 über Schienen 44 in Verbindung steht. Bei der Übergabe der Handhabungseinrichtung 12 an die Übergabeeinheit 46 wird eine Hubeinrichtung 50 in Bewegung gesetzt. Diese Hubeinrichtung 50 befindet sich außerhalb am Magazin 40.
  • Ein Antrieb 52 treibt die Hubeinrichtung 50 über einen Motor 54 an. Dieser Motor 54 ist über eine Abtriebswelle 57 mit einem Getriebe 56 verbunden. Dieses Getriebe 56 treibt wiederum über Koppelwellen 58 ein geeignetes Zugmittel 60 an, welches außerhalb am Magazin 40 angebracht ist. Dieses Zugmittel 60 bewegt die Übergabeeinheit 46 in vertikaler Bewegungsrichtung nach oben und unten zu den jeweiligen Lagerplätzen oder Regalen 48. Aus diesen Lagerplätzen 48 kann eine aktivierte Handhabungseinrichtung 12 geholt oder eine deaktivierte Handhabungseinrichtung 12 gelagert werden. Das Zugmittel 60 kann zweckmäßigerweise eine geschlossene Rollenkette o. dgl. als Antriebsübertragungsmittel umfassen.
  • Die Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Handhabungs- und/oder Packmaschine 10 entsprechend der Fig. 4. In dieser weiteren Darstellung sind die Lagerplätze 48 im Magazin 40 ersichtlich, in denen die Handhabungseinrichtungen 12 gelagert werden können. Ebenso ist der Antrieb 52, der die Hubeinrichtung 50 antreibt, sowie das System der Übergabeeinheit 46 dargestellt. Die Übergabeeinheit 46 wird am Förderband 60 der Hubeinrichtung 50 über eine Befestigungseinheit 62 angebracht und ist somit nach oben und unten in der Lagergasse 41 (vgl. Fig. 2) des Magazins 40 beweglich angeordnet. Diese Befestigungseinheit 62 ist auch an der gegenüberliegenden Seite, an der die Handhabungseinrichtung 12 an die Übergabeeinheit 46 übergeben wird, angebracht.
  • Das Magazin 40 ist nach oben oder in der Länge erweiterbar, somit könnten die Lagerplätze 48 für die Handhabungseinrichtungen 12 (vgl. Fig. 3) ohne großen Aufwand vergrößert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Handhabungs-/ Packmaschine
    12
    Handhabungseinrichtung
    14
    Garnitur
    16
    Einführrahmen
    18
    Aufhängung
    20
    Greiferkopf
    22
    Greiferkopfträger
    24
    Maschinenausleger
    26
    Hubsäule
    28
    Maschinentisch
    30
    Verpackungsgüter
    32
    Gebinde, Getränkekästen, Kästen
    34
    Schienensystem
    36
    Transportband
    40
    Magazin
    41
    Lagergasse
    42
    Führungs-/ Schienensystem
    44
    Schienen
    46
    Übergabeeinheit
    48
    Lagerplatz, Regal, Ablageposition
    50
    Hubeinrichtung
    52
    Antrieb für Hubeinrichtung
    54
    Motor
    56
    Getriebe
    57
    Abtriebswelle
    58
    Koppelwellen
    60
    Zugmittel
    62
    Befestigungseinheit
    B
    Bewegungsrichtung
    V
    vertikale Bewegungsrichtung

Claims (13)

  1. System zur Handhabung von Verpackungsgütern (30), aufweisend eine Handhabungs- und/oder Packmaschine (10), die wenigstens eine Handhabungseinrichtung (12), an welcher Greiferköpfe (20) angebracht sind, sowie dieser zugeordnete, an die Größe der zu handhabenden Verpackungsgüter (30) angepasste Einführrahmen (16) zur Einleitung der Verpackungsgüter (30) in Gebinde (32) aufweist, und ein Magazin (40), wobei die Handhabungseinrichtung (12) und der zugeordnete Einführrahmen (16) gemeinsam auswechselbar und zwischen einer Arbeitsstellung an der Maschine (10) und einer Lagerstellung im Magazin (40) bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (12) und der zugeordnete Einführrahmen (16) übereinander stapelbar und automatisch miteinander verriegelbar sind und zwischen der Maschine (10) und dem Magazin (40) Schienen (44) zur annähernd horizontalen Beförderung der wenigstens einen, auswechselbaren Handhabungseinrichtung (12) und eines dieser zugeordneten Einführrahmens (16) zwischen der Arbeitsstellung und der Lagerstellung angeordnet sind.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der eine Einführrahmen (16) an seiner Unterseite Gleiteinrichtungen oder Räder zur Beförderung auf den Schienen (44) aufweist.
  3. System nach Anspruch 1, wobei das Magazin (40) Einrichtungen zur horizontalen und/oder vertikalen Beförderung der Handhabungseinrichtung (12) von und zu wenigstens zwei separaten Ablagepositionen (48) aufweist.
  4. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Magazin (40) als Regalsystem mit wenigstens zwei übereinander angeordneten Ablageebenen für die Handhabungseinrichtung (12) und den zugehörigen Einführrahmen (16) ausgebildet ist, denen eine kombinierte Horizontal- und Vertikalfördereinrichtung zugeordnet ist.
  5. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Magazin (40) zumindest eine, seitlich zu einer durch das Schienensystem (42) definierten Übergabeposition angeordnete Ablageposition (48) für die Handhabungseinrichtung (12) und den zugehörigen Einführrahmen (16) aufweist.
  6. System nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Austausch einer Garnitur (14) bestehend aus wenigstens einer auswechselbaren Handhabungseinrichtung (12) und einem der Handhabungseinrichtung (12) zugeordneten Einführrahmen (16) durch Überführung einer zu deaktivierenden Garnitur (14) in das Magazin (40) und durch Überführung einer zu aktivierenden Garnitur (14) aus dem Magazin (40) in die Arbeitsstellung an der Maschine (10) automatisch steuerbar ist.
  7. Verfahren zur Steuerung eines Systems, bestehend aus einer Handhabungs- und/oder Packmaschine (10) zur Handhabung von Verpackungsgütern (30), die wenigstens eine Handhabungseinrichtung (12) sowie dieser zugeordnete, an die Größe der zu handhabenden Verpackungsgüter (30) angepasste Einführrahmen (16) zur Einleitung der Verpackungsgüter in Gebinde aufweist, und einem Magazin (40), wobei die Handhabungseinrichtung (12) und der zugeordnete Einführrahmen (16) gemeinsam auswechselbar und zwischen einer Arbeitsstellung an der Maschine (10) und einer Lagerstellung im Magazin (40) bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine auswechselbare Handhabungseinrichtung (12) und ein der Handhabungseinrichtung (12) zugeordneter Einführrahmen (16) eine Garnitur (14) bilden, wobei die Handhabungseinrichtung (12) und der zugeordnete Einführrahmen (16) übereinander gestapelt und automatisch miteinander verriegelt und gemeinsam auf annähernd horizontal verlaufenden Schienen (44) zwischen der Maschine (10) und dem Magazin (40) befördert werden, wobei die Schienen (44) zwischen der Maschine (10) und dem Magazin (40) angeordnet sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Garnituren (14) zwischen ihrer Arbeitsstellung an der Maschine (10) und ihrer Lagerstellung im Magazin (40) ausgetauscht werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Garnituren (14) im Magazin (40) horizontal und/oder vertikal von und zu wenigstens zwei separaten Ablagepositionen (48) befördert werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Garnituren (14) im als Regalsystem ausgebildeten Magazin (40) mittels einer kombinierten Horizontal- und Vertikalfördereinrichtung zwischen wenigstens zwei übereinander angeordneten Ablageebenen befördert werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Garnituren (14) im Magazin (40) zwischen einer durch das Schienensystem (42) definierten Übergabeposition und wenigstens einer seitlich zu dieser angeordneten Ablageposition (48) befördert werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Einführrahmen (16) an ihrer Unterseite Gleiteinrichtungen oder Räder zur Beförderung auf den Schienen (44) aufweisen.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei ein Austausch der Garnituren (14) durch Überführung einer zu deaktivierenden Garnitur (14) in das Magazin (40) und durch Überführung einer zu aktivierenden Garnitur (14) aus dem Magazin (40) in die Arbeitsstellung an der Maschine (10) automatisch gesteuert wird.
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